美国空军典型无人机系统成本分析

2019-05-16李梁中国航空工业集团有限公司张海涛中国航空工业发展研究中心

无人机 2019年2期

李梁/中国航空工业集团有限公司张海涛/中国航空工业发展研究中心

随着无人机系统的大量应用，成本问题已经成为广泛关注的重点。本文系统梳理了美国RQ-4“全球鹰”、MQ-9“死神”等国外典型无人机系统的项目概况、采购费投资情况和成本情况，并对采购费投资和采购成本进行了分解。采用美军建立的成本分析模型框架，从飞机平台、地面站等两个维度，对技术特征与价格的综合对比，提出对飞机平台成本价格影响最大的技术性能指标是续航时间和有效载重，对地面站成本价格影响最大的技术性能指标是最大作用距离，分析结论认为MQ-9飞行平台的性价比更高，地面站性价比基本相当。

近年来，美国空军通过加强顶层规划，大力发展各种无人机系统，不仅针对未来的军事需求不断扩大无人机系统相关技术的开发和应用，而且不断强化高空侦察和中空察/打一体式无人机系统的作战使用。

目前，美国空军装备的无人机主要系统主要有以下三种：高空长航时RQ-4“全球鹰”、中空长航时MQ-9“死神”和MQ-1B“捕食者”。其中，MQ-1“捕食者”已停产，并正逐步被MQ-9“死神”替代。

RQ-4“全球鹰”

图1 “全球鹰”RQ-4A与RQ-4B的主要特性

图2 “全球鹰”各批次发展途径

作为美国空军无人机作战体系的重要节点，“全球鹰”是目前世界范围内续航时间最长、航程最远、实战应用最多的高空长航时无人机系统，也是目前世界上已列装的无人机中尺寸和重量最大的型号。

项目概况

1994年6月1日，美国国防部国防研究计划局（ARPA，后改名为国防部预研局/DARPA）发布了一份“先进概念技术验证”（ACTD）项目招标书，旨在探索和验证“超第2等级”（Tier Ⅱ+）长航时侦察无人机。包括特里达因•瑞安公司（1999年7月被诺斯罗普•格鲁门公司收购）在内的5家厂商递交了投标书。ARPA原本计划选择2家厂商进行下一轮竞争，但资金的缺乏迫使其直接选择了一家厂商开展样机研制和试飞工作。1995年5月23日，瑞安公司成为该项目的最终获胜者，制造和试验5架验证机，编号为AV-1~AV-5。1997年2月20日首架原型机AV-1出厂，1998年2月28日完成了首飞。2001年2月16日，“全球鹰”项目通过了美国国防部国防采办委员会的评审。2001年3月21日，诺•格公司获得了工程制造与研发（EMD）合同，制造和试飞2架EMD型“全球鹰”，即AV-6和AV-7。2003年2月，AV-7交付美国空军，“全球鹰”基本型（批次 0）研制结束。

“全球鹰”无人机系统用于取代U-2高空战略侦察机，作为未来美国空军和海军重要的情报与信息平台以及“空海一体战”中的重要节点，是美国军方发展的重点型号之一，也是目前世界上已列装的无人机中尺寸和重量最大的型号。每套“全球鹰”系统由2架无人机平台和2个地面指挥控制站组成。其飞行平台RQ-4A与RQ-4B样机的主要特性如图1所示。

目前，“全球鹰”已研制发展了6个批次，如图2所示。第0批次（批次 0）是“全球鹰”无人机平台的原型机，包括5架ACTD型和2架工程与制造发展（EMD）型；批次 10是初始小批量生产型（LRIP），也是RQ-4A的唯一构型，共7架；批次 20、批次 30和批次 40是RQ-4B的三种构型，属于批生产型，分别为6架、21架和11架；改进改型（批次 X）目前包括两种型别：以批次 20为基础平台的“欧洲鹰”和以批次 40为基础平台的美国海军“广域海上监视”（BAMS）型。

