【架空設(shè)定】【EVE宇宙航母預研計劃】統(tǒng)一戰(zhàn)線級星際航天母艦(7) 艦船航天能力

艦船航天能力總述-----------------------------------------
重視傳承是人類這個物種的天性,懷抱數(shù)百萬年的歷史,人類總是能從中學到太多經(jīng)驗和教訓。正如同當今統(tǒng)一全人類的政權(quán)的正式名稱:“人類命運共同體”一樣,它是數(shù)千年前新冷戰(zhàn)時代出現(xiàn)的一縷曙光,經(jīng)歷了三戰(zhàn)、共同體成立、太陽系開發(fā)、外星系殖民、超光速時代,全人類是休戚與共的命運共同體概念隨著政權(quán)的名字一路傳承至今。類似的例子不勝枚舉,例如人們把在大海中航行的,以艦載機作為主戰(zhàn)武器的大型水面艦艇叫做航空母艦。而這一命名也同樣深深地影響了今日共同體星聯(lián)艦隊的艦船分類和命名,統(tǒng)一戰(zhàn)線級“星際航天母艦”(簡稱星航母艦)命名的來源正是來自前星際時代的航空母艦。即便二者的外形、結(jié)構(gòu)、作戰(zhàn)職能完全不一樣,但它們都有著相同的內(nèi)核:通過引入靈活的小型獨立作戰(zhàn)單元使得交戰(zhàn)選擇多樣化、并與其他既有領(lǐng)域配合形成多領(lǐng)域復合的打擊能力。對于航空母艦來說,其配置的艦載機不僅能靈活執(zhí)行多種任務(wù),同時也拓展了交戰(zhàn)維度,使得戰(zhàn)爭形式不再拘泥于主力艦之間在海面上的平面對抗,而是由艦載機、導彈、魚雷、艦炮從水下、水面、天空所共同發(fā)起的“立體戰(zhàn)爭”。而對于星航母艦而言同樣如此,它配備的艦載機不僅提高了任務(wù)靈活性,同時也由于自身強大的超光速機動能力再一次拓展了交戰(zhàn)維度。曲速引擎的問世標志著星際戰(zhàn)爭不再局限于在亞光速三維環(huán)境中發(fā)起的對抗,而是跨越遙遠時間和三維空間的“四維戰(zhàn)爭”。藉由FTL帶來的超強機動能力,具備FTL飛行能力的文明可以借此建立起對SBL文明的“超光速霸權(quán)”。其武力能在極短時間內(nèi)跨越超長距離進行投射。對于這些沒能掌握超光速飛行技術(shù)的文明來說,這些能無視光速壁壘,能極短時間內(nèi)跨越一整個星域來發(fā)起攻擊的星艦無疑掌握了時間上的絕對優(yōu)勢:當自己的艦隊還在以亞光速飛行到半途時,敵方艦隊已經(jīng)完成了對目標星系的打擊,甚至已經(jīng)在前往下一個星系的路上了。等到抵達了目的地,留給自己的恐怕只有遍地的斷壁殘垣和以光速傳播的一個個星系接連受到襲擊的消息。
縱觀人類探索太空的整個過程,我們可以總結(jié)出一條跟地球海軍類似的太空武裝力量發(fā)展路線:在整個亞光速時代,艦載機跟導彈相比由于需要預留返程的燃料,在那個工質(zhì)攜帶量決定續(xù)航的年代,這意味著相同的任務(wù),艦載機需要導彈兩倍以上的體積才能滿足作戰(zhàn)需求,這造就了同體積下艦載機相較于導彈的巨大劣勢。因此,在亞光速時代的絕大部分時間里,占據(jù)共同體武裝力量主流的是“大艦巨炮”流派,航母則只作為輔助性艦種而存在。
曲速引擎的問世改變了一切,隨著超光速時代的來臨,曲速場包裹技術(shù)的大量應(yīng)用,相比體積更小的導彈,艦載機率先配置了使其能夠超光速飛行的曲速引擎,這使得艦載機在這場新軍事技術(shù)革命中拔得頭籌。場包裹技術(shù)帶來的亞光速環(huán)境下噴氣速度激增使得艦載機的Δv得到空前的提升,同期尚未問世的超光速通訊也使得共同體作戰(zhàn)群在進行超光速飛行后最好能得到人類的指揮,這使得載人艦載機的重要性激增。諸多原因最終導致了在超光速時代初期,大量戰(zhàn)列艦、導彈武庫艦等依托導彈或艦炮打擊目標的艦船被正規(guī)的艦隊航母所取代。而即便通過技術(shù)升級和設(shè)備小型化改進使得導彈、艦炮等武器也逐漸具備了超光速飛行的諸多優(yōu)勢,使得它們可以重回舞臺的中央。然而通過(曲速)場包裹技術(shù)解決了工質(zhì)攜帶問題這一最大技術(shù)短板的艦載機如今也可以和導彈、艦炮這些老前輩們分庭抗禮,在舞臺中央盡情展現(xiàn)自己的能力。
艦載機和航母的重新崛起帶來了超光速環(huán)境下星航母艦的井噴式設(shè)計,在新技術(shù)背景下,航母的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否該做出修改?以及修改多少?配套設(shè)施應(yīng)該如何布局?如何在載機量和出動率之間達成平衡?這些都是超光速時代星航母艦需要解決的問題。本節(jié)主要通過分析統(tǒng)一戰(zhàn)線級的航天作業(yè)能力,包括執(zhí)行航天打擊任務(wù)的主體:種類繁多的艦載機和用于保障打擊任務(wù)能夠順利進行的各類保障設(shè)施。以此來判斷共同體在新時代超光速環(huán)境下對星航母艦做出的一系列改進和優(yōu)化設(shè)計是否達到了預期的價值。通過這些設(shè)計,我們可以看到人們?yōu)樘岣呓y(tǒng)一戰(zhàn)線級航母的航天作業(yè)能力而進行的所有嘗試和努力。

航天設(shè)施
千萬年的傳承是人類寶貴的財富,但任何事物總不是一成不變。人類的歷史總是呈現(xiàn)螺旋上升的狀態(tài),舊有的概念在不斷的發(fā)展中被賦予新的內(nèi)涵、新的意義,亦或者是和其他概念之間的邊界逐漸模糊乃至深度融合。統(tǒng)一戰(zhàn)線級的航天作業(yè)設(shè)施設(shè)計正是這樣一個絕好的例子。
如果從數(shù)學角度對航空母艦的航空作業(yè)展開評判,我們會發(fā)現(xiàn)一個有趣的事實:航空母艦通過(二維平面的)飛行甲板將艦載機送往(三維立體的)天空中執(zhí)行任務(wù)。事實上,這一事實適用于所有的“大氣層內(nèi)載機母艦”。原因其實也很簡單,人類賴以生存的地殼和大氣層,對于直徑達12742 km的地球來說不過是表面薄薄的一層,正如同包裹著巧克力球的金箔那樣。在星球表面進行的戰(zhàn)爭實際上跟二維的平面沒有太多的差別。從這一角度來看,前星際時代的軍隊實際上都或多或少地呈現(xiàn)出“平面軍隊”的特征,即便陸軍可以上高山下裂谷、海軍可以潛入水中,空軍更是可以在廣闊的空中肆意飛行。然而這些“高度的變化”在地球母親龐大的體積面前基本上都不值得一提。
通過這樣的分析,我們就可以發(fā)現(xiàn),只有當人類飛往星際空間,擺脫地球引力束縛的時候,他們才能體會到什么是真正意義上的“三維戰(zhàn)爭”。因為只有在宇宙空間中,在遠比地球大氣層要寬廣、遼闊的宇宙空間中,戰(zhàn)場才在真正意義上不受任何長、寬、高的限制。
藉由已經(jīng)確定的數(shù)學觀點,我們可以展開推論:星航母艦通過(三維立體的)飛行甲板將艦載機送往(四維時空的)宇宙空間中執(zhí)行任務(wù)。
而這一個多出來的維度(即高度),正是星航母艦和航空母艦的最大不同:飛行甲板。
在地球引力的束縛下,航母一般僅采用單層飛行甲板設(shè)計,這也不是人類不想為其增加第二層、第三層飛行甲板以提高載機量和出動率,而是在經(jīng)過了早期赤城、光榮等雙層乃至三層飛行甲板航母的實踐后對此得出了否定的結(jié)論。事實上,配備多層飛行甲板的航母,一般會出現(xiàn)重心過高、影響艦載機調(diào)度效率、下層甲板無法有效利用甲板風增加升力、增加艦體承重部分的負擔等一大堆問題。這也是為何雙層乃至多層飛行甲板的航母在航母發(fā)展史上僅是曇花一現(xiàn)的最重要原因:“實踐證明這是低效的”。
然而在太空中,情況又不一樣了,由于太空的微重力環(huán)境,使得艦載機的??亢推痫w方式都發(fā)生了巨大的變化。在這樣的環(huán)境下,艦載機無需長長的跑道積攢速度用于產(chǎn)生對抗地球重力的升力將自己“推”上天空,僅需通過RCS或主發(fā)動機給予機體一個微小的推力,機體就能離開艦體進入宇宙空間中。同時,艦載機的停放也可以不再遵循“一定要放在地面上”這條在地球環(huán)境下屢試不爽的鐵律,因為在太空微重力環(huán)境下,誰能說天花板不是地面呢?
微重力環(huán)境使得舊有航母上長長的二維飛行甲板變得效率低下了,對于存放戰(zhàn)機的單層機庫也是同樣。因此,在用于太空作戰(zhàn)的星航母艦上,為提高效率,很自然的想法是將飛行甲板由二維平面升格為三維立體結(jié)構(gòu),加之用于停放機體的機庫本來就是三維結(jié)構(gòu),因此兩者的結(jié)合產(chǎn)生了太空航母相較于海上航母的最重要改變。
那就是將飛行甲板和機庫融為一體,作為形式上統(tǒng)一的“綜合航天作業(yè)區(qū)”而存在。
以統(tǒng)一戰(zhàn)線級的菱形航天作業(yè)區(qū)(機庫兼三維飛行甲板)為例,由于不再有重力的束縛,艦載機可以四處疊放,甚至漂浮在空中拿根繩索和艦體表面拴住,這樣也算完成了停靠(事實上許多共同體星航母艦在緊急接收了返回的受損艦載機后都直接讓其懸浮在機庫空中而不是貿(mào)然和地面固定設(shè)施連接,防止其發(fā)生事故波及??吭谥車臋C體和人員)。別說在地面上堆放了,在統(tǒng)一戰(zhàn)線級機庫的“天花板”上同樣可以通過倒置懸掛的方式來停放機體。實際上,統(tǒng)一戰(zhàn)線級菱形機庫的四條邊均可以用來??颗炤d機,這相當于統(tǒng)一戰(zhàn)線級同時配備了四個機庫,極大地提高了空間利用率。同時,在太空環(huán)境下起降戰(zhàn)機也變得簡單了起來。在無重力環(huán)境下,艦載機之所以能夠停靠在航母上的原因跟前星際時代載人飛船能和空間站對接的原因在本質(zhì)上是一樣的,都是通過不斷減小相對速度接近并對接/進入飛船,從而連成一個整體。無重力環(huán)境使得艦載機僅需RCS或主引擎提供一個微小的推力便能改變與母艦的相對速度,進而實現(xiàn)離艦/著艦的效果。
時至今日,共同體對于太空航母艦載機在機庫/飛行甲板的停放和放飛區(qū)域劃分已經(jīng)有了一套成熟的方式。

由圖可見,這是統(tǒng)一戰(zhàn)線級機庫的正視圖截面。其中,實線代表機庫外墻,外墻和虛線之間的空間為停靠區(qū),艦載機在這里進行停靠、補給乃至維護。被虛線包裹的空間為起降區(qū),艦載機在這里進行起飛和降落作業(yè)。在統(tǒng)一戰(zhàn)線級的全通式三維飛行甲板兼機庫區(qū)域內(nèi)不設(shè)任何諸如閘門、分隔墻、電梯等結(jié)構(gòu)上的分割,而是通過模糊化停泊區(qū)和起降區(qū)之間的分界線來劃分艦載機作業(yè)的不同區(qū)域,虛線代表的僅僅是一個大概的位置。



由圖可知,在實際運用中,停泊區(qū)和起降區(qū)的位置實際上并非涇渭分明,而是會隨著情況在局部乃至整體發(fā)生變化。這主要取決于甲板地勤人員乃至航天作業(yè)管理計算機的分配,管理主機將會綜合艦載主機的態(tài)勢狀況數(shù)據(jù)、現(xiàn)有的艦載機出動狀況、機庫內(nèi)剩余機體的狀況等多方數(shù)據(jù)來自主預測未來一段時間內(nèi)艦載機的出勤和??繝顟B(tài),進而以此為依據(jù)對停泊區(qū)和起降區(qū)進行精確劃分,并將結(jié)果實時反饋給飛行管理官、地勤人員、飛行員和機載AI。此舉不僅僅是為了機庫和飛行甲板間可以不受阻礙地互通有無,并以更高的效率進行物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)移,提高航天作業(yè)效率;也是為了在特定情況下進行停泊/發(fā)射功能的靈活切換和變通,進而在“出動-返航-補給/維護-出動”的整個流程中實現(xiàn)效率的最大化。
為進一步提高航天作業(yè)效率,統(tǒng)一戰(zhàn)線級沿襲了自“福特”級航母以來的“一站式保障”概念,在其停泊區(qū)設(shè)置了共85個“一站式保障區(qū)”,每個保障區(qū)均可進行加油、掛彈、維修等作業(yè),著艦的艦載機可在停泊區(qū)完成全部保障作業(yè),隨后依靠自身動力前往位于船艏的彈射器處升空作戰(zhàn)。
每個“一站式保障區(qū)”都設(shè)置有兩個帶艙口蓋的“保障模塊”:電源保障和加油保障模塊,通過可塑性納米機械臂和艦船主機的共同作用,可以實現(xiàn)艦載機燃料補充、彈藥掛載、應(yīng)急維修等工作的全自動化,且效能是過去人類地勤介入時的幾倍不止。
“一站式保障”采用系統(tǒng)工程設(shè)計方法,將飛行甲板上的多個模塊進行集成管理,以實現(xiàn)工作效率最大化和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。減少艦載機進出機務(wù)站位時對牽引無人機的依賴(在戰(zhàn)機受損時,機庫內(nèi)會有牽引無人機將受損機體送入停泊區(qū)),同時不移動艦載機即可完成所有出動準備作業(yè)。不僅可以減少艦載機在多個區(qū)域移動所需的時間,大幅提高保障效率,而且艦面燃料接口更接近戰(zhàn)機機身接口,減小了對其他保障作業(yè)的影響。
