MQ—25无人机项目将花落谁家?
2018-09-10詹姆斯·德鲁
詹姆斯·德鲁
通用原子航空系统公司近日公布MQ-25无人机项目竞标方案。至此,将参与该项目的三家公司方案全部推出,且各有优劣。该项目究竟花落谁家?让我们拭目以待。
美国海军此前一直在实施“无人驾驶舰载发射机载监视和打击”(Uclass)计划,希望研制一种远程、可生存的监视和打击无人机,但是美国海军在2016年取消了该计划,而是代之以一个新的“基于航空母舰的空中加油系统”(CBARS)计划,要求工业界能提供一种首先具有空中加油能力,其次才具有情报、监视及侦察(ISR)能力的舰载无人机,并把这种飞机命名为MQ-25“黄貂鱼”(Stingray),因为MQ-25“黄貂鱼”要在航空母舰使用,所以不能像常规飞机一样,从900 - 1800m陆基跑道上起飞,而是必须能在航空母舰甲板上用弹射发射器弹射起飞,并能在甲板上拦阻着陆,同时不再强调无人机的隐身生存能力,以加快研制进度,计划价值估计数十亿美元。
因为目前美国海军缺乏专用的舰载加油机,只能由F/A-18E/F“超级大黄蜂”搭载加油吊舱进行“伙伴”加油。根据统计,目前有约20%~30%的F/A-18E/F负责执行空中加油任务,从而严重限制了航母舰载机群的任务半径、出动频率和攻防能力。而根据美国海军发布的招标书表明,要求这种MQ-25“黄貂鱼”能携带不少于约6350kg的燃油,在距航空母舰920km (500n miles)外对4~6架舰载机实施空中加油,从而将F/A-18E/F“超级大黄蜂”,从“伙伴加油”任务中解脱出来。
美国海军航空系统司令部称,如果MQ-25能够满足上述要求,将使舰载机的作战半径能在现有基础上扩大480~640km(约300~400n miles),滞空时间和活动范围也将成倍提高,配合已列装的和正在研制的多种高精度远程打击武器,将使舰载机有能力深入对手的内陆发动打击,或大大扩展航母编队的防空警戒、截击和反潜区域,如使F/A-18E/F战斗机的任务半径从目前的725km延伸至1300km以上。
同时,MQ-25“黄貂鱼”也能装备用于情报、监视与侦察(ISR)的传感器转塔和海事监视雷达,并且满足适用于在航空母舰上使用的尺寸、重量、功率和系统冷却要求。
美国海军航空系统司令部( Navair)于2017年10月4日正式发出了MQ-25“黄貂鱼”计划的正式招标书,波音幻影工厂、洛克希德·马丁臭鼬工厂和通用原子航空系统公司( GA-ASI)三家公司,分别向美国海军航空系统司令部提出了各自的截然不同的MQ-25“黄貂鱼”设计方案,美国海军预计将在2018年8月最终确定一个合同商,以固定价格研制合同制造最初的4架工程和研制原型机(EMD1-4),但如果过渡到生产阶段,美国海军的采购量可能为72架。
通用原子航空系统公司的设计方案
与其他两家公司采用的较为激进的无尾翼身融合气动布局不同,通用原子航空系统公司的原型机将基于该公司的“掠夺者”C(Predator)衍生的“复仇者”(Avenger)涡轮风扇动力无人机进行研制,仍然采用了传统的机翼一机身布局,包括带有上反翼梢小翼的小后掠机翼、V型外倾双尾翼、进气道背负在机身上方的气动布局。通用原子航空系统公司认为,这种气动布局的技术风险较小,且燃油经济性和飞行稳定性较好。
但是通用原子航空系统公司强调,虽然公司MQ-25“黄貂鱼”的外观上类似于“复仇者”,但是实际上进行了几乎全新的设计,为了增加了燃油容量,加长加宽了机翼,显著扩大了机体空间,为内部燃油箱、武器舱和推进系统提供了足够的空间,并对相應结构进行了加强,还将原来在“复仇者”使用的普惠加拿大PW545B发动机换成大功率的PW815发动机,推力从17.75kn增加至71.lkn,几乎提高了四倍。
通用原子航空系统公司MQ-25“黄貂鱼”原型机的另一大特点是,将采用美国海军的英国科巴姆公司的锥套式外挂加油吊舱,每侧翼下1个,所以可同时为2架舰载机加油。通用原子航空系统公司认为,使用这种加油系统,相比使用内埋式加油系统更为高效,而且无需重新研制,进一步降低了研制成本。此外,该原型机在机头下方保留了“捕食者”系列标志性的光电传感器转塔,而且机翼可折叠以便于在航空母舰甲板上停放,还装备有可根据舰上航空管制人员手势在甲板进行调度的人工智能系统。
