美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機


美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

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美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機


2019年7月9日,美國海軍宣佈MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機形成初始作戰能力,可部署至近海戰鬥艦執行超視距目標偵察任務,提升近海戰鬥艦態勢感知和殺傷能力。按計劃,MQ-8C無人機將於2021財年部署到美國海軍瀕海戰艦,以用於情報、監視和偵察以及精確定位。

美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

MQ-8C在“科羅拉多”號瀕海戰鬥艦上進行測試


無人直升機具有起降場地小、可垂直起降、空中懸停、可長時間在超低空飛行、使用靈活、不需要複雜的發射與回收設備等特點,適用於在低空和超低空執行情報收集、監視和偵察任務,還可進行戰損評估、通信中繼、電子戰、武裝攻擊等作戰任務,是未來戰場上中低空領域不可或缺的武器裝備。


偵察型是無人直升機發展的主流模式,以中小型無人直升機為主,起飛重量一般在2噸以下,留空時間一般在4~8小時,主要攜帶光學照相機、紅外掃描器、電視攝像機和合成孔徑雷達等探測設備,可完成偵察、監視、警戒、氣象、戰傷評估、目標跟蹤等任務。


美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

MQ-8C進行艦載降落測試


MQ-8“火力偵察兵”無人直升機是美國諾斯羅普•格魯曼公司(Northrop Grumman)推出的一款先進的無人直升機,共有RQ-8A、MQ-8B、MQ-8C三種型號。其中,RQ-8A/MQ-8B由Schweizer 330有人機改型而來,是目前世界上已裝備使用的最先進的旋翼無人機。


美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

RQ-8A“火力偵察兵”無人直升機


RQ-8A是“火力偵察兵”無人機平臺的基本型,包括5架原型機和首批3架初始小批量生產(LRIP)型機。隨後,美軍在RQ-8A的基礎上,發展了功能更為強大的RQ-8B。由於具備了攻擊能力,2005年中期前後,美軍又將“火力偵察兵”的編號由RQ-8B調整為MQ-8B,以表示該機是“多用途”的。由美國海軍推出的增強型MQ-8B“火力偵察兵”,裝備有前視紅外系統,光電成像器,X波段多模態海上監視雷達等任務載荷,可承擔海上巡邏偵察任務和進行反潛、反艦和反水雷作戰,是美國海軍艦載武器中的利器。


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MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機


然而,美海軍在實戰中發現,MQ-8B的航程和載荷的質量對於新型近岸作戰任務仍顯不足,不能滿足緊急特種作戰對於海基中程監視平臺的需求。2011年,美軍非洲司令部和特種作戰司令部提交緊急需求,指出MQ-8B尺寸較小,需要更大的、能攜帶更多任務載荷、執行更廣泛任務的無人直升機。於是,2010年,諾格公司決定出資與貝爾公司合作研製“火力-X”概念驗證機,軍方編號為MQ-8C。


美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機


美軍對MQ-8C的作戰定位



在全新的安全性背景之下,美國海軍期望使用MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機幫助/代替近海戰鬥艦實施越來越繁雜危險的作戰任務。其原因主要基於如下考慮:


首先,由於近海戰鬥艦缺乏遠程傳感器、無法做到“分佈式殺傷”戰鬥概念,在太平洋地區,美國海軍期望近海戰鬥艦肩負複雜遠程作戰任務,不是在第五艦隊擔負反小艇任務;其次,MQ-8C無人直升機的艦上測試表明,雖然另一款MQ-8B無人直升機可配備“準確殺傷武器系統”,但是其能搭載武器數量有限,難以符合需求,而更大的MQ-8C無人直升機可搭載更多武器,完成更多的作戰任務。


因此,2018年美海軍已經轉變了MQ-8C的作戰職能,改由保障近海戰鬥艦免受快艇突襲,轉變為給近海戰鬥艦射出的攻擊導彈獲取目標信息,滿足其視距外特種作戰需求。基於這一調整,預計近海戰鬥艦將會安裝越來越豐富的雷達和傳感器系統,以及進攻性武器。


