洛克希德·馬丁公司臭鼬工廠透露MQ—25設(shè)計方案

溫杰

目前，洛克希德·馬丁公司已經(jīng)凍結(jié)了MQ-25無人加油機設(shè)計方案，通過采用飛翼式布局，實現(xiàn)了氣動效率、燃料容量和航母甲板空間的最佳組合，可以滿足美國海軍的多種任務需求。

長期以來，洛克希德·馬丁公司臭鼬工廠以研制軍用偵察機和隱身戰(zhàn)斗機而聞名，它的大部分工作都隱藏在幕后。位于加利福尼亞州帕姆代爾的先進發(fā)展計劃團隊負責了著名的U-2、SR-71、F-1]7、YF-22、X-35和RQ-170等項目的研制工作，但是，現(xiàn)在臭鼬工廠的工程師正在將獨特的創(chuàng)新能力用于打造一種完全不同的作戰(zhàn)平臺，即可以在美國海軍航空母艦上起降的無人駕駛空中加油機。

近日，美國《航空周刊》記者詹姆斯·德魯（James Drew）先后采訪了洛克希德·馬丁公司航空系統(tǒng)分部執(zhí)行副總裁兼臭鼬工廠總經(jīng)理羅布·韋斯（R0b weiss）、MQ-25項目經(jīng)理約翰·文森（John Vinson）、無人機系統(tǒng)副總裁約翰·克拉克（John Clark）及MQ-25業(yè)務發(fā)展和戰(zhàn)略負責人克雷格·約翰遜（Craig Johnson），獨家披露了洛克希德·馬丁公司為美國海軍的MQ-25“黃貂魚”計劃提供的設(shè)計方案。

響應作戰(zhàn)需求

近年來，美國海軍經(jīng)過反復論證和全面評估后，在2016年啟動了艦載空中加油系統(tǒng)（CBARS）計劃。2017年10月4日，美國海軍航空系統(tǒng)司令部正式向諾斯羅普·格魯門公司、洛克希德·馬丁公司、波音公司和通用原子航空系統(tǒng)公司頒布了MQ-25“黃貂魚”（Stingray）艦載無人機的最終投標需求（RFP），標志著CBARS計劃進入最后競標階段。

此前，五角大樓聯(lián)合需求監(jiān)督委員會（JROC）批準了美國海軍對MQ-25的兩個主要要求：能夠遠離航空母艦參與軍事行動，并為其他作戰(zhàn)飛機進行空中加油，即現(xiàn)在由F/A-18E/F戰(zhàn)斗機執(zhí)行的任務。目前，美國海軍由于缺乏專用的艦載加油機，只能由“超級大黃蜂”掛載加油吊艙實施伙伴加油。據(jù)統(tǒng)計，大約20%～30%的F/A-18E/F艦載戰(zhàn)斗機承擔了空中加油任務，大大制約了艦載戰(zhàn)斗機聯(lián)隊的任務半徑、出動頻率和攻防能力。

美國海軍在RFP文件中對MQ-25無人加油機的基本要求為“能攜帶不少于6800kg燃油、在距航空母艦920km外為4～6架艦載戰(zhàn)斗機實施空中加油”。同時，該機將具備“有限的”情報、監(jiān)視與偵察（ISR）能力，可以探測和報告海面上的目標，并且可以在“寬容”環(huán)境中作戰(zhàn)使用。

目前，美國海軍正處于MQ-25計劃的競爭方案選擇評估過程中，目標是采購多達72架與戰(zhàn)斗機尺寸相當?shù)臒o人機，作為“尼米茲”和“福特”級航空母艦的空中加油機。如果這個方案被選中，洛克希德·馬丁公司的無人加油機將成為世界上第一種針對作戰(zhàn)部署而設(shè)計的大型無人機。

