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应对未来对抗环境 美军舰载无人加油机首飞

来源:参考消息网2019-09-30 11:15

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  据美国《防务新闻》周刊网站9月19日报道称,美国波音公司于当日宣布,美海军首架MQ-25“黄貂鱼”无人加油机在位于伊利诺伊州的中部试飞基地成功首飞。西方军事观察家认为,作为美海军首种舰载隐身无人加油机,MQ-25将成为美海军舰载有人战机的“力量倍增器”。那么MQ-25无人加油机的作战性能如何?美军的无人机空中加油技术已取得怎样的进展?本文就此为您简析。

   MQ-25可为6架F-35C加油 助航母从敌导弹射程外放飞战机

  据美国《防务新闻》周刊网站9月19日报道称,美海军MQ-25“黄貂鱼”无人加油机(以下简称MQ-25)此次首飞耗时2小时,其中大部分时间MQ-25在地面控制员遥控下进行飞行。为确保安全,试飞过程中该型无人机未收起起落架。MQ-25由美国波音公司研发,波音于2018年8月从美海军获得一份价值8.05亿美元的合同,其中涉及为美海军制造并测试4架MQ-25原型机。美海军预计,MQ-25项目的总成本将达到约130亿美元,将制造至少72架MQ-25。 美军2006年已完成无人化空中加油测试 相关技术已成熟

   MQ-25脱胎于美海军于2011年提出的“舰载无人空中监视与打击”项目(简称UCLASS),该项目提出需要研发一种能够在前线执行攻击“时敏目标”行动和“情报、监视和侦察(简称ISR)”任务,并能向后方实时传送数据的新型舰载多用途无人战机。美海军希望这种无人机能为航母战斗群提供长航时的ISR以及“远程精确打击”能力(执行攻击任务时,仍需人工干预),同时兼具自主空中加油能力,UCLASS项目随后于2014年正式启动。据“美国海军研究协会新闻”(USNI)网站2014年2月19日报道,时任美国众议员的兰迪·福布斯于当年2月18日为支持UCLASS项目无人机时特别强调:“空中加油能力对这种无人机至关重要,特别能满足美海军舰载机群从距离潜在假想敌海岸线更远的区域发动空袭的需求,令美军航母能在远离例如反航母弹道导弹这类远程反舰武器的射程外安全放飞舰载机群执行作战任务。”

  当时由诺斯罗普-格鲁曼公司研发的X-47B(2011年2月首飞)舰载隐身无人机较为符合UCLASS项目的需求,该型无人机已分别于2013年5月和7月在“布什”号(CVN-77)航母上弹射起飞以及安全着陆。此外,X-47B还于2015年4月在美国马里兰州沿岸海面上成功完成了与一架KC-707加油机的空中加油作业。尽管X-47B已“提前”完成了UCLASS项目的多项需求,但美海军最终还是以“成本过于昂贵”以及“隐身性能不足”等理由将X-47B“拒之门外”。与此同时,美海军UCLASS项目也因成本高昂,“缩水”为只强调研发一种具备空中加油能力的舰载无人机,并不再将“隐身”和“远程精确打击”能力作为关键指标(即后来的MQ-25无人加油机项目)。波音公司的MQ-25原型机项目最终胜出。

  按美海军计划,MQ-25将取代现役的F/A-18E/F“兼职”有人加油机(目前有30%的F/A-18E/F挂载“伙伴”式加油吊舱执行加油机任务),可为4至6架F-35C或F/A-18E/F舰载战机补充总计6.8吨燃油,将这2种战机的作战半径扩大到1300公里以上。这意味着搭载这些有人战机的美军航母可以从距离假想敌海岸更远的区域放飞舰载机,以躲避陆基反航母弹道导弹等远程反舰武器,提高战场生存力。美海军希望以此方式,来应对2020年后的“大国对抗”环境。波音公司的MQ-25主打“低成本”(其采用的罗-罗AE3007N涡扇发动机与美海军现役的MQ-4C“人鱼海神”远程无人侦察机的动力系统相同)以及突出“空中加油能力”卖点,此外就是与同为波音旗下的F/A-18E/F舰载战机有更好的兼容性。尽管不以“隐身”为主要卖点,MQ-25还是采用了包括机背式进气道、V形垂尾以及低红外信号尾喷口等多种隐身设计来降低自身的RCS(雷达反射截面积)以及红外信号特征,可在靠近前线的区域巡航为有人战机提供支援。按美海军计划,MQ-25将于2024年正式进入美海军服役。

  美军早在2006年就已完成了无人化软管式空中加油测试,目前相关技术已较为成熟。软管式加油是较为常见的空中加油方式(中、俄、法等多国空军均掌握这一技术,美海军航空兵也多采用这一方式),但对飞行员的技术有很高要求。以有人战机为例,为完成空中加油对接,受油机飞行员必须将受油探管的尖端,保持在加油锥套的内套里,不能损坏锥套外套。美国国家航空航天局(NASA)试飞员迪克·埃尔斯介绍称,锥套在最后对接时,受油机会因气流变化产生不受控的随机摇摆,有经验的飞行员会通过人工操作来减少这些摆动。

   美军进行自主加油光学追踪系统地面试验,F-18试验机在跑道上追踪一辆带有图板的皮卡车。(美国《空军》杂志)

  对无人机来说,上述过程必须要自行完成,难度显然更大。据美国《空军》杂志2012年3月报道称,“在整个加油过程中,加油机的加油锥套和受油机的受油探管的对接精度,要达到厘米级。”无人自主化加油项目最初的试验是在地面进行。一架搭载光学跟踪装置的F-18试验机,在跑道上匀速尾随一辆带有锥套图板的皮卡车,以检验自主化系统的识别能力。

   2006年,美军F-18试验机成功完成自主空中加油对接测试,两名飞行员均将双手举起,示意并未干预自主系统。(美国《空军》杂志)

   2012年8月,NASA的2架RQ-4无人机完成首次无人机加油编队测试,但未进行空中对接试验。(美国空军官网)

   2006年,美空军的无人软管式空中加油技术已取得重大突破。一架经过改装的F-18试验机完全依靠自主系统,同一架有人加油机实现了首次自主对接。尽管飞行员仍需在座舱中监督整个过程,但并没有干预自主系统操作。F-18上搭载了可由GPS卫星辅助导引的惯性导航系统,可引导军机自动飞向装有系统接收机的加油机。当两机接近到一定距离后,F-18受油管上的光学追踪装置,就会自动寻找加油锥套,并引导战机继续靠近。该装置配有多台光学摄像机,可做出细微修正,能确保受油探管最终锁定锥套。针对上面提到的摇摆问题,自主化系统会以不同于有人机加油的方式解决。光学追踪装置会操纵F-18,逐渐跟上加油机锥套的摇摆节奏,直到两者形成同步运动后再完成对接。

  在完成无人机与有人加油机的空中加油测试后,美军的下一步目标是实现无人机与无人机之间的编队空中加油。2012年1月,美空军与NASA租用一架有人驾驶的“海神”串联翼高空试验机与一架经过改装的RQ-4“全球鹰”无人侦察机完成了首次模拟无人机加油编队测试。当年8月,NASA又出动2架改装版的RQ-4无人机进行模拟编队加油,结果是成功进行了双机加油编队,但未进行加油对接试验。但NASA称相关试验已取得了成功,未来将进行后续测试。由此可预见,未来美海军MQ-25无人加油机的协同“服务”对象可能并不只局限于有人战机,很有可能还包括其他无人战机。(文/黄晋一)

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