本文已發(fā)表于《國(guó)際航空》雜志2021年第10期。

2021年6月4日，美海軍使用波音公司MQ－25 T1原型機(jī)成功完成對(duì)一架F／A－18F艦載戰(zhàn)斗機(jī)的空中加油試驗(yàn)，這是歷史上首次開展無人機(jī)對(duì)有人機(jī)空中加油的試驗(yàn)，也是美軍自2015年完成X－47B無人機(jī)自主空中加油（AAR）后，在無人機(jī)加油領(lǐng)域取得的又一關(guān)鍵進(jìn)展。2020年9月，美海軍提出將5～9架MQ－25A無人加油機(jī)納入其未來艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)（CVW）的初步編成構(gòu)想，表明MQ－25A將成為美軍提升航母艦隊(duì)生存和打擊能力的重要裝備，以應(yīng)對(duì)“大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)”背景下高端戰(zhàn)爭(zhēng)中的挑戰(zhàn)與威脅。

一、研制背景及歷程

美海軍高度重視遠(yuǎn)海作戰(zhàn)能力建設(shè)，提出“全球公域介入與機(jī)動(dòng)聯(lián)合概念”（JAM－GC），以應(yīng)對(duì)潛在對(duì)手的“反介入／區(qū)域拒止”威脅。與此同時(shí)，中俄先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)與遠(yuǎn)程精確打擊武器日益發(fā)展，對(duì)美海軍航母構(gòu)成巨大威脅，美軍迫切需要發(fā)展空中加油能力，以提升在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中的作戰(zhàn)效能。2016年1月，美國(guó)防部長(zhǎng)辦公室要求美海軍將大型艦載無人機(jī)研制方向調(diào)整為無人空中加油系統(tǒng)，隨后在國(guó)防預(yù)算申請(qǐng)中，將“艦載無人空中監(jiān)視打擊”（UCLASS）項(xiàng)目更改為“航母艦載空中加油系統(tǒng)”（CBARS），表明美軍航母艦載大型無人機(jī)裝備需求有重大變化，暫時(shí)放棄研制注重打擊能力的艦載無人機(jī)，轉(zhuǎn)而將重點(diǎn)調(diào)整為艦載無人加油機(jī)。

2016年7月，美海軍將“航母艦載空中加油系統(tǒng)”項(xiàng)目研制的無人機(jī)正式編號(hào)為MQ－25A，命名“黃貂魚”；同年10月，美海軍發(fā)布MQ－25A“工程與制造發(fā)展”階段招標(biāo)書。2018年8月，波音公司在與洛馬公司、諾格公司和通用原子公司的競(jìng)標(biāo)中獲勝，贏得美海軍一份上限8．05億美元的MQ－25A原型機(jī)項(xiàng)目開發(fā)合同。2019年9月，波音公司生產(chǎn)的首架MQ－25（編號(hào)T1）原型機(jī)完成首飛。2020年3月，MQ－25A項(xiàng)目完成了飛行器評(píng)估和“無人駕駛?cè)蝿?wù)控制系統(tǒng)”技術(shù)成熟度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)審查等工作。2020年4月，美海軍授予波音公司一份價(jià)值8470萬美元的合同，以增購(gòu)3架MQ－25A“黃貂魚”無人加油機(jī)，購(gòu)機(jī)總數(shù)達(dá)到7架。

圖 1  波音公司研制的MQ－25“黃貂魚”T1驗(yàn)證機(jī)（美國(guó)波音公司圖片）

MQ－25A無人機(jī)項(xiàng)目計(jì)劃為美海軍提供提供包括空中加油、情監(jiān)偵（ISR）等在內(nèi)的多項(xiàng)能力，可拓展航母艦載機(jī)編隊(duì)的任務(wù)范圍，減輕F／A－18E／F的任務(wù)負(fù)擔(dān)，推動(dòng)海軍有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)能力提升。MQ－25A采用常規(guī)布局，V型尾翼設(shè)計(jì)，安裝一臺(tái)羅羅公司推力4500千克的AE 3007N渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。MQ－25A采用軟管式空中加油方式和“濕”式吊艙，按照美海軍設(shè)計(jì)要求，該機(jī)可在距航母930千米處，為受油機(jī)外供油6800千克，使戰(zhàn)斗機(jī)打擊范圍擴(kuò)展約550～750千米。

