海神搭档

2017-03-06 19:00:30 航空世界 2016年11期

温杰

9月22日,美国国防部负责采购、技术和后勤的副部长弗兰克·肯德尔正式批准了MQ-4C无人机系统发展计划的“里程碑C”评审结果,标志着“海神信使”(Triton)海上监视无人机获准进入低速初始生产(LRIP)阶段。时隔不到一周,美国海军在9月27日宣布,授予诺格公司一项价值2.553亿美元的合同,将首批采购3架无人机、1座主控制站、1座前方控制站、相关的训练课程和保障设备。

作为RQ-4“全球鹰”高空长航时无人机的海上衍生型,MQ-4C无人机是诺格公司为美国海军精心设计的一种先进自主飞行器任务系统,主要角色是作为P-8A反潜巡逻机的“助手”,在大洋上空执行情报、监视与侦察(ISR)任务,成为美国海军的一种全新“力量倍增器”。按照合同,诺格公司将在2020年8月底完成交付工作。

总体设计改进

从广域海上监视(BAMS)无人机项目浮出水面到RQ-4N方案脱颖而出,再到MQ-4C平台首次升空,诺格公司通过关键技术验证和各项设计优化,在“全球鹰”基础上发展出一种全球海上作战平台。

“海神信使”无人机设计用于执行高空、长航时的ISR任务,具有3704千米的航程,续航时间达到24小时,在一次任务中就能够覆盖超过270万英里2(约699千米2)的海域。

为了充分满足海上作战的需要,MQ-4C无人机在局部构型方面进行了相应改进。与“全球鹰”始终在高空飞行不同,美国海军要求BAMS无人机在执行任务期间具有更好的机动性,在发现可疑目标后,可以降低飞行高度,对目标进行重点侦察。然而,MQ-4C无人机频繁地改变飞行高度,不得不直面两个现实问题。

首先是气动稳定性。该机在低空巡逻飞行过程中容易遭遇到突风载荷,对于机翼强度提出了更高的要求。为此,诺格公司在研制MQ-4C无人机时,专门增强了机翼内部结构,并借鉴了“全球鹰”Block 40型的设计,在后机身专门加装了双腹鳍,以减缓低空湍流对横向稳定性的影响。

其次,海面上潮湿的空气会在进气口和机翼前缘产生结冰现象,严重情况下会危及发动机安全和降低气动性能。为了适应美国海军的作战使用环境,诺格公司专门在进气道的进口处采用了一种民用防冰/除冰系统,直观看去,钛合金整流罩的亮白金属色令人一目了然。同时,諾格公司还在机翼前缘和垂尾前缘也安装一种除冰系统,力求及时化解潜在危险。

2013年5月22日,诺格公司生产的首架MQ-4C海上监视无人机从加利福尼亚州帕姆代尔顺利升空,在预定空域内持续飞行了80分钟,成功地完成首次飞行,朝着美国海军的海上巡逻现代化目标迈出了重要一步。

主要任务载荷

凭借着出色的续航能力,MQ-4C无人机在广域监视领域具有无与伦比的优势,而出色完成ISR任务的关键是各种机载任务传感器。2010年8月,美国海军宣布,将BAMS无人机正式命名为MQ-4C型,从而打破了“全球鹰”系列无人机一直使用RQ命名的惯例。美国海军表示,采用MQ命名“海神信使”无人机的目的并非让其具备攻击能力,而是反映出它采用了全新的AN/ZPY-3多功能有源传感器(MFAS)。

MFAS是第一种能够从极远的距离对海洋及沿岸提供360度持续覆盖的雷达系统,采用了二维有源相控阵雷达(AESA),具备海上模式和空地模式,可以远距探测、识别和跟踪海上和沿岸的多个目标。该雷达采用了一个旋转式相控阵雷达天线,工作在X波段,通过一个万向支架固定在机身腹部。从工作机理来看,它将电子扫描与机械旋转合为一体,使MQ-4C无人机获得了360度视场,意味着可以在空中俯视到下方方圆数百千米2任一方向的任何目标。

