應對未來對抗環境 美軍艦載無人加油機首飛

http://www.cntimes.info 2019-10-01 09:16:27
美軍進行自主加油光學追蹤系統地面試驗,F-18試驗機在跑道上追蹤一輛帶有圖板的皮卡車。(美國《空軍》雜誌)
  本報訊/據美國《防務新聞》周刊網站近日報道稱,美國波音公司於當日宣布,美海軍首架MQ-25“黃貂魚”無人加油機在位於伊利諾伊州的中部試飛基地成功首飛。西方軍事觀察家認為,作為美海軍首種艦載隱身無人加油機,MQ-25將成為美海軍艦載有人戰機的“力量倍增器”。那麼MQ-25無人加油機的作戰性能如何?美軍的無人機空中加油技術已取得怎樣的進展?本文就此為您簡析。 

  MQ-25可為6架F-35C加油 助航母從敵導彈射程外放飛戰機 

  據美國《防務新聞》周刊網站9月19日報道稱,美海軍MQ-25“黃貂魚”無人加油機(以下簡稱MQ-25)此次首飛耗時2小時,其中大部分時間MQ-25在地面控制員遙控下進行飛行。為確保安全,試飛過程中該型無人機未收起起落架。MQ-25由美國波音公司研發,波音於2018年8月從美海軍獲得一份價值8.05億美元的合同,其中涉及為美海軍製造並測試4架MQ-25原型機。美海軍預計,MQ-25項目的總成本將達到約130億美元,將製造至少72架MQ-25。美軍2006年已完成無人化空中加油測試 相關技術已成熟 

  MQ-25脫胎於美海軍於2011年提出的“艦載無人空中監視與打擊”項目(簡稱UCLASS),該項目提出需要研發一種能夠在前線執行攻擊“時敏目標”行動和“情報、監視和偵察(簡稱ISR)”任務,並能向後方實時傳送數據的新型艦載多用途無人戰機。美海軍希望這種無人機能為航母戰鬥群提供長航時的ISR以及“遠程精確打擊”能力(執行攻擊任務時,仍需人工干預),同時兼具自主空中加油能力,UCLASS項目隨後於2014年正式啟動。據“美國海軍研究協會新聞”(USNI)網站2014年2月19日報道,時任美國眾議員的蘭迪·福布斯於當年2月18日為支持UCLASS項目無人機時特別強調:“空中加油能力對這種無人機至關重要,特別能滿足美海軍艦載機群從距離潛在假想敵海岸線更遠的區域發動空襲的需求,令美軍航母能在遠離例如反航母彈道導彈這類遠程反艦武器的射程外安全放飛艦載機群執行作戰任務。” 

  當時由諾斯羅普-格魯曼公司研發的X-47B(2011年2月首飛)艦載隱身無人機較為符合UCLASS項目的需求,該型無人機已分別於2013年5月和7月在“布什”號(CVN-77)航母上彈射起飛以及安全著陸。此外,X-47B還於2015年4月在美國馬里蘭州沿岸海面上成功完成了與一架KC-707加油機的空中加油作業。儘管X-47B已“提前”完成了UCLASS項目的多項需求,但美海軍最終還是以“成本過於昂貴”以及“隱身性能不足”等理由將X-47B“拒之門外”。與此同時,美海軍UCLASS項目也因成本高昂,“縮水”為只強調研發一種具備空中加油能力的艦載無人機,並不再將“隱身”和“遠程精確打擊”能力作為關鍵指標(即後來的MQ-25無人加油機項目)。波音公司的MQ-25原型機項目最終勝出。 

  按美海軍計劃,MQ-25將取代現役的F/A-18E/F“兼職”有人加油機(目前有30%的F/A-18E/F掛載“夥伴”式加油吊艙執行加油機任務),可為4至6架F-35C或F/A-18E/F艦載戰機補充總計6.8噸燃油,將這2種戰機的作戰半徑擴大到1300公里以上。這意味著搭載這些有人戰機的美軍航母可以從距離假想敵海岸更遠的區域放飛艦載機,以躲避陸基反航母彈道導彈等遠程反艦武器,提高戰場生存力。美海軍希望以此方式,來應對2020年後的“大國對抗”環境。波音公司的MQ-25主打“低成本”(其採用的羅-羅AE3007N渦扇發動機與美海軍現役的MQ-4C“人魚海神”遠程無人偵察機的動力系統相同)以及突出“空中加油能力”賣點,此外就是與同為波音旗下的F/A-18E/F艦載戰機有更好的兼容性。儘管不以“隱身”為主要賣點,MQ-25還是採用了包括機背式進氣道、V形垂尾以及低紅外信號尾噴口等多種隱身設計來降低自身的RCS(雷達反射截面積)以及紅外信號特征,可在靠近前線的區域巡航為有人戰機提供支援。按美海軍計劃,MQ-25將於2024年正式進入美海軍服役。 

  美軍早在2006年就已完成了無人化軟管式空中加油測試,目前相關技術已較為成熟。軟管式加油是較為常見的空中加油方式(中、俄、法等多國空軍均掌握這一技術,美海軍航空兵也多採用這一方式),但對飛行員的技術有很高要求。以有人戰機為例,為完成空中加油對接,受油機飛行員必須將受油探管的尖端,保持在加油錐套的內套裡,不能損壞錐套外套。美國國家航空航天局(NASA)試飛員迪克·埃爾斯介紹稱,錐套在最後對接時,受油機會因氣流變化產生不受控的隨機搖擺,有經驗的飛行員會通過人工操作來減少這些擺動。 

  對無人機來說,上述過程必須要自行完成,難度顯然更大。據美國《空軍》雜誌2012年3月報道稱,“在整個加油過程中,加油機的加油錐套和受油機的受油探管的對接精度,要達到厘米級。”無人自主化加油項目最初的試驗是在地面進行。一架搭載光學跟蹤裝置的F-18試驗機,在跑道上勻速尾隨一輛帶有錐套圖板的皮卡車,以檢驗自主化系統的識別能力。 

  2006年,美空軍的無人軟管式空中加油技術已取得重大突破。一架經過改裝的F-18試驗機完全依靠自主系統,同一架有人加油機實現了首次自主對接。儘管飛行員仍需在座艙中監督整個過程,但並沒有干預自主系統操作。F-18上搭載了可由GPS衛星輔助導引的慣性導航系統,可引導軍機自動飛向裝有系統接收機的加油機。當兩機接近到一定距離後,F-18受油管上的光學追蹤裝置,就會自動尋找加油錐套,並引導戰機繼續靠近。該裝置配有多台光學攝像機,可做出細微修正,能確保受油探管最終鎖定錐套。針對上面提到的搖擺問題,自主化系統會以不同於有人機加油的方式解決。光學追蹤裝置會操縱F-18,逐漸跟上加油機錐套的搖擺節奏,直到兩者形成同步運動後再完成對接。 

  在完成無人機與有人加油機的空中加油測試後,美軍的下一步目標是實現無人機與無人機之間的編隊空中加油。2012年1月,美空軍與NASA租用一架有人駕駛的“海神”串聯翼高空試驗機與一架經過改裝的RQ-4“全球鷹”無人偵察機完成了首次模擬無人機加油編隊測試。當年8月,NASA又出動2架改裝版的RQ-4無人機進行模擬編隊加油,結果是成功進行了雙機加油編隊,但未進行加油對接試驗。但NASA稱相關試驗已取得了成功,未來將進行後續測試。由此可預見,未來美海軍MQ-25無人加油機的協同“服務”對象可能並不只局限於有人戰機,很有可能還包括其他無人戰機。 

  來源:參考消息網
【大華網路報】