二、最新進(jìn)展

美海軍陸續(xù)開展MQ－25A無人機(jī)模擬測(cè)試與飛行試驗(yàn)活動(dòng)，開發(fā)和驗(yàn)證包括空中加油、互操作、自主性等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，加速推動(dòng)無人加油機(jī)實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)用，構(gòu)筑海軍有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)能力。

1、美海軍計(jì)劃構(gòu)筑有人／無人混編的航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)

2020年9月，美國(guó)海軍作戰(zhàn)部長(zhǎng)（CNO）辦公室公開的未來艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)初步編成構(gòu)想顯示，海軍未來艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)中戰(zhàn)斗／攻擊機(jī)44架總量不變，其中F－35將增至16架，F(xiàn)／A－18E／F將削減至28架。此外，聯(lián)隊(duì)還將列裝5～7架EA－18G電子戰(zhàn)飛機(jī)、5架E－2D預(yù)警機(jī)、6～10架MH－60直升機(jī)、3架CMV－22B傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)和5～9架MQ－25A無人加油機(jī)。M－25A是美海軍首型符合美國(guó)防部第5類無人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的大型艦載無人加油機(jī)，加快推動(dòng)了美航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)進(jìn)入有人／無人協(xié)同時(shí)代。美軍計(jì)劃2021年底前組建第10艦載無人多用途中隊(duì)（VUQ），負(fù)責(zé)在MQ－25A服役前訓(xùn)練機(jī)組操作人員，后續(xù)將組建VUQ－11和VUQ－12中隊(duì)，分別部署于西海岸和東海岸的海軍航空站，用于操作即將列裝的MQ－25A無人機(jī)。

2、美海軍通過仿真模擬驗(yàn)證MQ－25A多項(xiàng)關(guān)鍵能力

2020年10月以來，美海軍飛行員在波音公司圣路易斯工廠開展了地面站模擬操作MQ－25A執(zhí)行加油任務(wù)的全過程沉浸式訓(xùn)練，為后續(xù)實(shí)機(jī)飛行試驗(yàn)奠定重要基礎(chǔ)。2021年8月，波音公司在虛擬環(huán)境下開展了有人／無人協(xié)同編隊(duì)（MUM－T）能力演示活動(dòng)，測(cè)試了MQ－25A在飛行任務(wù)中與F／A－18E／F和E－2D飛機(jī)的數(shù)據(jù)通信能力，并在E－2D的指揮控制下為F／A－18E／F進(jìn)行模擬空中加油。近期，波音通過模擬仿真向五角大樓近80名海軍高級(jí)將領(lǐng)演示了MQ－25A的有人／無人協(xié)同概念。

圖 2  MQ－25 T1 延用了F／A－18E／F伙伴加油機(jī)使用的科巴姆公司加油吊艙（美國(guó)波音公司圖片）

波音公司指出，雖然MQ－25 T1具備一定的自主飛行和任務(wù)能力，但目前仍按照預(yù)定任務(wù)規(guī)劃飛行，需時(shí)刻保持接收和響應(yīng)地面操作人員的指令。集成MUM－T能力后，MQ－25 T1無人機(jī)可利用Link 16數(shù)據(jù)鏈與F／A－18E／F戰(zhàn)斗機(jī)和E－2D預(yù)警機(jī)保持?jǐn)?shù)據(jù)互通，以實(shí)時(shí)修正無人機(jī)的位置和載油量等任務(wù)信息，應(yīng)對(duì)拒止環(huán)境下的通信降級(jí)。波音公司強(qiáng)調(diào)，E－2D不需要進(jìn)行軟件更新即具備與MQ－25 T1的Link 16互通能力，而F／A－18E／F則需要少量操作界面和接口更新，以支持發(fā)送新的數(shù)據(jù)類型。波音公司計(jì)劃后續(xù)為“黃貂魚”無人機(jī)擴(kuò)展更多類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并開展更多自主軟件算法開發(fā)和測(cè)試工作，提升任務(wù)能力。

3、美海軍開展多輪MQ－25 T1空中加油實(shí)機(jī)試飛驗(yàn)證活動(dòng)

