本文已發(fā)表于《國際航空》雜志2021年第10期。

2021年6月4日，美海軍使用波音公司MQ－25 T1原型機成功完成對一架F／A－18F艦載戰(zhàn)斗機的空中加油試驗，這是歷史上首次開展無人機對有人機空中加油的試驗，也是美軍自2015年完成X－47B無人機自主空中加油（AAR）后，在無人機加油領(lǐng)域取得的又一關(guān)鍵進展。2020年9月，美海軍提出將5～9架MQ－25A無人加油機納入其未來艦載機聯(lián)隊（CVW）的初步編成構(gòu)想，表明MQ－25A將成為美軍提升航母艦隊生存和打擊能力的重要裝備，以應(yīng)對“大國競爭”背景下高端戰(zhàn)爭中的挑戰(zhàn)與威脅。

一、研制背景及歷程

美海軍高度重視遠海作戰(zhàn)能力建設(shè)，提出“全球公域介入與機動聯(lián)合概念”（JAM－GC），以應(yīng)對潛在對手的“反介入／區(qū)域拒止”威脅。與此同時，中俄先進戰(zhàn)斗機與遠程精確打擊武器日益發(fā)展，對美海軍航母構(gòu)成巨大威脅，美軍迫切需要發(fā)展空中加油能力，以提升在強對抗環(huán)境中的作戰(zhàn)效能。2016年1月，美國防部長辦公室要求美海軍將大型艦載無人機研制方向調(diào)整為無人空中加油系統(tǒng)，隨后在國防預算申請中，將“艦載無人空中監(jiān)視打擊”（UCLASS）項目更改為“航母艦載空中加油系統(tǒng)”（CBARS），表明美軍航母艦載大型無人機裝備需求有重大變化，暫時放棄研制注重打擊能力的艦載無人機，轉(zhuǎn)而將重點調(diào)整為艦載無人加油機。

2016年7月，美海軍將“航母艦載空中加油系統(tǒng)”項目研制的無人機正式編號為MQ－25A，命名“黃貂魚”；同年10月，美海軍發(fā)布MQ－25A“工程與制造發(fā)展”階段招標書。2018年8月，波音公司在與洛馬公司、諾格公司和通用原子公司的競標中獲勝，贏得美海軍一份上限8．05億美元的MQ－25A原型機項目開發(fā)合同。2019年9月，波音公司生產(chǎn)的首架MQ－25（編號T1）原型機完成首飛。2020年3月，MQ－25A項目完成了飛行器評估和“無人駕駛?cè)蝿?wù)控制系統(tǒng)”技術(shù)成熟度的系統(tǒng)設(shè)計審查等工作。2020年4月，美海軍授予波音公司一份價值8470萬美元的合同，以增購3架MQ－25A“黃貂魚”無人加油機，購機總數(shù)達到7架。

圖 1  波音公司研制的MQ－25“黃貂魚”T1驗證機（美國波音公司圖片）

MQ－25A無人機項目計劃為美海軍提供提供包括空中加油、情監(jiān)偵（ISR）等在內(nèi)的多項能力，可拓展航母艦載機編隊的任務(wù)范圍，減輕F／A－18E／F的任務(wù)負擔，推動海軍有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)能力提升。MQ－25A采用常規(guī)布局，V型尾翼設(shè)計，安裝一臺羅羅公司推力4500千克的AE 3007N渦扇發(fā)動機。MQ－25A采用軟管式空中加油方式和“濕”式吊艙，按照美海軍設(shè)計要求，該機可在距航母930千米處，為受油機外供油6800千克，使戰(zhàn)斗機打擊范圍擴展約550～750千米。

二、最新進展

美海軍陸續(xù)開展MQ－25A無人機模擬測試與飛行試驗活動，開發(fā)和驗證包括空中加油、互操作、自主性等多項關(guān)鍵技術(shù)，加速推動無人加油機實戰(zhàn)化運用，構(gòu)筑海軍有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)能力。

1、美海軍計劃構(gòu)筑有人／無人混編的航母艦載機聯(lián)隊

2020年9月，美國海軍作戰(zhàn)部長（CNO）辦公室公開的未來艦載機聯(lián)隊初步編成構(gòu)想顯示，海軍未來艦載機聯(lián)隊中戰(zhàn)斗／攻擊機44架總量不變，其中F－35將增至16架，F(xiàn)／A－18E／F將削減至28架。此外，聯(lián)隊還將列裝5～7架EA－18G電子戰(zhàn)飛機、5架E－2D預警機、6～10架MH－60直升機、3架CMV－22B傾轉(zhuǎn)旋翼機和5～9架MQ－25A無人加油機。M－25A是美海軍首型符合美國防部第5類無人機系統(tǒng)標準的大型艦載無人加油機，加快推動了美航母艦載機聯(lián)隊進入有人／無人協(xié)同時代。美軍計劃2021年底前組建第10艦載無人多用途中隊（VUQ），負責在MQ－25A服役前訓練機組操作人員，后續(xù)將組建VUQ－11和VUQ－12中隊，分別部署于西海岸和東海岸的海軍航空站，用于操作即將列裝的MQ－25A無人機。