通過來自艦載主機的算力補償,統(tǒng)一戰(zhàn)線級得以采用可塑性納米機械臂取代了過去復雜的用于艦載機補給和維護的各種設(shè)備。實現(xiàn)了艦載機運維設(shè)施的高度系統(tǒng)集成。這些任勞任怨的可變形機械臂們能夠有效應(yīng)對艦載機運維場景中的各種情況,不僅包括尋常的油料、彈藥補給,甚至還能對戰(zhàn)機本身進行日常維護以及在戰(zhàn)機輕度受損的情況下對其進行維修。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級的機庫支撐墻實際上是中空的,內(nèi)部設(shè)置有直通納米蟲巢的通道。納米蜂群可迅速通過這些僅有手指粗細的通道抵達航天作業(yè)區(qū),并可在艦載主機附加運算模塊的指導下根據(jù)當前任務(wù)迅速進行分化和組裝,一般而言僅需短短兩分鐘就能夠轉(zhuǎn)化為所需的結(jié)構(gòu),并立刻開始工作。
當然了,考慮到作業(yè)區(qū)支撐墻作為艦船裝甲系統(tǒng)的最后一層襯底,在戰(zhàn)時可能會遭到敵方打擊,因此只要往反方向(艦船生活區(qū))打通幾條與艦船自修復裝甲系統(tǒng)連接的通道,源源不斷的納米機器人便會從納米蟲巢改道一路涌入艦船裝甲系統(tǒng),此舉還能在一定程度上增強側(cè)舷裝甲系統(tǒng)的修復能力,可謂是一舉兩得。
當然了,基于同樣的抗打擊考慮,艦載機的燃料和彈藥不能通過側(cè)舷作業(yè)區(qū)承重墻通道抵達機庫,必須得通過艦內(nèi)設(shè)置的以額外裝甲包裹的油泵設(shè)施及彈藥升降機來運送,盡管這會擠占一定的作業(yè)區(qū)空間。
值得一提的是,專門為控制納米蜂群而增設(shè)的附屬運算模塊實際上并不直接從屬于艦載主機,其位置也不在主機室內(nèi),而是納米機器人們通過脫分化-再分化進程而來,且只有在艦載主機損毀或無響應(yīng)時才會啟動,平時艦載主機自身的運算力就足以控制艦載納米蜂群。由于納米機器人高度的可塑性,在艦載主機的掌控下,它們能夠在脫機狀態(tài)下通過特種藍圖分化為一個個小型光量子計算結(jié)構(gòu),這一個個小型計算結(jié)構(gòu)再通過艦載光纖信息網(wǎng)絡(luò)組合成能夠控制整個艦載納米蜂群的分布式光量子運算模塊。這種應(yīng)急措施能夠在主機離線的極端情況下保證艦船的基本生存性。
盡管經(jīng)過多年的發(fā)展,統(tǒng)一戰(zhàn)線級艦載納米蟲巢搭載的NS800型納米蜂群功能強大,但是像科幻小說里那種納米機器人隨意組合成零件的場景至少對于現(xiàn)階段的人類而言仍然為時過早。這些自組織電塑性納米蜂群雖然確實能夠依指令聚集在一塊,但由于它們是依靠重力而非分子間相互作用力(又稱范德華力)聚集在一塊。因此導致組合起來的東西松軟得就像土塊,且完全不具備任何實際運用能力。
因此,對于用作可塑性納米機械臂乃至基本零件生產(chǎn)的NS800納米蜂群而言,無論是將其用于何種用途,在組合過程中都必須對由大量納米機器人組合起來的宏觀聚合體通電,通過外部電磁力約束聚合體微觀結(jié)構(gòu),從而提高宏觀結(jié)構(gòu)本身的硬度和強度。
然而這就涉及到另一個問題,那就是通入外部電流的方法對于構(gòu)建隨時可能有改變結(jié)構(gòu)需要的可塑性機械臂來講是一種不錯的方法。然而對于構(gòu)造可用于替換受損部分的零備件生產(chǎn)而言,則不能采用這種方法。畢竟對于這些零備件而言,保持持續(xù)通電的條件在絕大多數(shù)情況下都是不存在的。
這時,我們就需要一種能夠一次性約束微觀結(jié)構(gòu),進而提高其宏觀構(gòu)造體硬度的措施。而這正是統(tǒng)一戰(zhàn)線級搭載的納米-高周波3D打印工廠的核心設(shè)施之一:高周波一體成形車床(另一個是艦載納米蟲巢)。
平時呈流體狀的NS800納米蜂群將會通過管道被送達車床,在反應(yīng)腔中先構(gòu)建出所需的零件,然后通入外部電流進行一次暫穩(wěn)成形。在外部電流的約束下,零件本身將具備能夠進一步加工而不被高溫融化的基礎(chǔ)條件。接下來,反應(yīng)腔腔體上安裝的8座高周波熱合機則會啟動,對零件進行高溫熔接。此時高周波(即頻率大于100KHz的電磁波)將會產(chǎn)生高頻電磁場,使零件內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫。在高溫條件下,分子間作用力將會取代重力和此時依然存在的外部電磁力,成為約束零件微觀結(jié)構(gòu)的主要相互作用。自然,用來構(gòu)建零件的納米蜂群也會在高溫中徹底解體,并被轉(zhuǎn)化為普通的納米物質(zhì),失去特定功能的納米機器人將會在材料內(nèi)部的高溫條件下被范德華力緊緊地鏈接在一起。此時,就算對材料本身斷電,已經(jīng)被熔接成形的納米機器人們也不可能再變回松散的結(jié)構(gòu)了,它們將永久化為這個零件的一部分,在不同的位置繼續(xù)為共同體發(fā)光發(fā)熱。
當然了,能夠拿來鑄造零件的,除了隨時都能生產(chǎn)的納米機器人,自然也包括各類通常材料。合金、樹脂、陶瓷……只要有充足的物質(zhì)供應(yīng),加上合適的藍圖,統(tǒng)一戰(zhàn)線級的3D打印工廠就能夠生產(chǎn)出和標準件性能基本一致的零備件。就算材料不夠,也可以通過在納米物質(zhì)中摻入少許高性能材料的方式使零件的性能無限接近于標準件。
在艦載主機數(shù)據(jù)庫內(nèi)預先輸入的藍圖,以及倉庫內(nèi)攜帶的少量高性能材料超精粉末儲存的支持下,這個3D打印工廠能夠制造相當一部分艦體和艦載機需要的各式零件(某些體積特別大或?qū)Σ牧嫌刑厥庑枨蟮牧慵猓?。雖然通過這樣的方法生產(chǎn)出來的零件在性能上往往不及標準零件,但在前方作戰(zhàn)難以獲得標準備件補給的情況下,這些零件則往往能成為改變戰(zhàn)局的重要戰(zhàn)略資源。
除艦載機???、維護和保障設(shè)施外,統(tǒng)一戰(zhàn)線級的彈射和機體回收系統(tǒng)也同樣值得稱道。
有人質(zhì)疑在太空微重力環(huán)境中,艦載機僅需微小的推動力就能通過增大和母艦間的相對速度而自主離艦,那么為艦載機提供彈射服務(wù)是否還有意義。
答案則是一如既往的“有”,即便在曲速場包裹技術(shù)已經(jīng)廣泛用于亞光速推進的今天而言依舊如此。
隨著超光速時代的來臨,人們對基于新技術(shù)加持下的艦載機的作戰(zhàn)效能的認識有了質(zhì)的飛躍。乘上新技術(shù)之風的艦載機在戰(zhàn)斗中不再只起輔助作用,而是升級為人類的主戰(zhàn)武器系統(tǒng)。而這就要求它的作戰(zhàn)半徑、載彈量、起飛速度和機動能力都必須大幅提高。而航母搭載的艦載機彈射系統(tǒng)則能夠間接地幫助艦載機實現(xiàn)這一目標。
通過賦予艦載機以一個可觀的離艦加速度,使其不需要動用自身的燃料進行長距離加速,致使機體在抵達戰(zhàn)場前先浪費掉一大部分燃料。艦載彈射器無疑能夠極大拓展艦載機的作戰(zhàn)半徑。加之有了曲速場包裹技術(shù)的增幅,現(xiàn)今的電磁彈射系統(tǒng)結(jié)合場包裹技術(shù)后能將艦載機加速到超光速,并在不消耗一點亞光速推進燃料的情況下將艦載機一路送至數(shù)光時乃至數(shù)光天之外的目的地,而艦載機則能以最好的姿態(tài)投入戰(zhàn)場。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級在艦艏配備的曲速場包裹電磁彈射系統(tǒng)(W-Field Wrapped Electromagnetic Catapult System,F(xiàn)WECS)屬軌道式電磁彈射裝置。在船艏沿機庫墻壁設(shè)置有四條電磁加速軌道,此舉是為了發(fā)揮長軌道對電樞(艦載機)的極限加速能力。這一設(shè)計讓彈射器可以在四條軌道中的任意三條或?qū)ΨQ的兩條正常工作時即可維持艦載機的彈射。
當然,要想通過軌道乃至線圈等電磁加速系統(tǒng)加速,條件之一則是電樞(艦載機)本身也得是電的良導體。然而考慮到航天器在面對宇宙射線等高能粒子現(xiàn)象帶來的空間電荷累積效應(yīng),累積的電荷很可能會干擾乃至破壞電子設(shè)備的運行,因此航天器外殼普遍鋪設(shè)有絕緣層以隔絕電荷。這就使得一般的航天器不能通過電磁彈射系統(tǒng)進行加速。
然而共同體并非對此毫無準備。統(tǒng)一戰(zhàn)線級搭載的專業(yè)軍用艦載機由于需要考慮在大氣層中的飛行能力,因此行星磁場是不能繞過去的問題。為了能夠在強磁場環(huán)境下依舊保有作戰(zhàn)能力,共同體軍用戰(zhàn)機在機體表面采用特種軍用蒙皮以取代一般航天器的防輻射絕緣外殼。這些蒙皮的內(nèi)部附有一層高純度銀網(wǎng),在遇到外界強磁場的時候銀網(wǎng)則會與磁場共同構(gòu)成法拉第籠,將累積的電荷轉(zhuǎn)化為累積的電動勢,同時在機體內(nèi)部設(shè)置有一個未充電的電容,并將其與銀網(wǎng)相連接,從而形成閉合回路,產(chǎn)生電流并源源不斷地給電容充電,從而實現(xiàn)對外殼累積電荷的有效應(yīng)用。這套法拉第籠及其配套設(shè)計除了可以用來收集累積電荷外,同樣也可以作為電的良導體用于進行電磁彈射。
不過這也并不意味著統(tǒng)一戰(zhàn)線級的電磁彈射系統(tǒng)就只能彈射配置有法拉第籠蒙皮的軍用艦載機。畢竟有句話說得好,沒有條件就創(chuàng)造條件。既然一般航天器的絕緣層隔絕了電荷,那就在絕緣層外人為傳遞大量的電荷,進而達到電荷累積的目的。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級的電磁彈射系統(tǒng)配備有一個無接觸式磁化裝置,這一裝置由多組放電環(huán)組成,單個放電環(huán)又包括8個特斯拉起電球。當有普通航天器需要準備進行電磁彈射時,會首先慢速通過放電環(huán)組,并在航天器通過時起電,特斯拉起電球產(chǎn)生的高壓靜電將會擊穿空氣,實現(xiàn)與艦載機表面的無接觸電荷傳播,考慮到有絕緣層屏蔽電荷運動,因此不必擔心電荷會進入飛船內(nèi)部干擾乃至破壞電子設(shè)備的運行。隨后外殼磁化的航天器便可繼續(xù)向前進入彈射區(qū),由四條加速軌道構(gòu)成的彈射器(磁體)將會在啟動后通過電磁感應(yīng)效應(yīng)賦予艦載機(導體)以一個向前的感應(yīng)電動勢,進而實現(xiàn)無接觸式彈射的效果。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級配置的電磁彈射系統(tǒng)能夠在不使用場包裹技術(shù)增幅的情況下將幾十乃至數(shù)百噸的艦載機加速至最高500m/s。而配合場包裹技術(shù)后,則最大可將包裹著艦載機的曲速泡加速至185倍光速,配合艦載機的基本場反轉(zhuǎn)整合場包裹曲速引擎,將機體包裹在一個遠超其體積大小的曲速泡中,進而使其達到曲速,機載基本曲速引擎會對曲速泡的大小進行實時調(diào)控,不再輸出高功率以“維持”原有的曲速泡,而是通過不斷地調(diào)整曲速泡形狀,同時以一個較低的功率輸出,以此達到大大減緩曲速泡衰減的目的,只要曲速泡仍大于機體的體積,戰(zhàn)機就可時刻維持在離艦時的速度一直向目標飛行。藉由這套超光速投射系統(tǒng),統(tǒng)一戰(zhàn)線級可以進行光時乃至光天級的超遠程軍力投送。
除了場包裹電磁彈射系統(tǒng)外,統(tǒng)一戰(zhàn)線級在艦艉還部署有先進場反轉(zhuǎn)阻攔/回收系統(tǒng)(Advanced W-Field Reversal Blocking/Recovery System,AFRBRS)。這套系統(tǒng)主要通過艦載曲速引擎場反轉(zhuǎn)模塊進行人造反引力場的定向投送,通過反引力場與引力場相反的“排斥”特性,對于任何進入這一力場作用范圍內(nèi)的物體均賦予一個越接近力場幾何中心越大的排斥力,艦載機也不例外。這套系統(tǒng)能在短時間(不超過1分鐘)內(nèi)將返回機體的速度由相對論速度降低至零速度。統(tǒng)一戰(zhàn)線級允許最多8架戰(zhàn)機同時進行著艦作業(yè),當有艦載機要降落時,反引力場/推斥場的場強會隨艦載機的速度減慢和與航母距離的接近而不斷減弱,從而使得艦載機能夠以一個較低的速度和航天作業(yè)區(qū)的磁化地面接觸,隨后依靠自身動力滑入停機位。當艦載機觸底(Touch down)后,反引力場場強就將快速恢復,并為下一組準備著艦的艦載機減速。
