在闇夜急馳而過的攔截者───
ZMI-01 夜馳
歷史:西元
2001年,因為台灣對空中武力發展的需求,政府開始鼓勵民間發展航空製造業,但由於各大財團缺乏技術,而小型工業亦缺乏資金,於是在
兩者之間開始有許許多多的合併出現,這些小型工廠在財團龐大的資
金協助下,快速地發展出了許多高科技的尖端航空器,也使得台灣的空
防在短短數年之間跨越了極大的距離。而這些公司在政府的大量購買
下,也相當的蓬勃發展,而以高度創新及獨特外型為特色的UZI重工便
是其中之一。
西元
2007年,台灣空軍向各大廠商提出設計建造一種新型的空中遠/中 程匿蹤支援戰鬥機,很快的,在一年之內,總共有7種不同的購型,分別由四家戰機製造商提
出,而ZMI-01便是UZI重工在此計劃創造出來
的新型機種。
任務需求:
ZMI-01的原始任務是設定以進行遠程的支援為主,短暫時間內的近距
離纏鬥能力則降到最低,所以包括機炮、前略翼、向量推力等提高機
動性的技術便有所捨棄,增加其匿蹤及BVR作戰能力則為其優先設計考量。
夜馳除了進行遠距離的空中支援外,以其超強的電子作戰能力,她也可
以成為一架電戰機,除此之外,利用模組化設計,經過改裝過的夜馳可以
搭載小型推進火箭完成超高速突擊任務,除此之外,夜馳尚可搭載許多
大型重裝武器,諸如核彈、輕型坦克、近迫空中攻擊機及各類作戰物
資,可說是集電戰機、運輸機、戰鬥機、轟炸機、偵查機、攔截機於
一身的多工空中兵器。
外型:
夜馳由於其要求的超過兩馬赫以上的攔截速度
,而迫使其使用匿蹤外型的部份有所減少,但是利用RAM技術,夜馳整體的雷達截面積仍然足
夠使其在遠距離時不被發現,。
夜馳的外型參考了美國
SR-71黑鳥以及英法合作的協和號客機,進氣道與噴氣孔架設在機翼上,比以往不同的是,為了降低紅外線放射量,夜馳
的引擎噴嘴採用液態循環冷卻噴氣道,在渦輪扇葉到噴氣道口的部份
外層,利用液態的冷凝液不停地循環降溫,同時利用冷凝液的脹縮推動
空氣壓縮機重新壓縮冷凝液及進氣道的部份空氣,在高溫氣體噴出引
擎外時進行降溫。
在噴氣道出口使用類似美國
F-22的收斂/發散式噴射口,並有降低紅外線放射量的鋸齒狀外型。
機翼採用三角翼設計
,其上的魚鱗狀表面可減少亂流發生,增加穩定性,尾翼內傾,駕駛艙內嵌,保持機體流線及扁平。
機身採用碳纖複合材料
,加上部份抗高溫的鈦合金,上覆RAM塗料,黑色外表適合在晚間作戰,在架設外部攝影機的部位,以抗爆耐高溫強化
玻璃覆蓋,外層再加上強化不透明外殼,在進行超高速飛行時關閉以保
護攝影機。
以上是夜馳通常保持不變的部份。
由於任務上的繁多類型
,又必須兼具高速及匿蹤的設計,UZI重工在克服了聯結部位高速時的解體問題後,便決定使用上可變換外型的模組化
機身。
夜馳大致上可分為幾種外型
:1 遠程支援/敵機壓制/高速攔截 模式
在此模式下,夜馳的極速將可達到最高,機身細長而扁平,後方內建獨立
飛彈發射莢艙以及二到四具的化學雷射砲,同時依照任務需求,可外掛
小型火箭增加推力及短場起降能力。
2 戰場密集轟炸/高速運輸 模式
此模式下的夜馳速度由於顧慮到載重量的問題,故其速度和之前第一
種模式比起來慢許多,但若就一般轟炸機和運輸機而言,夜馳應仍舊可
以稱作"高速"。
理論上夜馳執行戰場轟炸的機會較小,但仍有可能會使用在突襲前的
敵陣壓制,故UZI重工也加入了此項需求。在此種模式下,夜馳後方將不
搭配或只搭配少量飛彈發射架,但後方機身加高加大,以掛載炸彈或者
如運兵車之類的小型輕裝甲車。同時為了在戰場上的基本防衛能力,
在機翼上的噴射引擎旁可加上適型飛彈發射夾艙,左右各兩枚短程飛
彈,同時機身前方配備兩門化學雷射砲,以便能夠在被追擊時能有所反
擊。雖然加高的機身造成阻力和RCS的增加,但在此種任務下對匿蹤和
速度的要求並沒有如同支援模式那樣高,故以載重量為優先。
3 突擊/中近程攔截戰鬥機 模式
雖然夜馳的主要設計是設計進行遠程攻擊的戰鬥機,但若敵方戰機以
進入具威脅性的距離內,此時夜馳的突擊/中近程攔截戰鬥機模式將發
揮極大作用。
和遠程支援模式及運輸模式比起,此模式的速度則介於兩者之間,匿蹤
