珠海航展重大事件快评:矢量推进已经成熟,地面无人平台引领军转民方向

我国三维矢量喷管技术路线不同于美俄,航空发动机产品已经进入自主创新阶段

矢量喷管技术的主要作用是改变航空发动机的推力方向,矢量喷管分为三维矢量喷管和二维矢量。三维矢量喷管的偏转方向有三个轴,这样就可以让喷管向三维空间的任何方向偏转以控制推力方向,这种发动机比较典型的是俄罗斯苏-35S的土星-留里卡设计局的117S 发动机和我国在此次珠海航展展出的涡扇-10TVC(Thrust Vector Control)发动机;二维矢量喷管的偏转方向有两个轴,一般情况下这种喷管只能上下偏转,发动机推力也只能上下偏转,二维矢量喷管最典型的就是美国F-22A 隐身战斗机的普拉特·惠特尼公司的F-119发动机。

歼-10B TVC 验证机搭载涡扇-10的矢量推进技术为三维矢量推进,但技术路线不同于美俄发动机,是彻底的自主创新产品。从图1、图2可以看出,我国的三维矢量喷管为两段可动式实现喷管较大的偏转角度,第一段是喷管根部与发动机接口处有一定范围的可动,第二段是收敛扩散叶片中部之后的叶片可动。这与美俄的喷管根部整体可动是完全不同的。

俄罗斯苏-37和苏-35S 的117S 发动机以及其早期开发的99M 系列发动机的尾喷管是喷管整体可动式的,这种结构的发动机喷管的收敛扩散叶片是一整片,动作机构直接控制整片喷管运动,但俄罗斯的整体工业制造能力的不足,喷管寿命一直较低,也可能是该类喷管结构相对复杂(可动范围较大)导致可靠新较差。美国虽然对三维矢量发动机做过大量试验,但是并未大规模应用,这与美国的空军建军思想从机动性转向注重超视距空战和电子战有关系,这是美军在军事体系作战优势下的选择。但是对于其他国家来说,力求部分装备技术优势,当这种优势技术足够多的时候,可以弥补体系的一些短板并且使体系更加完善。比如三维矢量喷管技术可以让战斗机在近距格斗中占据机头指向性优势以及更加利于在战斗过程中抢占发射阵位,少一分装备技术水平差距,就多一份胜算。

成熟的无人地面作战平台的出现,为地面无人驾驶技术指明方向

自主式军用无人地面作战平台已经实现不依赖人类干预作战,比人类更适合巷战此次展出的无人地面作战平台主要有两种:第一种是遥控式平台,此类平台由于技术简单,故在此不予介绍;第二种是自主式无人地面作战平台,也可以叫做巷战机器人,它可以在人类不干预的情况下自主对地形进行识别判断并进行作战,其反应能力不输于人类。在巷战中,由于地形复杂,突然出现的火力点和目标较多,威胁较大,坦克等大型装甲车辆由于目标大、反应慢容易被攻击。而地面无人作战平台的高度不到1.5米,火力为一挺7.62mm 机枪和两具40mm 火箭筒,机动灵活、反应快、火力足够应付非装甲类目标,而自身带有装甲,对于步枪弹有一定的防御能力,比人类更适合巷战环境。

“惯性导航+激光雷达+强大的计算能力”是实现不依赖卫星导航及外界测控信号的主要技术途径

地面无人作战平台的自主导航技术,主要分为两种:1、“GPS+惯性导航+可见光(红外)”,这种导航方式是最简单的,主要是应用于有路面的场景,对于卫星导航信号和地面差分系统的能力依赖较大,受环境影响大,无法用于作战环境;2、“GPS+惯性导航+激光雷达”,这种技术的设想是在战场没有路面的环境下进行应用,在可以接收到卫星导航信号的情况下会依赖卫星导航信号进行自主规划路线,在不可以接收到卫星导航信号的条件下,其可以用激光雷达对周围地图进行扫描并绘制出来,然后自主计算规划行走路线,这对于复杂地形的作战意义重大。

无人驾驶技术很可能成为军转民的主要方向

全球地面无人作战平台的研发已经历经了30年以上的时间,其导航技术为核心技术。而我国在这个方向起步较早,技术积累不输于西方发达国家,并且现在已经有了一批重要技术成果。国内的民用无人驾驶技术刚刚开始起步,如果可以对军用无人平台淘汰下来的路面无人驾驶技术进行改造使其应用于民用车辆,这既能发挥军工院所和企业的技术先导性优势,又可以发挥民品企业的市场优势,具有比较光明的市场前景,有利于科研资源的优化配置。