詹姆斯·德魯



通用原子航空系統公司近日公布MQ-25無人機項目競標方案。至此,將參與該項目的三家公司方案全部推出,且各有優劣。該項目究竟花落誰家?讓我們拭目以待。
美國海軍此前一直在實施“無人駕駛艦載發射機載監視和打擊”(Uclass)計劃,希望研制一種遠程、可生存的監視和打擊無人機,但是美國海軍在2016年取消了該計劃,而是代之以一個新的“基于航空母艦的空中加油系統”(CBARS)計劃,要求工業界能提供一種首先具有空中加油能力,其次才具有情報、監視及偵察(ISR)能力的艦載無人機,并把這種飛機命名為MQ-25“黃貂魚”(Stingray),因為MQ-25“黃貂魚”要在航空母艦使用,所以不能像常規飛機一樣,從900 - 1800m陸基跑道上起飛,而是必須能在航空母艦甲板上用彈射發射器彈射起飛,并能在甲板上攔阻著陸,同時不再強調無人機的隱身生存能力,以加快研制進度,計劃價值估計數十億美元。
因為目前美國海軍缺乏專用的艦載加油機,只能由F/A-18E/F“超級大黃蜂”搭載加油吊艙進行“伙伴”加油。根據統計,目前有約20%~30%的F/A-18E/F負責執行空中加油任務,從而嚴重限制了航母艦載機群的任務半徑、出動頻率和攻防能力。而根據美國海軍發布的招標書表明,要求這種MQ-25“黃貂魚”能攜帶不少于約6350kg的燃油,在距航空母艦920km (500n miles)外對4~6架艦載機實施空中加油,從而將F/A-18E/F“超級大黃蜂”,從“伙伴加油”任務中解脫出來。
美國海軍航空系統司令部稱,如果MQ-25能夠滿足上述要求,將使艦載機的作戰半徑能在現有基礎上擴大480~640km(約300~400n miles),滯空時間和活動范圍也將成倍提高,配合已列裝的和正在研制的多種高精度遠程打擊武器,將使艦載機有能力深入對手的內陸發動打擊,或大大擴展航母編隊的防空警戒、截擊和反潛區域,如使F/A-18E/F戰斗機的任務半徑從目前的725km延伸至1300km以上。
同時,MQ-25“黃貂魚”也能裝備用于情報、監視與偵察(ISR)的傳感器轉塔和海事監視雷達,并且滿足適用于在航空母艦上使用的尺寸、重量、功率和系統冷卻要求。
美國海軍航空系統司令部( Navair)于2017年10月4日正式發出了MQ-25“黃貂魚”計劃的正式招標書,波音幻影工廠、洛克希德·馬丁臭鼬工廠和通用原子航空系統公司( GA-ASI)三家公司,分別向美國海軍航空系統司令部提出了各自的截然不同的MQ-25“黃貂魚”設計方案,美國海軍預計將在2018年8月最終確定一個合同商,以固定價格研制合同制造最初的4架工程和研制原型機(EMD1-4),但如果過渡到生產階段,美國海軍的采購量可能為72架。
通用原子航空系統公司的設計方案
與其他兩家公司采用的較為激進的無尾翼身融合氣動布局不同,通用原子航空系統公司的原型機將基于該公司的“掠奪者”C(Predator)衍生的“復仇者”(Avenger)渦輪風扇動力無人機進行研制,仍然采用了傳統的機翼一機身布局,包括帶有上反翼梢小翼的小后掠機翼、V型外傾雙尾翼、進氣道背負在機身上方的氣動布局。通用原子航空系統公司認為,這種氣動布局的技術風險較小,且燃油經濟性和飛行穩定性較好。
但是通用原子航空系統公司強調,雖然公司MQ-25“黃貂魚”的外觀上類似于“復仇者”,但是實際上進行了幾乎全新的設計,為了增加了燃油容量,加長加寬了機翼,顯著擴大了機體空間,為內部燃油箱、武器艙和推進系統提供了足夠的空間,并對相應結構進行了加強,還將原來在“復仇者”使用的普惠加拿大PW545B發動機換成大功率的PW815發動機,推力從17.75kn增加至71.lkn,幾乎提高了四倍。
通用原子航空系統公司MQ-25“黃貂魚”原型機的另一大特點是,將采用美國海軍的英國科巴姆公司的錐套式外掛加油吊艙,每側翼下1個,所以可同時為2架艦載機加油。通用原子航空系統公司認為,使用這種加油系統,相比使用內埋式加油系統更為高效,而且無需重新研制,進一步降低了研制成本。此外,該原型機在機頭下方保留了“捕食者”系列標志性的光電傳感器轉塔,而且機翼可折疊以便于在航空母艦甲板上停放,還裝備有可根據艦上航空管制人員手勢在甲板進行調度的人工智能系統。
通用原子航空系統公司表示,公司MQ-25“黃貂魚”,不僅能夠滿足美國海軍的航空母艦適用性和空中加油的苛刻要求,而且燃料卸載能力和航程比美國海軍的基本要求更高。