2、美海軍通過仿真模擬驗證MQ－25A多項關(guān)鍵能力

2020年10月以來，美海軍飛行員在波音公司圣路易斯工廠開展了地面站模擬操作MQ－25A執(zhí)行加油任務(wù)的全過程沉浸式訓練，為后續(xù)實機飛行試驗奠定重要基礎(chǔ)。2021年8月，波音公司在虛擬環(huán)境下開展了有人／無人協(xié)同編隊（MUM－T）能力演示活動，測試了MQ－25A在飛行任務(wù)中與F／A－18E／F和E－2D飛機的數(shù)據(jù)通信能力，并在E－2D的指揮控制下為F／A－18E／F進行模擬空中加油。近期，波音通過模擬仿真向五角大樓近80名海軍高級將領(lǐng)演示了MQ－25A的有人／無人協(xié)同概念。

圖 2  MQ－25 T1 延用了F／A－18E／F伙伴加油機使用的科巴姆公司加油吊艙（美國波音公司圖片）

波音公司指出，雖然MQ－25 T1具備一定的自主飛行和任務(wù)能力，但目前仍按照預定任務(wù)規(guī)劃飛行，需時刻保持接收和響應(yīng)地面操作人員的指令。集成MUM－T能力后，MQ－25 T1無人機可利用Link 16數(shù)據(jù)鏈與F／A－18E／F戰(zhàn)斗機和E－2D預警機保持數(shù)據(jù)互通，以實時修正無人機的位置和載油量等任務(wù)信息，應(yīng)對拒止環(huán)境下的通信降級。波音公司強調(diào)，E－2D不需要進行軟件更新即具備與MQ－25 T1的Link 16互通能力，而F／A－18E／F則需要少量操作界面和接口更新，以支持發(fā)送新的數(shù)據(jù)類型。波音公司計劃后續(xù)為“黃貂魚”無人機擴展更多類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并開展更多自主軟件算法開發(fā)和測試工作，提升任務(wù)能力。

3、美海軍開展多輪MQ－25 T1空中加油實機試飛驗證活動

2021年6月4日，美海軍和波音公司聯(lián)合開展MQ－25 T1無人機飛行測試活動，完成了人類歷史首次無人機對其他飛機的空空加油試驗。期間，海軍一架F／A－18F艦載戰(zhàn)斗機試飛員首先駕駛飛機在MQ－25 T1后密集編隊飛行，測試加／受油機以6米間距執(zhí)行空中加油任務(wù)時的飛行穩(wěn)定性。達到指定高度和速度后，MQ－25 T1攜帶的加油吊艙伸出加油軟管和錐套，F(xiàn)／A－18F飛行員完成對接和空中受油任務(wù)。

圖 3  執(zhí)行空中加油任務(wù)的MQ－25 T1和F／A－18F“超級大黃蜂”（美國波音公司圖片）

2021年8月19日，美海軍MQ－25 T1驗證機在伊利諾伊州為一架諾格公司的E－2D預警機完成了空中加油試驗，這也是MQ－25首次對預警機開展空中加油測試。美海軍航空系統(tǒng)司令部稱，“6小時的測試期間，海軍第20空中測試和評估中隊的飛行員駕駛E－2D在3048米高空以407千米每小時的飛行速度接近T1，先后完成了編隊評估、尾流測試、錐套跟蹤和連接任務(wù)”。此前，美國海軍已開展了E－2D操作員模擬操控MQ－25A的模擬仿真試驗，完成了包括MQ－25A控制站操作、路徑規(guī)劃和載荷操控等多項測試。

圖 4  波音公司的MQ－25 T1驗證機在飛行期間向E－2D供油（美國波音公司圖片）

2021年9月13日，波音公司的MQ－25 T1“黃貂魚”無人加油機首次完成對洛克希德·馬丁公司F－35C隱身戰(zhàn)斗機的空中加油測試。美國海軍航空系統(tǒng)司令部稱，MQ－25 T1無人機由伊利諾伊州的中美洲圣路易斯機場起飛，完成了為期3小時的測試活動。期間，一名海軍F－35C飛行員先后進行了編隊評估、尾流測試和錐套跟蹤測試，最終在3048米飛行高度、417公里／小時的飛行速度下實施了與MQ－25 T1無人機的空中加油系統(tǒng)對接，隨后，一名地面控制站操作員操控油料從T1的空中加油吊艙轉(zhuǎn)移到F－35C的油箱。

