美國(guó)海軍態(tài)勢(shì)感知無(wú)人機(jī)及動(dòng)力裝置

■ 肖蔓/ 中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所

美國(guó)海軍正在加快無(wú)人偵察機(jī)在太平洋、印度洋及亞洲島嶼國(guó)家和地區(qū)海域的軍事部署，其中MQ-4C“人魚海神”（Triton）、MQ-8B/C“火力偵察兵”（Fire Scout）、MQ-9B“海上衛(wèi)士”(Sea Guardian）等3型無(wú)人機(jī)將成為美國(guó)海軍在印太地區(qū)踐行“偵察威懾”戰(zhàn)略的主要組成部分，這對(duì)美國(guó)海軍持續(xù)獲得廣域海上態(tài)勢(shì)感知，威懾、對(duì)抗和取勝對(duì)手，以及建立海上情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至關(guān)重要。

美國(guó)海軍自2022年開始將所有MQ-8C無(wú)人機(jī)（UAV）部署到太平洋、印度洋，作為獨(dú)立級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦“杰克遜”號(hào)的載機(jī)，以提供更加強(qiáng)大的海上ISR能力和目標(biāo)鎖定能力。同時(shí)，MQ-4C無(wú)人機(jī)于2023年通過(guò)了初始作戰(zhàn)能力（IOC）鑒定，具備了進(jìn)一步大規(guī)模部署的條件,美國(guó)海軍計(jì)劃采購(gòu)68架這種無(wú)人機(jī)，以支持其建設(shè)“分布式海軍”、實(shí)現(xiàn)“分布式海上作戰(zhàn)”目標(biāo)。此外，日本于2023年開始投入運(yùn)用3架MQ-9B無(wú)人機(jī)，由此構(gòu)建365（天）×24（h）的海洋監(jiān)視體制。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也將采購(gòu)4架MQ-9B無(wú)人機(jī)，與日本和美國(guó)共享海域即時(shí)數(shù)據(jù)。美國(guó)意圖通過(guò)上述3型無(wú)人機(jī)來(lái)基本完成印太海域戰(zhàn)略部署。

態(tài)勢(shì)感知UAV印太部署情況

美國(guó)海軍的MQ-4C、MQ-8B/C和MQ-9B等無(wú)人機(jī)（主要性能參數(shù)見(jiàn)表1）從2020年起開始頻繁在印太地區(qū)進(jìn)行戰(zhàn)略部署，執(zhí)行全方位廣域海上實(shí)時(shí)ISR任務(wù)，以及參與?？找惑w軍事演習(xí)，如圖1所示。在“印太海域態(tài)勢(shì)感知伙伴關(guān)系”機(jī)制下，美國(guó)、日本、澳大利亞和印度等國(guó)聯(lián)手開展海域態(tài)勢(shì)感知，獲取預(yù)警性情報(bào)以威懾對(duì)手。

圖1 “無(wú)縫整合”聯(lián)合測(cè)試演習(xí)示意

表1 美國(guó)海軍無(wú)人機(jī)主要性能參數(shù)

MQ-4C無(wú)人機(jī)在美國(guó)關(guān)島、太平洋部署

2016年，美國(guó)海軍成立首個(gè)MQ-4C無(wú)人機(jī)巡邏作戰(zhàn)中隊(duì)，并于2017年部署至太平洋地區(qū)。2020年，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)首次裝備MQ-4C，部署在關(guān)島空軍基地，無(wú)人機(jī)升級(jí)后進(jìn)行了第二次部署。2021年，MQ-4C無(wú)人機(jī)部署在日本三澤空軍基地。澳大利亞購(gòu)買6架MQ-4C無(wú)人機(jī)，將于2025年前部署在澳大利亞沿海。2023年9月，MQ-4C無(wú)人機(jī)通過(guò)了美國(guó)海軍初始作戰(zhàn)能力鑒定，具備了大規(guī)模部署的條件。美國(guó)海軍計(jì)劃采購(gòu)68架該型無(wú)人機(jī),組建5個(gè)MQ-4C無(wú)人機(jī)中隊(duì)，部署在全球5個(gè)軍事基地，執(zhí)行覆蓋全球的海上偵察監(jiān)視任務(wù)。

MQ-8無(wú)人機(jī)在美國(guó)西海岸和印太部署

MQ-8B無(wú)人機(jī)于2009年部署在美國(guó)護(hù)衛(wèi)艦上，2014年開始在美國(guó)瀕海戰(zhàn)斗艦上部署，2016年在新加坡的瀕海戰(zhàn)斗艦上部署。MQ-8C無(wú)人機(jī)由MQ-8B無(wú)人機(jī)衍生發(fā)展，2014年列裝美國(guó)海軍，2019年形成初始作戰(zhàn)能力，2021年在瀕海戰(zhàn)斗艦上進(jìn)行了首次艦載作戰(zhàn)部署，2022年美國(guó)海軍將所有MQ-8C部署到西海岸及瀕海戰(zhàn)斗艦上，2023年在印太地區(qū)部署期間首次成功與MH-60“海鷹”直升機(jī)執(zhí)行多域作戰(zhàn)。