2021年6月4日，美海軍和波音公司聯(lián)合開展MQ－25 T1無人機(jī)飛行測(cè)試活動(dòng)，完成了人類歷史首次無人機(jī)對(duì)其他飛機(jī)的空空加油試驗(yàn)。期間，海軍一架F／A－18F艦載戰(zhàn)斗機(jī)試飛員首先駕駛飛機(jī)在MQ－25 T1后密集編隊(duì)飛行，測(cè)試加／受油機(jī)以6米間距執(zhí)行空中加油任務(wù)時(shí)的飛行穩(wěn)定性。達(dá)到指定高度和速度后，MQ－25 T1攜帶的加油吊艙伸出加油軟管和錐套，F(xiàn)／A－18F飛行員完成對(duì)接和空中受油任務(wù)。

圖 3  執(zhí)行空中加油任務(wù)的MQ－25 T1和F／A－18F“超級(jí)大黃蜂”（美國(guó)波音公司圖片）

2021年8月19日，美海軍MQ－25 T1驗(yàn)證機(jī)在伊利諾伊州為一架諾格公司的E－2D預(yù)警機(jī)完成了空中加油試驗(yàn)，這也是MQ－25首次對(duì)預(yù)警機(jī)開展空中加油測(cè)試。美海軍航空系統(tǒng)司令部稱，“6小時(shí)的測(cè)試期間，海軍第20空中測(cè)試和評(píng)估中隊(duì)的飛行員駕駛E－2D在3048米高空以407千米每小時(shí)的飛行速度接近T1，先后完成了編隊(duì)評(píng)估、尾流測(cè)試、錐套跟蹤和連接任務(wù)”。此前，美國(guó)海軍已開展了E－2D操作員模擬操控MQ－25A的模擬仿真試驗(yàn)，完成了包括MQ－25A控制站操作、路徑規(guī)劃和載荷操控等多項(xiàng)測(cè)試。

圖 4  波音公司的MQ－25 T1驗(yàn)證機(jī)在飛行期間向E－2D供油（美國(guó)波音公司圖片）

2021年9月13日，波音公司的MQ－25 T1“黃貂魚”無人加油機(jī)首次完成對(duì)洛克希德·馬丁公司F－35C隱身戰(zhàn)斗機(jī)的空中加油測(cè)試。美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部稱，MQ－25 T1無人機(jī)由伊利諾伊州的中美洲圣路易斯機(jī)場(chǎng)起飛，完成了為期3小時(shí)的測(cè)試活動(dòng)。期間，一名海軍F－35C飛行員先后進(jìn)行了編隊(duì)評(píng)估、尾流測(cè)試和錐套跟蹤測(cè)試，最終在3048米飛行高度、417公里／小時(shí)的飛行速度下實(shí)施了與MQ－25 T1無人機(jī)的空中加油系統(tǒng)對(duì)接，隨后，一名地面控制站操作員操控油料從T1的空中加油吊艙轉(zhuǎn)移到F－35C的油箱。

圖 5  波音公司的MQ－25 T1驗(yàn)證機(jī)在飛行期間向F－35C供油（美國(guó)波音公司圖片）

迄今為止，MQ－25A T1已完成了36次飛行試驗(yàn)，在MQ－25A工程和制造開發(fā)飛機(jī)交付之前，提供了豐富的空氣動(dòng)力學(xué)、導(dǎo)航控制、飛行動(dòng)力相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。美國(guó)海軍計(jì)劃后續(xù)陸續(xù)開展MQ－25 T1對(duì)航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)其他具備受油能力艦載機(jī)的加油試飛活動(dòng)，以測(cè)試每架飛機(jī)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)與MQ－25 T1尾流間的相互作用，并通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定是否需要對(duì)MQ－25 T1的制導(dǎo)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

圖 6  波音公司的MQ－25 T1驗(yàn)證機(jī)獨(dú)特的背部?jī)?nèi)埋進(jìn)氣道進(jìn)一步提升了研制難度（美國(guó)波音公司圖片）

