通用原子航空系统公司Mojave无人机初步分析

刘雨

莫哈维（Mojave）是通用原子航空系统公司近年研制的新型陆基无人机，于2021年首飞，是MQ-1/MQ-9无人机家族的一个成员。该公司官网上强调莫哈维的性能特点是显著缩短的起降距离，同时大幅度提高了携带武器的能力，并宣称很适合用于快速隐蔽部署到前沿/未铺设跑道的起降地点执行作战任务。近期，该公司宣布已完成了该机在沙土地面的短距起降试验，进一步验证了该型号的野外短距起降性能。

关于该型号，通用原子公司仅公开了少量指标数据和照片。本文依据互联网开源资料对其进行初步分析。

总体布局概况

“灰鹰”增程型、莫哈维和MQ-9A“死神”三种型号外观如图1所示。从图1b中可看出，莫哈维的总体外形在很大程度上延续了家族特征：细长机身，机头顶部加高为大型鼓包，布置卫星通信天线，机身后端布置发动机和推进式螺旋桨；大展弦比平直机翼，V形平尾/方向舵，下垂尾布置方向舵；收放式前三点起落架；机身下表面布置下视传感器；机翼布置外挂挂点。

外挂能力分析

通用原子公司宣称的最大军械挂载构型是4个内侧机翼挂点各挂一个装填后的四联海尔法导弹挂架，共16枚导弹，如图2所示。按照2010年版简氏年鉴数据，海尔法导弹标配的M299四联发射器，空重66kg，满载重量260kg（约572lb）。因此，4个机翼重载挂点确实具备挂载能力。此外，GBU-38/B型JDAM的发射重量为253.6kg（559lb），就挂载重量而言，这4个挂点甚至具备挂载这种武器的能力。

曾有照片显示在机翼最外侧350lb挂点挂米尼冈机枪吊舱，如图3所示。考虑到这对挂点位置靠外、机枪吊舱后坐力/振动都较高，初步分析这种挂载构型仅仅是出于宣传目的而并非挂点的设计用途。更大概率这对挂点将用于挂任务载荷吊舱或自防卫吊舱。

该公司给出的有效载荷（Useful Load）约1632.9kg（3600lb），比所有挂点总载荷能力约1723.7kg（3800磅）略低。但即便如此，与“灰鹰”增程型、甚至更重的“死神”相比，挂点数量和有效载荷都有明显提高。这确实拓宽了莫哈维可执行任务的范围。

为了获得这项能力提升，飞机需要进行相应的结构调整。除了加强机翼/机身连接区域、机翼挂点周边区域的结构，机翼同时从中单翼改为上单翼。这个修改可能是为了适应新的挂载构型。之前的“灰鹰”、“死神”最多挂载4枚海尔法导弹，所配套的单层发射架的高度都小于莫哈维使用的四联发射架，所以确保高度更高的四联挂架仍然能与地面保持足够间距，有必要加高起落架和/或增加机翼离地高度。

短距起降技术措施

短距起降性能很难依靠某一个系统来获得，对此莫哈维采取了很多相应设计措施。

发动机

据公开数据，“灰鹰”增程型最大起飞重量约1905.1kg（4200磅），使用180马力重油发动机；莫哈维最大起飞重量约3175.1kg（7000磅），使用450马力涡桨发动机。

从上述数据可以看到，莫哈维的最大起飞重量约是“灰鹰”增程型的1.5倍，发动机最大功率是后者的2.5倍。显著提高的发动机功率，有助于飞机迅速加速到起飞速度，能够有效缩短起飞距离。

机翼

莫哈维的每侧机翼后缘，其内侧占约2/3半翼展的部分，为后缘襟翼，如图4所示。从襟翼滑轨整流罩的垂直尺寸分析，襟翼的偏转角度相当大，应该有明显的增升效果。襟翼的具体形式，尚难以判断。有开源资料认为后缘采用了开缝襟翼，但尚无可信依据支持。此外，外翼段后缘推测为副翼，不排除在起降时与后缘襟翼联动以进一步增加升力。

机翼的增升设计是获得短距起降性能的重要措施。机翼前缘仅可观察到分为若干段，尚无法判断是否布置有缝翼等增升装置。有开源资料认为机翼前缘设计有缝翼，但这个看法尚无可信依据支持。

起落架和平尾

为了在未铺设地面进行短距起降，莫哈维的起落架进行了较大幅度的强化。图1中很清晰地显示：相比增程“灰鹰”和重量更高的“死神”，莫哈维的起落架支柱和起落架减震器都明显更粗壮，所使用的机轮和轮胎，其厚度和直径的尺寸也明显更大。这些都是为了适应短距起降时更大的冲击载荷。

对比增程“灰鹰”，莫哈维将上垂尾改为下垂尾，并在下垂尾下端设计有尾撬，尾撬距地高度也明显大于增程“灰鹰”。推测这是为了增加起降时飞机的可用攻角、以降低起降速度。

此外，相比增程“灰鷹”，莫哈维的平尾不但明显减少了上反角度，而且翼展也显著增加。初步判断：如此设计的原因之一，是为了提供更大的负升力，以配平机翼增升后更大的升力。