臭鼬工廠已經(jīng)對美國海軍的發(fā)布的RFP文件做出了回應，提出了一種采用單發(fā)的飛翼式無人機方案，如果能夠投產(chǎn)的話，它可以在投入作戰(zhàn)后自主地為有人駕駛戰(zhàn)斗機實施空中加油。憑借著從美國超級航空母艦起飛和降落的能力，這種蝙蝠翼無人機將成為美國海軍航母戰(zhàn)斗群空中聯(lián)隊的一部分，有望在20世紀20年代中期替代現(xiàn)役“超級大黃蜂”所承擔的“伙伴加油”任務。

MQ-25無人加油機將能夠使用加油探管為任何一種有人或無人駕駛的作戰(zhàn)飛機加滿燃油。這種“飛行油箱”將能夠在距離美國海軍航母戰(zhàn)斗群約920km外的海上空域為作戰(zhàn)飛機加注6350kg燃料，這是最低或限度的要求。而且，臭鼬工廠對于這個設(shè)計方案非常有信心，表示能夠在更遠的距離加注更多的燃料，滿足美國海軍尚未公開的任務需求。

臭鼬工廠的官員向《航空周刊》揭示了有關(guān)設(shè)計方案，它有可能繼剛剛服役的MQ-4C高空海上巡邏無人機之后，成為美國海軍最大的無人機計劃。

推出全新設(shè)計

正如這些獨家圖片中所描繪的，在帕姆代爾工作的研制團隊提出了一種激進的設(shè)計方案，與之前的RQ-170“哨兵”（Sentinel）、P-175“臭鼬”（Polecaf）、X-44A和“海幽靈”（Sea Ghost）等飛翼設(shè)計大相徑庭。其中，“海幽靈”是專門為美國海軍早前提出的一種監(jiān)視和打擊隱身無人機的要求而設(shè)計的。

實際上，臭鼬工廠的MQ-25設(shè)計方案采用了相對直的機身后緣，更類似于麥道公司在20世紀80年代末研制的A-12“復仇者II”的單發(fā)型號，或者也類似于噴氣動力飛翼式飛機的鼻祖——德國的Horten Ho-229戰(zhàn)斗轟炸機。

由于多種原因，臭鼬工廠尚未制造一架飛行原型。這些藝術(shù)想象圖中所描繪的設(shè)計方案在2017年的夏天才確定下來，隨后美國海軍凍結(jié)了MQ-25計劃的最終需求。因此，這是洛克希德·馬丁公司對2017年10月4日RFP的回應的基礎(chǔ)。

臭鼬工廠研制的無人機正在挑戰(zhàn)波音公司鬼怪工廠和通用原子航空系統(tǒng)公司提出的競爭設(shè)計方案。令人有些意外的是，研制了著名的X-47B驗證機的諾斯羅普·格魯門公司放棄了競標MQ-25計劃，因其領(lǐng)導層決定無意尋求針對通用飛機的一項固定價格研制合同。

2017年10月25日，諾斯羅普·格魯門公司首席執(zhí)行官韋斯利·布什在第四季度利潤發(fā)布會上宣布，諾斯羅普·格魯門公司已經(jīng)退出美國海軍MQ-25計劃的競爭。他表示，按照軍方最新發(fā)布的投標需求，該公司可能難以滿足某些方面的要求，無法完成這項計劃。諾斯羅普·格魯門公司的這項決定暗示，可能無法重新設(shè)計現(xiàn)有的X-47B驗證機或者研制全新的無人機，來提供一種具備競爭力的設(shè)計方案。

根據(jù)日益迫切的作戰(zhàn)需求，美國海軍多次改變了“黃貂魚”計劃的設(shè)計要求。這個概念已經(jīng)從“艦載起飛無人駕駛空中監(jiān)視與打擊”（UCLASS）計劃下考慮發(fā)展一種具備隱身能力的無人駕駛平臺，演變成一種CBARS。為此，美國海軍縮小了MQ-25計劃的任務范圍，目前只是需要為艦載戰(zhàn)斗機提供空中加油。

與提出了更傳統(tǒng)的機翼、尾翼設(shè)計方案的波音公司和通用原子航空系統(tǒng)公司不同，臭鼬工廠已經(jīng)全力投入研制飛翼式無人駕駛空中加油機，稱這種構(gòu)型設(shè)計在航母甲板上十分有限的“場地因素”情況下，更適合于執(zhí)行大容量、長航時的空中加油任務，

