2024年11月,“莫哈維”無人機(jī)從韓國獨(dú)島號(hào)兩棲攻擊艦完成起飛測試。本文嘗試對此次試飛及其中一些值得關(guān)注的要素進(jìn)行初步分析。
試飛過程概述
根據(jù)通用原子官網(wǎng)發(fā)布的信息和互聯(lián)網(wǎng)開源信息視頻、照片,此次試飛的基本過程如下。
無人機(jī)以運(yùn)輸狀態(tài)(所有翼面與機(jī)身分離,并與機(jī)身一起固定在專用運(yùn)輸架內(nèi))在港口以吊車方式吊運(yùn)到“獨(dú)島”號(hào)甲板下的機(jī)庫內(nèi)。在機(jī)庫內(nèi),通用原子公司試飛團(tuán)隊(duì)完成對全機(jī)的組裝,之后無人機(jī)通過升降機(jī)抵達(dá)飛行甲板。
試飛地點(diǎn)位于韓國浦項(xiàng)外海。當(dāng)天天氣晴,海面平靜。“獨(dú)島”號(hào)持續(xù)低速航行。無人機(jī)從該艦飛行甲板后部的5號(hào)直升機(jī)起降點(diǎn)后方開始滑跑,在1號(hào)和2號(hào)直升機(jī)起降點(diǎn)之間抬前輪并迅速脫離飛行甲板。成功從艦上起飛后,該機(jī)繼續(xù)飛行,最終在浦項(xiàng)海軍機(jī)場正常降落。
供分析的主要背景資料
“獨(dú)島”號(hào)相關(guān)情況
“獨(dú)島”號(hào)為韓國海軍獨(dú)島級兩棲攻擊艦首艦,舷號(hào)6111。其總體布局類似輕型航母:甲板參照航母方式布置,相對全艦尺寸偏大的上層建筑以艦島方式布置在甲板右側(cè),甲板其余區(qū)域用作飛行甲板,主要用于航空作業(yè);飛行甲板下布置機(jī)庫;艦體后部底部布置有塢
36|無人機(jī)2025No.1/總第126期艙,搭載兩棲登陸車和登陸艇。全艦標(biāo)準(zhǔn)排水量14500t,滿載排水量19000t。
該艦的主要功能之一是用直升機(jī)進(jìn)行垂直登陸,所以設(shè)計(jì)為能搭載和使用最多12架直升機(jī),典型搭載方案是7架UH-60或MUH-1中型運(yùn)輸直升機(jī)。。
簡氏資料稱獨(dú)島級全長 199.4m /總寬度31m。據(jù)此筆者估算該艦與艦載機(jī)作業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)包括:
(1)左舷起降作業(yè)區(qū),以單獨(dú)涂色區(qū)域估算,寬度約16m;前后依次布置5個(gè)直升機(jī)起降點(diǎn),第1和第5起降點(diǎn)距離約約410ft,第2和第5起降點(diǎn)距離約310ft。
(2)2套舷內(nèi)升降機(jī),用于在飛行甲板和機(jī)庫之間往返運(yùn)輸飛行器,尺寸均為約 55× 33ft。
試飛用無人機(jī)的型號(hào)
此次參加試飛的無人機(jī)的具體型號(hào),在不同消息來源中均不同。
通用原子官網(wǎng)發(fā)布的消息將參加試飛的無人機(jī)的型號(hào)稱之為“灰鷹”短距起降型(GrayEagleSTOL),為此筆者收集了相關(guān)圖像資料并進(jìn)行了比對,如圖4所示。
通過對比圖4中三幅不同情況下無人機(jī)的注冊號(hào)、機(jī)翼、起落架、天線等細(xì)節(jié)特征,可以發(fā)現(xiàn)這3張照片中的無人機(jī)高度相似。因此筆者初步判斷:此次從“獨(dú)島”號(hào)起飛的無人機(jī)是“莫哈維”;而通用原子在新聞中稱之為“灰鷹”短距起降型,可能僅是出于商業(yè)宣傳目的。
本次試飛理論分析
“莫哈維”無人機(jī)主要特點(diǎn)
“莫哈維”無人機(jī)是通用原子自費(fèi)研制的中空長航時(shí)察打一體無人機(jī)。其設(shè)計(jì)重點(diǎn)分別是高有效載荷能力和簡易場地短距起降能力。
根據(jù)公司官網(wǎng)資料,“莫哈維”主要幾何參數(shù)包括:翼展約16m,全長約9m,最大起飛重量3175kg。初步估算地面停放時(shí)全高約 3.7m
有效載荷方面,“莫哈維”設(shè)計(jì)了6個(gè)機(jī)翼掛點(diǎn) +1 個(gè)中心線掛點(diǎn),可用有效載荷能力1542kg。最大武器掛載方案為16枚海爾法空地導(dǎo)彈。同時(shí),機(jī)頭下部等部位仍然能安裝光電轉(zhuǎn)塔等傳感器類載荷。
