美国海军舰载无人加油机发展评述

2018-01-21 01:16:30 航空世界 2018年5期

吴思亮 陈宇

空中加油作战需求由来已久

航空母舰的作战能力主要来自于舰载战斗机。由于受到航母飞行甲板的限制,航母无法搭载大型空中加油机,因此舰载战斗机以前主要使用战斗机/攻击机改装的空中加油机来增加航程。美国海军的改装空中加油机发展由来已久,道格拉斯公司的A-3“空中勇士”、格鲁曼公司的A-6“入侵者”、A-7“海盗”和最新型的F/A-18E/F“超级大黄蜂”,都曾经作为加油平台来弥补空中加油力量的不足。

其实,美国海军曾经进行过使用大型加油机的尝试。早年间,美国海军利用KC-130在航母甲板上做过起降试验,但是由于KC-130的尺寸太大,即使只在飞行甲板上停留,也有较大的限制,比如影响甲板的运行,特别是减少了甲板停机的数量,而航母舰载机在机库中是不能挂弹和装油的,因此对于作战效能而言是不升反降,美军最终也放弃了这种做法。后来,美军开始利用攻击机来改装成加油机。比如,以A-3“空中勇士”为基础研发的KA-3B,还有既能执行空中加油任务又能完成电子对抗和打击任务的EVA-3B加油与电子战机(TACOS)。

早在二战时期,美国海军就开始探索喷气式飞机的概念,战后喷气式飞机成为航母的主要打击力量,1948年1月,美国海军作战部长发布了发展远程舰载攻击机的需求,目标是具备4500千克的弹药运载能力,最终,美国海军将合同授予了道格拉斯飞机公司,A-3D“空中勇士”开始列装美国海军。

由 F-18“大黄蜂”战斗攻击机改装的加油机正在为AV-6B“徘徊者”电子战飞机加油

EKA-3B加油机为VF-211舰载机中队的F-8战斗机进行空中加油

“大黄蜂”战斗机空中加油

1962年,美国海军将A-3D改装成KA-3加油机,该机最大载油12681升,具备遂行空中加油任务的基础。一架KA-3能够携带13154千克燃油飞行740千米,能够为2.2架-4J加满油,开始协同舰载战斗机执行空中加油任务。KA-3每次任务出动2架,主要在战斗机执行完打击任务返航过程中,或者舰载机首次降落失败,寻找机会第二次降落期间实施加油。KA-3空中加油机在1959~1969年执行了大量任务,包括在越南战场上与KC-135、F-104、F-8和F-4等机型进行的协同作战。

美国海军还在A-6攻击机的基础上改装了KA一6D空中加油机,意图进一步解决舰载机的航程问题,但是KA-6的携油量约为6500千克,仅为KA-3的一半,KA-6D本身无作战能力,同时占据甲板空间和停机位,减少航母甲板作战飞机的数量,相应的也就限制了航母执行任务的灵活性。加之美军当时的新一代飞机都是多用途战斗机,内部空间较小,缺乏改装的空间,所以最终美军舰载机的空中加油还是以大型空中加油機和伙伴空中加油为主。20世纪末的10年间,KA-6和KS-3加油机参加了海湾战争,出动了1000多架次,但是KC-135仍然是海军加油的主力。

另外,美国海军也为F/A-18A战斗机发展了空中加油能力。美国航空航天局德莱顿飞行研究中心负责“自主航空加油”项目(AAR),项目发展了2架原型机,第一架飞机编号847,试飞包含加油设备的吊舱,第二架原型机编号843,加装软管一锥套式受油设备充当受油机。目前,美国海军舰载机联队的最新型F/A-18E/F“超级大黄蜂”可以挂载5个外油箱,装备空中加油系统(ARS)之后也可以作为战术加油机使用,外油箱挂载方式是机身中部挂载一个带加油软管的1200升油箱,另外还能挂载4个1800升的外油箱,加上飞机的内油,载油量约为13吨。

伙伴加油机优势明显

美国海军近年来使用F/A-18E/F“超级大黄蜂”执行空中加油任务,主要动因源于伙伴加油的巨大优势。众所周知,伙伴加油就是在同类型飞机之间进行空中加油,通过在战斗机上安装一个软管式加油吊舱,就可以在战斗机间实现空中加油。伙伴加油机与专业加油机相比有以下几个优点。

NASA的“大黄蜂”战斗机进行空中加油试飞

第102舰载机中队的FA-18F“超级大黄蜂”战斗机准备实施伙伴加油

D-704伙伴加油吊舱

一是改装容易。大型运输机和轰炸机改装成加油机要在电子设备上做较大的改进,比如安装测距雷达和后视光学系统等。伙伴加油机需要做的改装相对较小,主要改进是机翼或机腹的油路设计,其它方面做很小的改进即可,比如在夜间加油所必需的照明系统等。

二是操作便捷。伙伴加油吊舱一般在1吨左右,设计有标准接口的战斗机,挂载加油吊舱的过程跟导弹和副油箱没有太大区别。由于加油机与受油机性能接近或相同,容易协调一致,甚至在小角度俯冲也可进行空中加油。另外,加油机的尾流对受油机的气动影响也不象大型飞机那么大,空中加油的安全性更高。

