美國防務初創公司 Shield AI 正在推進其無人戰鬥機 X-BAT 的原型機研發,該機具備垂直起降能力。為攻克這一技術難題,該公司沒有從零開始,而是翻新了 GE 航空 三十年前為 F-16 戰鬥機研發但從未投入使用的 軸對稱矢量排氣噴管(AVEN),並計劃在今年年底前進行繫留垂直起降試驗。
GE 航空愛迪生工廠副總裁兼總經理 Steve Doogie Russell 在工廠向記者透露,AVEN 技術最初是為提升 F-16 的機動性而設計,但在完成演示後便被封存。直到 Shield AI 主動聯繫,詢問是否仍保留該技術。Russell 表示,他們為 Shield AI 提供的方案是 F110 發動機 搭配 AVEN 噴管,後者能夠通過偏轉排氣方向實現推力矢量控制。
Shield AI 高級推進工程師 Shiva Vallabhaneni 向 Defense One 解釋,X-BAT 要實現垂直飛行,必須具備推力矢量控制能力。因此,團隊主動尋找現成技術,而非重新研發。GE 將陳舊的 AVEN 噴管與 F-16 使用的 F110 發動機配對,以滿足 X-BAT 對高推力、垂直起降以及懸停時精確操控的需求。Russell 強調,該機需要高推力系統以支持垂直起飛和降落,同時還需具備良好的燃油效率以滿足航程要求,降落時噴管需靈活偏轉以平衡機體。
在不到一年的時間裡,兩家公司對 AVEN 噴管進行了翻新,保留了約 100% 的原始硬件,但完全重寫了軟件代碼。Vallabhaneni 表示,硬件狀況良好,這成為加速 X-BAT 原型機今年飛行測試的關鍵。他認為,在某些方面,快速重建和驗證推力矢量噴管技術比研發發動機本身更具挑戰。
近期,雙方已在 GE 航空位於俄亥俄州皮布爾斯的測試設施 完成了發動機與完整 AVEN 噴管的集成測試。下一步計劃在年底前進行 繫留垂直起降試驗,屆時原型機將懸掛在 180 英尺高的起重機 下,以降低風險。試驗成功的標誌是繫留繩在懸停過程中出現鬆弛,證明飛機能夠穩定懸停。通過測試收集的數據,工程師將建立模型以開發垂直飛行控制律。
Vallabhaneni 將 Shield AI 比作 SpaceX、Rocket Lab 等新興航天公司,強調“硬件豐富、敢於冒險”的理念,認為快速測試能更快暴露真實問題。繫留試驗旨在“買回風險”,但並非不負責任地冒險。
AVEN 噴管不僅用於原型機,Shield AI 計劃未來製造更多噴管,並在保持傳統設計的基礎上進行性能優化,如更輕、更快、更高性能。Vallabhaneni 表示,GE 在 90 年代打下的基礎為項目提供了良好起點,而翻新技術也向當年參與研發的人員致敬。