航母背後的軟實力還差什麼?MQ-25A“黃貂魚”艦載無人加油機

波音公司的MQ-25“黃貂魚”(Stingray),是在美國海軍航空系統司令部(NAVAIR)

“艦載空中加油系統”(CBARS)計劃下開發的。當初由波音、洛克希德·馬丁、通用原子(GA-ASI)和諾斯羅普·格魯門等四家公司響應了該計劃的最終招標徵詢(RFP),競爭為美國海軍提供一種高效、可負擔成本、具備升級潛力且適應性強的無人加油機,以成倍提高航母艦載機聯隊的作戰能力。在合同授予之前,美國海軍將該計劃定名為MQ-25。

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夜幕降臨,MQ-25A”黃貂魚“無人機被白綠燈光照亮

在此之前,諾斯羅普·格魯門已經在X-47B“隱身無人戰鬥機”項目上成功進行了一系列開創性試驗,包括在航空母艦上完成彈射起飛、攔阻著艦、觸艦復飛、自主空中加油等。因此即使X-47B項目被終止,諾·格公司也應該擁是在後續MQ-25計劃中具有極強競爭實力和深厚技術儲備的企業,但最終卻由於各種原因被迫退出了該項目競爭。2018年8月,美國海軍向波音公司授予了價值8.05億美元的該項目工程製造與開發階段(EMD)合同,用於四架樣機的設計、開發、製造、測試和交付。海軍無人艦載航空系統辦公室(PMA-268)負責MQ-25項目的管理,並預計可在2024年實現MQ-25艦載無人加油機與航母艦載機聯隊的整合,具備初始作戰能力(IOC)。屆時世界上首款艦載無人機加油機將對其他國家海軍發展造成何種影響,有待繼續觀察。

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諾斯羅普·格魯門的X-47B早已奠定艦載無人機的一些列技術基礎

MQ-25項目源於雄心勃勃的艦載監視和打擊無人機(UCLASS)計劃,但直到2016年才真正成為令人矚目的新聞,而且該計劃已經被簡化為專注於無人加油機方向,以提高航母艦載攻擊機的效能。MQ-25無人加油機的出現,將使有人艦載機的航程擴大480-640公里,讓航母打擊群能夠在距離戰區更遠、更安全的地方參與作戰。MQ-25還將為航母艦載機提供安全保障,當甲板狀況糟糕或天氣情況惡劣導致返航飛機(低燃油狀態)暫時無法著艦時,可由盤旋的無人加油機為其補充額外的燃料補給。此外,雖然MQ-25已經是閹割版的艦載無人機系統,但仍然保有最基本的情報、監視及偵查任務能力。

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MQ-25A展開摺疊機翼,地勤人員正在配合進行地面測試

實際上,MQ-25項目的進展很快,從“計劃正式宣佈到完成平臺選擇”僅花費了兩年多的時間,隨後一年(2019年9月),波音MQ-25A“黃貂魚”進行了首次飛行。但是,MQ-25計劃不僅僅需要飛機平臺的開發,而是被PMA-268將整個項目合同分為三個部分:第一部分為空中平臺,也就是開發、製造MQ-25A“黃貂魚”無人機本身,以及機載支持、處理設備和配件。第二部分為“黃貂魚”無人機的控制系統和通信連接(CS&C),包括“提供航空任務無人駕駛控制系統(UMCS),分佈式海軍通用地面站(任務情報支持功能),網絡接口、路由和通信設備,以及對現有C4I系統基礎結構和網絡的額外修改”。第三部分涉及美國海軍的核動力航空母艦,涵蓋對已經相當擁擠的艦上空間分配新的無人機空間和調度運作,艦上相關的數據傳輸系統(天線和無線電終端等),飛機彈射/回收和甲板操作系統的改進。