MQ-9B無(wú)人機(jī)在日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)部署

美國(guó)正以軍售方式加快向日本、澳大利亞、印度和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)部署MQ-9B無(wú)人機(jī)。2023年，美國(guó)MQ-9B無(wú)人機(jī)參與美軍反潛演習(xí)，與MH-60“海鷹”直升機(jī)編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)。日本2022年啟用2架MQ-9B無(wú)人機(jī)監(jiān)視釣魚島及日本周邊海域，2023年將以該無(wú)人機(jī)實(shí)施365（天）×24（h）海洋監(jiān)視機(jī)制。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)采購(gòu)4架該型無(wú)人機(jī)，將與日本和美國(guó)共享即時(shí)數(shù)據(jù)。近兩年，MQ-9B無(wú)人機(jī)在印度海軍服役超過(guò)1.2萬(wàn)h。

MQ-4C無(wú)人機(jī)特點(diǎn)及其動(dòng)力

美國(guó)海軍MQ-4C“人魚海神”（見(jiàn)圖2）是RQ-4“全球鷹”無(wú)人機(jī)的海軍型，是一種高空、高速、長(zhǎng)航時(shí)海用無(wú)人偵察機(jī)，不僅能監(jiān)視水面艦艇，還能從高空分辨水下潛艇升出海面的潛望鏡。同時(shí)，MQ-4C無(wú)人機(jī)可協(xié)同支援P-8“海神”海上巡邏機(jī)執(zhí)行海上巡邏任務(wù),并補(bǔ)充其反應(yīng)能力。2008年，美國(guó)海軍啟動(dòng)廣域海上監(jiān)視系統(tǒng)（BAMS）采購(gòu)計(jì)劃，美國(guó)諾格公司贏得價(jià)值11.6億美元的MQ-4C研發(fā)合同。隨后美軍提出“空海一體戰(zhàn)”構(gòu)想，BAMS成為該戰(zhàn)略的關(guān)鍵支撐，被美國(guó)國(guó)會(huì)視為提升美軍全球遠(yuǎn)程打擊能力、保持美軍全球控制能力的優(yōu)先重要項(xiàng)目。

圖2 MQ-4C無(wú)人機(jī)及AE3007H渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)

精確海域態(tài)勢(shì)感知能力

MQ-4C無(wú)人機(jī)具有在廣域海洋和沿海地區(qū)提供實(shí)時(shí)ISR的能力。無(wú)人機(jī)裝備的雷達(dá)可對(duì)相關(guān)目標(biāo)提供360°全方位和全天候的持續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)視。無(wú)人機(jī)裝備的光電/紅外傳感器能清晰辨別海上一個(gè)高爾夫球大小的物體，即便是在夜間也可以完成巡航任務(wù)，可自動(dòng)繪制作戰(zhàn)海圖，實(shí)時(shí)發(fā)送目標(biāo)圖像和動(dòng)態(tài)視頻等。MQ-4C無(wú)人機(jī)為美國(guó)海軍提供前所未有的海域感知能力，一個(gè)飛行架次對(duì)海面的監(jiān)視面積高達(dá)700萬(wàn)km2，這將有助于戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略層面的實(shí)時(shí)決策。

超強(qiáng)海域巡邏能力

MQ-4C無(wú)人機(jī)高度通用，可以無(wú)縫集成廣域海上雷達(dá)、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、電子支持措施和獨(dú)立的反潛戰(zhàn)任務(wù)包。無(wú)人機(jī)適合在敏感區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)距離持續(xù)作戰(zhàn)，可以部署在一系列任務(wù)中。它還將支持其他海軍航空兵部隊(duì)執(zhí)行海上攔截、反水面作戰(zhàn)、作戰(zhàn)空間管理和目標(biāo)選擇任務(wù)。MQ-4C無(wú)人機(jī)安裝有防雷擊系統(tǒng),機(jī)翼上有防冰裝置。

AE3007H渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)

MQ-4C無(wú)人機(jī)由羅羅公司AE3007H渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)起飛推力為37.8kN，可使無(wú)人機(jī)最高時(shí)速達(dá)到592km/h，飛行范圍直徑為15186km。AE3007H渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)由14級(jí)高壓壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、2級(jí)高壓渦輪和3級(jí)低壓渦輪組成。AE3007發(fā)動(dòng)機(jī)1996年投入使用，衍生發(fā)展了多種型號(hào)，應(yīng)用于“全球鷹”和“黃貂魚”等無(wú)人機(jī)。

