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美军舰载机“奶妈”试验成功,咱也整一个?
www.wforum.com | 2021-09-15 19:50:53  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  9月13日,美国MQ-25A黄貂鱼无人机T1号测试机进行了与F-35C战斗机的首次空中加油测试。据美国海军学会网站报告,这次空中加油测试包括编队评估、未留调查、锥套跟踪等项目。最终两架飞机在10000英尺高度(约3048米)和225节修正空速下完成了空中加油。根据计划,美军将在今年10月1日建立一支名为VUQ-10的舰载无人机中队,进行MQ-25A无人机的上舰测试,为该型无人机最终上舰服役扫清障碍。

  作为一种主打空中加油的无人机,MQ-25A黄貂鱼无人机能够大幅增加美军航母舰载机的作战半径。以F/A-18E/F为例,其在某种典型任务剖面(猜测为对空压制或舰队截击)下的作战半径为450海里,而如果配合MQ-25A使用,则可以将该任务剖面下的作战半径拓展至700海里。相当于让舰载机的作战半径拓展了55%,航母舰队能够控制的海域面积扩大了142%。如果只看数字的话,可以说MQ-25A能给美军航母战斗群的战斗力带来质的提升。这也让我们不禁思考:作为下一个航母大国的中国,是否应该仿照美军搞舰载无人加油机。

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  为了弄清这个问题,我们必须先要理清以下两个方面的问题:美军为何会发展MQ-25A?发展MQ-25A的难点在哪?先说第一个问题。美军发展MQ-25A显然是为了给舰载机进行空中加油,但更深层次的原因呢?用MQ-25A为舰载机加油能提升航母的作战能力吗?答案其实是不能,因为美军从来就没缺过加油机。一方面是美国海军自己的F/A-18E/F战斗机自己具备伙伴加油的能力,另一方面是美军航母需要活动的区域附近一般都有美国自己的空军基地,战时海军的舰载机可以在空军KC-135那里“蹭油喝”。

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  更有甚者,MQ-25A不仅不会增加航母的战斗力,甚至还会影响其任务多样性。了解本栏目的读者想必都知道,我们通常会采用航母的架次生成量和每个架次的任务效率来评价航母的总体战力。在架次生成量方面,最大的变量在于航母甲板的承载能力。在不能改变航母甲板面积的前提下,舰载机的占地面积(尤其是宽度)越小,架次生成量便越大。不过在体积方面,MQ-25相比于美军未来的两型主力战机——F/A-18E/F和F-35C并没有任何优势。F/A-18E/F机翼折叠后的宽度为27.5英尺(约8.38米)、F-35C机翼折叠后的宽度为29.8英尺(约9.08米),而MQ-25A无人机机翼折叠后的宽度则高达31.3英尺(约9.5米),甚至比F-35C还要宽。

  原本,对于这种比较宽的飞机,在航母上可以以一定倾角交错摆放。但这种摆放方式却不适用于MQ-25A——作为一款空中加油机,MQ-25A需要在翼下挂载加油吊舱和副油箱。而MQ-25的翼下挂点就在机翼折叠位置附近。机翼完全收起后,MQ-25A占用的地方基本是一个长方形,即使倾斜摆放,也很难额外腾出地方来。

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  既然架次生常量不能提升,那么任务效率呢?也并没有什么提升。目前,F/A-18E/F战斗机的空中加油系统(ARS)包括一个容量为330美制加仑的加油吊舱和4个容量为480美制加仑的副油箱。外油总量为2250加仑(约8517升)。而MQ-25A的设计要求,则是为空中加油留出约2200美制加仑(约8328升)的燃料冗余。单论加油能力,甚至比F/A-18E/F还少了一点。更不用说,F/A-18E/F战斗机本身的内油容量就比MQ-25A大得多,在紧急情况下能够为友军飞机提供的燃油量自然也更多一些。而未来MQ-25A上舰,势必会挤占原本属于F/A-18E/F的位置。但MQ-25A能够执行的加油任务F/A-18E/F也能执行,F/A-18E/F能够执行的截击、轰炸等任务,MQ-25A却不能执行。这无疑会削弱航母的任务多样性。

  既然MQ-25A不能提升美军航母舰队的作战能力,那美军为什么还要花这么多力气来搞MQ-25A呢?答案是省钱。以美国海军2022财年的预算来看,一架F/A-18E/F战斗机的飞离成本为6716万美元,而第一架量产型MQ-25A无人机的飞离成本仅为4747万美元,两者差价接近2000万美元。根据美军自己的统计,目前F/A-18E/F战斗机约有20%的任务时长为空中加油任务。折合到9个航母舰载机联队的36个舰载战斗攻击机中队。美军总共需要的舰载加油机数量约为86架。如果这86架舰载加油机的需求可以完全用MQ-25A来填补,那么美军在这一个项目中节约的经费就高达13.4亿美元。能够挤出大半个F-35C中队的成本。