在艦載機著艦過程中,艦載機將遵照艦載主機航天作業(yè)子模塊的指引進行自動降落,飛行員可以解放雙手以等待著艦完成。然而統(tǒng)一戰(zhàn)線級作為軍艦,意外情況是必須納入考慮的。這就使得統(tǒng)一戰(zhàn)線級必須保證在只有AI輔助乃至必須飛行員手動控制機體的情況下依舊能完成著艦的能力。這要求統(tǒng)一戰(zhàn)線級配備光學/雷達復合助降引導系統(tǒng)。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級配備的復合助降引導系統(tǒng)可分為兩個部分:從“菲涅爾”透鏡光學助降系統(tǒng)發(fā)展而來的航天器光學助降系統(tǒng),以及用于在機體視覺投射系統(tǒng)故障、AI輔助著艦等狀況下使用的雷達助降系統(tǒng)。
當進行光學助降引導時,安裝在艦艉周邊的光學助降系統(tǒng)助降鏡會開始進行光束投射,正中段為橙色光束,向上、向下分別轉(zhuǎn)為黃色和紅色光束,正中段燈箱兩側(cè)有水平的綠色基準定光燈。當艦載機高度和下滑角正確時,飛行員可以看到橙色光球正處于綠色基準燈的中央,保持此角度就可以準確下滑著艦。如飛行員看到的是黃色光球且處于綠色基準燈之上,就要降低高度;如看到紅色光球且處于綠色基準燈之下,那就要馬上升高,否則就會撞在航母艦體上。在中央燈箱左右還各豎排著一組紅色閃光燈,如果不允許艦載機著艦,它發(fā)出閃光,此時綠色基準燈和中央燈箱均關(guān)閉,告訴飛行員停止下降立即復飛,因此被稱為“復飛燈”。復飛燈上有一組綠燈,叫做切斷燈,它打開即是允許進入下滑的信號。
而雷達助降系統(tǒng)則由機載設(shè)備和艦載設(shè)備共同組成。在統(tǒng)一戰(zhàn)線級艦艉處裝有一臺高精度引導雷達,負責測量飛機降落時的實際位置和運動參數(shù),通過艦上其他設(shè)備測定母艦的運動參數(shù),將各種參數(shù)輸入艦載主機的航天作業(yè)子模塊中,經(jīng)航跡計算求出機體的應(yīng)飛航路。把應(yīng)飛航路與實際飛行軌跡進行比較,得出誤差信號,然 后用無線電發(fā)射到飛機上去。飛機上的接收裝置收到信號后,自動駕駛系統(tǒng)便會自動修正誤差,操縱飛機準確降落。

艦載機:
毫無疑問,作為以艦載機為主要戰(zhàn)斗力的艦船,無論是海上航母還是太空航母,其大部分設(shè)計自然都要圍繞著艦載機和航天作業(yè)進行。艦載機的技術(shù)水平和選型直接影響著航母的技戰(zhàn)術(shù)水平,進而決定整個以航母為中心的打擊群的作戰(zhàn)效能。因此,艦載機和航母的關(guān)系并非“良禽擇木而棲”的關(guān)系,而更傾向于生物學上的共生關(guān)系。航母和艦載機的設(shè)計是相互借鑒,相互妥協(xié)的。也正是因為這樣的原因,需要將艦載機也補充進統(tǒng)一戰(zhàn)線級的整個技術(shù)鏈條中,以保證不論是航母設(shè)計還是行文的整體結(jié)構(gòu)的完整性。
時至今日,共同體星聯(lián)艦隊采用的艦載機大多都采用空天合一設(shè)計,即傳統(tǒng)的“航空航天飛機”理念。這一理念將大氣層內(nèi)飛行和宇宙空間飛行結(jié)合到了一起,能夠在大氣層內(nèi)外間實現(xiàn)近乎無縫的銜接。進而給予艦載機以優(yōu)越的對陸支援和精確打擊能力。
共同體軍用艦載機,乃至部分穿梭機、運輸機/艦等民用飛船采用這一設(shè)計不是沒有原因的。前文提過,在廣闊的宇宙空間中,星系一定是交戰(zhàn)雙方竭力爭奪的對象,空空蕩蕩的星際空間是沒有價值的,只有富含各種重元素和其他物質(zhì)儲備的星系才有爭奪的價值。也正是因此,共同體的“領(lǐng)域”雖然從地圖上來看綿延萬里,覆蓋了數(shù)百個恒星系,但實際掌握的部分也就只有一個個星系而已,控制區(qū)最多只覆蓋到一個星系恒星的引力邊緣。這主要就是因為恒星系之間橫亙數(shù)光年乃至數(shù)十光年的星際空間物質(zhì)稀少,沒有太多的控制價值。同樣的邏輯也肯定適用于宇宙中潛在的其他文明。
而基于這一前提,共同體在亞光速時代進行外星系殖民開發(fā)之初就已經(jīng)精打細算地制訂了各類條件,在挑選殖民目標時,共同體一般會傾向于選擇已經(jīng)通過長程巡天光學觀測確認存在有宜居帶類地行星或類木行星的星系,前者能夠通過長期的地球化改造后承載數(shù)十億乃至更多人口,后者則能為殖民地乃至殖民飛船提供取之不盡用之不竭的聚變?nèi)剂希M而得以維持殖民地乃至殖民飛船的環(huán)境控制,使其不至于崩潰而變得不適合人類居住。
自人類的第一艘外空殖民飛船“地球時代”號于2475年起航飛向比鄰星后,持續(xù)至今的殖民探索活動就從未停歇過。持續(xù)不斷的殖民擴張為共同體帶來了數(shù)十顆可進行地球化改造的宜居行星,這些行星是建造殖民地的最優(yōu)位置。
也正是因為人類有選擇的殖民開發(fā)活動,即便在曲速引擎問世,超光速飛行已成家常便飯的今天,數(shù)百個共同體殖民星系內(nèi)依然有數(shù)十顆擁有大氣,正在進行或已經(jīng)完成地球化改造的宜居行星。而考慮到共同體星聯(lián)艦隊成立的目的就是為了“保護共同體領(lǐng)域完整不受侵犯”。為這些作戰(zhàn)環(huán)境準備可以在大氣內(nèi)飛行的戰(zhàn)機、艦船顯然并不是完全賠本的買賣。加之擁有大氣的不只有宜居行星,還有部署在軌道上的環(huán)狀太空城、星港等設(shè)施,星聯(lián)艦隊也不能不將這些額外因素納入考慮。
綜上所述,為了提高艦載機的多用途能力、技戰(zhàn)術(shù)能力、系統(tǒng)集成能力。軍用艦載機采用大氣環(huán)境下的針對性設(shè)計顯然并非多余,而是相當富有遠見的行為。
為了能在大氣環(huán)境中飛行,共同體艦載機不僅普遍保留了各類氣動翼面,還采用早在前星際時代地球大氣中運用純熟的空氣動力學設(shè)計,采用流線型設(shè)計以減小阻力,并同時綜合后發(fā)先進技術(shù)以實現(xiàn)空天飛行能力。
為了適應(yīng)不同濃度和成分的大氣,乃至不同的飛行狀況,共同體艦載飛行器綜合應(yīng)用了多項先進技術(shù)來改善機體的空氣動力學布局。包括等離子激勵控制(通過電脈沖激勵在局部產(chǎn)生等離子體向機翼環(huán)流中注入能量,使局部附面層分離減少、升力系數(shù)提高,從而提升機體在超高空飛行時的控制效率)、主動射流控制(通過從發(fā)動機引氣并將壓縮過后的高溫燃氣通過矢量噴口噴出,從而完成飛行器的垂直姿態(tài)調(diào)整,可以通過控制噴口的開閉與氣流的噴射方向調(diào)整飛行器的姿態(tài),因而可以同時取代傳統(tǒng)的氣動效應(yīng)器)等革命性技術(shù)。
除氣動上的針對性設(shè)計外,能夠用于無縫銜接空天飛行環(huán)境的組合動力發(fā)動機也是共同體艦載機研發(fā)中的重中之重。
以共同體為配屬統(tǒng)一戰(zhàn)線級的新一代空天戰(zhàn)機配備的WZB-26四涵道熱核電磁渦輪超燃沖壓組合式自適應(yīng)變循環(huán)等離子噴射發(fā)動機為例,這是一型采用渦輪基組合循環(huán)動力(Turbine-Based Combined-Cycle,TBCC)的空天兩用等離子噴射發(fā)動機。WZB(渦自變)-26全系統(tǒng)可分為兩臺組合式發(fā)動機,一臺是用于進行空天飛行的核心機:采用類H-MAGJET發(fā)動機構(gòu)型,用于在大氣層內(nèi)低速(<5馬赫)和太空環(huán)境下提供絕大多數(shù)推力和提供各系統(tǒng)工作動力的WZB-25三涵道熱核電磁渦輪自適應(yīng)變循環(huán)等離子噴射發(fā)動機,和用于在大氣內(nèi)高速(>5馬赫)環(huán)境下提供主要推力的超燃沖壓發(fā)動機段。渦輪發(fā)動機外壁和沖壓發(fā)動機內(nèi)壁之間的空間則用于存儲冷卻劑和氦3燃料,以及放置電源系統(tǒng)、電磁傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等子系統(tǒng)的各控制件和冗余。相比傳統(tǒng)的大氣層內(nèi)自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機,WZB-26的獨特之處在于引入機載熱核聚變反應(yīng)堆作為主要動力,并配合空天兩用需求設(shè)置了開循環(huán)(大氣模式)和閉循環(huán)(宇宙模式)兩種模式。在開循環(huán)模式下,核聚變產(chǎn)生的乏燃料(高溫等離子體)將用于加熱氣流,高熱氣流隨后從后方噴出并賦予機體推力。在閉循環(huán)模式下,發(fā)動機將轉(zhuǎn)為聚變直噴狀態(tài),直接將高熱等離子體注入燃燒室,并從后方噴射出去,進而賦予機體推力。
在開循環(huán)模式下,WZB-26還通過可調(diào)整流定子葉片、可動進氣錐和各涵道間配備的活門來調(diào)節(jié)各部分的氣流流量和流場,在不同工況或不同大氣環(huán)境下協(xié)同運轉(zhuǎn)和切換。依托基于安全性考量而獨立于發(fā)動機外的機載熱核反應(yīng)堆構(gòu)建起的等離子體循環(huán)回路,WZB-26得以采用新型等離子體噴注室,而非基于傳統(tǒng)航空燃油的燃燒室作為自己的燃燒室。并與同樣應(yīng)用新技術(shù)的,采用注氫加力的加力燃燒室組合。從而使其成為一種技術(shù)先進,性能優(yōu)秀的空天兩用等離子噴射發(fā)動機。
先進的氣動設(shè)計、澎湃且能自主適應(yīng)不同大氣環(huán)境的動力組合使得共同體的艦載機能夠在各種各樣的環(huán)境下都能發(fā)揮出相當?shù)膶嵙?,無論是熟悉的地球大氣,濃厚的金星大氣,甚至于類木行星的強磁場配合永恒風暴的氫氮大氣,大多數(shù)艦載戰(zhàn)斗機也均能實現(xiàn)正常飛行。再加上綜合傳感器體系、曲速引擎和掛載的各類先進打擊彈藥。使得這些“殺生為護生”的集全共同體人力、物力、財力開發(fā)并建造的先進艦載機足以應(yīng)對任何情況。
除強悍的單體性能外,共同體艦載機間還通過有-無人協(xié)同作戰(zhàn)體系的連接以增強體系化基礎(chǔ)上的集成作戰(zhàn)能力。縱觀人類歷史,商業(yè)趨勢對軍事技術(shù)的發(fā)展無疑是具備高度借鑒性的,隨著AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)等先進計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,戰(zhàn)斗兵器也在逐步朝著智能化、信息化方向發(fā)展。而飛行員作為高素質(zhì)軍事人才,其損失即便對于共同體這樣坐擁數(shù)百個恒星系,擁有上千億人民的星際強權(quán)而言依舊是不可接受的。為了解決高性能高成本有人戰(zhàn)斗機與低成本消耗性制導武器之間的矛盾,共同體星聯(lián)艦隊計劃通過為作戰(zhàn)機體配備超光速通訊系統(tǒng),加強機體間在任何狀況下的通訊和網(wǎng)絡(luò)連接,以此復現(xiàn)前星際時代在地球大氣環(huán)境內(nèi)被大規(guī)模實踐的“有-無人協(xié)同作戰(zhàn)(Manned-Unmanned Teaming)”構(gòu)想。該構(gòu)型計劃由一架高性能有人機指揮數(shù)架無人機,形成有-無人聯(lián)合作戰(zhàn)編組。無人僚機可通過Link-X數(shù)據(jù)鏈服從有人機的指令進行行動,通過編隊協(xié)同支援有人機作戰(zhàn)。并可通過全域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)在多個任務(wù)小組的其他機群間進行相互協(xié)調(diào)。即使在GSNAS拒止環(huán)境下,這一組合仍然具備完備的編隊協(xié)同能力。在這樣一個有-無人聯(lián)合作戰(zhàn)編隊內(nèi),智能無人僚機可充當有人機的“眼睛”,傳回交戰(zhàn)數(shù)據(jù)并通過有人機的機載量子計算機加以分析,從而讓人類駕駛員能夠快速獲取實時戰(zhàn)況,并根據(jù)戰(zhàn)況采取不同的策略。同時也可直接充當空戰(zhàn)主力,在協(xié)同人類駕駛員的指導下?lián)碛凶阋院蛿撤街髁?zhàn)斗機匹敵的實力。
統(tǒng)一戰(zhàn)線級作為共同體新一代星航母艦,為其配屬的艦載機體系自然也是共同體最先進的,雖然艦載機的種類和數(shù)量都可以變化,但考慮到艦載機和航母需要時間進行磨合,貿(mào)然變更艦載機種類在戰(zhàn)時很可能會出現(xiàn)致命的問題。正因如此,即使有多達數(shù)十種高性能艦載機可供選擇,但統(tǒng)一戰(zhàn)線級依舊在絕大多數(shù)時刻保持如下的艦載機配置:
30個SUVFA空天無人戰(zhàn)斗攻擊機中隊,單個中隊12架無空殲-45戊(SF/A-45E)“應(yīng)龍”重型多用途亞光速無人空天戰(zhàn)斗攻擊機,共360架。
12個SVIF空天多用途截擊戰(zhàn)斗機中隊,單個中隊5架空截-51丙(SI-51C)“莫琳根”重型多用途超光速空天截擊戰(zhàn)斗機,共60架。