三是使用灵活。伙伴加油机平时和战斗机部署在一起,执行任务时可以与战斗机中队同行。可以说,这种飞机加上加油吊舱就是伙伴加油机,去掉加油吊舱就是具有战斗力的战斗机,在数量上配备灵活,后勤保障容易,在战争环境中或者处置应急和突发事件上的反应快速,响应及时。另外,伙伴加油机除了为舰载战斗机加油,还能够为电子战飞机、舰载预警机加油,显示了很强的任务灵活性。

四是自卫能力强。伙伴加油机因改动较小,仍有一定的作战能力,所以,它不需要专门的空中护航。比如F-18战斗机安装了AN/ALR-67雷达告警接收装置,可对各种电子威胁进行探测、分析、分类并采取对抗措施,能够采用诸如投放箔条和红外诱饵弹这类的主动对抗措施。

MQ-25舰载无人加油机

F/A-18E/F“超级大黄蜂”执行空中加油任务也有明显的缺点。比如,伙伴加油机加油能力有限,执行伙伴加油的战斗机无法执行防空或攻击任务,对于舰载战斗机的作战效能提升不大,因此美国海军还是倾向于发展专门的空中加油机。于是,美国海军航空系统司令部(Navair)启动了舰载无人加油机的项目。

2017年10月4日,美国海军发布了项目方案需求,计划采购72架舰载无人加油机,波音、洛克希德·马丁、通用原子航空系统公司开始追逐这份价值数十亿美元的项目,三家公司都在为2018年1月3日進行的投标而努力。诺思罗普一格鲁曼公司本来是有力竞争者,HQ-4C“人鱼海神”也曾是美国海军装备的最大型的无人机,但是公司宣布退出了美国海军的HQ-25“魔鬼鱼”无人机的竞标。

美国海军大黄蜂战斗机进行空中伙伴加油

2017年10月25日,诺思罗普CEO韦斯·布什宣布,公司退出项目竞争,理由是无法提出令美国海军满意并符合公司商业利益的方案。诺思罗普公司已经参与了无人舰载舰载空中监视和攻击系统(UCLASS)项目,发展并试飞了2架X-47B原型机,但是似乎对美国海军的MQ-25无人加油机固定价格合同失去了热情,同时也排除了继续研发X-47B的可能。

马里兰州帕帕图森河海军航空站的美国海军无人航空与打击武器项目执行官马克·达拉少将表示,尽管诺思罗普格鲁曼退出了项目,但是该公司将在武器概念改良合同之、继续支持项目,该合同将于2018年3月执行。航空系统司令部也将继续推进自己的采购战略,由于已经推出了详绌的项目方案需求(RFP),剩余的竞标商也能为海军提供埋想的投标方案。

马克·达拉少将确认,将于2018年夏末为MQ 25确定家竞标商,研发合同规定要交付4架原型机用于测试和评估。中标的制造商接下来必须通过实现在时间和预算方向承诺的能力来证明自己。如果成功,他们将获得生产阶段的后续合同。由于“尼米兹”级和“福特”级航母将需要72架无人加油机,美国海军希望尽快采购到位,因此在工程制造发展阶段的合同将采取物质刺激指施。

MQ-25关键的性能指标是与航母的整合,为顺利执行加油任务,备选飞机必须实现6350千克的运载能力,航程达到800千米以上。MQ-25将搭载光电红外传感器吊舱,还有空间安装部海上监视雷达。美国海军没有向合同商明确一艘航母部署几架MQ-25,只是明确了能够满足航母作战需求的加油软管数量。另外,美国海军希望航母甲板尽量多地部署武器,包括各种支援装备,因此MQ-25的部署数量可能不会太少。

美国海军表示,MQ-25无人加油机将不搭载武器,尽管未来的无人机加油机可能搭载,但是目前仍然要立足于专门的空中加油任务。MQ-25的设计目标是发展一款扩大舰载机联队航程的飞机,将极大提升舰载战斗机的作战效能,使F/A-18E/F“超级大黄蜂”担负更多的作战任务,而不是去伙伴加油,这样将为航母增加6架战斗机加入打击任务,使舰载机联队更加“致命”。

诺格公司的MQ-4C无人机

MQ-4C无人机空中加油

通用原子航空系统公司的设计方案与“复仇者”无人机相似,采用涡轮风扇发动机和V形垂直尾翼,搭载与HQ-9“死神”无人机类似的传感器吊舱,起落架收至机身内部。加油系统采用D-704伙伴加油吊舱,并预留了加装自卫武器系统的空间。

波音公司的竞标方案采用外挂加油吊舱的加油方式,为了降低成本可能采用F/A-18E/F配备的D-704伙伴加油吊舱实现加油功能。按每艘航母部署5架MQ-25计算,一次出动能够为10架左右的F-35C进行空中加油,每架MQ-25的携油能力约7000千克左右。

美国海军表示,所有的主要设计性能都以提高能力降低成本为目标,为确保“商业利益”对于次要性能都做了修改,比如取消了12小时续航时问的要求,另外也没有为MQ-25计划新的能力,只要求在现有能力之上进行整合,包括由政府提供的技术成熟的加油系统(ARS)或伙伴加油系统。目前,几家制造商已经在建造原型机,并且已经进行了飞行和地面测试,无论合同商是否已经向海军表明了能力,达拉少将都认为在合同授予之后将更快地能够看到试飞。

编辑:戴嘉琦

美国海军MQ-25舰载无人机项目

通用原子公司的复仇者无人机概念图

通用原子公司的设计方案

诺格公司X-47B舰载无人机