表1 “全球鹰”无人机项目采购费投入情况（百万美元）

表2 “全球鹰”无人机系统飞机平台年度采购情况（百万美元）

成本情况

2001年，美国空军发布了“全球鹰”无人机系统的采购计划，正式开始“全球鹰”的采购工作，使用渐进式的采购策略，逐渐获得所需作战能力。渐进式采购是根据在相关环境中验证的技术，按照分阶段要求、经过验证的制造或软件部署能力，来定义、研制、生产和部署具有初始作战能力的硬件或软件（第1批），并对后续增加的超出初始能力的部分（第2批、第3批以及更多批次）的研制、生产和部署作出新的规划。采用渐进式采购方式时，将最终交付用户的能力分成两批或两批以上，初始能力可以在较短时期内提供，随着时间的推移和技术的改进，陆续提供后续批次的能力（批次 10在第3批量之后停止生产，批次 20在第4批量之后停止生产）。

根据美国空军《飞机采办，空军 2018》披露数据，截至2017年，美国空军已经完成了全部55套“全球鹰”无人机系统的采购工作，采购费总投入为43.54亿美元（2018年币值）。其中，飞机平台45架（7架批次 10、6架批次 20、21架批次 30和11架批次 40），采购费为31.43亿美元（2018年币值）；通用地面站10套，采购费为2.18亿美元（2018年币值）；综合保障系统采购费为9.93亿美元（2018年币值）。

飞机平台各批次按年度分解的采购情况请见表2。

根据空军《飞机采办，空军 2018》，“全球鹰”批次 10单价为4640万美元（2018年币值），批次 20单价为5440万美元（2018年币值），批次 30单价为7880万美元（2018年币值），批次 40单价为7590万美元（2018年币值）；通用地面站单价为2182万美元（2018年币值）。

MQ-9“死神”

项目概况

1994年1月7日，通用原子航空系统公司（GA-ASI）获得一份为期30 个月、总金额3170 万美元的先进概念技术验证（ACTD）项目合同，研制第二等级（Tier 2）中空长航时侦察无人机验证机。首架于1994年7月3日完成首飞，同年10月即完成了首套系统（3 架机和1 个地面站）。美国国防部在ACTD 项目中共购买了27 架“捕食者”。1996年6月30日，ACTD 项目结束。1997年该项目被移交给美国空军，后者在同年将初始生产型“捕食者”系统编号为RQ-1A，并于同年8月19日首批订购了2 套初始小批量生产型系统。

“捕食者”系统中出现的编号较为繁杂，其中RQ-1A和RQ-1B 均指整套无人机系统，而RQ-1K 和RQ-1L 均指无人机平台。到2002年年底，美国空军所有的RQ-1A 基本已升级为RQ-1B，所有的RQ-1K 基本已升级为RQ-1L。在2006年之前，RQ-1B 又被升级为MQ-1B，RQ-1L 又被升级为MQ-1L，因此美国空军目前列装的“捕食者”无人机系统均为MQ-1B，无人机均为MQ-1L。

“捕食者”无人机系统已发展成一个系列，其主要型号包括M Q-1B“捕食者”、MQ-1C“天空勇士”和MQ-9“死神”等。其中MQ-1B采用MQ-1L 无人机，可外挂2 枚AGM-114 空地导弹。该系统有时被称为“捕食者”A系统。MQ-9“死神”为MQ-1B 的改进型，属于“捕食者”B系列。MQ-1L 的放大型，2001年10月，为准备全球反恐战，美国空军提出了发展这种改型的建议。在此之前，GAASI已研制并首飞了“ 捕食者”B 原型机。2003年6月，美国空军作战司令部确定了该机的作战概念。美国空军于2002年12月订购了首批2 架预生产型机和4 架初始小批量生产型机。其中首架于2003年10月17日首飞。

目前美国空军已经停止采购MQ-1（“捕食者”A），最后一架于2011年3月3日交付。“捕食者”B（MQ-9）是在“捕食者”A的基础上改型而来，增大了外形尺寸，垂尾由倒V形改为V形，换装了霍尼韦尔TPE331-10T涡桨发动机，飞行包线全面扩展，任务载荷载重和续航能力显著提高。该机采用螺旋式（Spiral）的研制途径，Spiral0是捕食者B的最初基本型，主要用于飞行特性评估。Spiral1主要用于验证携带AGM-114“地狱火”（Hellfire）激光制导导弹对地攻击的能力。Spiral2增加了无人机的最大起飞重量，集成了更多的电子设备。