圖 5  波音公司的MQ－25 T1驗證機在飛行期間向F－35C供油（美國波音公司圖片）

迄今為止，MQ－25A T1已完成了36次飛行試驗，在MQ－25A工程和制造開發(fā)飛機交付之前，提供了豐富的空氣動力學、導航控制、飛行動力相關(guān)試驗數(shù)據(jù)。美國海軍計劃后續(xù)陸續(xù)開展MQ－25 T1對航母艦載機聯(lián)隊其他具備受油能力艦載機的加油試飛活動，以測試每架飛機的氣動結(jié)構(gòu)與MQ－25 T1尾流間的相互作用，并通過分析試驗數(shù)據(jù)確定是否需要對MQ－25 T1的制導控制系統(tǒng)進行調(diào)整。

圖 6  波音公司的MQ－25 T1驗證機獨特的背部內(nèi)埋進氣道進一步提升了研制難度（美國波音公司圖片）

波音MQ－25A項目總監(jiān)戴夫·布約德稱，“一系列歷史性的空中加油測試為MQ－25A的數(shù)字模型提供了大量數(shù)據(jù)，將使該飛機成為海軍航母聯(lián)隊的游戲規(guī)則改變者�！盡Q－25 T1的后續(xù)測試工作將在未來幾個月持續(xù)開展，計劃在明年交付MQ－25工程、制造和開發(fā)飛機前，完成飛行包線擴展、發(fā)動機測試和甲板操作演示活動。同時，MQ－25A制造商表示，“目前簽訂合同的七架MQ－25A測試機中的前兩架正在穩(wěn)步開展制造和地面測試活動�！�

三、未來發(fā)展計劃

美國政府問責辦公室（GAO）在其發(fā)布的2020年《部分武器項目年度評估報告》中指出，海軍將加快其MQ－25A的研制和生產(chǎn)計劃。美海軍預計MQ－25A將在2024年8月形成初始作戰(zhàn)能力，2026年12月實現(xiàn)全速率生產(chǎn)。

圖 7  GAO報告中MQ－25A系統(tǒng)研發(fā)主要節(jié)點（美國政府問責辦公室圖片，作者翻譯漢化）

在部署運用方面，美海軍計劃采用類似于MH－60R機組在瀕海戰(zhàn)斗艦上的操作方式，將MQ－25A配屬于航母艦載機聯(lián)隊的E－2預警機團隊，由E－2預警機飛行員和軍官進行操作。美海軍正在對“卡爾·文森”號和“布什”號航母進行適應(yīng)性升級改造，包括發(fā)射回收單元、數(shù)據(jù)鏈及控制單元等，以準備部署MQ－25A無人加油機。海軍還計劃在“卡爾·文森”號航母上部署首批F－35C戰(zhàn)斗機中隊，目前正在開展最后的集成驗證工作，預計2022年完成部署。該航母還將配屬1架E－2D預警機和2架EA－18G電子戰(zhàn)飛機，以幫助F－35C最大限度地發(fā)揮能力。結(jié)合MQ－25A發(fā)展計劃，該航母艦載機聯(lián)隊將成為首個同時列裝F－35C五代戰(zhàn)斗機和MQ－25A無人加油機的航母編隊。在預算安排方面，美海軍計劃在2017～2022財年為MQ－25A項目投資25億美元，波音公司預計MQ－25A訂購數(shù)量將超過200架，總價值超200億美元。美海軍計劃在2023年2月批準MQ－25A進入低速率初始生產(chǎn)階段，還計劃在同年第二季度向波音公司獨家授予69架批產(chǎn)型飛機生產(chǎn)合同，未來5年對MQ－25A項目總投資的70％將用于飛機平臺的開發(fā)。

四、結(jié)束語

西太平洋地區(qū)反介入／區(qū)域拒止的范圍已遠超美軍航母作戰(zhàn)編隊的火力投送距離，美海軍迫切需要提升以航母為核心的遠程作戰(zhàn)和應(yīng)對大國先進防空系統(tǒng)的隱身突防的能力。MQ－25A無人加油機作為目前技術(shù)成熟度最高的大型無人艦載機裝備，其發(fā)展和運用將大幅拓展艦載機聯(lián)隊的作戰(zhàn)半徑，推動有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)體系的構(gòu)建，顯著提升航母編隊在強對抗環(huán)境下的作戰(zhàn)效能，成為改變航母艦載機聯(lián)隊作戰(zhàn)模式的重要裝備。（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心  朱超磊）

本篇供稿：科技戰(zhàn)略與系統(tǒng)工程研究所