航母背后的软实力还差什么?MQ-25A“黄貂鱼”舰载无人加油机

波音公司的MQ-25“黄貂鱼”(Stingray),是在美国海军航空系统司令部(NAVAIR)

“舰载空中加油系统”(CBARS)计划下开发的。当初由波音、洛克希德·马丁、通用原子(GA-ASI)和诺斯罗普·格鲁门等四家公司响应了该计划的最终招标征询(RFP),竞争为美国海军提供一种高效、可负担成本、具备升级潜力且适应性强的无人加油机,以成倍提高航母舰载机联队的作战能力。在合同授予之前,美国海军将该计划定名为MQ-25。

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夜幕降临,MQ-25A”黄貂鱼“无人机被白绿灯光照亮

在此之前,诺斯罗普·格鲁门已经在X-47B“隐身无人战斗机”项目上成功进行了一系列开创性试验,包括在航空母舰上完成弹射起飞、拦阻着舰、触舰复飞、自主空中加油等。因此即使X-47B项目被终止,诺·格公司也应该拥是在后续MQ-25计划中具有极强竞争实力和深厚技术储备的企业,但最终却由于各种原因被迫退出了该项目竞争。2018年8月,美国海军向波音公司授予了价值8.05亿美元的该项目工程制造与开发阶段(EMD)合同,用于四架样机的设计、开发、制造、测试和交付。海军无人舰载航空系统办公室(PMA-268)负责MQ-25项目的管理,并预计可在2024年实现MQ-25舰载无人加油机与航母舰载机联队的整合,具备初始作战能力(IOC)。届时世界上首款舰载无人机加油机将对其他国家海军发展造成何种影响,有待继续观察。

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诺斯罗普·格鲁门的X-47B早已奠定舰载无人机的一些列技术基础

MQ-25项目源于雄心勃勃的舰载监视和打击无人机(UCLASS)计划,但直到2016年才真正成为令人瞩目的新闻,而且该计划已经被简化为专注于无人加油机方向,以提高航母舰载攻击机的效能。MQ-25无人加油机的出现,将使有人舰载机的航程扩大480-640公里,让航母打击群能够在距离战区更远、更安全的地方参与作战。MQ-25还将为航母舰载机提供安全保障,当甲板状况糟糕或天气情况恶劣导致返航飞机(低燃油状态)暂时无法着舰时,可由盘旋的无人加油机为其补充额外的燃料补给。此外,虽然MQ-25已经是阉割版的舰载无人机系统,但仍然保有最基本的情报、监视及侦查任务能力。

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MQ-25A展开折叠机翼,地勤人员正在配合进行地面测试

实际上,MQ-25项目的进展很快,从“计划正式宣布到完成平台选择”仅花费了两年多的时间,随后一年(2019年9月),波音MQ-25A“黄貂鱼”进行了首次飞行。但是,MQ-25计划不仅仅需要飞机平台的开发,而是被PMA-268将整个项目合同分为三个部分:第一部分为空中平台,也就是开发、制造MQ-25A“黄貂鱼”无人机本身,以及机载支持、处理设备和配件。第二部分为“黄貂鱼”无人机的控制系统和通信连接(CS&C),包括“提供航空任务无人驾驶控制系统(UMCS),分布式海军通用地面站(任务情报支持功能),网络接口、路由和通信设备,以及对现有C4I系统基础结构和网络的额外修改”。第三部分涉及美国海军的核动力航空母舰,涵盖对已经相当拥挤的舰上空间分配新的无人机空间和调度运作,舰上相关的数据传输系统(天线和无线电终端等),飞机弹射/回收和甲板操作系统的改进。

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通用原子公司提交的MQ-25舰载无人加油机概念图

带“黄貂鱼”出海

美国海军在2017年中期宣布,首批进行MQ-25A项目控制站和系统集成的两艘航空母舰将是“艾森豪威尔”号(CVN 69)和“布什”号(CVN 77)。波音公司的MQ-25A“黄貂鱼”测试飞机T1(注册号N234MQ),于2019年9月在伊利诺伊州马斯库塔的圣路易斯机场首飞。T1在地面控制站试飞员的控制下完成了滑行、起飞,并按预定航线飞行了2个小时,飞行期间“地面试飞员”还测试了无人机的基本功能和与控制站之间的通信。

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2019年9月,波音MQ-25测试机T1(N234MQ)在圣路易斯机场进行首飞

根据计划,美国海军航空系统司令部(NAVAIR)将耗资130亿美元,购买72架MQ-25A“黄貂鱼”舰载无人加油机。此举可为美军每个航母打击群提供2-4架无人加油机(共计11个航母战斗群),并为国内陆基训练留下足够的无人机。 2017年,美国政府问责局(GAO)发布了一份报告,指出美国海军寻求在2022财年(FY2022)向MQ-25A计划投资25亿美元,并期望项目开发成本低于50亿美元 。

MQ-25项目团队

尽管波音公司获得了美国海军海空系统司令部研制MQ-25A“黄貂鱼”无人机的合同,但该项目不可能依靠单独一个公司去完成。与绝大多数飞机开发计划(包括民机和军机)一样,航空航天公司依赖大量的上下游供应商合作,共同开发、生产。

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波音”黄貂鱼“的细长机翼使飞机能更有效地在高空徘徊,光滑的机身设计显然也有一些隐身特征

