本文已发表于《国际航空》杂志2021年第10期。
2021年6月4日，美海军使用波音公司MQ－25 T1原型机成功完成对一架F／A－18F舰载战斗机的空中加油试验，这是历史上首次开展无人机对有人机空中加油的试验，也是美军自2015年完成X－47B无人机自主空中加油（AAR）后，在无人机加油领域取得的又一关键进展。2020年9月，美海军提出将5～9架MQ－25A无人加油机纳入其未来舰载机联队（CVW）的初步编成构想，表明MQ－25A将成为美军提升航母舰队生存和打击能力的重要装备，以应对“大国竞争”背景下高端战争中的挑战与威胁。
一、研制背景及历程
美海军高度重视远海作战能力建设，提出“全球公域介入与机动联合概念”（JAM－GC），以应对潜在对手的“反介入／区域拒止”威胁。与此同时，中俄先进战斗机与远程精确打击武器日益发展，对美海军航母构成巨大威胁，美军迫切需要发展空中加油能力，以提升在强对抗环境中的作战效能。2016年1月，美国防部长办公室要求美海军将大型舰载无人机研制方向调整为无人空中加油系统，随后在国防预算申请中，将“舰载无人空中监视打击”（UCLASS）项目更改为“航母舰载空中加油系统”（CBARS），表明美军航母舰载大型无人机装备需求有重大变化，暂时放弃研制注重打击能力的舰载无人机，转而将重点调整为舰载无人加油机。
2016年7月，美海军将“航母舰载空中加油系统”项目研制的无人机正式编号为MQ－25A，命名“黄貂鱼”；同年10月，美海军发布MQ－25A“工程与制造发展”阶段招标书。2018年8月，波音公司在与洛马公司、诺格公司和通用原子公司的竞标中获胜，赢得美海军一份上限8．05亿美元的MQ－25A原型机项目开发合同。2019年9月，波音公司生产的首架MQ－25（编号T1）原型机完成首飞。2020年3月，MQ－25A项目完成了飞行器评估和“无人驾驶任务控制系统”技术成熟度的系统设计审查等工作。2020年4月，美海军授予波音公司一份价值8470万美元的合同，以增购3架MQ－25A“黄貂鱼”无人加油机，购机总数达到7架。
图 1 波音公司研制的MQ－25“黄貂鱼”T1验证机（美国波音公司图片）
MQ－25A无人机项目计划为美海军提供提供包括空中加油、情监侦（ISR）等在内的多项能力，可拓展航母舰载机编队的任务范围，减轻F／A－18E／F的任务负担，推动海军有人／无人协同作战能力提升。MQ－25A采用常规布局，V型尾翼设计，安装一台罗罗公司推力4500千克的AE 3007N涡扇发动机。MQ－25A采用软管式空中加油方式和“湿”式吊舱，按照美海军设计要求，该机可在距航母930千米处，为受油机外供油6800千克，使战斗机打击范围扩展约550～750千米。
二、最新进展
美海军陆续开展MQ－25A无人机模拟测试与飞行试验活动，开发和验证包括空中加油、互操作、自主性等多项关键技术，加速推动无人加油机实战化运用，构筑海军有人／无人协同作战能力。
1、美海军计划构筑有人／无人混编的航母舰载机联队
2020年9月，美国海军作战部长（CNO）办公室公开的未来舰载机联队初步编成构想显示，海军未来舰载机联队中战斗／攻击机44架总量不变，其中F－35将增至16架，F／A－18E／F将削减至28架。此外，联队还将列装5～7架EA－18G电子战飞机、5架E－2D预警机、6～10架MH－60直升机、3架CMV－22B倾转旋翼机和5～9架MQ－25A无人加油机。M－25A是美海军首型符合美国防部第5类无人机系统标准的大型舰载无人加油机，加快推动了美航母舰载机联队进入有人／无人协同时代。美军计划2021年底前组建第10舰载无人多用途中队（VUQ），负责在MQ－25A服役前训练机组操作人员，后续将组建VUQ－11和VUQ－12中队，分别部署于西海岸和东海岸的海军航空站，用于操作即将列装的MQ－25A无人机。
2、美海军通过仿真模拟验证MQ－25A多项关键能力