4個SVB空天轟炸機中隊,單個中隊5架空轟-6亥(SB-6W)“暗衛(wèi)”重型超光速空天隱身轟炸機,共20架。
4個SVRC空天運輸機分遣隊,單個中隊3架空運-60乙(SC-60B)重型超光速通用空天運輸機,共12架。
45×845型等離子主動防御護盾無人機
96×FED4500多用途工程無人機
應(yīng)用在統(tǒng)一戰(zhàn)線級上的新一代有-無人協(xié)同作戰(zhàn)體系由兩種關(guān)鍵裝備組成:作為智能無人僚機的無空殲-45戊(英文代號SF/A-45E)“應(yīng)龍”重型多用途亞光速無人空天戰(zhàn)斗攻擊機;和作為有人機領(lǐng)隊的空截-51丙(英文代號SI-51C) “莫琳根”重型多用途超光速空天截擊戰(zhàn)斗機。這兩型機體的組合是統(tǒng)一戰(zhàn)線級用于執(zhí)行作戰(zhàn)行動的絕對主力。
無空殲-45戊“應(yīng)龍”重型多用途亞光速無人空天戰(zhàn)斗攻擊機是由共同體星海航天工業(yè)(簡稱星航工業(yè))和明珠先進船舶系統(tǒng)(P.A.S.S)共同開發(fā)的新一代重型多用途無人空天戰(zhàn)斗機?!皯?yīng)龍”全機長23.5米,翼展18.7米,高5.4米,標準起飛重量可達42600千克(42.6噸)。采用應(yīng)用了主動控制技術(shù)的雙發(fā)無座無垂尾串聯(lián)可變翼鴨式靜不穩(wěn)定氣動構(gòu)型。機體前端安裝有全動遠距鴨翼,在大氣環(huán)境下除在主翼上方產(chǎn)生渦流外,還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題,同時也可減少配平阻力、有利于機體處于超音速條件下的空戰(zhàn)。主翼被分為兩個部分:帶方向舵固定主翼和連接在主翼翼尖的兩塊帶方向舵可動翼(主翼外翼段)。其中,采用全電伺服驅(qū)動的兩塊可動翼除平行于機體水平安定面外,還可整體上折/下折。在此狀態(tài)下則相當于為機體增加了兩塊大型外傾垂尾,極大地增強了機體在大氣環(huán)境下的橫向靜穩(wěn)定性和橫向操縱性。在戰(zhàn)機停放時兩塊可動翼還可向內(nèi)傾斜以減小投影面積方便停靠。而在太空環(huán)境中所有氣動翼面全部失效的情況下,“應(yīng)龍”將鎖死舵面,并改用反作用力控制系統(tǒng)(RCS)的全向微推力器進行姿態(tài)調(diào)整。
“應(yīng)龍”在兩側(cè)翼下采用可調(diào)式DSI進氣道,采用一個固定的鼓包來模擬常規(guī)進氣道中的一、二級可調(diào)斜板,并能夠達到對氣流的壓縮,以及簡化結(jié)構(gòu)和隱形的目的。采用“錐形流”的乘波設(shè)計使其獲得了較高的總壓恢復能力,同時,DSI進氣道減小飛機迎風面的阻力,提高了飛機的隱形性能;不用設(shè)計輔助進氣門和放氣門意味著可以取消附面層隔道,機體減重可達數(shù)百公斤。此外,變形下折的主翼外翼段還可配合兩側(cè)進氣道下唇口產(chǎn)生激波加載(對機體下部所產(chǎn)生的激波加以約束),并在機體下部產(chǎn)生乘波效應(yīng),極大地改善了機體在超音速巡航時的升力特性。
作為一型亞光速戰(zhàn)機,“應(yīng)龍”并未配備曲速引擎,因此也不具備超光速巡航能力,不過它依然攜帶有一個低功率的場包裹線圈,用于在太空作戰(zhàn)中提升WZB-25(無沖壓發(fā)動機版本的WZB-26,完整版的WZB-26用于空截-51“莫琳根”)的噴氣速度。最大可加速至99%光速的亞光速引擎賦予了“應(yīng)龍”以優(yōu)秀的亞光速機動能力。
通過在組件制造階段大規(guī)模地采用高周波一體成型技術(shù),加上在制造中大規(guī)模地采用納米陶鋁合金、RM4473蜂窩鈦合金框架整合陶瓷混合材料、納米柔性樹脂等一系列新材料,使得“應(yīng)龍”的機體結(jié)構(gòu)強度得以大大提高,進而給予她出色的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。
由于作為艦載機而設(shè)計,因此“應(yīng)龍”擁有許多艦載機的典型特征,比如靠近主起落架的阻攔鉤,直接連接在機身主梁上以承受攔阻瞬間的巨大拉力,并減少攔阻時對脆弱的起落架的沖擊。采用中空納米強化鋼結(jié)構(gòu)強化起落架抗沖擊能力,前后起落架均增加抗震電動馬達和相應(yīng)的減震措施,從而使得“應(yīng)龍”具備了依靠自身動力移動的能力。
為提高機體全方位的態(tài)勢感知能力,“應(yīng)龍”在其機體表面大規(guī)模應(yīng)用了智能雷達蒙皮。這種新型機體蒙皮內(nèi)實質(zhì)上是一種采用光電轉(zhuǎn)換體制的全數(shù)字化有源電磁波相控陣傳感器集群,其所有的T/R組件均與標準蒙皮整合,可以像貼紙一樣覆蓋在機體表面。為了取得全向感知能力,”應(yīng)龍”的機體表面有約52%的面積覆蓋了這種新型雷達蒙皮。這使其不僅能夠做到無死角的全向感知,而且由于將T/R組件在全機表面鋪開,而不是將它們安裝在機頭狹小的設(shè)備艙內(nèi),從而取得了總數(shù)約三萬個的T/R組件安裝數(shù)量。搭配安裝在機首設(shè)備艙內(nèi)的引力波相控陣傳感器和EOTS/EODAS光學傳感器集群。使得”應(yīng)龍”搭載的多功能傳感器集群獲得了針對全域的優(yōu)勢態(tài)勢感知能力。合理密鋪的柔性天線陣面蒙皮還通過覆蓋其上的納米透氣材料獲得了較好的散熱能力,這使得”應(yīng)龍”雷達模塊的冷卻系統(tǒng)體積大大縮小,極大地提升了機體的有效載荷。在搜索模式下,電磁波相控陣還會和引力波相控陣、EODAS/EOTS傳感器集群聯(lián)動。對于其中任一傳感器集群發(fā)現(xiàn)的目標,EODAS/EOTS傳感器都會在對應(yīng)方位進行聚焦試圖捕獲,而得到的圖像將會迅速通過計算機視覺系統(tǒng)加載進”應(yīng)龍”的綜合敵我識別系統(tǒng)中。在與有人機互聯(lián)的情況下,傳感器聚焦的圖像會被迅速整合匯總后通過量子保密通訊鏈路發(fā)送給駕駛員以便其決策;在自律飛行模式下,這些圖像將會連同機體通過其他渠道得到的信息一起,在匯總后呈遞給采用深度學習算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練的機載人工智能對圖像進行特征分析,進而幫助AI進行敵我識別。
除傳感器集群天線陣外,”應(yīng)龍”的整個機身遍布其他電子設(shè)備所使用的保型天線,為了不破壞氣動結(jié)構(gòu)和隱身外形,這些共型天線被埋入蒙皮下方,緊貼壁板安裝的天線雖然保證了”應(yīng)龍”在機體外形不變的情況下仍具備優(yōu)秀的態(tài)勢感知能力,但隨之而來的散熱問題(加上高速飛行時機體前端受到較為明顯的氣動加熱)在一定程度上成為了”應(yīng)龍”機體前端結(jié)構(gòu)設(shè)計的一大挑戰(zhàn)。通過在機體周身噴涂摻入二氧化硅的熱輻射隔離層,加上在機體內(nèi)部構(gòu)建的以為射流預冷加力準備的水儲存箱為中心的多重冷卻回路,以及在太空環(huán)境下充當熱輻射板以增強散熱水平的氣動翼面?!睉?yīng)龍”得以較好地解決多組共型天線陣乃至全機的散熱問題。同時,機體覆蓋的白色熱輻射涂層也讓這架為毀滅而生的戰(zhàn)機看上去卻像一件精致無害的工藝品,這不能不說是一種絕妙的諷刺。
“應(yīng)龍”在其棺式座艙前部安裝有前視EOTS傳感器,通過系統(tǒng)集成,該傳感器同時還是內(nèi)置的PLSL(Pulse Laser,脈沖激光炮)發(fā)射器。而在機腹覆蓋駕駛艙的鈦合金裝甲板后部則安裝有激光近防/光學傳感器單元(同樣的整合單元在尾椎處也有一個).由于WZB-25的發(fā)電量同其推力一樣令人印象深刻,因此在充沛的能源供給下,”應(yīng)龍”僅憑內(nèi)置的自由電子激光器就能夠達到3000千瓦的峰值功率和不低于1000千瓦的平均功率,足以提供強大的激光近防反導和干擾壓制能力。
”應(yīng)龍”還通過采用前所未有的綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)(IEAS)設(shè)計來大幅提高本機的電磁/射頻傳感器性能。核心航電系統(tǒng)采用基于光電路的數(shù)字模塊和分布孔徑外設(shè)的寶石臺綜合航電架構(gòu),任務(wù)系統(tǒng)則采用便于快速更換實現(xiàn)不同功能轉(zhuǎn)換的寶石柱航電架構(gòu)。不同的系統(tǒng)模塊被提前封裝在“電子模塊化封裝箱(EME)”中。而所謂的“綜合電磁射頻孔徑”,是指在架構(gòu)范圍內(nèi)的所有電磁/射頻系統(tǒng)共用環(huán)繞在機體周圍采用分布設(shè)計的共型陣相控陣天線與一部分獨立設(shè)置的天線并進行統(tǒng)一收發(fā);而信號則“按需分配”,由各系統(tǒng)處理器分別處理。這一設(shè)計同時也意味著”應(yīng)龍”的電子系統(tǒng)高度模塊化,并能實現(xiàn)面向任務(wù)的傳感器重組,由其中部分信息感知功能系統(tǒng)臨時組成一個新的特定系統(tǒng)用以完成特定的作戰(zhàn)任務(wù),增強對作戰(zhàn)空間的一致性理解,有效地縮短了系統(tǒng)反應(yīng)時間。且只需調(diào)整和安裝對應(yīng)的EME就能快速調(diào)整對應(yīng)的電子系統(tǒng)功能,甚至可以由地勤在飛行周轉(zhuǎn)時間內(nèi)完成。
除先進的電子系統(tǒng)外,“應(yīng)龍”的機載AI同樣也具有相當高的智能。“應(yīng)龍”的機載AI是運行在OQC-1102C智能光量子計算機(機載主計算機,在機體其他位置另配有分布式處理器以提高冗余)上的,具備自主學習能力的高級人工智能。在按照編寫的預設(shè)與敵軍作戰(zhàn)的同時,“應(yīng)龍”會利用覆蓋機體周身的全向光電設(shè)備捕捉觀測范圍內(nèi)內(nèi)所有單位的一舉一動,這些數(shù)據(jù)將會得到妥善保存,并在返航后開始數(shù)據(jù)的上傳,并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行自主迭代,進而利用這些數(shù)據(jù)不斷地進化自身。
“應(yīng)龍”的彈艙從設(shè)計之初就考慮到多用途能力,但受限于“確?;A(chǔ)載彈量”的設(shè)計要求僅針對側(cè)彈艙進行了模塊化設(shè)計?!睉?yīng)龍”的側(cè)彈艙可以被整個更換為保形油箱或一體化電子戰(zhàn)吊艙,提高了任務(wù)靈活性和多用途能力。
由于采用開放式系統(tǒng)架構(gòu),因此”應(yīng)龍”的火控系統(tǒng)能夠較為容易地通過安裝軟件或?qū)τ布M行少量改裝迅速兼容新型機載武器。這使得”應(yīng)龍”不僅可以搭配現(xiàn)有的LPL-11(陸霹靂-11,共同體標準機載大氣層內(nèi)打擊彈藥)、SPL-15(星霹靂-15,共同體標準機載中程亞光速打擊彈藥)、SPL-21(星霹靂-21,共同體標準機載遠程超光速打擊彈藥)等機載導彈,同時還能適配共同體未來將要入役的新型導彈系統(tǒng)。除彈艙外,”應(yīng)龍”還能在其翼下掛架掛載諸多機載武器。如“滄州”隱形散射吊艙,可以通過快速更換內(nèi)部模塊化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)16枚JDAM或是4枚SSM(天對天導彈)以及其他吊艙空間允許的配置。或是隱身化防區(qū)外彈藥布灑器(SOD)、外掛式電磁軌道炮戰(zhàn)術(shù)吊艙(EML)和自由電子激光炮戰(zhàn)術(shù)吊艙(TLS)等特種武器。此外,如果在對付無抵抗或少量抵抗的大量敵方目標時,”應(yīng)龍”也能進入“野獸模式”,在彈艙和翼下共掛載最大33069磅(約15噸)的武器載荷。
“應(yīng)龍”可搭載的絕大多數(shù)武器都可隱蔽地掛在4個內(nèi)部彈艙之中,部分超規(guī)格的武器也可通過除彈艙外共10個外掛點(2個濕掛點、4個重掛點)進行掛載。其中,重掛點可以用來掛載重型武器,而濕掛點可以掛載500加侖的副油箱。
“應(yīng)龍”采用2個位于機腹的主彈艙和2個位于機體側(cè)面的側(cè)彈艙。主彈艙安裝可伸縮的轉(zhuǎn)輪發(fā)射架,能夠搭載超光速反艦導彈、遠程/超遠程打擊彈藥等大型武器,而兩個側(cè)彈艙則可搭載一般的中距打擊/攔截彈藥等武器。值得一提的是,”應(yīng)龍”在發(fā)射導彈時僅需短暫地打開彈艙推上導彈,隨后彈艙便可迅速閉合,只將導彈暴露在外,此舉有利于減小在發(fā)射導彈時驟然增大的RCS,減小被敵方發(fā)現(xiàn)的幾率。
