訂閱
糾錯
加入自媒體

美軍MQ-25A無人加油機推動構(gòu)建海上有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)體系

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

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

發(fā)表評論

0條評論,0人參與

請輸入評論內(nèi)容...

請輸入評論/評論長度6~500個字

您提交的評論過于頻繁,請輸入驗證碼繼續(xù)

暫無評論

暫無評論

文章糾錯
x
*文字標題:
*糾錯內(nèi)容:
聯(lián)系郵箱:
*驗 證 碼:

粵公網(wǎng)安備 44030502002758號