與MQ-4C無人機使用常規(guī)的915m跑道實現(xiàn)起降不同，MQ-25無人加油機將在91.5m長的甲板跑道彈射起飛，從海上的一艘航空母艦上高速起飛，返回時在攔阻鉤的幫助下安全降落。

韋斯表示，無論白天還是夜晚，在波濤洶涌的海面上，讓滿載噴氣燃料的無人機起飛是一個現(xiàn)實和可以完全實現(xiàn)的目標。當然，只要美國海軍的各種需求不再次修改即可。

首選飛翼方案

過去幾年中，美國海軍一直猶豫不決。由于五角大樓內(nèi)部存在著嚴重的分歧和激烈的游說，對已終止的UCLASS計劃的各種需求始終在隱身、縱深攻擊任務和遠程武裝偵察任務之間搖擺。直至2016年初，美國海軍最終放棄了UCLASS計劃，轉(zhuǎn)而支持了基于航空母艦CBARS概念的MQ-25計劃，相應提出了穩(wěn)定的要求和明確的發(fā)展路徑。

韋斯說，在UCLASS計劃時期，洛克希德·馬丁公司決定反對投資研制一架試飛原型機，因為擔心美國海軍會再次改變這些需求，就像他們此前所做的那樣。臭鼬工廠選擇了將時間和經(jīng)費集中于其他方面，例如商業(yè)研究、軟件開發(fā)、開放式架構(gòu)和生產(chǎn)制造的可負擔性倡議。

他說：“我們當時并不覺得投資驗證機是一種明智的選擇，在從事任何一個項目時，都必須遵從客戶的想法。我們試圖通過設(shè)計一種可以滿足不斷發(fā)展的各種需求的無人機。”

韋斯指出，自從美國海軍按下重新啟動并將焦點轉(zhuǎn)移到無人駕駛加油機后，各種需求發(fā)展變得更加穩(wěn)定。這使得臭鼬工廠研制團隊能夠提出一種專為空中加油機而優(yōu)化設(shè)計、針對制造目的的全新無人機，而不是一個更復雜和昂貴的隱身監(jiān)視和打擊平臺。

美國海軍作戰(zhàn)參謀長約翰·理查森（John Richardson）海軍上將在他任職期間訪問了帕姆代爾，隨后，臭鼬工廠全力投入無人駕駛空中加油機的研制工作，先后評估了幾種可能性方案，從改裝現(xiàn)有飛機到新的機翼機身尾翼的各種設(shè)計。

韋斯表示，飛翼的概念始終作為候選方案，并一直處于最優(yōu)先位置。飛翼式無人機具有空氣動力學效率高的優(yōu)點，并且從尺寸上看可以攜帶更多燃料。其他優(yōu)點包括：較低的總部件數(shù)量和通過翼尖折疊可以減少航母甲板的占用空間。盡管飛翼式設(shè)計在機身長度上相對較短，但起落架和尾鉤之間有足夠的間距，可以安全地抓住攔阻裝置，而不會絆倒它。

集成相關(guān)技術(shù)

盡管洛克希德·馬丁公司一直在為UCLASS計劃從事“海幽靈”飛翼式無人機概念的研制工作，但韋斯表示，臭鼬工廠以開放的態(tài)度著手研制MQ-25方案，并未因過去的大量努力而受到不必要的影響。相比之下，波音公司則堅持采用2012年試飛的無人驗證機，并根據(jù)UCLASS計劃的需求在2014年確定了設(shè)計方案。通用原子公司在現(xiàn)有的“復仇者”無人機的基礎(chǔ)上，提出了放大尺寸和更換發(fā)動機的加油機的衍生方案。

韋斯解釋說：“我們在UCLASS計劃取消后，不久就開始了這項研究，我們的重點是了解美國海軍對這種空中加油的各項需求。我們針對不同的構(gòu)型進行了大量的商業(yè)研究，這些構(gòu)型的研究重點都是在成本最低和風險最低的情況下，為美國海軍提供具備最佳性能的加油機。我們現(xiàn)在非常確信，我們正處于客戶需求和時間進度的一個正確設(shè)計點上?！?/p>