为了推进MQ-25A无人机项目,主承包商波音公司与大约20家主要分包商合作,以完成无人机平台不同的系统、部件或航电设备。例如,美国Aitech防务系统公司(ADS)在2019年5月与波音公司签订合同,为MQ-25A项目提供关键任务接口系统。ADS公司将基于其现有货架产品Ai-RIO小型远程输入/输出(I/O)子系统(原设计用于低轨航天器),为“黄貂鱼”量身打造一种先进的远程输入/输出接口控制器。当Ai-RIO被整合到飞行、姿态和导航控制平台上时,可以在许多不同的领域实现控制功能,包括“视频、图像处理和存储;伺服阀和推力矢量控制;高速数据记录;通信和远程信息处理;机器人电机控制等”。BAE系统公司于2019年6月宣布获得来自波音公司的合同,为其提供MQ-25A的飞行器管理控制系统(VMCS)和“敌我识别系统”(IFF)。前者被用于执行无人机总体管理职责,控制所有机载公用系统;后者则确保MQ-25A能够在复杂环境中成功运行,可靠识别敌我目标。

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MQ-25A可以自主滑行、起飞,当其被整合到航母上之后,会很快适应新的作战环境

尽管海军航空系统司令部的招标文件已经详细说明了对无人加油平台的要求,即能够在两侧翼下装备两具“软管-锥套式”空中加油吊舱尽管RFI称需要两个吊舱(波音公司“黄貂鱼”实际上可能只有一个吊舱)。MQ-25A会配备科伯姆航空航天公司(Cobham Aerospace)的28-300或31-301系列加油吊舱

,这两种型号都被美国海军F/A-18E/F舰载机用于空中“伙伴”加油此前,美国海军缺乏舰载加油机,只能使用配备小型加油吊舱的舰载机(战斗机),为同型飞机进行燃料补给,但这一窘境将会随着“黄貂鱼”的引进而得以改变。科伯姆28-300或31-301加油吊舱燃油容量均为1363.83升,并能够以每分钟1000升的速度向受油机输送燃料。加油吊舱在使用中,由冲压空气涡轮机提供动力,驱动可变排量液压泵、加油软管绞盘,启动燃油泵电机。

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F/A-18舰载机进行伙伴加油作业

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科伯姆加油吊舱示意

罗尔斯·罗伊斯公司(Rolls-Royce)为MQ-25A“黄貂鱼”提供AE 3007N涡轮风扇发动机,这是一种已经在美军中使用的新型发动机(诺斯罗普·格鲁门MQ-4C“特里同”、RQ-4A“全球鹰”的动力装置)。MQ-25A由一台AE 3007N发动机驱动,额定功率条件下可提供4.5吨以上的推力,并提供额外的电力。借助AE 3007N发动机强劲的动力,MQ-25A的最高飞行速度可达864 km/h(0.7马赫)或更高。

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罗罗公司AE3007系列涡扇发动机内部结构

MQ-25A的制动控制系统及组件由Crane Aerospace&Electronics公司提供,该公司曾为空客A320系列飞机供应起落架控制接口单元。波音公司于2019年4月还与Cubic Mission Solutions公司签订了合同,为“黄貂鱼”提供高速卫星通信(SATCOM)调制解调器和视距通信通用数据链套件。此外MQ-25A的数据系统将来自

Curtiss-Wright防务公司,而通用航空负责为MQ-25A提供存储管理解决方案,包括适用于各种仓库和加油系统的全面安全体系架构。

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MQ-25A进行首次飞行时的记录照片

哈里斯公司也加入了MQ-25A团队,与波音公司旗下AvionX创新部门合作为MQ-25A提供机载计算机,包括任务管理系统处理器,该产品将基于先进的开放式架构和商用现货产品研制,能够快速升级,以增强“黄貂鱼”的态势感知能力。

Heroux-Devtek公司将为MQ-25A提供完整的起落架系统,这家位于加拿大的著名航空公司已经为波音777/777X客机、西科斯基CH-53K “种马王”重型直升机、韩国的KF-X下一代战斗机计划、阿古斯塔·韦斯特兰AW-609倾转旋翼机生产了起落架产品。L3公司与泰雷兹集团成立的合资企业“航空通信与监视系统ACSS公司”将为MQ-25A提供广播式自动相关监视技术(ADS-B)、交通警戒及防撞系统(TCAS)和飞行数据记录仪。

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近距离观察,Heroux-Devtek公司为MQ-25A提供的起落架系统

波音公司去年与穆格(Moog)飞机集团签约,为“黄貂鱼”研制机翼飞行控制(液压电传操纵套件)和机翼折叠驱动系统,从而使MQ-25A可以折叠机翼,减少在航母的存放空间占用。除此之外,派克·汉尼汾航空航天控制系统公司为该平台供应尾翼飞行控制驱动器,采用成熟的电液伺服驱动技术,是电传飞控设计的主要组成部分。雷声公司的联合精确进近和着陆系统(JPALS)也将被整合到MQ-25A无人机上,这是一种基于GPS的全天候精确着陆系统,用于将飞机安全地引导到航母或两栖攻击舰上。总部位于宾夕法尼亚州的凯旋集团(Triumph Group)也签约为MQ-25A的飞行控制、空中加油,可伸缩起落架和避雷器提供液压子系统。

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N234MQ号机在完成首飞后,进行自主降落

许多其他公司也在深度参与MQ-25A项目:考克斯公司(专门从事飞机防冰和航空航天温度控制)与霍尼韦尔公司创新动力公司柯林斯航空系统公司等相关领域的知名公司都被纳入到“黄貂鱼”无人加油机各分系统的研制中。而这些大公司还会将自己的合同内容外包给更小的企业,从而在世界各地创建一个MQ-25A组件供应网络。由此可见,一款现代航空器的开发,是相当复杂的,整个行业已经被细分领域割裂、再组合成一张大网。

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波音MQ-25A舰载无人加油机作业概念图



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