能力也大為降低,但卻能將夜馳的戰鬥力發揮到極限。
此模式中夜馳後方掛載了約二十四枚的飛彈,及一架小型近迫空中攻
擊機,同時配備四門化學雷射砲,在噴射引擎旁配備和高速運輸模式同
樣的適形飛彈夾艙,只是數量改為左右各四枚。
為了增加內建小型機庫的空間,駕駛艙的位置比前兩種模式稍前移,並
加大後方承載區的高度及寬度,此舉使得其阻力大增且RCS狂升,但在
機腹兩側外掛適型推進火箭增加推力後,高速彌補了此兩項弱點,雖
然如此,推進火箭的高紅外線放射量仍然無法解決。
推力系統:
夜馳由於任務上要求能夠進行至少1.5Mach的超音速巡航,同時在必要
時刻能有超過2.8Mach以上的超高速,所以在推力部份曾投下大量資金
及時間,終於在2011年發展出代號PEX-18-410FF的超強推力引擎,最大淨
推力超過30000公斤,捨去向量推力的機動力,改以高速度為主的P
EX引擎,使夜馳在遠程支援模式下能以超過2.3Mach的速度在空中
飛馳,同時在運輸模式下也有1.0Mach上下的速度
駕駛艙:
在匿蹤性及流線型的考量下
,夜馳的駕駛艙是鑲嵌在機體內部的,由於高度複雜的電戰系統,使夜馳必須採用不同於以往單座或雙座駕駛的
───三座式聯控座艙。
這三個駕駛座可區分為
:(1)主駕駛《PP》(2)電子防禦《ED》(3)電子攻擊《EA》,三者其實是三個獨立控制的座艙。
主駕駛員
(PP)的位置在二號座(ED)及三號座(EA)的中間下方,ED在右上,EA在左上,整架夜馳的飛行由PP負責,包括機體的運動、攻擊目標
選定、飛彈發射,一號座的主駕駛事實上就是夜馳的空中指揮官。而
專司電子防禦的ED則負責包括電子反制、電子反反制、電子反侵
入、匿蹤干擾、敵我識別、飛彈警示以及目標搜索的工作,簡單來說
就是預警以及規避敵攻擊這兩項。不同於電子防禦的二號座,EA負責
的是主動的電子攻擊,包括發射反預警飛彈、遠方電子干擾網、區域
網路病毒散佈等,忽略過去對視力的要求,EA首重資訊能力,利用網路
科技,由GPS衛星等路徑侵入對方電子網路通訊,以癱瘓對方包括預警
系統、偵搜系統、通訊系統等的電子能力,可能的話,甚至於讓對方的
飛彈完全無法發射,中斷戰機與飛彈之聯結而喪失攻擊能力。除此之
外,在面對大數量敵機時,EA也負責輔助主駕駛進行目標鎖定。
除了三座聯控之外
,夜馳的駕駛艙還使用上了360°全方位檢視系統,整個座艙壁由二十多個液晶螢幕構成,利用各方向的外部攝影機,駕駛員
在封閉的機艙內便可看到任意角度的畫面,同時,三個駕駛座皆配有
HMD,可以目視選取目標及鎖定,PP和EA並配有VR系統,以便在近距離
發射空射雷射。
主駕駛座的儀表由三個主要
MFD構成,加上其他小螢幕,三個主要MFD包括雷達、RWR、衛星定位航空圖,其他包括機體狀態,飛彈存量,油
量,飛行時間等資訊,操縱桿使用FBL光傳操控增加操縱效率。二號座
和三號座的儀表事實上是由三部電腦構成,但二號座的右側還配置一
具操縱桿,是ED用來操控擬態紅外線靶機的。
儀表並採用
Just-Touch觸碰式電子數位螢幕,方便駕駛員進行指令的下達,在EA以及ED的駕駛座還配備了Two-Hands人體工學飛行電腦鍵盤,
看起來就像把一個鍵盤分割成兩半然後立起來,左右手各一半,飛行員
可將雙手置於身體兩側操控,降低在高G飛行下KeyIn的困難。
當夜馳進行高速突擊時
,外部攝影機將會關閉,此時駕駛員將全靠VR系統駕駛,VR系統的螢幕包括虛擬空間及紅外線影像。虛擬空間由雷達
以及衛星描繪外界形體,紅外線模式則由夜馳內建的紅外線追瞄器負
責提供影像。駕駛員可利用虛擬空間進行飛行,而紅外線模式則主要
是用於發射空射雷射時鎖定用。
駕駛座採用
T-5型0/0彈射椅,由二號座首先彈射。
航電系統:
夜馳的航電系統是整架戰鬥機中最重要也是最複雜的部份。
如同駕駛艙的部份
,電子儀器也分成幾個不同的單元:飛航控制單元:
負責提供主駕駛對戰鬥機的控制工作,以美國AT&T公司製造的FBL光
電飛行控制系統、UZI重工研發之紅外線目視操控系統、液晶顯示幕
以及Two-Hands鍵盤為輸入介面,以PCC中央控制電腦為處理中心,