空截-51丙“莫琳根”重型多用途超光速空天截擊戰(zhàn)斗機同樣由共同體星航工業(yè)開發(fā),由P.A.S.S提供空天兩用發(fā)動機和場包裹曲速引擎系統(tǒng)?!澳崭比珯C長33.5m,翼展17.4m,高7.9m,標準起飛重量約52600kg(52.6噸),最大起飛重量可達70噸。采用應(yīng)用了主動控制技術(shù)的雙發(fā)雙座雙垂尾鴨式靜不穩(wěn)定氣動構(gòu)型。大氣層內(nèi)氣動設(shè)計相較于應(yīng)龍而言更加保守,傳統(tǒng)翼面控制在總體控制中的比例更大。莫琳根采用多翼面融合設(shè)計,機體前端安裝有上反角布置的全動遠距鴨翼,位于中部的水平前翼在后端和內(nèi)傾60度且?guī)Х较蚨娲刮踩诤?,小展弦比主翼面呈下反角布置并和?yīng)龍一樣配備有主翼尖可動翼,可通過整體上折/下折來增強機體在大氣環(huán)境下的橫向靜穩(wěn)定性和橫向操縱性。在戰(zhàn)機停放時可動翼還可向內(nèi)折疊以減小投影面積方便???。而在太空環(huán)境中所有氣動翼面全部失效的情況下,“莫琳根”將鎖死舵面,并改用反作用力控制系統(tǒng)(RCS)進行姿態(tài)調(diào)整。
“莫琳根”在兩側(cè)翼下采用可調(diào)式DSI進氣道,采用一個固定的鼓包來模擬常規(guī)進氣道中的一、二級可調(diào)斜板,并能夠達到對氣流的壓縮,以及簡化結(jié)構(gòu)和隱形的目的。采用“錐形流”的乘波設(shè)計使其獲得了較高的總壓恢復能力,同時,DSI進氣道減小飛機迎風面的阻力,提高了飛機的隱形性能。此外,下折的主翼外翼段還可配合兩側(cè)進氣道下唇口產(chǎn)生激波加載(對機體下部所產(chǎn)生的激波加以約束),并在機體下部產(chǎn)生乘波效應(yīng),極大地改善了機體在超音速巡航時的升力特性。
作為一型可進行超光速巡航的戰(zhàn)機,“莫琳根”配備有完整版的場反轉(zhuǎn)整合場包裹曲速引擎,并額外攜帶有一個低功率的場包裹線圈,用于在太空作戰(zhàn)中提升WZB-26(帶沖壓發(fā)動機版本的WZB-25)的噴氣速度。平時通過電磁吸盤吸附在莫琳根機背,準備進行超光速飛行時脫離并環(huán)繞機體旋轉(zhuǎn)的外置引力場干涉環(huán)用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生的曲速泡大小,以將同屬一個作戰(zhàn)編組的多架“應(yīng)龍”無人機也包裹在同一個曲速泡內(nèi)進行連帶飛行。莫琳根作為有人機,其設(shè)計指標強調(diào)高空(大氣環(huán)境)高速(全環(huán)境)和強態(tài)勢感知能力(全環(huán)境)。而由于場包裹技術(shù)和光速壁壘的客觀存在使得在太空作戰(zhàn)環(huán)境中莫琳根和應(yīng)龍能達到的最高速度相差不大,因此為進一步提升機體速度指標,莫琳根將主要的精力放在大氣內(nèi)巡航和加力速度的提升,為此配備額外增加了沖壓發(fā)動機段的WZB-26。
由于WZB-26的開循環(huán)模式本質(zhì)上與傳統(tǒng)的渦噴發(fā)動機并無不同,因此其核心機部分依舊保持著和傳統(tǒng)自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機大致相同的結(jié)構(gòu),即“進氣道、風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、加力燃燒室和尾噴管”七大部分。不過得益于航空技術(shù)的進步,在與以往渦輪噴氣式發(fā)動機相同的部分也引入并集成了如反應(yīng)堆熱交換直接循環(huán)構(gòu)型、磁流體加速環(huán)、超導起動發(fā)電機、三涵道構(gòu)型以及隨之而來的雙模式無縫切換功能、全電磁傳動轉(zhuǎn)子、用于燃燒控制的等離子電弧噴射等多項先進技術(shù)。而沖壓發(fā)動機部分則并未做太多改良,但也考慮到后勤和機載燃料的相關(guān)因素進行了“燃料革命”,將原有的航空燃油改為了現(xiàn)在的液氫。
通常情況下,一臺標準且完整的WZB-26發(fā)動機從前至后可主要由可動中心錐、中軸進氣道&中心涵道、2級電動對轉(zhuǎn)風扇、內(nèi)中外三級涵道、6級電動壓氣機(2級低壓、4級高壓)、等離子體燃燒室、3級集成超導電機的電動對轉(zhuǎn)渦輪(單級高壓、單級中壓、單級低壓)、加力燃燒室、多級并聯(lián)的磁流體加速環(huán)與軸對稱三維矢量噴管組成。而PW-400后的所有增推型號則均在發(fā)動機最前端安裝有基于質(zhì)量射流預冷加力(Mass Injection and Precompressor Cooling,MIPCC)的噴水裝置。
為了進一步提高發(fā)動機在大氣層全速域范圍內(nèi)的推力,安裝于“莫琳根”上的增推型WZB-26在其風扇盤前部增設(shè)有環(huán)形噴水裝置套件,其目的在于向后方風扇入口處噴射水霧。作為液體冷卻劑的水霧在空氣中完成霧化和蒸發(fā),冷卻高溫進氣,使發(fā)動機在高空高馬赫數(shù)飛行環(huán)境時氣流溫度滿足金屬材料承受的范圍;同時增加空氣的密度,提高進氣質(zhì)量,由此增益飛行推力,保證發(fā)動機安全穩(wěn)定運行及擴展飛行包線。其推力在較高飛行馬赫數(shù)下可以持續(xù)增加,并具有較大的比沖。
WZB-26所采用的最為激進的革命在于使用電磁功率傳輸取代了傳統(tǒng)的高低壓機械軸功率傳輸。在這一全新的“電磁渦輪”概念中,風扇、壓氣機、渦輪等葉片旋轉(zhuǎn)件之間沒有硬件連接,每級風扇、壓氣機均由獨立的與各級葉片綁定的環(huán)形超導電動機驅(qū)動,每級渦輪則分別驅(qū)動獨立的環(huán)形超導發(fā)電機。藉由這一技術(shù)進行機械解耦后的發(fā)動機各級葉片在整個飛行過程中,能迅速響應(yīng)不斷變化的大氣環(huán)境和飛行器性能的要求,分別調(diào)整至最佳轉(zhuǎn)速。由于各旋轉(zhuǎn)件能以最佳的轉(zhuǎn)速運行,各部件能達到較高的效率,進而也能提高壓縮比,進而減少壓縮系統(tǒng)級數(shù)。
環(huán)形超導電動機是電磁渦輪概念中的核心技術(shù)之一。電動機由兩個同心同面的內(nèi)外圈構(gòu)成。內(nèi)圈是轉(zhuǎn)子,主要包括風扇/壓氣機葉片、安裝環(huán)、超導感應(yīng)線圈,以及葉片和線圈的被動冷卻通道,轉(zhuǎn)子的支承和定位使用了磁懸浮系統(tǒng)。外圈是定子,包括大功率超導電磁體、液氫熱交換器(冷卻系統(tǒng)),以及用于懸浮和定位的海爾貝克(Halbach)陣列,能產(chǎn)生傳統(tǒng)環(huán)形電機4至5倍的扭矩。由于取消了高低壓機械軸,WZB-26發(fā)動機在原有傳動軸位置增設(shè)了中心涵道。通過前端可動中心錐的前后移動來控制進氣流量及分配,在調(diào)節(jié)涵道比、改變循環(huán)參數(shù)以適應(yīng)不同飛行條件的同時,也可以用于冷卻燃燒室、渦輪等熱端部件,并將渦輪產(chǎn)生的電力向前傳輸?shù)斤L扇和壓氣機供電磁傳動系統(tǒng)使用。
由于各級電動壓縮系統(tǒng)在機械結(jié)構(gòu)和電源上都相互獨立,可以根據(jù)飛行條件,適時調(diào)節(jié)各級的運行。因此,WZB-26可在達成0-6Ma寬速域工作區(qū)間的同時,實現(xiàn)“全工作區(qū)間內(nèi)無推力鴻溝,多模式無縫切換”的最終目標。當發(fā)動機在沖壓模式下過渡到高超聲速時,不需要前2級壓氣機,便可以方便地只關(guān)閉前兩級壓氣機的電源;而在Ma5.5左右時,超燃沖壓模式下只要3級左右的壓氣機,其他級均可獨立關(guān)閉。
除去在傳統(tǒng)渦輪噴氣式發(fā)動機框架內(nèi)的改進外,需要考慮太空作戰(zhàn)環(huán)境需求的WZB-26還開拓性地將熱核反應(yīng)堆與傳統(tǒng)的自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動機結(jié)合在一起。在開循環(huán)模式下,采用反應(yīng)堆熱交換直接循環(huán)構(gòu)型的核渦輪引擎并不直接將聚變反應(yīng)用于噴氣推進,而是通過將等離子體電弧噴射用在燃燒控制上來達到這一目的??紤]到安全性和結(jié)構(gòu)設(shè)計的共同需求,WZB-26的反應(yīng)堆并不與發(fā)動機直連,而是連同兩臺發(fā)動機一起呈現(xiàn)出3個“0”首尾相交的分離狀態(tài)。
通過在機載核聚變反應(yīng)堆和發(fā)動機之間構(gòu)建等離子體循環(huán),WZB-26得以采用新的等離子體燃燒室取代傳統(tǒng)的燃油燃燒室。正在聚變中的高溫等離子態(tài)氦3燃料將會通過線圈約束的管道進入發(fā)動機燃燒室中,并通過格柵式熱交換器加熱來流,隨后經(jīng)過冷卻的等離子流再通過相同配置的另一條通道返回反應(yīng)堆的聚變環(huán)境中并再次加熱以重新開始聚變反應(yīng)。而等離子燃燒室本身則同時接收來自渦輪超導發(fā)電機的電能和機載聚變堆的等離子態(tài)氦3燃料,氦3燃料經(jīng)反應(yīng)堆-發(fā)動機等離子體循環(huán)回路進入噴注器,在噴注室內(nèi)通電電離,被電離的電等離子態(tài)氣流隨后則受燃燒室電磁線圈的約束控制以改變火焰結(jié)構(gòu)尺寸等,進而主動控制和穩(wěn)定燃燒過程,并使帶電離子化燃料充分燃燒。通過燃燒室的高溫高壓等離子態(tài)氣體則帶動渦輪做功,同時產(chǎn)生電力和推力,隨后則由磁流體推進(MHD)環(huán)加速噴出,進一步提高推力。而集成超導發(fā)電機的三級渦輪產(chǎn)生的電力除用于前方壓縮機壓縮空氣外,還用于磁流體加速排氣增強推力,以及為沖壓/超燃沖壓發(fā)動機中的等離子燃燒室提供穩(wěn)定的點火電源,使沖壓發(fā)動機在Ma5以上速度時所有飛行條件下均能起動并穩(wěn)定工作,甚至用來對飛機流場進行主動控制、激波管理等。
由于WZB-26采用無軸電動設(shè)計,加上各旋轉(zhuǎn)機構(gòu)均由主動永磁空氣軸承固定在適當?shù)奈恢?,因而得以省去機械支撐軸、滑油系統(tǒng)或齒輪等相關(guān)零部件系統(tǒng)。加上旋轉(zhuǎn)機械的所有負載都由發(fā)動機的外骨架承載,因此渦輪發(fā)動機可以在很高的速度下運行。當WZB-26的核心機(即WZB-25)工作到Ma5-6的速度后,F(xiàn)ADEC(全權(quán)限數(shù)字式發(fā)動機控制)會自動控制發(fā)動機過渡到超燃沖壓模式。由于在整個飛行發(fā)動機包線內(nèi),渦輪發(fā)動機都需產(chǎn)生大量電力,因此即使在Ma5-6以上的速度時,F(xiàn)ADEC仍會保持渦輪發(fā)動機的持續(xù)工作,但其主要功能轉(zhuǎn)為發(fā)電,主要推力則依靠沖壓/超燃沖壓發(fā)動機。
考慮到WZB-26并不采用傳統(tǒng)的航空燃油,使用航空燃油作加力燃燒室的選擇從一開始就被否決了。取而代之的則是注氫構(gòu)型的加力燃燒室。新的加力燃燒室不再噴射航空燃油,而是從整體呈圓柱形的機載液氫儲罐中經(jīng)覆蓋發(fā)動機周身以從熱端吸熱完成液-氣轉(zhuǎn)換的熱交換器抵達離心式加壓注氫噴嘴的高溫氫氣。從環(huán)繞室壁的64個加壓注氫噴嘴噴射出的高溫氫氣與在擴壓器中減速的來流混合,形成混合氣體。WZB-26的加力燃燒室火焰穩(wěn)定器選擇了結(jié)構(gòu)簡單,壓力損失較小,且能保持氣流通道暢通的氣動式火焰穩(wěn)定器。WZB-26的氣動式火焰穩(wěn)定器經(jīng)過分流歧管從發(fā)動機的壓氣機級抽氣,并經(jīng)噴嘴將高壓空氣噴進加力燃燒室,與主氣流相遇形成非流線型的氣柱,并借此氣柱穩(wěn)定火焰。流過火焰穩(wěn)定器的混合氣經(jīng)電子點火器點著形成穩(wěn)定的點火源,用以點燃火焰穩(wěn)定器附近的混合氣。一經(jīng)點燃,點火器即可停止工作。在恰當?shù)膲毫?、流速、溫度和?氣混合比例下,燃燒便能循環(huán)穩(wěn)定地進行下去。并在短時間內(nèi)給予發(fā)動機以強大的額外推力。WZB-26的注氫加力燃燒室能夠在超音速飛行時給予發(fā)動機最高達150%的額外加力推力。
WZB-26還采用抗畸變風扇系統(tǒng),保持了原WZB-25發(fā)動機風扇的高級壓比、高效率、大喘振裕度和輕質(zhì)量。發(fā)動機外壁噴涂石墨烯涂層以降低熱信號。通過在外涵道和沖壓燃燒室內(nèi)增加中冷器與熱交換器,加上中心涵道和可變中心錐結(jié)合對發(fā)動機內(nèi)部散熱的共同作用,雙管齊下使得WZB-26能以同時利用氣流和燃料進行流場穩(wěn)定、來流冷卻和發(fā)動機散熱,進而提高發(fā)動機的燃油效率、熱效率和熱力學工況。使發(fā)動機的推力得到了極大提高。