雖然這是一架全新設(shè)計的無人機，但臭鼬工廠已經(jīng)充分利用了其他項目中的多項成熟技術(shù)，將現(xiàn)成的子系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)集成在一起。例如，MQ-25無人機的起落架來自洛克希德·馬丁公司為美國海軍研制的F-35C戰(zhàn)斗機。這種起落架由聯(lián)合技術(shù)航空航天系統(tǒng)公司生產(chǎn)，但洛克希德·馬丁公司不愿透露MQ-25設(shè)計方案的其他任何一種部件來自哪里，以保持其競爭態(tài)勢。洛克希德·馬丁公司公司甚至不會指明發(fā)動機制造商，因為這會讓競爭對手更深入地了解無人機的航程和性能參數(shù)。

為了達到任務目標，臭鼬工廠可能已經(jīng)從商業(yè)領(lǐng)域選擇了一種現(xiàn)代化的高涵道比渦輪風扇。例如，通用原子航空系統(tǒng)公司選擇了普惠加拿大公司最新認證的PW815發(fā)動機，這是灣流公司最新型G600遠距公務機的動力裝置?？晒┏赭S選擇的動力裝置包括目前GE公司的Passport發(fā)動機或羅羅公司的BR700系列發(fā)動機。

對于文森來說，了解競爭對手選擇的發(fā)動機型號是非常有幫助的。他表示，臭鼬TV采取的是逆向工程方法，在大多數(shù)情況下保持沉默。文森確認，考慮到簡單、高效和可負擔等方面的因素，MQ-25無人機采用了一臺發(fā)動機的設(shè)計。洛克希德·馬丁公司的投標方案采用了ISR/UAS產(chǎn)品組合中的其他飛機的一些技術(shù)、子系統(tǒng)和功能，以及美國海軍庫存中的各種飛機。

降低研制風險

按照計劃，最初的MQ-25合同將是一個固定價格的研制協(xié)議，投資發(fā)展4架工程與制造發(fā)展（EMD 1～4）原型機。如果研制和測試取得成功，美國海軍將就生產(chǎn)階段談判后續(xù)合同，預計購買約72架無人加油機。

由于采購數(shù)量不是很大，臭鼬工廠希望保持低風險，避免研制過程中發(fā)明創(chuàng)新一些新技術(shù)。事實上，整個MQ-25計劃的研制工作將美國軍方現(xiàn)有的70多項計劃、以及數(shù)十億美元的政府和行業(yè)資助的無人機技術(shù)研究和發(fā)展計劃集于一身。

文森表示，在實施有限生產(chǎn)過程的計劃時，研制成本是關(guān)鍵的驅(qū)動因素，我們希望快速發(fā)展，我們嘗試采用盡可能多的現(xiàn)貨成品系統(tǒng)。我們不想發(fā)明任何不必發(fā)明的東西，所以在這里使用的所有設(shè)計手段就像我們在U-2高空偵察機或F-117因素攻擊機上做的那樣。我們的原則通常是“每項計劃都是一個奇跡”。因此，洛克希德·馬丁公司對于臭鼬工廠設(shè)計的MQ-25方案，并不認為它將必須完成任何技術(shù)奇跡，稱它更像是一種創(chuàng)新組合包裝工作。

話雖如此，研制團隊承認，在航空母艦上實現(xiàn)無人機的自主起飛和降落不是很容易的事，他們將不得不引入雷神公司為美國海軍研制的聯(lián)合精密進近和著陸系統(tǒng)（JPALS）等全新技術(shù)。根據(jù)美國海軍航空系統(tǒng)司令部提供的數(shù)據(jù)，JPALS正處于研制發(fā)展的最后階段，預計在2019年具備初始作戰(zhàn)能力，在2030年左右具備全面作戰(zhàn)能力。