下轄UZI重工TNL起飛/導航/降落輔助系統,負責在飛行中管理機體
狀況、飛行路徑、燃料管理及自動駕駛功能,PCC同時掌管新力公
司發展之TV(True Visual)外部影像顯示系統,利用外部攝影機及紅
外線掃瞄,再加上GPS及地貌追瞄器的輔助,可將艙外影像以接近真
實的畫面呈現在駕駛員眼前。除此之外,TV系統並與HMD頭盔顯
示器相對應,可以電子畫面進行鎖定,由於畫面係經過電腦處理,故
可進行局部放大或者是在黑夜中"點亮"敵機位置。
PCC除了連接TNL及TV系統之外,尚與EA、ED主電腦及PP的ACS空
戰系統相連,在進行飛彈攻擊時提供駕駛員資訊並提出建議,ACS系統
在進行目標處理時分成高/低數量目標兩種模式,在高數量模式下,ACS
會以一群(4~5架)彼此較接近的敵機為一個單位顯示在螢幕上,方便主
駕駛進行鎖定,且標出各單位的航向、數量、接近速度等資訊,並自動
編列攻擊飛彈的順序編號,協調各飛彈的發射,並與ED的敵方威脅感測
陣列電腦相搭配,標示敵方飛彈位置。
偵搜單元:
包括(a)兩具UZI重工的神眼三型主動相位陣列雷達,機身前後各一;
(b)內建十二具IRST紅外線尋標器,上下左右、左(右)前(後)上(下),經TV系統處理之後,可在進行雷射鎖定時提供外部畫面;
(c)日本三菱D-2000雷達警示接收器(RWR);
(d)日本新力製造航空外部攝影機組。
(e)一具內建LITRAIN地面追瞄器
(f)四具內建電子干擾波頻探測器
(g)機體狀況偵測系統,負責收集空速、高度、燃料、結構……等資料。
電子攻擊單元:夜馳的電子攻擊可分為遠程干擾、病毒散播、系統破
壞、輔助鎖定和作戰計畫竊取,在處理器越發展越小的情況下,除了
PCC之外,夜馳的機體內還配備了兩部幾乎和F-22同級的小型超級電腦,
其中一部成為架構EA攻擊系統的中心,下轄電戰區控制子系統、全球
同步衛星資訊鍊,並和座艙中的三部128位元電腦連線,以便EA駕駛能
夠監控整個電子攻擊的範圍以及狀況並方便駕駛侵入敵系統;EA主電
腦最重要的工作就是找出管道侵入對方電子領域,目標除包括一般戰
鬥機的空戰電腦外,還可以染指敵方電戰機的電腦內部,奪取對方的作
戰資訊,破壞或欺騙干擾,至於是如何進入對方系統則是機密。而經過
EA的成功侵入,可使ED的反制工作更具成功率。
電子防禦單元:ED主電腦負責管理由雷達搜索所得的資料,構成即時空
中作戰地圖,記錄敵我雙方位置與地型或空中狀況,並與EA電戰區控制
子系統所建構的戰場電子干擾網絡交換資訊處理,避免在敵我雙方同
時進行電子干擾時的混亂。
除此之外,ED電腦架構了夜馳的全機防衛機制,飛彈來襲時的電子反制,
敵方電子干擾時的電子反反制,皆利用ED主電腦進行判定和處理,而經
過EA侵入對方電子系統後,ED便可取得對方雷達參數等重要電子
資訊,提供EA主電腦和ACS系統能夠更加準確和成功的攻擊。和
EA一樣, 有關ED的運作細節同樣也是UZI重工的高度機密。
武裝:
夜馳的初始設定是設定台灣空軍原有的各型空對空飛彈皆可通用,故
除了較新的裝備之外不再贅述。
天劍四型中程空對空飛彈:
國軍發展的第二代主動雷達導引飛彈,性能為高度機密,但據傳有比天
劍二型更強的電子反反制能力以及速度……。
遠端電子干擾網:
UZI重工在發展ZMI計劃時同時開發出來的電子攻擊武器,當駕駛員設
定好座標之後,便可發射遠端電子干擾網母彈,母彈到達預定位置後會
將彈艙中的小型雷達投出,一枚電子干擾網母彈可攜帶15~25具左右的
小型雷達,這些雷達會發出和主動導引飛彈類似的雷達波,愚弄敵方的
RWR,使其飽和,掩護真正的飛彈免於電子反制。
擬態紅外線靶機:
是為了對付像是AIM-132之類記憶型的紅外線追熱飛彈,利用和母機
接近的紅外線形狀及熱量,在駕駛員的操控之下,可自由向與母機不同
的位置飛行誘導飛彈。
極密2型空戰雷射砲:
可能是全世界首次實用化的空戰雷射,UZI重工成功將雷射砲大小縮減,
並使其能夠裝載在夜馳上,資料不詳,但相關人士指出射程大約是在五
公里之內。
基本性能諸元:
UZI重工仍在修改中…