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通用原子公司提交的MQ-25艦載無人加油機概念圖

帶“黃貂魚”出海

美國海軍在2017年中期宣佈,首批進行MQ-25A項目控制站和系統集成的兩艘航空母艦將是“艾森豪威爾”號(CVN 69)和“布什”號(CVN 77)。波音公司的MQ-25A“黃貂魚”測試飛機T1(註冊號N234MQ),於2019年9月在伊利諾伊州馬斯庫塔的聖路易斯機場首飛。T1在地面控制站試飛員的控制下完成了滑行、起飛,並按預定航線飛行了2個小時,飛行期間“地面試飛員”還測試了無人機的基本功能和與控制站之間的通信。

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2019年9月,波音MQ-25測試機T1(N234MQ)在聖路易斯機場進行首飛

根據計劃,美國海軍航空系統司令部(NAVAIR)將耗資130億美元,購買72架MQ-25A“黃貂魚”艦載無人加油機。此舉可為美軍每個航母打擊群提供2-4架無人加油機(共計11個航母戰鬥群),併為國內陸基訓練留下足夠的無人機。 2017年,美國政府問責局(GAO)發佈了一份報告,指出美國海軍尋求在2022財年(FY2022)向MQ-25A計劃投資25億美元,並期望項目開發成本低於50億美元 。

MQ-25項目團隊

儘管波音公司獲得了美國海軍海空系統司令部研製MQ-25A“黃貂魚”無人機的合同,但該項目不可能依靠單獨一個公司去完成。與絕大多數飛機開發計劃(包括民機和軍機)一樣,航空航天公司依賴大量的上下游供應商合作,共同開發、生產。

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波音”黃貂魚“的細長機翼使飛機能更有效地在高空徘徊,光滑的機身設計顯然也有一些隱身特徵

為了推進MQ-25A無人機項目,主承包商波音公司與大約20家主要分包商合作,以完成無人機平臺不同的系統、部件或航電設備。例如,美國Aitech防務系統公司(ADS)在2019年5月與波音公司簽訂合同,為MQ-25A項目提供關鍵任務接口系統。ADS公司將基於其現有貨架產品Ai-RIO小型遠程輸入/輸出(I/O)子系統(原設計用於低軌航天器),為“黃貂魚”量身打造一種先進的遠程輸入/輸出接口控制器。當Ai-RIO被整合到飛行、姿態和導航控制平臺上時,可以在許多不同的領域實現控制功能,包括“視頻、圖像處理和存儲;伺服閥和推力矢量控制;高速數據記錄;通信和遠程信息處理;機器人電機控制等”。BAE系統公司於2019年6月宣佈獲得來自波音公司的合同,為其提供MQ-25A的飛行器管理控制系統(VMCS)和“敵我識別系統”(IFF)。前者被用於執行無人機總體管理職責,控制所有機載公用系統;後者則確保MQ-25A能夠在複雜環境中成功運行,可靠識別敵我目標。

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MQ-25A可以自主滑行、起飛,當其被整合到航母上之後,會很快適應新的作戰環境

儘管海軍航空系統司令部的招標文件已經詳細說明了對無人加油平臺的要求,即能夠在兩側翼下裝備兩具“軟管-錐套式”空中加油吊艙儘管RFI稱需要兩個吊艙(波音公司“黃貂魚”實際上可能只有一個吊艙)。MQ-25A會配備科伯姆航空航天公司(Cobham Aerospace)的28-300或31-301系列加油吊艙

,這兩種型號都被美國海軍F/A-18E/F艦載機用於空中“夥伴”加油此前,美國海軍缺乏艦載加油機,只能使用配備小型加油吊艙的艦載機(戰鬥機),為同型飛機進行燃料補給,但這一窘境將會隨著“黃貂魚”的引進而得以改變。科伯姆28-300或31-301加油吊艙燃油容量均為1363.83升,並能夠以每分鐘1000升的速度向受油機輸送燃料。加油吊艙在使用中,由衝壓空氣渦輪機提供動力,驅動可變排量液壓泵、加油軟管絞盤,啟動燃油泵電機。