為此,通用原子航空系統公司在2月份發布了以一系列頂級供應商組成的強大的合作團隊,其中最為引人注目的是由波音幻影工程部提供無人機自主系統。通用原子航空系統公司表示,完全信任波音公司內部的“防火墻”,以保持合作團隊與波音公司的其他工作隔離。
其他合作伙伴包括普惠公司及其加拿大渦輪風扇集團,提供PW815發動機及有關設備;UTC的古德里奇集團將提供起落架;而GKN航宇公司旗下的Fokker將提供尾部掛鉤架;L3公司提供寬帶衛星和視距通信技術;BAE提供任務計劃和網絡安全的軟件;羅克韋爾·柯林斯提供先進的導航技術,包括新一代ARC-210 RT-2036(C)網絡通信機載無線電,所以如果通用原子航空系統公司能夠最終獲得美國海軍的合同,MQ-25“黃貂魚”將成為通用原子航空系統公司有史以來最先進最復雜電子系統的無人機。
目前,通用原子航空系統公司已經在地面試驗臺進行全尺寸PW815渦輪風扇發動機的性能試驗。同時,一直在使用一架“復仇者”代用飛機進行航空母艦的飛行甲板使用試驗,并在陸地上試驗手勢識別技術,通過手勢或指揮棒信號,使飛機能順利的在進行飛行甲板攔阻著陸。
優劣分析
MQ-25的使命是彌補美國艦載航空聯隊空中加油能力差距,延長現役F/A-18E/F“超級大黃蜂”(Super Hornet)的疲勞壽命,現已被分配執行加油任務起到空空加油的作用。
美國海軍被指定為牽頭研制MQ-25,涵蓋了70多個子系統項目。“黃貂魚”(Stingray)項目具體由美國海軍快速采購海上加速能力辦公室(MaritimeAccelerated Capabilities Office)負責,該機構還負責研發大排量無人潛航器。
MQ-25項目有三個主要的項目因素:控制系統和連接艙、艦載CVN艙和空中飛行平臺。有兩個關鍵性能參數:空中加油任務和艦載適用性。其他都是關鍵的系統屬性。
被選中的MQ-25必須規具備從其他飛機接收燃料的能力。它將配備一個“輕型ISR”(情報,監視和偵察)傳感器球,并具有大小、重量、功率和冷卻裕度以攜帶一臺海上監視雷達。
美國海軍并沒有明確航母上一次配裝幾架MQ-25,而是明確了加油軟管最低數量,并必須與最大加油飛機需求相匹配,飛機物理空間大小,以及在飛行甲板或者機庫甲板上任何定制或特殊支持設備的數量。
綜合波音幻影工廠、洛克希德·馬丁公司臭鼬工廠和通用原子航空系統公司(GA-ASI)三家公司設計方案,其優劣勢分析如下:
通用原子航空系統公司
優勢
通用原子航空系統公司比任何其他公司為美國軍方設計和提供了更多可具操作性的無人機。其電磁系統子公司研發的電磁飛行彈射系統和先進攔阻裝置可用于MQ-25項目。設汁方案采用的是普惠加拿大公司PW815發動機,是同級別中最新和最高效的渦扇發動機。
劣勢
MQ-25將是通用原子航空系統公司研制的尺寸最大、功能最強、系統最復雜的飛機系統。設計方案利用陸地起飛和著陸的MQ-9“捕食者”和“復仇者”技術,但MQ-25將是最龐大的海上系統裝備的一個子系統。MQ-25首先要集成到“尼米茲”級航母上,而通用原子航空系統公司此前只擁有研發“福特”級航空母艦裝備的設計經驗。
洛克希德馬丁公司
優勢
洛克希德·馬丁公司在研發艦載飛機,例如美國海軍的未來的F-35C戰斗機,擁有幾十年的飛機設計和制造經驗。其設計方案采用飛翼布局,其空間利用率較高,其機內燃油箱的容積更大。其臭鼬工廠的項目管理模式將大大減小外界和公司官僚機構的干預。
劣勢
沒有進行過試飛的原型機。臭鼬工廠第一次設計和制造這類飛機,很可能會出現過設計等問題。美國海軍最近列裝使用飛翼布局飛機的經驗可追溯到麥克唐奈道格拉斯研制的A-12“復仇者”II (Avenger II),該型號發展并不順利,且1991年就被取消了。
波音公司
優勢
波音公司在研發艦載機方面有豐富經驗,例如“大黃蜂”(Hornet)、“超級大黃蜂”(SuperHornet)和“咆哮者”(Growler)等都是美國海軍現役的艦載型主力裝備。該設計方案采用大翼展、大容量機身,應能滿足美國海軍的航程和空中加油的技術指標要求。目前,波音公司兩架可用的原型機,飛行測試可以更早開始。
劣勢
原型機可由UCLASS項目改制,該機已經完成裝配,但沒有試飛。在美國海軍無人艦載飛機要求之前,波音公司已經提前投資。