MQ-8B/C無(wú)人機(jī)特點(diǎn)及其動(dòng)力

MQ-8B/C“火力偵察兵”（見(jiàn)圖3）是美國(guó)海軍唯一輕型艦載無(wú)人垂直起降旋翼無(wú)人機(jī)，可在艦艇或陸地上部署，可承擔(dān)海上巡邏偵察任務(wù)和進(jìn)行反潛、反艦和反水雷作戰(zhàn)，滿足實(shí)時(shí)ISR、目標(biāo)瞄準(zhǔn)及戰(zhàn)場(chǎng)管理等綜合需求，是美國(guó)海軍實(shí)施空地聯(lián)合作戰(zhàn)等目標(biāo)的選擇。該無(wú)人機(jī)對(duì)態(tài)勢(shì)感知和關(guān)鍵決策的支持作用至關(guān)重要，是美國(guó)海軍艦載武器中的利器。美國(guó)海軍將采用MQ-8C無(wú)人機(jī)為瀕海戰(zhàn)斗艦執(zhí)行更復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)，由保護(hù)瀕海戰(zhàn)斗艦免受快速攻擊艇襲擊轉(zhuǎn)變?yōu)闉闉l海戰(zhàn)斗艦發(fā)射的導(dǎo)彈提供目標(biāo)信息。

圖3 MQ-8C無(wú)人機(jī)及M250-C渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)

持續(xù)態(tài)勢(shì)感知能力

MQ-8B/C 無(wú)人機(jī)已部署在美軍多艘護(hù)衛(wèi)艦和瀕海戰(zhàn)斗艦上，未來(lái)計(jì)劃部署在星座級(jí)導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦上。MQ-8B 和MQ-8C 兩型無(wú)人機(jī)基于有人機(jī)研發(fā)，集成了多模式海上雷達(dá)、光電/紅外傳感器和激光指示器，可為美國(guó)海軍提供更強(qiáng)大的實(shí)時(shí)ISR 與目標(biāo)定位能力，準(zhǔn)確地向打擊平臺(tái)提供瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行戰(zhàn)斗損傷評(píng)估，極大地提高了海上監(jiān)視能力。

多任務(wù)目標(biāo)探測(cè)自主能力

MQ-8C無(wú)人機(jī)可在艦艇上以及著陸區(qū)自主起降，可以在水面艦艇上操作，通過(guò)艦載傳感器和載人裝備的集成，有效提高目標(biāo)探測(cè)與跟蹤能力。MQ-8C無(wú)人機(jī)上集成多模式海上雷達(dá)，能夠在能見(jiàn)度極低的情況下，甚至在暴風(fēng)雨天氣條件下搜索并自動(dòng)跟蹤目標(biāo)。同時(shí)，還測(cè)試了先進(jìn)精確殺傷武器系統(tǒng)，已演示驗(yàn)證了海上作戰(zhàn)時(shí)與其他有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的能力。

快速探雷能力

MQ-8C 無(wú)人機(jī)作為美國(guó)海軍最早投入實(shí)戰(zhàn)的無(wú)人直升機(jī)之一，曾先后部署于導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦和獨(dú)立級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦上。美國(guó)海軍正在為MQ-8C 無(wú)人機(jī)開發(fā)一種掃雷傳感器套件，使無(wú)人機(jī)能夠探測(cè)和定位地雷、水雷及障礙物。

M250-C渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)

MQ-8B無(wú)人機(jī)采用M250-C20W渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)；MQ-8C采用M250-C47B/E發(fā)動(dòng)機(jī)。M250-C發(fā)動(dòng)機(jī)是艾利遜公司（現(xiàn)羅羅北美公司）在20世紀(jì)50年代末期為輕型民用和軍用直升機(jī)研制的單轉(zhuǎn)子渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，1959年首次運(yùn)轉(zhuǎn)。1970年，M250-C20發(fā)動(dòng)機(jī)取得適航證并投入批產(chǎn)。M250-C20W發(fā)動(dòng)機(jī)和M250-C47B發(fā)動(dòng)機(jī)分別是M250 II和III系列發(fā)展型。發(fā)動(dòng)機(jī)由6級(jí)軸流加1級(jí)離心組合式壓氣機(jī)、單管燃燒室、2級(jí)燃?xì)鉁u輪和2級(jí)動(dòng)力渦輪組成。