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  至于我们要不要照着美军的方子抓药“也整一个”MQ-25A这样的加油无人机,也要结合需求和能力两方面来考虑。我们比较熟悉的侧卫系列战斗机,内油上限高达9.4吨。俄罗斯官方公布的苏-33战斗机的作战半径高达1200公里(约650海里)以上,能够在距离航母250公里外的空域连续巡航2个小时。如果能够满载起飞,即使完全不考虑空中加油,作战半径和留空时间也已经接近了F/A-18E/F进行一次空中加油的数据。此外,从俄罗斯苏-35战斗机的发展来看,苏-27家族还具备继续增大内油以及外挂副油箱的潜力(共青城航空厂官方表示苏-35最大内油为11.5吨,能够挂载两具PTB-2000副油箱,共4000升约3.2吨外油)。可以说以弹射型侧卫系列战斗机为主力的舰载机部队对空中加油的需求其实并不迫切。

  在能力方面,MQ-25A无人机的控制系统设计难度也比一般的无人机更高。从控制逻辑上来说,MQ-25A同世界上绝大多数无人机一样,也采用了地面控制站人工控制的模式。但其操作模式却并非像其他无人机一样,是由控制员直接对无人机的飞行状态进行控制。用美军自己的说法,MQ-25A控制员的工作更像是E-2预警机的雷达操作员——MQ-25甚至不会向控制站上传任何图像信息。他们的主要工作是为MQ-25A无人机规划任务,制定大致的巡航区域,在无人机和等待加油的有人作战飞机之间沟通信息等。

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  这意味着MQ-25本身必须具备完全自主飞行的能力,如自主弹射起飞、自主着舰、自主定速定向巡航等等。这里面最困难的其实是自主着舰。实现无人舰载机自主着舰的先决条件是舰载机自动着舰系统(ACLS)。这类系统我们在之前的《校场答疑》栏目中有所介绍。其技术难度其实并不算高,是美军50年代就在开发,60年代已经量产服役的技术。不过其控制逻辑比较简单,需要先手动将舰载机引导至精密进场雷达的“捕获窗口”中,才能实现自动着舰的后续步骤。但这个窗口的空间范围相对比较小,因而需要飞行员在着舰之前先能精确地控制飞机以合适的姿态和速度穿越“窗口”。考虑到地面控制无人机的系统延迟,有人控制的无人机上其实是很难直接使用现有的ACLS系统进行着舰的。因此想要实现无人机的自主着舰,必须对现有的ACLS进行升级。

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  为了解决盟友间舰-机互相操作的问题,美军从2008年便在开始投资下一代自动航降系统JPALS(联合精密进近和着陆系统),而这套系统又恰好能够满足在航母上大规模操作无人机的需求。目前的ACLS系统的工作原理是依靠舰载雷达对舰载机进行跟踪,并进而形成航母-舰载机相对位置关系,用这个相对位置关系引导舰载机进行着舰。这套系统主要有三个缺点,一是上文我们说过的需要舰载机精确穿越“捕获窗口”,二是精密进场雷达的工作范围有限,三是舰-机相对位置关系受外界干扰较大(比如舰艇的横摇和纵摇,飞机遇到的乱流等)在特殊条件下着舰成功率较低。而JPALS系统则主要基于舰载和机载GPS系统。GPS系统可以帮助航母和舰载机获得各自的绝对位置、速度、航向等相关信息。然后再以两者的绝对位置信息为参考,引导舰载机的整个归航、进近、着舰流程。这一举克服了ACLS系统的全部3个主要缺陷。

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  虽然JPALS的原理听起不难,但工程实现却没那么容易。迄今为止,这套系统依旧没有达到实用水平。目前MQ-25A无人机仍然没有上舰测试过,而上舰测试过的X-47B无人机也没有实际用上JPALS。如果考虑到今后无人攻击机、无人侦察机等的上舰问题(类似的想法还有其他更多的技术难点,以至于美军已经差不多放弃了),那么花费大量的金钱和时间搞一套类似美军JPALS的系统是势在必行的,但如果只是为了要搞一种未必用不用得到的舰载无人加油机并为其解决上舰问题,则显得完全没有必要。

  综合需求和技术难度两方面的考量来看。美国研发MQ-25A是有其实际意义和现实基础的。但我们却没有必要照着美军的方子抓药,看到什么东西不错就想着“我也来一个”。

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