根據(jù)MQ-25業(yè)務發(fā)展和戰(zhàn)略負責人克雷格·約翰遜的說法，最大的奇跡將是美國海軍接受一架大型無人機作為航空母艦的一部分，并解決與此相關(guān)的所有安全和文化問題。這是作戰(zhàn)適用性的一部分。為確保航空母艦的適用性，臭鼬TF一直使用一架小型教練機進行甲板操縱驗證試飛。目前，洛克希德·馬丁公司有幾架以F-16F為代號進行登記的飛機，但不會具體指定使用了何種型號飛機作為模擬機。

克拉克說，“重要的是甲板操縱驗證看起來就像我們要制造的無人機，重點在于各種設(shè)備、通信鏈路和操作界面，都能夠滿足飛行員或飛行器操作員的需要。”

為了更好地了解航空母艦上的作戰(zhàn)行動，研制小組登上了“艾森豪威爾”號（CVN-69）航空母艦。此次訪問增強了研制團隊的認知，確信其擬議的甲板操縱系統(tǒng)不應增加飛機操縱人員和引導員的工作量，也不需要增加航母甲板上的任何人員。

出于這個原因，臭鼬工廠的無人加油機在機頭上安裝了大口徑攝像機，可以讓操作員看到所有事情，甚至比艦載戰(zhàn)斗機的飛行員看到的還多，包括手勢和指揮棒動作識別。航母甲板是一個非常危險的環(huán)境，臭鼬工廠不想讓更多的人在這個相當擁擠的飛行甲板上忙碌。

局部設(shè)計特點

在設(shè)計MQ-25方案時，韋斯明確表示這只是一個臭鼬工廠的設(shè)計思路。

與“海幽靈”方案相比，最顯著的變化是洛克希德·馬丁公司的MQ-25方案并未采用隱身設(shè)計。新的設(shè)計具有圓形的前緣和發(fā)動機進氣口，以及幾個外部凸起、傳感器、天線和差分GPS接收機，用于通信、導航和中繼監(jiān)視數(shù)據(jù)。臭鼬工廠采用了全新的飛翼設(shè)計來高效地實現(xiàn)作戰(zhàn)任務，大多數(shù)空中加油機在機翼內(nèi)裝載燃油，以便通過機翼升力的變化分配燃油重量。

該機在機身上部安裝了非常傳統(tǒng)的、低風險的亞聲速進氣道，其頂部的凸起部分裝有衛(wèi)星通信天線。該機還配備了傳統(tǒng)的傳感器球，用于執(zhí)行少量的ISR任務。機身中部為發(fā)動機提供了可拆卸和更換的空間，機翼左、右兩側(cè)下方設(shè)計有兩個外掛點，左側(cè)外掛點安裝美國海軍使用的科巴姆空對空錐體加油吊艙，右側(cè)外掛點可以安裝一種未來的傳感器，例如海上監(jiān)視雷達或信號情報吊艙。

類似U-2偵察機和F-117攻擊機，臭鼬工廠打算在無人機的整個生命周期中提供支持，包括研制、生產(chǎn)和維護。韋斯確認，我們將擁有這項計劃需要的所有要素（即研制、生產(chǎn)、維護和升級的全過程），今天仍在對U-2偵察機進行分階段維修。臭鼬工廠希望在MQ-25無人加油機的全壽命周期內(nèi)與美國海軍合作。

作為一項快速發(fā)展的海上加速能力辦公室計劃，韋斯認為MQ-25計劃是臭鼬工廠的一個理想項目。他表示，該公司在加快國家安全計劃方面有著良好的合作傳統(tǒng)，并且研制團隊準備再次為MQ-25無人加油機做好準備。即使這項計劃進入到生產(chǎn)階段，洛克希德·馬丁公司不愿透露無人加油機將在哪里制造。前4架無人機可能會來自位于帕姆代爾的工廠，但尚未得到證實。

韋斯沒有透露臭鼬工廠多久能推出第一架無人加油機，因為這是所有競爭對手取勝的一個重要節(jié)點。然而，臭鼬工廠認為它可以滿足成本、能力和時間表的所有目標需求。