MQ-9B無(wú)人機(jī)特點(diǎn)及其動(dòng)力

MQ-9B“海上衛(wèi)士”（見(jiàn)圖4）是美國(guó)通用原子航空系統(tǒng)公司研制的“捕食者”無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中一種中空長(zhǎng)航時(shí)察打一體無(wú)人機(jī)，是在MQ-9“死神”無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)上為適應(yīng)海上任務(wù)需求改進(jìn)而來(lái)的型號(hào)，用于海上監(jiān)視和偵察任務(wù)，可在規(guī)定水域長(zhǎng)時(shí)間巡邏并搜索各類目標(biāo)。MQ-9B無(wú)人機(jī)可以在兩棲攻擊艦上短距起降，采取可折疊機(jī)翼，和艦?zāi)概炤d機(jī)一樣以最小空間存放。該機(jī)裝備了“地獄火”導(dǎo)彈、“寶石路”炸彈和攻擊彈藥等武器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地、對(duì)海打擊，還配備了光電、雷達(dá)和衛(wèi)星通信設(shè)備，具有較強(qiáng)的海上廣域監(jiān)視能力。

圖4 MQ-9B無(wú)人機(jī)及TPE331-10 (左) 和PT6E (右) 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)

多模式海面搜索能力

與MQ-9B“天空衛(wèi)士”版本不同，“海上衛(wèi)士”裝備多模式360°海面監(jiān)視搜索雷達(dá)，搜索水面目標(biāo)。無(wú)人機(jī)底部安裝了雷達(dá)吊艙，能夠遠(yuǎn)距離鎖定各類水面艦艇。MQ-9B裝備有全天候影像傳輸?shù)亩喙δ芄怆娹D(zhuǎn)塔和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

反潛能力

MQ-9B無(wú)人機(jī)可以攜帶20～80枚聲吶浮標(biāo)，在規(guī)定水域完成長(zhǎng)時(shí)間巡邏，等待潛艇的出現(xiàn)。通過(guò)幾架無(wú)人機(jī)交替工作，延長(zhǎng)搜索的總時(shí)間，包括在寬闊的水域，巡邏時(shí)間只有有人巡邏機(jī)的幾分之一。

TPE331-10和PT6E渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)

MQ-9B無(wú)人機(jī)配備1臺(tái)霍尼韋爾公司研制的TPE331-10型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。TPE331發(fā)動(dòng)機(jī)是霍尼韋爾公司研制的第一型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，主要用于雙發(fā)公務(wù)機(jī)、支線客機(jī)以及軍用無(wú)人機(jī)，1965年通過(guò)認(rèn)證。TPE331-10是TPE331系列中重要的增大功率型，功率為710kW，1979年取得適航證。該發(fā)動(dòng)機(jī)由2級(jí)離心式壓氣機(jī)、回流環(huán)形燃燒室和3級(jí)燃?xì)鉁u輪組成。目前，TPE331系列發(fā)動(dòng)機(jī)共有18種型號(hào)和106 種結(jié)構(gòu)，已交付13000臺(tái)，累計(jì)飛行超過(guò)1.22億h，是一型可靠和成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)。

2022年，通用原子航空系統(tǒng)公司與普惠加拿大公司合作，在MQ-9B無(wú)人機(jī)上測(cè)試整合具備更強(qiáng)功率的PT6E渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。PT6渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)自20世紀(jì)60年代中期開始服役，廣泛用于各類民用飛機(jī)和初級(jí)教練機(jī)，生產(chǎn)數(shù)量很大，性能可靠，久經(jīng)考驗(yàn)。PT6E發(fā)動(dòng)機(jī)是在PT6A基礎(chǔ)上配裝數(shù)字化發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的放大型。新發(fā)動(dòng)機(jī)的引入將顯著優(yōu)化MQ-9B無(wú)人機(jī)的動(dòng)力配置，PT6E發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可達(dá)到890kW，新的動(dòng)力系統(tǒng)可讓MQ-9B無(wú)人機(jī)在未來(lái)?yè)碛懈斓娘w行速度和更強(qiáng)的武器掛載能力。

結(jié)束語(yǔ)

美國(guó)海軍無(wú)人偵察機(jī)部署在全球一些重要海域，特別是部署在關(guān)島、西太平洋和印度洋等處，目的是不間斷遂行海域感知和目標(biāo)監(jiān)視任務(wù)。無(wú)人偵察機(jī)在美國(guó)海軍分布式海上作戰(zhàn)中發(fā)揮著重要作用，美國(guó)海軍計(jì)劃未來(lái)在全球5 個(gè)軍事基地部署68 架MQ-4C 無(wú)人機(jī)，執(zhí)行覆蓋全球的持續(xù)海域偵察監(jiān)視任務(wù)。同時(shí)，美國(guó)加快了對(duì)日本、澳大利亞、印度和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的MQ-9B 無(wú)人偵察機(jī)軍售，形成對(duì)海域有效的監(jiān)控，提升了海洋信息控制能力和海洋態(tài)勢(shì)感知水平，逐步完成全面戰(zhàn)略部署。