而WZB-26的軟件部分則自然包括標配的多余度FADEC(Full Authority Digital Engine Control,全權(quán)限數(shù)字發(fā)動機控制)和集成熱管理系統(tǒng)及發(fā)動機監(jiān)測系統(tǒng)。發(fā)動機控制系統(tǒng)等附件布置在核心機機匣周圍,考慮到外涵道的氣路流暢需要加上整流罩,附件便設(shè)置于整流罩內(nèi)部。由于采用內(nèi)裝起動/發(fā)動機省去了尺寸較大的附件機匣,附件因而可被分散布置于整流罩中相對狹小的空間內(nèi),當然也不可避免地導致了后勤維護的困難。
WZB-26除了具備完善的狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷能力外,還具備一定的狀況預測能力。WZB-26的發(fā)動機健康預測及管理系統(tǒng)(Prognostics and Health Management,PHM)是發(fā)動機FADEC的一個子系統(tǒng),其職責是接受各類傳感器發(fā)來的包括發(fā)動機吸入屑末、電磁傳動狀況、發(fā)動機應(yīng)力、軸承健康狀態(tài)等信息,以及先進壽命算法(Advanced Lifetime Algorithm)和部件狀況監(jiān)測系統(tǒng)傳來的信息,并進行融合和推理處理。WZB-26的PHM系統(tǒng)集成了吸入碎片監(jiān)控(IDMS)、發(fā)動機微粒監(jiān)控(EDMS)、渦流葉片監(jiān)控(ECBS)、電磁傳動監(jiān)控(EDM)等功能,可以在飛行中自動探測發(fā)動機的故障,自動調(diào)整發(fā)動機工作狀態(tài)并通知飛行員。StageⅢ還額外具備通過機載的多功能先進數(shù)據(jù)鏈(MADL)將數(shù)據(jù)實時傳遞到基地的功能,從而使基地在飛機著陸前就能準備好需要更換的零部件。
進行增推計劃后的單臺WZB-26-PW-800 StageⅢ可提供加力推力680千牛,中間推力458千牛的澎湃動力;內(nèi)置超導發(fā)電機的各級電磁渦輪均能產(chǎn)生兆瓦級的輸出功率,這使得單臺WZB-26總計能產(chǎn)生65MW的龐大發(fā)電量。
此外,考慮到作為艦載機緊急出動的可能,莫琳根安裝的每臺WZB-26均被加裝了兩個“萊頓閃電”快速起動器。當準備緊急出動時,依靠WZB-26自身攜帶的起動器啟動發(fā)動機需要相當長的時間,而這兩個快速起動器能夠在幾秒內(nèi)將發(fā)動機功率提升至60%,從而完成緊急起動。
為了在現(xiàn)代戰(zhàn)場越來越復雜的電磁環(huán)境下作戰(zhàn),同時也考慮到可靠性、后勤保障等要求,星航工業(yè)的設(shè)計人員為“莫琳根”準備了第四代COFFIN(Connection for Flight Interface)智聯(lián)飛控系統(tǒng)。作為應(yīng)用大量革命性技術(shù)的新一代智聯(lián)飛控系統(tǒng),第四代COFFIN首先對其ICP(Integrated Core Processor,集成核心處理器)進行升級,包括采用開放式系統(tǒng)架構(gòu)和最新商用處理器技術(shù),此舉可以靈活地添加、升級和更新未來功能。并采用室溫超導體材料作為處理器基板,此舉使得冷卻系統(tǒng)得以大大縮小,減輕機體重量的同時空出了大量空間。同時改進其電子封裝措施,使其具備更強的抗干擾能力。改進后的ICP不僅將計算力提高25倍以支持計劃中的性能增強,同時還具備更高的軟件穩(wěn)定性,更高的可靠性和更強的自我診斷能力,從而有效地降低維護成本。
相比于第二、三代COFFIN系統(tǒng)全面引入光傳體制,全機包括飛控系統(tǒng)和機載總線的大多數(shù)信號在內(nèi)均以光信號形式傳送的措施而言。第四代COFFIN系統(tǒng)在這方面更進一步,它將光傳架構(gòu)進一步引入機載系統(tǒng),甚至連核心計算組件也換成了光量子計算組件,從而徹底解決了其抗干擾和電磁兼容問題。
采取光傳架構(gòu)的優(yōu)點在于:光纖的尺寸和重量都遠遠輕于相同數(shù)據(jù)率的導線,發(fā)熱量和電磁兼容問題也幾乎為零,不僅節(jié)省了導線本身的重量,還節(jié)省了冷卻和屏蔽設(shè)備的重量和空間。
此外,傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計在極限環(huán)境下的抗損傷能力明顯不如光傳架構(gòu),尤其是抗EMP性能處于明顯劣勢??紤]到現(xiàn)代戰(zhàn)場上高度復雜的電磁環(huán)境以及敵方多種多樣的電子戰(zhàn)手段?!澳崭睂㈥P(guān)鍵電子部件施以嚴密的電磁護盾防護,并僅有光傳線路連接,從而極大降低了被類似石墨炸彈或EMP的電磁攻擊武器癱瘓電子系統(tǒng)的可能性。除此之外,對于機載射頻系統(tǒng)來說,光傳架構(gòu)還大大降低了電磁噪聲,也順帶解決了大量電子設(shè)備集中安裝的射頻電磁兼容問題。
莫琳根的硬件部分采用了綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)設(shè)計,而在軟件部分則采用了與其相結(jié)合的“機載通用計算環(huán)境(Airborne Common Computing Environment,ACCE)”。這一技術(shù)旨在構(gòu)建一個能夠供外部各種終端應(yīng)用軟件運行、操控、顯示的開放式虛擬計算環(huán)境,對所有計算資源進行統(tǒng)一的調(diào)度管理,為機體其他子系統(tǒng)甚至與其他機體編隊行動提供計算資源和相關(guān)軟件。ACCE為平臺本身、作戰(zhàn)系統(tǒng)和支撐保障系統(tǒng)提供單個計算環(huán)境,為各類應(yīng)用提供中間件平臺。ACCE允許以同一計算資源對機體的通信、雷達、偵查、對抗、導航、武器等多個任務(wù)系統(tǒng)的終端應(yīng)用進行橫向集成,以同一的管理和中間件縱向集成了從底層物理硬件及其各種操作系統(tǒng)、借口、協(xié)議等,徹底打破了以往的“煙囪”式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過ACCE,莫琳根得以減少集成工作并獲得跨越多個域的通用模式優(yōu)勢。
莫琳根棺式飛控的鈦合金裝甲座艙蓋凸出于前機身上部,在駕駛艙周邊鋪設(shè)的5mm鈦合金裝甲能夠抵擋30毫米機炮的攻擊。座艙蓋外部設(shè)置的共16個超高分辨率的光電探頭能夠為飛行員呈現(xiàn)清晰度最高達4k的精細外部景象。
除處理器升級外,第四代COFFIN系統(tǒng)還全面升級了其傳感器體制。第一代COFFIN系統(tǒng)采用分布式傳感器,經(jīng)光電設(shè)備捕捉到圖像后需進行拼接處理和轉(zhuǎn)換,大大增加了航電系統(tǒng)的運算消耗,使得計算延遲的問題較為普遍,而且還存在近距離時較為明顯的影像畸變問題。當然,這個問題在后繼的第二代和第三代COFFIN系統(tǒng)中以更換全息廣角光傳感器和光導管為主的設(shè)備來捕捉外部光信號,并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換增強后直接在座艙內(nèi)全息顯示成像的方法解決了這一問題。但第四代COFFIN則在這方面更進一步,得益于對ICP的全面升級帶來的強大運算力加持,第四代COFFIN在原COFFIN系統(tǒng)“接觸層(捕捉光信號)+描述(呈遞光信號)層”架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了“演算層(光信號處理)”,形成了“接觸+演算+描述”的三層架構(gòu)。通過采取在電子游戲和工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛使用的即時演算(Real Time Rendering,RTR)和增強現(xiàn)實(Augmented Reality,AR)技術(shù),莫琳根的COFFIN系統(tǒng)在光電設(shè)備實時獲取外部光信號后并不將其直接呈遞給描述層,而是在經(jīng)過演算層的實時渲染和特效增強后再進行輸出,最終將產(chǎn)生的CG投射到座艙全息顯示屏上。
這一升級不僅使得第四代COFFIN系統(tǒng)在飛行員不佩戴任何外置顯示裝備,僅依靠座艙內(nèi)的全玻璃化儀表飛行的情況下仍具備全息HUD顯示、可視化敵我識別、標準敵高能光束,可視化敵導彈跟蹤警告等看似不起眼的功能,讓開飛機“跟打游戲一樣”。而且通過變更演算層的算法,還能便捷地實現(xiàn)訓練、演習狀態(tài)下的虛擬外景轉(zhuǎn)換,配合座艙自帶的沉浸式音響系統(tǒng)和帶震動功能的人體工學座椅,能夠極大地提高飛行員的臨場感。
除此之外,第四代COFFIN系統(tǒng)還盡可能地提高駕駛員的操縱品質(zhì)和飛行體驗。莫琳根可選有人(單/雙人)全手動駕駛,有人(單/雙人)AI輔助駕駛(單人AI輔助駕駛狀態(tài)下后座可進行改裝,拆除座椅和全息顯控臺,并安裝額外的量子處理器集群),無人遙控駕駛,AI自律飛行四種飛行模式。不論機體處于任何狀態(tài),通過一個小小的神經(jīng)植入體(一般建議在后頸處植入以貼近脊髓神經(jīng),但也不排斥飛行員的個人喜好),飛行員可在本星系范圍內(nèi)任何一個網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方同戰(zhàn)機保持連接,并可通過量子密鑰遠程控制授權(quán)機載AI進行一些諸如自動轉(zhuǎn)場、自動空戰(zhàn)(僅限遠距離)等簡單的飛行操作。在有一定硬件設(shè)備支持的情況下甚至還能進行近距離狗斗這種難度極高的任務(wù)。
除先進的座艙外設(shè)外,莫琳根的機載AI也具有相當高的智能。 作為具備自主學習能力的高級人工智能,工作在量子計算機(機載主機)上的AI在飛控上同時負責主動控制時的增穩(wěn)、控制律優(yōu)化和作戰(zhàn)時輔助決策與建議戰(zhàn)術(shù)機動,除此之外,還負責電子戰(zhàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、預警監(jiān)視,以及武器系統(tǒng)的打擊方案判斷、諸元計算裝訂等任務(wù)。
值得一提的是,為了更好保護共同體飛行員的安全,莫琳根將整個駕駛艙作為一個埋入式澡盆狀獨立可分離結(jié)構(gòu)插入到機體上部,在遇到緊急情況時,連接駕駛艙和機體間的爆破螺栓就會迅速引爆,并在空氣阻力(大氣層內(nèi))/爆破推力(太空環(huán)境)的作用下迅速與機體脫離??紤]到行星表面地形的多樣性,因此特意增加了應(yīng)對座艙濺落的措施:增加減速傘和降落傘以保證座艙安全降落,在座艙底部安裝收納式的充氣氣墊以提高座艙浮力。座艙本身攜帶應(yīng)急生命維持系統(tǒng),可保障飛行員48小時的氧氣供應(yīng),水凈化和循環(huán)系統(tǒng)和應(yīng)急能量棒的儲量則足以維持兩人正常情況下7天的生存。莫琳根還配備有大功率應(yīng)急超光速通訊裝置,其電源可以維持1個標準地球公轉(zhuǎn)周期(即1地球年)。并在座椅下方為駕駛員貼心地安置了急救包,內(nèi)含能夠應(yīng)對日常自救的藥品和醫(yī)療器械,足以在最緊急的時刻救自己一命。在座艙外部有一個可手動打開的蓋板,里面安放有單兵戰(zhàn)術(shù)武器箱,含有的武備同樣能夠在關(guān)鍵時刻救你一命。
作為“應(yīng)龍”的全面加強版,莫琳根著重強化傳感器體制和電子戰(zhàn)設(shè)備,其依然采用引力波相控陣、光學傳感器集群、多波段超寬帶電磁波相控陣組成的“三板斧”標準傳感器集群,但無論是輸出功率還是天線發(fā)射陣面的數(shù)量都較應(yīng)龍高得多,從而使莫琳根具備了更強大的態(tài)勢感知和電子戰(zhàn)能力。莫琳根在其巨大的尾椎處安裝了ECM/ESM單元,提高了戰(zhàn)機的電子戰(zhàn)能力,增強了任務(wù)靈活性和載荷掛載能力。得益于機身安裝的大型共型天線陣,加上莫琳根采用的綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)設(shè)計使得全機所有ECM/ESM設(shè)備均能共用這一全機孔徑、增益、功率密度、信噪比等方面均是最強的天線系統(tǒng)。任務(wù)計算機與雷達系統(tǒng)協(xié)調(diào)分配這一天線的使用資源,從而充分發(fā)揮出其機載射頻系統(tǒng)的性能。安裝于尾椎部分的ECM/ESM系統(tǒng)與共用機身共型陣天線系統(tǒng)的任務(wù)系統(tǒng)電子戰(zhàn)模塊組件共同構(gòu)成了殲-41的“綜合性電子戰(zhàn)系統(tǒng)(Intergrated Electronic Warfare System,IEWS)”。