波音MQ－25A項(xiàng)目總監(jiān)戴夫·布約德稱，“一系列歷史性的空中加油測(cè)試為MQ－25A的數(shù)字模型提供了大量數(shù)據(jù)，將使該飛機(jī)成為海軍航母聯(lián)隊(duì)的游戲規(guī)則改變者�！盡Q－25 T1的后續(xù)測(cè)試工作將在未來幾個(gè)月持續(xù)開展，計(jì)劃在明年交付MQ－25工程、制造和開發(fā)飛機(jī)前，完成飛行包線擴(kuò)展、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試和甲板操作演示活動(dòng)。同時(shí)，MQ－25A制造商表示，“目前簽訂合同的七架MQ－25A測(cè)試機(jī)中的前兩架正在穩(wěn)步開展制造和地面測(cè)試活動(dòng)�！�

三、未來發(fā)展計(jì)劃

美國(guó)政府問責(zé)辦公室（GAO）在其發(fā)布的2020年《部分武器項(xiàng)目年度評(píng)估報(bào)告》中指出，海軍將加快其MQ－25A的研制和生產(chǎn)計(jì)劃。美海軍預(yù)計(jì)MQ－25A將在2024年8月形成初始作戰(zhàn)能力，2026年12月實(shí)現(xiàn)全速率生產(chǎn)。

圖 7  GAO報(bào)告中MQ－25A系統(tǒng)研發(fā)主要節(jié)點(diǎn)（美國(guó)政府問責(zé)辦公室圖片，作者翻譯漢化）

在部署運(yùn)用方面，美海軍計(jì)劃采用類似于MH－60R機(jī)組在瀕海戰(zhàn)斗艦上的操作方式，將MQ－25A配屬于航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)的E－2預(yù)警機(jī)團(tuán)隊(duì)，由E－2預(yù)警機(jī)飛行員和軍官進(jìn)行操作。美海軍正在對(duì)“卡爾·文森”號(hào)和“布什”號(hào)航母進(jìn)行適應(yīng)性升級(jí)改造，包括發(fā)射回收單元、數(shù)據(jù)鏈及控制單元等，以準(zhǔn)備部署MQ－25A無人加油機(jī)。海軍還計(jì)劃在“卡爾·文森”號(hào)航母上部署首批F－35C戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)，目前正在開展最后的集成驗(yàn)證工作，預(yù)計(jì)2022年完成部署。該航母還將配屬1架E－2D預(yù)警機(jī)和2架EA－18G電子戰(zhàn)飛機(jī)，以幫助F－35C最大限度地發(fā)揮能力。結(jié)合MQ－25A發(fā)展計(jì)劃，該航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)將成為首個(gè)同時(shí)列裝F－35C五代戰(zhàn)斗機(jī)和MQ－25A無人加油機(jī)的航母編隊(duì)。在預(yù)算安排方面，美海軍計(jì)劃在2017～2022財(cái)年為MQ－25A項(xiàng)目投資25億美元，波音公司預(yù)計(jì)MQ－25A訂購(gòu)數(shù)量將超過200架，總價(jià)值超200億美元。美海軍計(jì)劃在2023年2月批準(zhǔn)MQ－25A進(jìn)入低速率初始生產(chǎn)階段，還計(jì)劃在同年第二季度向波音公司獨(dú)家授予69架批產(chǎn)型飛機(jī)生產(chǎn)合同，未來5年對(duì)MQ－25A項(xiàng)目總投資的70％將用于飛機(jī)平臺(tái)的開發(fā)。

四、結(jié)束語

西太平洋地區(qū)反介入／區(qū)域拒止的范圍已遠(yuǎn)超美軍航母作戰(zhàn)編隊(duì)的火力投送距離，美海軍迫切需要提升以航母為核心的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)大國(guó)先進(jìn)防空系統(tǒng)的隱身突防的能力。MQ－25A無人加油機(jī)作為目前技術(shù)成熟度最高的大型無人艦載機(jī)裝備，其發(fā)展和運(yùn)用將大幅拓展艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)的作戰(zhàn)半徑，推動(dòng)有人／無人協(xié)同作戰(zhàn)體系的構(gòu)建，顯著提升航母編隊(duì)在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的作戰(zhàn)效能，成為改變航母艦載機(jī)聯(lián)隊(duì)作戰(zhàn)模式的重要裝備。（中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心  朱超磊）

本篇供稿：科技戰(zhàn)略與系統(tǒng)工程研究所