根据海上任务需要,MQ-4C无人机在机头下采用了雷神公司研制的多频谱目标截获系统(MTS-B)。该系统具备了红外、光电、激光指示等能力,并采用了先进的数字体系结构,可以实现远程空中监视、高空目标截获、跟踪、测距,主要用于侦察和瞄准。

为了帮助目标识别,MQ-4C无人机还将携带自动识别系统(AIS)。该系统可以接收到海面上行驶的船只通过VHF频段广播数据传输系统自动、定时播发的信息,有效地采集到相关的船籍、船型、位置及航向等多种数据,从而可以全面地掌控目标海域的战场态势,完善海上ISR手段。

与大多数无人机相比,MQ-4C无人机的自主化程度更高,通过雷达进行目标探测,为地面操作员提供高分辨率图像,同时为其他作战部队提供信息共享能力。在该机执行海上监视任务时,美国海军操作员一旦发现感兴趣的目标,可以控制 MQ-4C无人机下降到更低的高度,进一步识别相关目标。

今年6月2日,美国海军在帕特森特河海军航空站开展了一次飞行测试,MQ-4C无人机利用通用数据链系统,与P-8A“海神”反潜巡逻机成功地交换了全动态视频信息。此次测试验证了MQ-4C无人机利用光电/红外传感器跟踪水面目标,并为数千米外P-8A反潜机的机组成员构建态势感知的能力,未来还将进一步发展两种飞机的互用性,使二者可以协同执行任务,全面监视辽阔的海上区域。

作战使用方式

2014年4月16日,美国海军正式对外公布了《美国海军航空构想(2014~2025)》,确定了如何在保持支柱能力和完整性的基础上,维持和发展海军航空兵的能力,以满足现在及未来国防的需要。这份文件的最后部分不仅简要介绍了海军航空兵当前和未来潜在的作战能力,并且还提出了升级未来能力的路线图。美国海军希望,到2025年基本完成各种作战飞机的升级,具备更强的作战效能,F-35B/C战斗机、E-2D预警机以及MQ-4C无人机等将陆续装备部队,形成完全作战能力。

与原定计划相比,MQ-4C无人机的研制进度几度推迟,将在2020年交付美国海军第五舰队,逐渐形成初始作战能力。预计,“海神信使”首次部署后,将与P-8A反潜巡逻机协同作战。按照最初的“广域海上监视”项目,美国海军计划采购68架MQ-4C无人机,与117架P-8A反潜机组成编队,逐步替代现役的P-3C巡逻机。

到时,每个中队可以根据任务要求,在每年80%时间里,执行每周7天、每天24小时的持续监视任务,覆盖范围达到大约2300千米。美国海军认为,高空巡航的MQ-4C无人机与低空飞行的P-8A反潜巡逻机之间相互配合将有效提高侦察能力。由于可执行广域监视任务,MQ-4C无人机只需在必要时才召唤P-8反潜机。

美国海军表示,将把MQ-4C无人机陆续部署到5个基地,以实现覆盖全球的目的。据非官方消息,这5个基地分别是美国本土佛罗里达州的杰克逊维尔海军陆战队基地和加利福尼亚州的穆古角海军航空站、意大利的锡戈奈拉海军航空基地、太平洋的关岛安德森空军基地和印度洋的迪戈加西亚基地。但是,从近期的一些军事动向来看,澳大利亚的科科斯群岛有可能替代迪戈加西亚基地。

作为P-8项目的合作伙伴,澳大利亚将采购8架P-8A反潜巡逻机,同时也决定引进7架MQ-4C无人机,将在2023年正式服役。同时,印度也对MQ-4C无人机表示出了浓厚兴趣,此外,日本航空自卫队被认为是一个潜在用户。