安裝了IEWS的莫琳根擁有遠超專業(yè)電子戰(zhàn)機的強大性能,或者說,僅憑內(nèi)置的IEWS和龐大的體型帶來的更大的機電設(shè)備、更強的輸出功率,莫琳根無需外掛電子戰(zhàn)吊艙就能作為電子戰(zhàn)機使用。憑借IEWS整合的戰(zhàn)術(shù)接收機和可在翼下額外掛載的戰(zhàn)術(shù)電子干擾吊艙,它可以高效地執(zhí)行對導彈雷達系統(tǒng)的壓制任務(wù)。通過新技術(shù)的應(yīng)用,莫琳根可以通過分析干擾對象的跳頻圖譜自動追蹤其發(fā)射頻率。采用上述技術(shù)的莫琳根可以有效干擾 200光分外的傳感器和其它電子設(shè)施。安裝于IEWS內(nèi)的戰(zhàn)術(shù)接收機能夠在全頻段干擾條件下繼續(xù)保持完備的電子監(jiān)聽功能。同時,IEWS還具有相應(yīng)的INCANS通信能力,即在對外實施干擾的同時,采用主動干擾對消技術(shù)保證己方語音通信的暢通。
除電磁攻擊、電子監(jiān)聽外,IEWS整合的通信對抗系統(tǒng)擁有指揮、控制和通信對抗(C3CM)、電子支援措施(ESM)及通信等多種任務(wù)模式。通信對抗系統(tǒng)可與商用現(xiàn)貨接收機/發(fā)射及技術(shù)和先進的軟件結(jié)合,為軍方提供易于操作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)還能夠自動干擾有源目標或盲干擾指定目標,上至敵方星站配備的大型遠程傳感器集群,下至路邊炸彈的遙控裝置都無法幸免。莫琳根的通信對抗系統(tǒng)在通信模式下還允許進行視頻通話或?qū)嵤┠M通信欺騙(ICD)。通過竊聽或破壞敵方的指揮控制鏈路,可為我方在戰(zhàn)場上取得顯著的戰(zhàn)斗優(yōu)勢。
值得一提的是,莫琳根搭載的IEWS采用開放式系統(tǒng)架構(gòu)。自身具備高度的智能化和自動化運行能力,能夠在無人狀態(tài)下完成高度復雜的電子戰(zhàn)、反電子戰(zhàn)任務(wù)。在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)若有搭載大型計算機,擁有澎湃運算力的友軍單位存在,莫琳根也可通過全域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)將其電子戰(zhàn)系統(tǒng)與外部資源連接,從而增強整體運算能力來對抗敵方戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。
作為“有-無人協(xié)同作戰(zhàn)編組”中的關(guān)鍵節(jié)點,莫琳根裝備了基于標準數(shù)據(jù)鏈的 JTIDS 聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)。JTIDS 采用了高速跳頻、跳時、直接序列擴頻和糾錯編碼等多種反偵察和抗干擾措施,是當今世界上最為“堅固”的無線戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)。除核電磁脈沖武器外,只有在形成輸出功率和計算力的雙重壓倒性優(yōu)勢下才能對JTIDS形成有效干擾。
安裝于尾椎的ECM/ESM設(shè)備還用于本機在復雜電磁環(huán)境下的自護航和突防,以及在超視距空戰(zhàn)中利用ECM占據(jù)優(yōu)勢。機載ECM系統(tǒng)中包括主動電磁隱形系統(tǒng),通過機上的共型天線陣和電子偵察天線捕獲并建立本機周圍的電磁環(huán)境,然后計算出相應(yīng)應(yīng)發(fā)射的掩蓋信號,使本機雷達回波被對消或掩蓋在背景噪聲中。盡管在近距離時無法避免地會被敵方雷達燒穿,但在長距離上,只要不做會短時間引起雷達特征大副變化的劇烈機動,主動隱形能有效地掩蓋本機的雷達信號。
考慮到隱身性能,莫琳根配備有6個機內(nèi)彈艙,能夠?qū)⒐餐w現(xiàn)役的絕大多數(shù)機載武器以相當可觀的數(shù)量收納于機內(nèi)。其中4個彈艙位于機腹中央、機身主梁兩側(cè),另2個彈艙位于翼身連接處。機腹4個主彈艙分為2個前彈艙和2個后彈艙,兩組彈艙前后貫通成一個大型主彈艙。主彈艙安裝可伸縮的轉(zhuǎn)輪發(fā)射架,能夠搭載超光速反艦導彈、遠程打擊彈藥等大型武器,而兩個側(cè)彈艙則可搭載一般的中距打擊/攔截彈藥等武器。除內(nèi)部彈艙外,莫琳根還在每側(cè)機翼下設(shè)置了2個外掛點,并在機腹中線直接與機身主梁鏈接的位置設(shè)置有1個重型掛點。所有5個外掛點均是濕掛點,能掛載副油箱和各種需要接電/數(shù)據(jù)接口的武器/載荷吊艙。
此外,莫琳根從機體中部一路延伸到后部的鼓包結(jié)構(gòu)里除了為加裝各類戰(zhàn)術(shù)組件所攜帶的預裝接口外,更是被作為本機的垂直武器艙,在鼓包前部傾斜蓋板下方,搭載了ADMM(All Direction Multi-purpose Missile,全向多用途導彈)組件。這種劃時代的武器采用電磁彈射垂直發(fā)射的模式發(fā)射用于自衛(wèi)或進行多目標打擊的微型導彈,模塊化的發(fā)射單元可以整體吊裝進武器艙中,節(jié)省了安裝的時間和人力成本。搭載在莫琳根機體上的發(fā)射單元,或者也可以稱為導彈巢的部分整體呈矩形,內(nèi)置多枚“InfernoⅡ(地獄火Ⅱ)”導彈,這種基于“地獄火”導彈基本型改進而來的型號在基本型的彈體外增加了小型可調(diào)式RCS向量噴嘴及其單組元推進劑儲存罐,同樣的噴嘴也被應(yīng)用于莫琳根太空環(huán)境下的姿態(tài)微調(diào)。作為星航工業(yè)的貨架產(chǎn)品,這種噴嘴在足夠便宜的同時還皮實耐用,并為地獄火Ⅱ提供了遠超其前輩的機動能力。通過和座艙全息顯控臺的無縫連接,可以在機載傳感器集群追蹤到的所有目標內(nèi)最多同時鎖定并攻擊48個目標(一次齊射的總量)。由于繼承了前輩的體積,所以它的射程相比Ⅰ型并無多大變化,但是由于應(yīng)用了氮陰離子鹽裝藥,本身的毀傷能力有較大的提升,這種多用途導彈既可以用于清掃地面或空中集群目標,也可以對星艦、星站這種大型目標進行飽和打擊。
適配莫琳根的機載電磁軌道炮戰(zhàn)術(shù)吊艙擁有一個三次連射的額外模式,飛行員只要在充能完畢后扣一下扳機,電磁炮就會一次發(fā)射三發(fā)炮彈。用來對付高機動型敵機或大型目標時十分有效。
莫琳根的機載TLS也經(jīng)過改良,照射器能夠從基線(機體中軸線)向所有方向轉(zhuǎn)動1.95度。目標只要進入前方5千米、半徑34米的圓形范圍內(nèi),照射器就能夠和瞄準激光聯(lián)動以時刻瞄準目標的正中央,從而大大提高戰(zhàn)術(shù)激光對目標的命中率。
通過高算力的量子計算機、量子保密數(shù)據(jù)鏈、呂-洛粒子超光速通訊系統(tǒng),“莫琳根”的綜合無人機支援系統(tǒng)不僅可以支持分配給自機的6架“應(yīng)龍”UCAV,還能通過編隊協(xié)同構(gòu)架作為指揮機對友軍無主無人機進行直接控制,同時在多級權(quán)限系統(tǒng)的框架內(nèi),足夠高的權(quán)限還能使莫琳根具備指揮友軍無人機集群的能力。雖然在編制上統(tǒng)一戰(zhàn)線級搭載的莫琳根和應(yīng)龍分屬兩個不同的中隊,但在作戰(zhàn)時則會各自抽調(diào)機體組成臨時性的作戰(zhàn)小組,提高了作戰(zhàn)編組的靈活性。
由于自身的高速高機動性特性,莫琳根還能被當做高速偵察機來使用。莫琳根能夠在機腹位置掛載戰(zhàn)術(shù)航空偵察吊艙系統(tǒng)(Tactical Aerial Reconnaissance Pod System,TARPS)執(zhí)行偵察飛行任務(wù)。這個整合各類傳感器、攝像頭以及偵察雷達的大型整合吊艙具備相當強的情報收集能力,可有效應(yīng)對各種偵察任務(wù)。配備TARPS的莫琳根能夠在一定程度上取代專業(yè)預警機的職能,再配合艦載的SCM-500K場反轉(zhuǎn)整合曲速場包裹重型偵察無人機,能夠通過覆蓋范圍更廣的多個低成本節(jié)點(莫琳根+SCM-500K)進行多傳感器來源的數(shù)據(jù)整合,進而取代少數(shù)高成本節(jié)點(專業(yè)預警機)的職能,在保證了態(tài)勢感知能力的同時提高了傳感器網(wǎng)絡(luò)的冗余度。
空轟-6亥改(英文代號SB-6WG)“暗衛(wèi)”重型超光速空天隱身轟炸機是由共同體星航工業(yè)和P.A.S.S共同研發(fā)的共同體新一代重型超遠程戰(zhàn)術(shù)打擊平臺?!鞍敌l(wèi)”全機長38.6米,翼展37米,高13.62米,標準起飛重量145620千克(約145.6噸),最大起飛重量可達180噸以上?!鞍敌l(wèi)”采用應(yīng)用了主動控制技術(shù)的四發(fā)四座單垂尾靜不穩(wěn)定氣動構(gòu)型?!鞍敌l(wèi)”的大氣層內(nèi)氣動設(shè)計相對保守,傳統(tǒng)翼面控制在總體控制中的比例更大?!鞍敌l(wèi)”采用后掠翼設(shè)計,在主翼前后端均增設(shè)有邊條翼,保證飛機具有良好的亞、跨音速氣動特性。主翼由梯形翼(翼根)和可動后掠翼(翼尖)組合而成,可明顯降低激波阻力,使機體具有良好的超音速氣動特性。翼尖后掠45度,可通過整體上折以減小機體投影面積,方便???,同時也擴充航母的停泊空間。主翼后方邊條翼又與后掠水平尾翼組合。而在太空環(huán)境中所有氣動翼面全部失效的情況下,“莫琳根”將鎖死舵面,并改用反作用力控制系統(tǒng)(RCS)進行姿態(tài)調(diào)整。
“暗衛(wèi)”在兩側(cè)翼下采用可調(diào)臨界截面加萊特(CARET,后掠雙斜面超音速進氣道)進氣道,進氣口上表面和機翼整合,降低了結(jié)構(gòu)重量。前緣斜坡上增加了附面層吸除裝置,讓氣流更加均勻。進氣口外上和內(nèi)下分別增加了用來分散激波強度,防止流動分離的圓弧形修形,同樣是為了讓氣流更加均勻。而通過對臨界截面積進行調(diào)整,可以實現(xiàn)對激波位置的調(diào)整,這樣可以讓進氣道在不同的速度下都保持高效率?!鞍敌l(wèi)”的可調(diào)面板由前后兩塊組成,中間有一條縫隙,附面層正好可以從縫隙中排出。在亞音速時會調(diào)整到較大的位置,在超音速時則會調(diào)整到較小的位置,同時起到遮擋發(fā)動機,防止發(fā)動機葉片雷達回波的效果,在保證了進氣效率的同時也提高了機體的隱形性能。
作為一型可進行超光速巡航的戰(zhàn)機,“暗衛(wèi)”配備有完整版的場反轉(zhuǎn)整合場包裹曲速引擎,并額外攜帶有一個低功率的場包裹線圈,用于在太空作戰(zhàn)中提升亞光速引擎的的噴氣速度。出于提高通用性的需求,加之共同體先進的空天等離子噴射引擎技術(shù)的加持,“暗衛(wèi)”得以采用4臺WZB-25(不帶沖壓發(fā)動機段的WZB-26)三涵道熱核電磁渦輪自適應(yīng)變循環(huán)等離子噴射發(fā)動機作為主動力?!鞍敌l(wèi)”的四臺WZB-25以兩兩一組的形式安裝,因此“暗衛(wèi)”雖然是4發(fā)飛機,但在引擎未啟動時看起來就像一架雙發(fā)飛機。由于自身的隱身特性無需戰(zhàn)機護航,加之不需要攜帶拖油瓶,沒有大幅調(diào)整曲速泡的需求(需要帶上“應(yīng)龍”亞光速UCAV的莫琳根必須對自機產(chǎn)生的曲速泡進行大幅拓展才能將無人機也包裹在內(nèi))。因此“暗衛(wèi)”沒有配備懸浮式的外置曲速場定位環(huán),僅憑自身的引力場發(fā)生器就足以滿足使用要求。
作為隱身轟炸機,“暗衛(wèi)”最為依仗的自然是其隱身能力,為了穿過敵人防護嚴密的空天聯(lián)防體系,需要在各個可觀測維度上控制自身的特征信號?!鞍敌l(wèi)”主要通過電磁、可見光、紅外等多個維度的多波段整合隱身技術(shù)實現(xiàn)近乎全頻段的低可探測性。通過外形設(shè)計和隱身涂層的共同作用,使得“暗衛(wèi)”的外殼對電磁波呈現(xiàn)出近似于黑體的狀態(tài),對電磁波的吸收率可達98%以上。這使得除非是體型龐大且專門用于反隱身特化的陸基乃至站載雷達,否則一般的電磁波雷達根本不可能從屏幕上發(fā)現(xiàn)“暗衛(wèi)”的身影。除電磁隱身外,“暗衛(wèi)”的全黑色外表也使得其可以較為容易地融入宇宙背景環(huán)境中,不被一般的光學傳感器所注意到。
紅外隱身是“暗衛(wèi)”在太空環(huán)境下最為重要的隱身類型。早在太陽系開發(fā)的時代,艦船發(fā)動機點火的熱輻射就能被大半個太陽系內(nèi)的所有傳感器捕捉到,更別說現(xiàn)在的超光速傳感器體系了。加之當時所使用的核熱火箭推進在紅外特征上又要低于現(xiàn)在的脈沖磁等離子體發(fā)動機幾個數(shù)量級,這使得在當前環(huán)境下想要做到紅外隱身(即通過降低或改變目標的紅外輻射特征來實現(xiàn)降低目標的可探測性,主要包括改變目標的紅外輻射特性、降低目標的紅外輻射強度、調(diào)節(jié)紅外輻射的傳播途徑)相較于亞光速時代更難。
