国防部希望开发间谍卫星,可以探测到世界另一端的军事力量调动,从而立即评估对国家安全的潜在威胁。装载在导弹头部内的无人侦察机将被发射到可疑地区收集更多情报;如果威胁得到证实,将由另一架飞机替代,该飞机可以进行低空监视长达五年,而无需返回地球加油。
为此,五角大楼委托开发了“快速眼”(Rapid Eye)和“秃鹫”(Vulture)——两种新型无人高空飞机,据称它们能更好地满足当今收集有关更灵活威胁信息的需求。
“我们谈论的不是冷战时期我们想要监视的那种大型、厚重的结构,”国防高级研究计划局(DARPA)战术技术办公室的项目经理韦德·普利亚姆说。该办公室是五角大楼的一个部门,负责为国防部研究和开发新技术。“今天的威胁更加流动,军事反应更可能是低强度和长期的,而不是快速和尖锐的。因此,所有相关资产的持久性都很重要。”
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目标是在三年内展示这两种飞机的技术演示,并在五年内准备好可用的模型。DARPA计划在2009财年末之前花费1200万美元开发“快速眼”,花费790万美元开发“秃鹫”。
“快速眼”背后的理念是制造一种可以存储在弹道导弹上的飞机,能够在1小时内将其运送到世界任何地方。“快速眼”将与导弹一起飞行——机翼折叠或放气,具体取决于设计——并在指定地点上方释放。“快速眼”计划将研究和开发相关技术和系统,使军方能够通过弹道导弹将一架重达500磅的高空无人机运送到大致位置,使导弹减速以部署其有效载荷,然后发射间谍飞机并启动其推进系统。一旦升空,它将在高空提供情报、监视和侦察能力,至少持续七个小时而无需加油。
“秃鹫”项目的全称是“超高空、超长航时、游荡式剧场无人侦察元素”,旨在交付和维护一架可以在监视目标上空停留至少五年的飞机。该飞行器的预计重量为1000磅,正在设计为从环境中获取能量——通过太阳能或其他来源——以高效地存储和使用能量,并包括机器人加油能力。“秃鹫”的翼展在300到500英尺之间,其功能将更像一颗低轨道卫星,而不是飞机,它能在空中停留的时间比今天的任何侦察机都要长得多。俄克拉荷马州立大学机械和航空航天工程副教授杰米·雅各布说,并补充说:“这将为军方提供持续存在。” 雅各布正在担任国防承包商的顾问,为该飞机开发设计。
开发“秃鹫”的两个最大障碍是选择为飞行器供电的最佳能源,以及能持续至少五年的坚固组件。一种选择是将飞机模块化,以便组件可以在必要时断开并远程控制飞回家,并且可以远程连接新的模块。另一种选择是使用第二架飞机为“秃鹫”加油并在飞行中进行维修。
过去十年中,包括太阳能电池和更高效的发动机在内的几项技术进步使这些飞机比过去更具现实性。“飞机必须轻便且运行效率极高,”雅各布说。“你不可能用今天的燃料飞行五年。理想情况下,飞机将配备太阳能电池,可以在飞行中交替充电和运行。”
这些项目是互补的。“‘快速眼’适用于你不知道自己想在哪里,但需要快速到达那里时,”普利亚姆说。“‘秃鹫’适用于当你希望在一个区域上空停留很长时间时。”
目前尚不清楚“快速眼”在使用后是否可以回收;DARPA将这个问题留给提交飞机设计的公司。“我们更希望能够回收飞机,”普利亚姆说,“但是飞机的成本不会高到必须回收的程度。”
英国国防公司 QinetiQ 声称保持了无人机升空时间最长的记录。2005 年,其“西风”(Zephyr)高空太阳能动力飞行器在一次试飞中连续升空 54 小时。之前的无人机耐久性记录是在 2001 年由一架喷气动力的美国空军“全球鹰”侦察机创造的,该飞机飞行了 30 多个小时。“西风”是一架碳纤维飞机,重 66 磅,翼展约 59 英尺,白天依靠覆盖其机翼的非晶硅阵列产生的太阳能飞行;它在夜间由白天使用太阳能充电的锂硫电池供电。