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F/A-18艦載機進行夥伴加油作業

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科伯姆加油吊艙示意

羅爾斯·羅伊斯公司(Rolls-Royce)為MQ-25A“黃貂魚”提供AE 3007N渦輪風扇發動機,這是一種已經在美軍中使用的新型發動機(諾斯羅普·格魯門MQ-4C“特里同”、RQ-4A“全球鷹”的動力裝置)。MQ-25A由一臺AE 3007N發動機驅動,額定功率條件下可提供4.5噸以上的推力,並提供額外的電力。藉助AE 3007N發動機強勁的動力,MQ-25A的最高飛行速度可達864 km/h(0.7馬赫)或更高。

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羅羅公司AE3007系列渦扇發動機內部結構

MQ-25A的制動控制系統及組件由Crane Aerospace&Electronics公司提供,該公司曾為空客A320系列飛機供應起落架控制接口單元。波音公司於2019年4月還與Cubic Mission Solutions公司簽訂了合同,為“黃貂魚”提供高速衛星通信(SATCOM)調制解調器和視距通信通用數據鏈套件。此外MQ-25A的數據系統將來自

Curtiss-Wright防務公司,而通用航空負責為MQ-25A提供存儲管理解決方案,包括適用於各種倉庫和加油系統的全面安全體系架構。

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MQ-25A進行首次飛行時的記錄照片

哈里斯公司也加入了MQ-25A團隊,與波音公司旗下AvionX創新部門合作為MQ-25A提供機載計算機,包括任務管理系統處理器,該產品將基於先進的開放式架構和商用現貨產品研製,能夠快速升級,以增強“黃貂魚”的態勢感知能力。

Heroux-Devtek公司將為MQ-25A提供完整的起落架系統,這家位於加拿大的著名航空公司已經為波音777/777X客機、西科斯基CH-53K “種馬王”重型直升機、韓國的KF-X下一代戰鬥機計劃、阿古斯塔·韋斯特蘭AW-609傾轉旋翼機生產了起落架產品。L3公司與泰雷茲集團成立的合資企業“航空通信與監視系統ACSS公司”將為MQ-25A提供廣播式自動相關監視技術(ADS-B)、交通警戒及防撞系統(TCAS)和飛行數據記錄儀。

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近距離觀察,Heroux-Devtek公司為MQ-25A提供的起落架系統

波音公司去年與穆格(Moog)飛機集團簽約,為“黃貂魚”研製機翼飛行控制(液壓電傳操縱套件)和機翼摺疊驅動系統,從而使MQ-25A可以摺疊機翼,減少在航母的存放空間佔用。除此之外,派克·漢尼汾航空航天控制系統公司為該平臺供應尾翼飛行控制驅動器,採用成熟的電液伺服驅動技術,是電傳飛控設計的主要組成部分。雷聲公司的聯合精確進近和著陸系統(JPALS)也將被整合到MQ-25A無人機上,這是一種基於GPS的全天候精確著陸系統,用於將飛機安全地引導到航母或兩棲攻擊艦上。總部位於賓夕法尼亞州的凱旋集團(Triumph Group)也簽約為MQ-25A的飛行控制、空中加油,可伸縮起落架和避雷器提供液壓子系統。

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N234MQ號機在完成首飛後,進行自主降落

許多其他公司也在深度參與MQ-25A項目:考克斯公司(專門從事飛機防冰和航空航天溫度控制)與霍尼韋爾公司創新動力公司柯林斯航空系統公司等相關領域的知名公司都被納入到“黃貂魚”無人加油機各分系統的研製中。而這些大公司還會將自己的合同內容外包給更小的企業,從而在世界各地創建一個MQ-25A組件供應網絡。由此可見,一款現代航空器的開發,是相當複雜的,整個行業已經被細分領域割裂、再組合成一張大網。

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波音MQ-25A艦載無人加油機作業概念圖



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