對XQ-58A無人機的再認識

XQ-58A是近年美國軍用大中型無人機大發(fā)展的先行者。2016年發(fā)展商收到合同，2019年實現首飛，遠早于波音MQ-28、諾格Model437、通用原子×Q-67等其他同類無人機。此后該型號參與了美國軍方的多個試驗項目，2022年還分別向美國空軍和美國海軍各交付2架。但令人意外的是，XQ-58A無人機至今仍然沒有獲得美國軍方的大批量采購。為此筆者嘗試從技術和使用等角度進行分析，試圖梳理其中的原因。

項目概述

項目于2016年7月11日啟動，當天發(fā)展商克拉托斯公司宣布獲得1份合同，為美國空軍研究實驗室發(fā)展LCASD無人機。

2019年3月發(fā)展商宣布：XQ-58A完成首飛。這次76min首飛在亞利桑那州Yuma試驗場完成，未攜帶有效載荷。

2020年12月發(fā)展商宣布：在Yuma試驗場完成XQ-58A/F-22/F-35編隊飛行。

2021年4月發(fā)展商宣布：在Yuma試驗場完成XQ-58A第6架次試飛，并首次從內埋武器艙發(fā)射ALTIUS-600小型無人機。

2022年11月，美國空軍Eglin空軍基地宣布接收2架中的第1架政府擁有的XQ-58A，將由該基地的第40試飛中隊用于發(fā)展和試飛。

2022年12月30日，美國海軍授予公司合同，采購2架XQ-58A且包括傳感器和武器系統(tǒng)。

2024年7月發(fā)展商宣布：XQ-58A自費完成了依靠起飛小車完成跑道滑跑起飛。

設計指標要求及分析

2016年簽訂合同時，美國空軍提出性能指標和目標要求。對比截至2023年簡氏資料和公司官網給出的數據可以看到，實際上XQ-58A沒有完全達到用戶要求。

對比數據就能看到，差距最大的指標是價格。從總體設計的角度考慮，即使在設計時已經幾乎完全放棄隱身能力，價格仍然嚴重超出預期，這個現象除了可能是生產商控制價格的能力不足，更可能是美國空軍最初給出的價格指標過于樂觀。

XQ-58A無人機設計分析

總體概況

XQ-58A無人機，從飛行特性角度看是不依賴跑道的中高空遠程高亞聲速無人機。就用途而言，更像一個具有打擊能力的偵察平臺。但從公開信息分析，目前該無人機并未進行過專門的傳感器載荷試飛。

從總體布局來看，采用較大展弦比后掠翼，后掠角約 30^° ，這是一個更偏重航程/航時、不強調飛行機動性、不考慮超聲速需求的布局。中等后掠、大角度外張的V尾，很可能是為了兼顧操縱、減重和隱身。

尺寸/重量/飛行性能的對比

與近年出現的美國各個同類型號相比，XQ-58A的尺寸、重量居中，都有助于縮減RCS。

類似，參見圖3，XQ-58A的隱身處理并不徹底；各個翼面的前后緣并未嚴格對齊，前機身正面可見范圍的蒙皮也并未普遍進行鋸齒化處理。筆者推測主要是為了控制造價。

XQ-58A無人機“獨立于跑道”的代價

需要首先強調一個事實：美國空軍作戰(zhàn)部隊從未成建制使用火箭助推發(fā)射/傘降回收的無人機。

美國空軍確實長期使用這種起降方式的靶機用于訓練和測試，但與此同時，QF-4、QF-16等全尺寸靶機都保留跑道起降能力。而且，美國空軍作戰(zhàn)部隊成建制列裝的MQ-1/MQ-9系列無人機和“全球鷹”系列無人機，都采用與有人機相同的跑道水平起降。換言之，對于美國空軍而言，在作戰(zhàn)部隊大規(guī)模成建制列裝非跑道起降無人機，意味著需要從頭編制使用流程、修訂編制、修改使用設備配置，這些工作都需要額外的周期和時間。至少從用戶角度，在與同類產品競爭時，這是個減分項。

