美国防务初创公司 Shield AI 正在推进其无人战斗机 X-BAT 的原型机研发,该机具备垂直起降能力。为攻克这一技术难题,该公司没有从零开始,而是翻新了 GE 航空 三十年前为 F-16 战斗机研发但从未投入使用的 轴对称矢量排气喷管(AVEN),并计划在今年年底前进行系留垂直起降试验。

GE 航空爱迪生工厂副总裁兼总经理 Steve Doogie Russell 在工厂向记者透露,AVEN 技术最初是为提升 F-16 的机动性而设计,但在完成演示后便被封存。直到 Shield AI 主动联系,询问是否仍保留该技术。Russell 表示,他们为 Shield AI 提供的方案是 F110 发动机 搭配 AVEN 喷管,后者能够通过偏转排气方向实现推力矢量控制。

Shield AI 高级推进工程师 Shiva Vallabhaneni 向 Defense One 解释,X-BAT 要实现垂直飞行,必须具备推力矢量控制能力。因此,团队主动寻找现成技术,而非重新研发。GE 将陈旧的 AVEN 喷管与 F-16 使用的 F110 发动机配对,以满足 X-BAT 对高推力、垂直起降以及悬停时精确操控的需求。Russell 强调,该机需要高推力系统以支持垂直起飞和降落,同时还需具备良好的燃油效率以满足航程要求,降落时喷管需灵活偏转以平衡机体。

在不到一年的时间里,两家公司对 AVEN 喷管进行了翻新,保留了约 100% 的原始硬件,但完全重写了软件代码。Vallabhaneni 表示,硬件状况良好,这成为加速 X-BAT 原型机今年飞行测试的关键。他认为,在某些方面,快速重建和验证推力矢量喷管技术比研发发动机本身更具挑战。

近期,双方已在 GE 航空位于俄亥俄州皮布尔斯的测试设施 完成了发动机与完整 AVEN 喷管的集成测试。下一步计划在年底前进行 系留垂直起降试验,届时原型机将悬挂在 180 英尺高的起重机 下,以降低风险。试验成功的标志是系留绳在悬停过程中出现松弛,证明飞机能够稳定悬停。通过测试收集的数据,工程师将建立模型以开发垂直飞行控制律。

Vallabhaneni 将 Shield AI 比作 SpaceX、Rocket Lab 等新兴航天公司,强调“硬件丰富、敢于冒险”的理念,认为快速测试能更快暴露真实问题。系留试验旨在“买回风险”,但并非不负责任地冒险。

AVEN 喷管不仅用于原型机,Shield AI 计划未来制造更多喷管,并在保持传统设计的基础上进行性能优化,如更轻、更快、更高性能。Vallabhaneni 表示,GE 在 90 年代打下的基础为项目提供了良好起点,而翻新技术也向当年参与研发的人员致敬。