飛行性能方面,最大續(xù)航時(shí)間25h以上。同時(shí),通過縮短翼展/加大機(jī)翼弦長、增加全翼展前緣縫翼、后緣內(nèi)側(cè)開縫襟翼+ 外側(cè)襟副翼、加高/強(qiáng)化起落架等手段,讓“莫哈維”無人機(jī)具備了在非跑道地面短距起降能力。這也是該機(jī)的突出特點(diǎn),
此外,通用原子也考慮將該型號(hào)的機(jī)翼、起落架、動(dòng)力裝置等成熟特征移植到MQ-9B機(jī)體,形成具有艦載起降能力的新型號(hào)。
公司也已經(jīng)在跑道和非跑道地面實(shí)際測試過它的短距起降能力。
顯然,針對陸地地面短距起降而專門選取的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)化,讓“莫哈維”能更好地適應(yīng)艦載起降的惡劣力學(xué)環(huán)境和有限空間。
靜態(tài)艦機(jī)相容性分析
無人機(jī)上艦,需要滿足載艦對艦載機(jī)的嚴(yán)格空間約束。“獨(dú)島”號(hào)滿載排水量19000t,明顯低于美國同類艦,對艦載機(jī)的尺寸約束更嚴(yán)格。
按照前文估算,“獨(dú)島”號(hào)的兩臺(tái)升降機(jī)尺寸均為約 17×10m ,參考KUH-1直升機(jī)尺寸(機(jī)身全長15m,旋翼折疊后全寬 3.75m ),每臺(tái)升降機(jī)理論上允許同時(shí)運(yùn)輸2架折疊旋翼后的KUH-1。“莫哈維”無人機(jī)全長9m,機(jī)翼不可折疊且翼展約16m,按照上述尺寸,理論上每臺(tái)升降機(jī)充許搭載(也只能搭載)1架“莫哈維”完成升降作業(yè)。
類似的,“莫哈維”在停放狀態(tài)全高約 3.7m ,低于KUH-1的停放狀態(tài)槳轂頂部高度 4.45m 。因此,理論上,如果機(jī)庫高度允許KUH-1直升機(jī)進(jìn)入,那么“莫哈維”也能夠在甲板下的機(jī)庫完整停放。
此外,獨(dú)島號(hào)飛行甲板的起降區(qū),寬度約16m,與艦島側(cè)面的橫向距離約6m。如果“莫哈維”對準(zhǔn)起降區(qū)中心線起降,那么理論上其右側(cè)翼尖與艦島側(cè)面有6m間距;如果充許起降時(shí)左側(cè)機(jī)翼部分伸出甲板邊緣之外(這次試飛期間也確實(shí)是如此實(shí)施的),那么右側(cè)翼尖與艦島的橫向距離還能增加。
起降區(qū)布置有5個(gè)直升機(jī)起降點(diǎn),第1和第5起降點(diǎn)距離約125m。而按照公司官網(wǎng)給出的起飛滑跑距離曲線,“莫哈維”能在滑跑約122m后離地。所以理論上獨(dú)島號(hào)飛行甲板的起降區(qū),其長度和寬度允許“莫哈維”無彈射起飛。
從實(shí)際使用角度分析實(shí)用性
試驗(yàn)期間的外部環(huán)境不具備代表性
參與試飛的通用原子、其韓國工業(yè)合作伙伴、韓國海軍并未公開本次試飛期間的外部環(huán)境細(xì)節(jié)。
從互聯(lián)網(wǎng)照片分析,試飛期間海面平靜、天氣晴朗。獨(dú)島號(hào)航行平穩(wěn),起飛期間幾乎沒有可見的姿態(tài)變化。這種相當(dāng)理想的外部自然環(huán)境,與海軍日常訓(xùn)練作戰(zhàn)環(huán)境有明顯的區(qū)別。因此此次試飛成功,并不代表“莫哈維”能夠適應(yīng)艦載實(shí)戰(zhàn)使用的氣象環(huán)境。
從試飛相關(guān)視頻、照片也能看到:試飛期間,獨(dú)島號(hào)飛行甲板起降區(qū)幾乎徹底清空,沒有任何車輛和其他飛行器,僅有少量人員;整個(gè)飛行甲板的人員和車輛全部集中到甲板后部、側(cè)向不超過艦島寬度的區(qū)域;試飛期間甲板也沒有其他任何航空作業(yè)活動(dòng)。即便如此,“莫哈維”仍然使用了超過飛行甲板總長度(200米)一半以上的(125m)長度起降區(qū),跨越了全部5個(gè)起降點(diǎn)范圍,因此實(shí)際上也不可能在起降區(qū)同時(shí)進(jìn)行其他起降作業(yè)。而在實(shí)際使用和作戰(zhàn)條件下,幾乎不可能出現(xiàn)這種極端理想化環(huán)境。
試飛構(gòu)型幾乎不具備實(shí)際任務(wù)能力