美國海軍MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機

MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機


基本參數


MQ-8C無人機以商用貝爾407商用7人座直升機為基礎,座椅和其他航空電子設備已被拆除,由遠程控制器和附加油箱取代,除了可攜帶450kg內部載荷外,外部吊索還可攜帶1180kg外部載荷。搭載平臺是兩棲攻擊艦、驅逐艦等大型艦船。


2015年8月,諾斯羅普•格魯曼公司和美國海軍展示了MQ-8C火力偵察無人直升機的續航能力,計劃進行10個小時以上的飛行,從穆古角(Point Mugu)的海軍基地文圖拉縣(Ventura County)出發,飛行距離達150海里。最終,MQ-8C直升機完成了11個小時的飛行試驗,同時保留了一個多小時的燃料。由此可知,MQ-8C無人直升機的續航能力約12小時,最大航程超過150海里。


數據鏈路


2012年8月,專門研究用於有人和無人平臺的視頻鏈接和高速數據傳輸鏈路的Cubic Defense Applications公司,獲得了總承包商諾斯羅普•格魯曼公司370萬美元的合同,用於為其MQ-8C開發新的高速數據鏈路。數據鏈路支持雙Ku波段和C波段流,以傳輸全動態視頻和其他監視數據。


2019年11月,美國海軍發佈需求公告,將在未來5年為MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機採購50套Link16數據鏈終端,計劃2020年3月售出首份合同,合同簽署後的18個月內交付Link16。


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Link16數據鏈路使用構想


Link16數據鏈是用於飛機與艦船之間傳輸語音和數據的加密、抗干擾數據鏈。未來,MQ-8C將和MH-60 Seahawk艦載直升機部署在一起,為MQ-8C裝配該數據鏈後,可增強MQ-8C和MH-60直升機的組網能力,水面艦艇平臺可藉助該數據鏈獲取MQ-8C自動系別系統、雷達、光電/紅外系統的探測信息,無需其他平臺中繼信息。


機載雷達



2012年10月,諾斯羅普•格魯曼公司宣佈,該公司將改裝AN/ZPY-1 STARLite雷達用於Fire-X無人直升機,地面監視雷達將進行改裝,以供海上使用。


STARLite是一款小型輕巧的SAR/GMTI/DMTI雷達,用於支持戰術作戰。STARlite的合成孔徑雷達(SAR)具有條帶模式,雷達成像與飛機飛行矢量平行,或與飛機飛行路徑的一個特定地面獨立路徑平行;並且具有點模式,,可產生特定位置的高分辨率圖像。雷達的地面移動目標指示器(GMTI)提供了覆蓋在數字地圖上的移動目標位置。緩慢移動目標指示器(DMTI)模式可以跟蹤在8km範圍內移動的人大小物體。


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AN/ZPY-1 STARLite雷達系統組成



2016年10月,萊昂納多公司(Leonardo)的AN/ZPY-8“魚鷹”(Osprey)分佈式孔徑有源電子掃描陣列(AESA)雷達已被選為美國海軍新升級的無人直升機MQ-8C火力偵察機的監視工具。根據合同,萊昂納多將向美國海軍採購組織海軍航空系統司令部(NAVAIR)交付首批5臺雷達,以進行測試和評估工作。


“魚鷹”雷達利用電子波束技術進行高空掃描,即使躲藏在標準艦載傳感器範圍之外的敵方目標也會被發現。配備“魚鷹”雷達的MQ-8C無人機可以利用高頻無線電波,在極遠距離、夜間甚至在能見度極差的暴風雨天氣下發現目標。雷達的世界首創的平板技術也意味著它可以安裝在直升機的機體內,而不必使用懸空的吊艙。