飛行性能指標也并無突出之處，它的唯一特點是無起落架、起降獨立于跑道。換言之，僅就其尺寸、重量而言，它是可以也能夠依靠常規(guī)輪式起落架實現跑道起降的。

從指標看，XQ-58A最突出的特點是航程。如果公司網站數據沒有過分夸大，那么它的最大航程甚至明顯高于諾格針對CCA需求研制的、最大起飛重量更高的Model437。

隱身

為了提高大中型無人機的生存力，在設計時必須要考慮隱身需求。但同時，隱身需求會一定程度影響氣動布局選取、成本等，因此隱身設計必須適度。從圖2可以看到，XQ-58A在設計時一定程度考慮了縮減RCS。翼身融合、帶棱邊機身、背部斜切進氣口、部分口蓋邊緣鋸齒化、大角度外張V尾，具體到XQ-58A上，筆者認為在設計權衡時設計團隊對地面支援需求考慮不足，削弱了相應的收益。

儲運

有文獻稱：公司在向美國各軍種推銷XQ-58A時，曾宣稱“XQ-58A能集裝箱化部署、然后快速組織大批量發(fā)射”。筆者認為這是有所夸大的。

根據相關標準，聯(lián)運通用集裝箱的尺寸，除長度分級外，其內部寬度和內部高度均統(tǒng)一：最小內部寬度2330mm，最小內部高度2197mm。對比克拉托斯官網給出的尺寸（翼展8.2m/27ft、全長9.1m/30ft、全高2.5m/8.3ft ），如果要用1個集裝箱運載1架XQ-58A，機翼必須拆除，尾翼極大可能必須拆除。

因此，即使能預先將搭載無人機及其發(fā)射架的集裝箱布置到預設發(fā)射點，在發(fā)射前也必須從集裝箱內完全取出發(fā)射架、無人機，安裝機翼和尾翼（可能還需要現場加注燃油）。也就是說，遠遠達不到所宣稱的“開箱即發(fā)射”。

任務前準備

XQ-58A的4枚起飛火箭助推器分為左右兩枚，對稱安裝在1個安裝支架。助推器耗盡后，安裝支架攜帶著助推器殼體與無人機分離。這種設計規(guī)避了多枚助推器安全分離、發(fā)射地點安全等諸多問題，縮減了發(fā)射安全區(qū)需求。但支架位于后機身機腹與發(fā)射器之間，無人機裝上發(fā)射器后，可能無法穿過機腹去安裝助推器安裝支架，參見圖4。如果這個分析符合實際情況，那就意味著至少還需要1套尺寸匹配的地面設備，能夠將無人機牢固地懸空支撐，然后安裝助推器。

同樣從圖5能看到，武器艙門的旋轉軸線在機身側面，武器艙門本身從機身側面延伸到機身底部。但發(fā)射軌的寬度僅僅與機腹相當。因此，在發(fā)射架上，彈艙門無法開啟。這意味著至少還有另外1套這樣的地面設備：它的尺寸要大到能安全地支持起完整全機，同時為無人機正下方留出足夠的空間，允許以人力/機械方式向內埋彈艙裝載彈藥；它還要能與發(fā)射架準確對接，將裝載后的無人機轉移到發(fā)射架上（或者用1套吊車完成轉運）。

如果需要在同一地點準備同時放飛多架無人機，那么除了要準備與無人機相同數量的發(fā)射架、不止1套安裝助推器和掛載武器用的專用地面設備，還需要有其他車輛用于運輸備用助推器支架和備用助推器。

而如果一種重量尺寸相當的輪式起降無人機，在相同應用場景中，完全不需要這些地面支援設備和相應的人員。

回收

從圖6可以看到，需要至少6人、1臺足夠臂長的起重機、運輸發(fā)射架。且至少要執(zhí)行以下主要操作：一連接機腹的發(fā)射架適配件；一拆卸兩個機翼；一在對噴口、進氣口進行保護后起吊。