對通用原子給出的“莫哈維”起飛滑跑距離曲線(圖6)分析可以看到:“莫哈維”確實(shí)能夠在滑跑400ft/距離后離地。但這個(gè)長度,對應(yīng)的并不是歐美標(biāo)準(zhǔn)中的起飛距離一“從開始起飛到飛行器達(dá)到50f高度的水平距離”,而只是飛行器離地之前需要在地面滑跑的水平距離。
而如果只滑跑400ft后離地,此時(shí)“莫哈維”對應(yīng)的構(gòu)型是ISR任務(wù)構(gòu)型,即不攜帶武器、只攜帶傳感器。且此時(shí)任務(wù)續(xù)航力(按照曲線判斷)將只有約4h。公司并未給出航渡巡航速度或在站巡航速度等相關(guān)數(shù)據(jù),但即使按照最大空速140節(jié)(約260km/h)計(jì)算,此時(shí)“莫哈維”也只能在起飛地點(diǎn)外260km滯留2h,這就大幅度削弱了中空長航時(shí)無人機(jī)相對常規(guī)有人機(jī)在ISR任務(wù)的優(yōu)勢。
同樣能從圖6看出:如果為了執(zhí)行打擊任務(wù)而外掛武器,所需的起飛滑跑距離將迅速增加;如果要求增加任務(wù)持續(xù)時(shí)間,所需的起飛距離也會(huì)快速增加。例如即使對于ISR任務(wù),如果要求任務(wù)續(xù)航力超過10小時(shí),則僅滑跑距離就將達(dá)到近600ft,這已經(jīng)超過了“獨(dú)島”號(hào)飛行甲板起降作業(yè)區(qū)約560ft的長度,無法安全起飛。
此外,一些特定因素也降低了此次試飛的使用價(jià)值:
(1)在設(shè)計(jì)上,“莫哈維”能攜帶若干種光電/雷達(dá)/情報(bào)任務(wù)載荷,官網(wǎng)圖片也顯示它能夠在下頜安裝1套光電轉(zhuǎn)塔。但從圖4能看到,上次在英國航母起降和這次在獨(dú)島號(hào)起飛,除1個(gè)機(jī)腹天線外,“莫哈維”在機(jī)腹和機(jī)翼均未攜帶任何外部有效載荷(如光電轉(zhuǎn)塔)。這意味著此次試飛時(shí)搭載的有效載荷重量偏低;
(2)試飛時(shí),獨(dú)島號(hào)在低速航行(有開源信息稱約8節(jié))。換言之,即使是在輕載狀態(tài)和14km/h甲板風(fēng)時(shí),“莫哈維”仍然滑跑到第1和第2起降點(diǎn)之間(即滑跑約94\~124m)時(shí)才開始有明顯抬頭姿勢并升空。因此,如果搭載正常重量有效載荷,起飛距離將進(jìn)一步增加。同時(shí)還需注意到,整個(gè)起飛滑跑過程中,“莫哈維”的左側(cè)翼尖都在飛行甲板邊緣以外,筆者猜測這是為了盡量增加與艦島的間距,但這也意味著左側(cè)主起落架距離甲板邊緣更近,更容易導(dǎo)致意外滑出左側(cè)甲板。
(3)此次試飛地點(diǎn)就在浦項(xiàng)外海,“莫哈維”起飛后就飛回浦項(xiàng)海軍機(jī)場。這種短航時(shí)飛行不需要機(jī)內(nèi)滿油。因此,不能排除“此次試飛,機(jī)內(nèi)載油量偏低”的可能。
綜上所述,筆者認(rèn)為這次試飛,只是1次要素不完整的概念驗(yàn)證試飛,基本不具備使用價(jià)值,也不能為獨(dú)島號(hào)增加具備實(shí)際使用價(jià)值的作戰(zhàn)能力。
結(jié)論
到目前為止,只有美國海軍和法國海軍的大型航母擁有建制內(nèi)預(yù)警/ISR固定翼艦載機(jī)。除此之外,僅有英國海軍航母配備有建制內(nèi)預(yù)警直升機(jī)。其他各國的大甲板航空能力艦(包括美國海軍兩棲攻擊艦)都只能依靠外部資源滿足空基ISR需求。而從前文分析可以得知:獨(dú)島號(hào)這種尺寸和排水量的大甲板艦,不具備使用“莫哈維”級別固定翼查打無人機(jī)的能力。
近年,美國DARPA持續(xù)推進(jìn)的ANCILLARY項(xiàng)目,尋求研制建制內(nèi)垂直起降無人偵察機(jī)(目標(biāo)續(xù)航力100nmile外在站24h),要求其能夠在常規(guī)直升機(jī)甲板自主垂直起降,且可攜帶多種有效載荷。它的尺寸明顯低于“莫哈維”,起降和停放時(shí)占用的甲板空間甚至低于常規(guī)直升機(jī)(因此多架的甲板占用面積與1架直升機(jī)相當(dāng))。此外,其目標(biāo)續(xù)航力也明顯優(yōu)于現(xiàn)役直升機(jī),與全狀態(tài)時(shí)的“莫哈維”相當(dāng)。筆者認(rèn)為:這類無人飛行器,才是比“莫哈維”更具備實(shí)用性的艦載無人飛行器。