综上所述，为了实现短距起降，莫哈维采用了很多技术措施。这也在侧面反映出缩短起降距离对于这类飞行器而言并非易事。

“400英尺起飞”性能分析

初步分析，公司所称的“400英尺起飞”性能存在水分，有刻意误导的嫌疑。

“起飞距离”/“起飞滑跑距离”

图5是公司官网给出的起飞参数。对比数据，实际上“400英尺”出现了两个定义： “起飞距离/takeoff distance”和“起飞滑跑距离/takeoff ground roll”。

按照西方常用标准，起飞距离，是从开始滑跑、一直到飞机越过50英尺/15米高度时的距离，并不是飞机离地前在地面滑跑所经过的距离。这两个参数，在数值上存在明显的差异。

例如，按照洛马官方宣传手册数据：作为类似的低速螺旋桨飞行器，在海平面/标准大气/16.4万磅起飞重量条件下的C-130J运输机，越过50英尺高度时的起飞距离是5850英尺，而对应的地面滑跑距离是3100英尺。后者仅为前者的约53%，差别相当明显。

作为初步估算，假设按照相当的“起飞滑跑距离是起飞距离的约53%”条件，且“400英尺”是标准大气条件下的“起飞距离”，那么这意味着莫哈维要在滑跑212英尺（约65米，相当于不到8个全机长度）后离地，立刻以至少16°的爬升角爬升直到越过400英尺处50英尺障碍。对于这类低速飞行器，这几乎是不可能的。

所以根据上述分析可认为：“400英尺”是莫哈维的极限地面滑跑距离，并非起飞距离。

“400英尺起飛”性能使用价值

同样是基于图5，可以看到：即使是无武装纯ISR任务构型，如果仅滑跑400英尺就起飞，则续航能力将低于5小时。如果起飞地点距离任务地点需要1小时航渡时间，则此时莫哈维在目标区域上空仅能滞留不超过3小时。这意味着不仅无法实现持续监视，而且只能支持持续时间很短的地面军事行动。同时也要看到：如果允许有更大的地面滑跑距离，则任务持续时间可快速增加。例如滑跑1000英尺/300米时，任务持续时间能快速提高到20小时。

同样是基于图5也可以看到：对于武装打击任务构型，即使是仅挂载12枚而不是16枚海尔法导弹，至少都需要1000英尺/300米地面滑跑距离，且此时任务持续时间仍然明显低于5小时。

综合上述分析可以认为：“400英尺起飞”仅仅是1个纸面性能，实现这个性能的最基本措施还是减少载油量/有效载荷，并没有使用某种创新性技术。这无疑降低了这个指标的实战价值。

技术代价

以下是公司官网列出的的相关数据见表。

以增程“灰鹰”作为比较对象。在气动布局基本相似、尺寸相当之下：

—莫哈维的最大起飞重量是前者的1.6倍；

—莫哈维的发动机功率是前者的2.5倍，最大速度却降低超过15%、升限降低超过10%；

—莫哈维的载油量是前者的几乎4倍，续航力却降低超过40%。

可以看到，为了实现“400英尺起飞”和“携带16枚海尔法导弹”，莫哈维在飞行性能方面做出了很大程度的折衷。

预想使用场景分析

关于莫哈维无人机的使用场景，公司设想如下：

1架C-130运输机搭载无人机降落到预定起飞地点，1个4人小队耗时1.5小时卸载、任务准备并放飞无人机，此时飞机可执行8小时ISR任务或挂载12枚海尔法导弹执行3小时任务。

对比前文各条公司官方数据，这两种任务，所需的起飞场地不低于500英尺长度。但C-130J运输机即使在较低的13.5万磅着陆重量下，仅地面滑跑距离都需要1630英尺。换言之，如果按照公司预想的这种空运布署使用模式，预定起降地点必须要能保证搭载莫哈维的运输机安全降落，此时场地条件完全足够支持莫哈维的正常起飞，并不必须依靠其短距起飞能力才能完成任务。

从莫哈维无人机的尺寸和重量分析，将机翼和尾翼拆除、必要时拆除螺旋桨后，全机能装入1个标准40英尺集装箱。此时，1个以民用身份作为伪装的小规模车队，理论上有能力从地面隐蔽抵达预定起飞地点，完成组装后短距起飞执行任务。此时其短距起飞性能理论上也允许起飞场地有更宽的选择范围。因此这种地面运输部署模式，有一定实战意义。但从战区外更远距离起飞的“灰鹰”，依靠其42小时的续航力，滞留在目标上空的时间，不见得比续航力只有25+小时的莫哈维更短，还无需承担地面车队深入战区可能面临的风险。这样对比来看，莫哈维的短距起降能力，也并未带来更宽广的应用场景。

总结

根据前文分析，公司宣称的莫哈维无人机的“400英尺起飞”和“16枚海尔法导弹搭载能力”，在无人机进行针对性强化设计（同时接受飞行性能上的下降）后，在技术上是可行的。但在实际作战任务中，还需要同时减少载油量/续航力才能应用这些能力。

因此笔者分析：莫哈维无人机的潜在市场过于狭窄，很难找到实际用户并批生产，更可能成为公司的无人机技术演示验证平台和宣传工具。