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时间:2019-10-26 19:14来源:高端装备产业研究中心 作者:中国航空
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X-47B进行受油试验

舰载无人空中监视与打击项目(UCLASS)

在UCAS-D项目开展的同时,美国海军于2010年3月向工业部门发布了信息需求和正式的信息征询书(RFI),表示海军将在10年内研制舰载无人空中监视和打击(UCLASS)系统,该系统由无人机、任务系统和远程控制系统组成。其中,无人机除执行持久的ISR和精确打击能力外,还具备为其他飞机加油的能力,以保证航母打击群和舰艇编队能够持续获取所有维度战场空间的态势和信息,对其中最重要和最具威胁的目标实施打击。

2011年6月,通用原子公司、洛•马公司、诺•格公司、波音公司分别获得美国海军资助,开展先期研究,包括作战概念论证、可选方案分析以及相关技术成熟度和可行性分析等,以使海军在项目进入技术研发阶段前能更好地了解各种设计的性能以及风险。

洛•马公司采取了与RQ-170“哨兵”隐身无人侦察机类似的设计——“深海幽灵”(Sea Ghost),并充分利用RQ-170、F-35的成熟技术及经验;通用原子公司采用的是“海上复仇者”(Sea Avenger),由“捕食者-C”无人机衍生而来;诺•格公司的方案是X-47B的衍生型;波音在前期X-45C的基础上,提出“鬼怪鳐鱼”(Phantom Ray),并完成了试飞。

 

 

 

波音公司Phantom Ray无人机

然而,在项目推进过程中,美国海军、国会及部分专家对UCLASS无人机的主要用途存在分歧,就ISR、打击、空中加油等任务能力一直存有争论,项目最终特征不能确定,未能发布招标书,没有取得实质性进展。在2017财年的国防预算提案中,UCLASS项目被调整更名为“舰载空中加油系统”(CBARS)。

舰载空中加油系统项目(CBARS)

舰载空中加油系统项目包括航空部分、航母部分、控制系统及连接部分,计划到2022财年累计投入约25亿美元。航空部分即为无人机,旨在对其他航母舰载机提供自主空中加油服务,拥有部分ISR能力,同时有足够的尺寸、电力和冷却能力以携带海军侦察雷达,但不强调隐身性能和作战能力。计划2018年8~10月授出工程与制造发展(EMD)阶段合同,2023财年开始采购,总量最多72架,并于2025年左右形成初始作战能力(IOC)。

2017年10月,美国海军向诺•格公司、洛•马公司、波音公司和通用原子公司四家公司发布MQ-25的最终需求建议书(RFP),要求在3个月内提交竞标方案,随后用6个月完成方案遴选。RFP要求无人机能携带不少于15000磅(约6800kg)燃油在距母舰500海里(约926km)外对4~6架舰载机实施空中加油作业。该需求将使接受加油的舰载机有能力进行纵深打击,或扩展航母编队的防空警戒、截击和反潜区域。与F/A-18E/F搭档,有望将其任务半径从目前的725km延伸至1300km以上。对F-35C而言,作战半径能从1111km提高到1689km,成为作战半径最大的舰载机。

根据需求建议书,MQ-25无人机的关键性能参数只有两个:舰机适配性和空中加油能力,并未强调隐身、侦察和打击能力,与此同时,美国海军希望能加快部署进度,2020财年交付首架原型机,2025年形成任务能力。根据这些要求,无人机动力首先要推力大、油耗低,不强调隐身性能使得采用大涵道比涡扇发动机成为可能;为了控制项目的进度和成本,所选用的动力一定是基本成熟的货架产品,可供验证机直接使用,这样,自然就倾向于民用公务机或支线客机用发动机,可以解决安全性、维修性等一系列问题;而对于舰载适配性,可以后期根据需求进行适应性改进,如舰载“三防”、抗大过载设计等。

 

 

 

AE3007发动机

波音公司采用了AE3007N发动机,该发动机由罗•罗北美公司(前艾利逊公司)研制,1995年取得美国联邦航空局(FAA)适航证,主要用于支线飞机和大中型公务机,已被“全球鹰”高空长航时无人机及其衍生型号选用,已交付逾3400台,累计飞行超过7000万小时。

波音公司选用该型发动机应该是基于以下考虑:推力适中,30~40kN的推力范围(最大推力10000磅),可满足飞机推力要求;低耗油率,由大涵道比保证;高可靠性,原为客机设计,已大量投入使用,安全可靠性基本不存在问题,后续的维修保障也很有优势。

 

AE 3007发动机内部构造

2018年4月,美国海军(USN)宣布波音公司选择罗•罗AE3007N涡轮风扇发动机为其MQ-25空中加油机无人机原型提供动力。

2018年8月,波音MQ-25黄貂鱼被宣布为美国海军加油无人机项目的获胜者。最初的合同是为四架飞机进行测试。USN预计首架适航机将在2020年交付,首航定于2021年进行,这将在2024年初开始提供服务。

2019年2月,USN向BL Halbert Internationa授予了4,180万美元的赔偿合同建造一个机库,在NAS Patuxent河(马里兰州)安置MQ-25黄貂鱼。

2019年5月,波音公司宣布MQ-25 T-1原型机最早可在2019年6月至7月进行首次试飞。

2019年6月,MQ-25原型机计划于2019年中首次试飞。

2019年9月,美国海军已开始使用MQ-25A的开发实例,于2019年9月19日完成了为时两个小时的首次飞行。

 

 

 

MQ-25A无人机

后续发展

MQ-25A也可能用于辅助任务,包括情报、监视和侦察(ISR)任务。使得该无人机能够搜寻敌方的雷达和其他电子信号,并监视附近的船只及海岸线,成为扩大航母特遣部队的“眼睛”。

美国海军想要一种能做辅助ISR的无人机,而MQ-25A据报道可以很容易地成为这样的角色。安装在黄貂鱼上的ISR套件可能包括带有数字变焦的电光监控塔、夜视和实时视频信号、雷达和电子发射检测器,用于扫描被云、烟或雾气遮盖的的合成孔径雷达(用于探测船只和飞机的电子扫描阵列雷达)。

2019年9月试飞的MQ-25A是早期的原型机,随后是四架工程开发模型(Engineering Development Model,EDM)飞机。波音公司将在2021年左右将EDM飞机交付到海军,以测试关键概念,特别是航母起飞和降落以及空中加油。如果一切顺利,海军计划在2024年将“黄貂鱼”号投入服役。

 

 

 

MQ-25A无人机俯视图

小结:随着无人机技术的发展,自主空中加油已经成为衡量无人机性能的一项重要指标。无人机空中加油技术的发展不仅能够有效提高无人机的作战效能,还能大幅改进有人机空中加油对接效率。实现无人机自主空中加油技术,可以有效提高无人机的航程和航时,扩大无人机的使用范围,是未来无人机发展的重要方向。


 
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