通用原子航空系统公司表示,公司MQ-25“黄貂鱼”,不仅能够满足美国海军的航空母舰适用性和空中加油的苛刻要求,而且燃料卸载能力和航程比美国海军的基本要求更高。
为此,通用原子航空系统公司在2月份发布了以一系列顶级供应商组成的强大的合作团队,其中最为引人注目的是由波音幻影工程部提供无人机自主系统。通用原子航空系统公司表示,完全信任波音公司内部的“防火墙”,以保持合作团队与波音公司的其他工作隔离。
其他合作伙伴包括普惠公司及其加拿大涡轮风扇集团,提供PW815发动机及有关设备;UTC的古德里奇集团将提供起落架;而GKN航宇公司旗下的Fokker将提供尾部挂钩架;L3公司提供宽带卫星和视距通信技术;BAE提供任务计划和网络安全的软件;罗克韦尔·柯林斯提供先进的导航技术,包括新一代ARC-210 RT-2036(C)网络通信机载无线电,所以如果通用原子航空系统公司能够最终获得美国海军的合同,MQ-25“黄貂鱼”将成为通用原子航空系统公司有史以来最先进最复杂电子系统的无人机。
目前,通用原子航空系统公司已经在地面试验台进行全尺寸PW815涡轮风扇发动机的性能试验。同时,一直在使用一架“复仇者”代用飞机进行航空母舰的飞行甲板使用试验,并在陆地上试验手势识别技术,通过手势或指挥棒信号,使飞机能顺利的在进行飞行甲板拦阻着陆。
优劣分析
MQ-25的使命是弥补美国舰载航空联队空中加油能力差距,延长现役F/A-18E/F“超级大黄蜂”(Super Hornet)的疲劳寿命,现已被分配执行加油任务起到空空加油的作用。
美国海军被指定为牵头研制MQ-25,涵盖了70多个子系统项目。“黄貂鱼”(Stingray)项目具体由美国海军快速采购海上加速能力办公室(MaritimeAccelerated Capabilities Office)负责,该机构还负责研发大排量无人潜航器。
MQ-25项目有三个主要的项目因素:控制系统和连接舱、舰载CVN舱和空中飞行平台。有两个关键性能参数:空中加油任务和舰载适用性。其他都是关键的系统属性。
被选中的MQ-25必须规具备从其他飞机接收燃料的能力。它将配备一个“轻型ISR”(情报,监视和侦察)传感器球,并具有大小、重量、功率和冷却裕度以携带一台海上监视雷达。
美国海军并没有明确航母上一次配装几架MQ-25,而是明确了加油软管最低数量,并必须与最大加油飞机需求相匹配,飞机物理空间大小,以及在飞行甲板或者机库甲板上任何定制或特殊支持设备的数量。
综合波音幻影工厂、洛克希德·马丁公司臭鼬工厂和通用原子航空系统公司(GA-ASI)三家公司设计方案,其优劣势分析如下:
通用原子航空系统公司
优势
通用原子航空系统公司比任何其他公司为美国军方设计和提供了更多可具操作性的无人机。其电磁系统子公司研发的电磁飞行弹射系统和先进拦阻装置可用于MQ-25项目。设汁方案采用的是普惠加拿大公司PW815发动机,是同级别中最新和最高效的涡扇发动机。
劣势
MQ-25将是通用原子航空系统公司研制的尺寸最大、功能最强、系统最复杂的飞机系统。设计方案利用陆地起飞和着陆的MQ-9“捕食者”和“复仇者”技术,但MQ-25将是最庞大的海上系统装备的一个子系统。MQ-25首先要集成到“尼米兹”级航母上,而通用原子航空系统公司此前只拥有研发“福特”级航空母舰装备的设计经验。
洛克希德马丁公司
優势
洛克希德·马丁公司在研发舰载飞机,例如美国海军的未来的F-35C战斗机,拥有几十年的飞机设计和制造经验。其设计方案采用飞翼布局,其空间利用率较高,其机内燃油箱的容积更大。其臭鼬工厂的项目管理模式将大大减小外界和公司官僚机构的干预。
劣势
没有进行过试飞的原型机。臭鼬工厂第一次设计和制造这类飞机,很可能会出现过设计等问题。美国海军最近列装使用飞翼布局飞机的经验可追溯到麦克唐奈道格拉斯研制的A-12“复仇者”II (Avenger II),该型号发展并不顺利,且1991年就被取消了。
波音公司
优势
波音公司在研发舰载机方面有丰富经验,例如“大黄蜂”(Hornet)、“超级大黄蜂”(SuperHornet)和“咆哮者”(Growler)等都是美国海军现役的舰载型主力装备。该设计方案采用大翼展、大容量机身,应能满足美国海军的航程和空中加油的技术指标要求。目前,波音公司两架可用的原型机,飞行测试可以更早开始。
劣势
原型机可由UCLASS项目改制,该机已经完成装配,但没有试飞。在美国海军无人舰载飞机要求之前,波音公司已经提前投资。