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“魚鷹”雷達相關技術參數


美軍所以選擇“魚鷹”雷達,部分原因是該雷達是世界首個可提供美軍所需覆蓋範圍但沒有移動組件或巨大外部雷達天線罩的雷達。所有這些都採用輕巧的結構以適合MQ-8C無人機。Osprey還提供了開放的體系結構,這意味著美國海軍可以獨立插入新軟件。美國海軍將採購雙平面板版本的“魚鷹”雷達,該版本雷達提供240度的瞬時視場角及一系列數字模式,包括天氣檢測,空對空瞄準和地面移動目標指示(GMTI)。


外部吊艙



2014年5月諾斯羅普•格魯曼宇航系統公司被授予一份價值10,833,670美元的合同,用於在MQ-8C上開發和集成一個多功能吊艙(MCAP),包括購買了兩個MCAPS和一個MCAP質量模型。MCAP提供了多個電子戰傳感器供沿海地區使用。這項工作在加利福尼亞的蘭喬•伯納多牧場(59%)、弗吉尼亞尚蒂伊(40%)、德克薩斯州沃思堡(1%)進行,按計劃於2015年竣工。


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MQ-8C的測試平臺“獨立”級瀕海戰鬥艦“科羅拉多”號


法拉第籠



MQ-8C基於更大的直升機機身,其飛行時間幾乎是MQ-8B變體的兩倍,攜帶的情報收集傳感器有效載荷是其三倍。在其工程設計階段,一組工程師創建了一個新的模塊化籠子,以保護飛行中的電子系統。


該特別設計的籠子被稱為“法拉第籠”,來保護無人機上的敏感設備免受信號干擾。法拉第籠由肯塔基州薩默塞特的薩米特航空製造,並在最終組裝時安裝在密西西比州莫斯波因特的諾斯羅普•格魯曼公司的無人系統中心。


海軍航空系統司令部火力偵察兵計劃經理帕特里克•史密斯上尉說:“所有海軍飛機都必須經過電磁干擾測試,以確保它們能夠在船上安全運行。我們相信,在MQ-8C火力偵察兵上完成的法拉第籠的設計和其他工程將通過這些測試。”


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MQ-8C近照


“MQ-8C的95%軟件都沿用MQ-8B,以節省金錢和進行測試程序所需的時間。但是我們從這些軟件的使用中學到經驗教訓,將更現代的屏蔽設備集成到了產品中。”諾斯羅普•格魯曼公司中程戰術系統副總裁喬治•瓦爾杜拉基斯說。


作戰能力



2015年,在澳大利亞墨爾本的阿瓦隆航空展上,多任務戰術無人機系統副項目經理、USN指揮官James Borghardt曾提及:“光電和紅外有效載荷以及自動識別系統已經安裝在飛機上,未來的增量包括水面作戰和反地雷對策系統。”。項目組計劃在2018年升級無人機的水面作戰能力,並在2020年升級反水雷系統。


諾斯羅普•格魯曼公司在2016年從MQ-8C上測試BAE系統公司的先進精確殺傷武器系統(Advanced Precision Kill Weapon System,APKWS)。APKWS是改裝後的2.75英寸Hydra火箭,包含半主動激光制導和中段控制系統。每件武器的價格不到30000美元,大約是洛克希德•馬丁公司的AGM-114地獄火導彈的成本的三分之一。


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先進精確殺傷武器系統APKWS


Minotaur任務管理系統



2018年4月,Systel公司被選中為美國海軍海軍航空系統司令部MQ-8C計劃提供加固、交換優化的高密度計算服務器。該公司設計了任務管理系統Minotaur。


Minotaur是一種任務系統架構,結合了傳感器、雷達、以及指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察設備。MQ-8C無人機集成了Minotaur跟蹤管理和任務管理系統軟件,將傳感器和數據集成到多架飛機和船隻共享的綜合通用操作畫面中。


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Minotaur的使用

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