返回基地后，尚需要進行機體損傷檢查、復裝回收傘、復裝減振氣囊。需要注意的是，參考前文無人機在發(fā)射器上的照片可以看到，無人機在發(fā)射器上時，發(fā)射器阻擋了機腹，在發(fā)射器上無法安裝減振氣囊。因此，同樣需要專門的地面設備，托舉整機后復裝氣囊。

小結

綜上所述，從作戰(zhàn)使用的角度，為了完成XQ-58A從起飛前準備到完成再次起飛準備，除了常規(guī)的加油設備等通用地面設備，將需要至少如下額外專用地面設備：

一至少1臺吊車。吊車的吊臂要有足夠長度，能將落地后的無人機從地面起吊到發(fā)射器上。

一發(fā)射器。發(fā)射器需要具備多個功能和能力：能耐受無人機多次發(fā)無人機轉運到發(fā)射器上。

一任務后：回收無人機（拆除機翼、裝車、送回發(fā)射地點）；檢查無人機并按照需要完成必要修理。

一如果需要去本場以外執(zhí)行任務，還需要完成地面設備裝載、無人機裝載，并運輸火箭助推器、助推器支架、降落傘系統(tǒng)、減振氣囊等消耗品。

所有這些設備需求和人力需求，都是美國空軍現役“全球鷹”無人機部隊和“死神”無人機部隊所不需要的。這代表著在美國空軍日益強調的敏捷作戰(zhàn)場景中它意味著額外的后勤需求和運力需求。

在人力方面還需要1個專職小隊完成如下無人機特有的工作：

一發(fā)射準備時：安裝降落傘和減振氣囊，需要時為彈艙裝載。

發(fā)射前：安裝機翼、火箭助推器支架和火箭助推器；將準備好的沖擊和助推器燒灼；具備越野行駛性能，能搭載被回收無人機的機體和機翼并被牽引越野行駛，將回收無人機送回發(fā)射地點；能裝入1個標準貨運集裝箱，且能在集裝箱運輸的全過程中安全、牢固地搭載無人機。

一一至少1臺多功能地面裝載設備。它要能牢固安裝無人機，且有開的安裝空間，能安裝2個減振氣囊、火箭助推器支架，必要時還要在彈艙門開啟狀態(tài)下進行內埋物掛裝。根據設計需要，可能還要能對接發(fā)射器，然后將完成裝載的無人機轉運到發(fā)射器上。

分析和結論

按照用戶的要求，XQ-58A無人機被設計為“獨立于跑道”且要求重復使用，依靠火箭助推發(fā)射器起飛，使用降落傘和氣囊實現回收。這種能力，需要依靠專門的地面設備和人力才能實現。這些設備和人力需求，是美國空軍現有體系下非現成的，幾乎需要從頭來建立。在美軍對敏捷作戰(zhàn)部署的日益強調下，這種額外的需求是背道而馳的。筆者認為這是XQ-58A至今未能成規(guī)模列裝美國空軍作戰(zhàn)部隊的重要原因之一。

從技術角度看，與XQ-58A尺寸、任務相近的MQ-28等多種無人機，尤其是CCA這類很強調低成本的無人機（通用原子YFQ-42A和安杜里爾YFQ-44A），都寧愿付出重量和空間代價也要采用常規(guī)輪式起落架和常規(guī)滑跑起降方式。實際上，克拉托斯公司也意識到了這個問題，并在去年成功測試了依靠專用起飛小車實現跑道滑跑起飛。這種小車配備回收傘和剎車；無人機/小車組合體正?；芷痫w；起飛后小車脫落，依靠回收傘和剎車回收并重復使用。這種起飛方式無需使用發(fā)射器和助推器，并提高了起飛重量；但依然無法實現跑道降落。因此，起飛小車并未在根本上解決問題。

因此筆者認為：對于XQ-58A這種尺寸重量量級或更高的無人機而言，“獨立于跑道”這個能力是得不償失的。這個經驗值得所有設計者在設計類似型號無人機時借鑒。