不過上帝在關(guān)上一扇窗的同時又打開了一扇門,藉由數(shù)千年來科技的發(fā)展,人們手中有不少的新技術(shù)可用于“暗衛(wèi)”的多波段隱身。
“暗衛(wèi)”最引以為傲的便是它的機載主動冷卻系統(tǒng)和熱屏蔽系統(tǒng),這是“暗衛(wèi)”得以實現(xiàn)短時間內(nèi)的完全紅外隱形的關(guān)鍵技術(shù)。通過在外殼上額外鋪設(shè)的主動式紅外隱身材料(具有感知功能、信息處理功能、自我指令并對機載主機信號做出最佳響應(yīng)功能的材料系統(tǒng)。具有可變發(fā)射率、控發(fā)射率/控溫結(jié)合的特點),使得“暗衛(wèi)”的外殼能夠由熱的良導體向不良導體轉(zhuǎn)化,導熱率的大幅降低使得在短期內(nèi),機體設(shè)備散發(fā)的幾乎所有熱量都會被反射回機體內(nèi),這能在一段時間內(nèi)極大地降低機體的全向紅外輻射強度,并使機體外殼短時間內(nèi)達到和宇宙空間的通常溫度(零下270℃)相近甚至更低的水平,從而避免暴露在針對熱源識別的紅外傳感器集群的窺視中。同時,機載主動冷卻系統(tǒng)配備超流態(tài)氦3作為冷卻介質(zhì),并在艙內(nèi)配屬有多個可拋式熱容以進一步提高機載儲熱系統(tǒng)的容量,讓機體維持極低紅外輻射強度以更長時間。當然,在不同的作戰(zhàn)環(huán)境下,主動紅外隱身系統(tǒng)也可以自主調(diào)整機體對外輻射的溫度,例如在恒星系內(nèi)作戰(zhàn)時,恒星光的照射使得“暗衛(wèi)”可以上調(diào)對陽面一側(cè)的紅外輻射強度,進而大大延長主動紅外隱身的持續(xù)時間。
極低的全向紅外輻射強度和近乎完全吸收電磁波的特種隱身涂層配合,使得“暗衛(wèi)”可以神不知鬼不覺地進入敵方傳感器感知范圍內(nèi)。當然,這套系統(tǒng)并非萬用靈藥,“暗衛(wèi)”的機體儲熱系統(tǒng)自有其上限,在經(jīng)過一段時間的儲熱后就必須關(guān)閉主動紅外隱身系統(tǒng),重新將外殼轉(zhuǎn)為導熱材料,并通過寬大的氣動翼面進行散熱。雖然“暗衛(wèi)”的確可以通過向星際空間噴射高熱等離子體氦3的方式快速將機內(nèi)熱量散發(fā)出去,但不論如何散熱,散熱效率多高,在陰影中行動的“暗衛(wèi)”都將不再能蟄伏于暗處,進而光明正大地暴露在敵方傳感器集群的范圍內(nèi)。因此,“打了就跑”一向是“暗衛(wèi)”的慣用戰(zhàn)術(shù)。作為戰(zhàn)術(shù)打擊平臺,“暗衛(wèi)”既可以在敵方與友軍艦隊交戰(zhàn)的時候以主動紅外隱身系統(tǒng)開啟狀態(tài)從側(cè)后方切入敵方艦隊中,并在敵傳感器集群尚未做出反應(yīng)的時候快速發(fā)射打擊彈藥,隨后立刻開啟曲速引擎迅速脫離戰(zhàn)場;也可以提前埋伏在敵方艦隊預計可能會退出曲速的地點,等到敵艦隊退出曲速并進行散熱(此時武器系統(tǒng)無法運作)的當口對暫時不具備作戰(zhàn)能力的敵艦隊發(fā)起打擊,隨后快速脫離戰(zhàn)場;還可以以自身的低可探測特性攜帶特種任務(wù)載荷深入敵軍布防區(qū)域,無論是布雷、破交還是投放特種部隊執(zhí)行斬首、奪取、滲透等任務(wù),來無影去無蹤的“暗衛(wèi)”都能勝任這些任務(wù)。
“天下武功,無堅不摧,唯快不破”?!鞍敌l(wèi)”雖然在平時沒有對高速指標的太多需求,但作為“打了就跑”戰(zhàn)術(shù)的最佳執(zhí)行者,無論是指揮員還是負責駕機的飛行員肯定都希望在面對怒火中燒恨不得撅地三尺把自己找出來碎尸萬段的敵人的時候能夠跑得快一點。因此,“暗衛(wèi)”配備的曲速引擎系統(tǒng)額外增加了一個可在短時間內(nèi)大幅提升曲速引擎輸出功率的“加力燃燒室”組件。這一組件在平時通過專門配置的質(zhì)子儲存環(huán)收集多余的高能質(zhì)子束,在充能完畢后,只要飛行員一聲令下,這一組件就會在短時間內(nèi)將收集到的大量高能質(zhì)子投入曲速引擎的對撞激勵器中。進而在不超過0.3秒的時間內(nèi)將曲速引擎提供的扭矩提高到原來的500%,這能讓“暗衛(wèi)”在短時間內(nèi)加速到475倍光速的可怕速度,進而幫助飛行員在敵方的圍追堵截中快速脫身。當然,究極的性能必然伴隨著究極的代價,短期內(nèi)大量投入高能質(zhì)子束不僅會大量消耗用于曲速推進的繆鎢晶體,從而讓某些一心只想跑路而忘了注意燃料消耗的年輕飛行員陷入“一時加力一時爽,一直沒燃料火葬場”的滑稽場面中。此外,部分沒來得及完全反應(yīng)的高能質(zhì)子在其他高能質(zhì)子的擠壓下有可能與激勵器壁發(fā)生撞擊,進而造成激勵器結(jié)構(gòu)的損傷,若不經(jīng)過妥善檢修,使得曲速引擎系統(tǒng)出現(xiàn)多處暗傷,就有可能在戰(zhàn)時面臨嚴重事故。因此,每次“暗衛(wèi)”啟動曲速加力返回母艦后,都必須要將曲速引擎的對撞激勵器拆開來進行探傷掃描和維護,防止引擎在關(guān)鍵時刻掉鏈子。
除了隱身和曲速加力外,“暗衛(wèi)”最重要的莫過于其武器系統(tǒng),“暗衛(wèi)”全機共設(shè)置了兩側(cè)一主三個彈艙,且均配備可伸縮的轉(zhuǎn)輪發(fā)射架以適應(yīng)不同武器的發(fā)射需要。除彈艙外,“暗衛(wèi)”在每側(cè)主翼下方也各設(shè)置了3個掛點,并在機腹中線直接與機身主梁鏈接的位置設(shè)置有2個重型掛點。所有8個外掛點均是濕掛點,能掛載副油箱和各種需要接電/數(shù)據(jù)接口的武器/載荷吊艙。在不考慮隱身性能,僅作為導彈載機的情況下,走向明處的“暗衛(wèi)”能夠攜帶24枚重型超光速反艦導彈或120枚精確制導彈藥;在隱身模式下也能最多攜帶10枚超光速反艦導彈。
得益于高度的自動化水平,“暗衛(wèi)”僅需1人就能駕駛,2人就能執(zhí)行基本作戰(zhàn)任務(wù),4人就能達到完全作戰(zhàn)能力。其中,標準的人員配置為:1名主駕駛員,1名副駕駛員,1名武器管制員,1名通訊管制員。在極端情況下,“暗衛(wèi)”也能通過無人遙控方式執(zhí)行任務(wù),雖然機載AI可以保證“暗衛(wèi)”能夠自律飛行,但鑒于需要“暗衛(wèi)”出場的任務(wù)一般都兼具復雜和困難,AI應(yīng)對這類任務(wù)場景的能力依舊存疑,因此在執(zhí)行任務(wù)的時候,最好還是為機體配齊人類成員。
空運-60乙(英文代號SC-60B)“赑屃”重型超光速通用空天運輸機是由共同體聯(lián)合航空工業(yè)和P.A.S.S共同研發(fā)的通用艦載戰(zhàn)術(shù)運輸機。“赑屃”全機長50米,翼展45米,高15米,標準起飛重量156000千克(156噸),最大起飛重量250噸以上,設(shè)計最大載重100噸?!摆P屃”采用應(yīng)用了主動控制技術(shù)的四發(fā)三座雙垂尾靜不穩(wěn)定氣動構(gòu)型。采用翼身融合設(shè)計,懸臂式大展弦比超臨界后掠上單主翼,前緣后掠角24度,可通過整體三段上折以減小機體投影面積,方便??浚瑫r也擴充航母的停泊空間。超臨界翼面設(shè)計使機翼在接近音速時阻力劇增的現(xiàn)象推遲發(fā)生。并通過增加下翼面后緣部分的彎曲來彌補主翼升力的不足。尾部的懸臂式H形上單尾翼能夠增強機體在大氣環(huán)境下的橫向靜穩(wěn)定性和橫向操縱性。而在太空環(huán)境中,所有氣動翼面全部失效的情況下,“赑屃”將鎖死所有舵面,并改用反作用力控制系統(tǒng)(RCS)進行姿態(tài)調(diào)整。
“赑屃”在機背翼身融合處前端設(shè)置有四個皮托式進氣道,進氣口整體和機翼、機身整合,降低了結(jié)構(gòu)重量。進氣口外緣則增加了用來分散激波強度,防止流動分離的圓弧形修形,此舉是為了讓氣流更加均勻。4臺WZB-35大涵道比熱核電磁渦輪自適應(yīng)變循環(huán)等離子噴射發(fā)動機則以埋藏的形式安裝于機背翼身融合處后端。四臺發(fā)動機以兩兩一組的形式安裝并共享一個二元矢量噴口,此舉有利于提高電磁隱身性能。
作為一型可進行超光速巡航的戰(zhàn)機,“赑屃”配備有完整版的場反轉(zhuǎn)整合場包裹曲速引擎,并額外攜帶有一個低功率的場包裹線圈,用于在太空作戰(zhàn)中提升亞光速空天引擎的的噴氣速度。出于提高貨運能力,人員/財產(chǎn)搜救等方面的因素考慮,“赑屃”除自身攜帶的引力場發(fā)生器外,還攜帶了一個量子鎖定曲速場定位環(huán)以攜帶更多的貨物。外置的引力場發(fā)生器通過電磁吸盤吸附在機身上,需要時通過微波供電快速轉(zhuǎn)入量子鎖定狀態(tài),并將機體和額外貨物包裹在可調(diào)曲速泡內(nèi)。
“赑屃”配備了運輸架及載貨籠系統(tǒng),加上大型的尾部坡道、艙門和動力絞盤設(shè)施,讓它能在母艦上快速裝卸物資。“赑屃”的開放匝道容許其以母艦作為流動基地對周遭空投物資和人員,加上其可以折疊的三段上折機翼設(shè)計和輔助動力系統(tǒng)(采用量子鎖定飛輪電池供能,為發(fā)動機起動和著陸提供自給自足的電力,使“赑屃”即便身處偏遠地區(qū)依然能保持運作),使“赑屃”成為多功能的艦載運輸機,
“赑屃”配備三名乘員:一名主駕駛員,一名副駕駛員,一名貨倉管理員。由內(nèi)層電子成鍵裝甲覆蓋的高強度貨艙裝有與地板平齊的滑軌。座艙可安裝先進物資管理和支援系統(tǒng)(Advanced Material Management and Support Systems,AM2S2),可選擇裝載不同類型的大、中、小貨盤?;蛞部赏ㄟ^簡單拆卸/組裝模塊轉(zhuǎn)為客運模式,此模式下機艙可搭載500名人員。
“赑屃”依然遵循傳統(tǒng),配備全電伺服的三點式起落架,前起落架為導向式雙輪設(shè)計,后起落架采用6輪設(shè)計,并配備電動馬達,可憑借自身動力移動至起飛位置。為了停靠航母的航天作業(yè)區(qū),輪胎采用柔性導電金屬制成,兼具橡膠的柔軟和金屬的導電性。降落后可通過給輪胎通電產(chǎn)生磁性,進而將起落架轉(zhuǎn)化為一個“電磁吸盤”,從而使飛機“吸附”在甲板上,方便后續(xù)檢修、裝卸貨物等作業(yè)。統(tǒng)一戰(zhàn)線級搭載的其他艦載機也都采取了這樣的設(shè)計。
值得一提的是,對于所有裝備了搭載場反轉(zhuǎn)模塊的曲速引擎的航天器而言,它們可以通過場反轉(zhuǎn)模塊產(chǎn)生的反重力場實現(xiàn)在大氣環(huán)境中的VTOL(Vertical Take-Off and Landing,垂直起飛和降落)乃至STOVL(Short Take-Off and Vertical Landing,短距起飛和垂直降落),而無需配備專用的升力風扇或旋轉(zhuǎn)噴管變換推力方向。這一用于宇宙空間的發(fā)明最終反哺回了大氣層內(nèi)的空天飛行器運作,這足以證明先進技術(shù)的好處是惠及多個領(lǐng)域的。
ESD2500工程維修無人機是由P.A.S.S開發(fā)的一款用于維修、組裝航天器的小型多用途無人機,這些無人機受限于較小的體型以及職能的需要,沒有配備空天兩用等離子噴射引擎,在太空環(huán)境中通過大推力的RCS推進器移動,而在大氣環(huán)境內(nèi),ESD2500會展開平時收縮在機體內(nèi)的電動涵道風扇,轉(zhuǎn)為四軸無人機繼續(xù)工作。這一無人機內(nèi)置微波輸電系統(tǒng)的接收端設(shè)備(包括工作在5.8GHz的整流接收天線和將微波轉(zhuǎn)換為直流電的肖特基勢壘整流器二極管)??赏ㄟ^接收來自友軍微波束的供電而充電和繼續(xù)工作。
ESD2500在不工作時可通過機體下部的電磁吸盤吸附在艦船表面,當需要執(zhí)行外部維護工作時,它將受艦載主機命令解鎖吸盤,并前往指定位置展開維修任務(wù)。ESD2500的維修組件平常收納在機體內(nèi),它們主要包括數(shù)十條不同功能機械臂,每條機械臂配備一種乃至數(shù)種原理互通的維修設(shè)備,包括工業(yè)激光焊槍,納米鋼圓鋸,高周波熱合槍等設(shè)備,同時還有機械臂配備各類傳感器,用于給損傷處進行探傷,以及4條主要用于抓取的多用途萬向機械臂。這些小東西不足半個人高,可通過艦船為它們設(shè)置的專業(yè)維修通道往返物資倉庫和損傷處之間。由于不具備零備件的生產(chǎn)能力,因此需要頻繁往返來取得零件。多個ESD2500還可集群對本艦?zāi)酥劣衍娕灤M行戰(zhàn)時應(yīng)急維修,包括更換損壞的惠普爾緩沖裝甲、直接從外部注入攜帶的納米機器人對受損艙段進行快速密封、通過物理層的接入手動超控由于電路損毀而失去和艦載主機聯(lián)系的設(shè)備等。除維修外,這些無人機還擁有被戲稱為“拾荒者”模式的設(shè)置,在這種情況下,大群的ESD2500可通過自組織蜂群算法集群行動,在戰(zhàn)場殘骸中搜尋幸存者、各類可用零件、武器彈藥、燃料和冷卻劑等一切可以回收的東西,并用這些東西來盡可能地維護友方的艦船。在艦載機乃至各類艦船的建造過程中,ESD2500也能在各類崗位上發(fā)光發(fā)熱。