2020年10月以来，美海军飞行员在波音公司圣路易斯工厂开展了地面站模拟操作MQ－25A执行加油任务的全过程沉浸式训练，为后续实机飞行试验奠定重要基础。2021年8月，波音公司在虚拟环境下开展了有人／无人协同编队（MUM－T）能力演示活动，测试了MQ－25A在飞行任务中与F／A－18E／F和E－2D飞机的数据通信能力，并在E－2D的指挥控制下为F／A－18E／F进行模拟空中加油。近期，波音通过模拟仿真向五角大楼近80名海军高级将领演示了MQ－25A的有人／无人协同概念。
图 2 MQ－25 T1 延用了F／A－18E／F伙伴加油机使用的科巴姆公司加油吊舱（美国波音公司图片）
波音公司指出，虽然MQ－25 T1具备一定的自主飞行和任务能力，但目前仍按照预定任务规划飞行，需时刻保持接收和响应地面操作人员的指令。集成MUM－T能力后，MQ－25 T1无人机可利用Link 16数据链与F／A－18E／F战斗机和E－2D预警机保持数据互通，以实时修正无人机的位置和载油量等任务信息，应对拒止环境下的通信降级。波音公司强调，E－2D不需要进行软件更新即具备与MQ－25 T1的Link 16互通能力，而F／A－18E／F则需要少量操作界面和接口更新，以支持发送新的数据类型。波音公司计划后续为“黄貂鱼”无人机扩展更多类型的数据网络，并开展更多自主软件算法开发和测试工作，提升任务能力。
3、美海军开展多轮MQ－25 T1空中加油实机试飞验证活动
2021年6月4日，美海军和波音公司联合开展MQ－25 T1无人机飞行测试活动，完成了人类历史首次无人机对其他飞机的空空加油试验。期间，海军一架F／A－18F舰载战斗机试飞员首先驾驶飞机在MQ－25 T1后密集编队飞行，测试加／受油机以6米间距执行空中加油任务时的飞行稳定性。达到指定高度和速度后，MQ－25 T1携带的加油吊舱伸出加油软管和锥套，F／A－18F飞行员完成对接和空中受油任务。
图 3 执行空中加油任务的MQ－25 T1和F／A－18F“超级大黄蜂”（美国波音公司图片）
2021年8月19日，美海军MQ－25 T1验证机在伊利诺伊州为一架诺格公司的E－2D预警机完成了空中加油试验，这也是MQ－25首次对预警机开展空中加油测试。美海军航空系统司令部称，“6小时的测试期间，海军第20空中测试和评估中队的飞行员驾驶E－2D在3048米高空以407千米每小时的飞行速度接近T1，先后完成了编队评估、尾流测试、锥套跟踪和连接任务”。此前，美国海军已开展了E－2D操作员模拟操控MQ－25A的模拟仿真试验，完成了包括MQ－25A控制站操作、路径规划和载荷操控等多项测试。
图 4 波音公司的MQ－25 T1验证机在飞行期间向E－2D供油（美国波音公司图片）
2021年9月13日，波音公司的MQ－25 T1“黄貂鱼”无人加油机首次完成对洛克希德·马丁公司F－35C隐身战斗机的空中加油测试。美国海军航空系统司令部称，MQ－25 T1无人机由伊利诺伊州的中美洲圣路易斯机场起飞，完成了为期3小时的测试活动。期间，一名海军F－35C飞行员先后进行了编队评估、尾流测试和锥套跟踪测试，最终在3048米飞行高度、417公里／小时的飞行速度下实施了与MQ－25 T1无人机的空中加油系统对接，随后，一名地面控制站操作员操控油料从T1的空中加油吊舱转移到F－35C的油箱。
图 5 波音公司的MQ－25 T1验证机在飞行期间向F－35C供油（美国波音公司图片）
迄今为止，MQ－25A T1已完成了36次飞行试验，在MQ－25A工程和制造开发飞机交付之前，提供了丰富的空气动力学、导航控制、飞行动力相关试验数据。美国海军计划后续陆续开展MQ－25 T1对航母舰载机联队其他具备受油能力舰载机的加油试飞活动，以测试每架飞机的气动结构与MQ－25 T1尾流间的相互作用，并通过分析试验数据确定是否需要对MQ－25 T1的制导控制系统进行调整。
图 6 波音公司的MQ－25 T1验证机独特的背部内埋进气道进一步提升了研制难度（美国波音公司图片）
波音MQ－25A项目总监戴夫·布约德称，“一系列历史性的空中加油测试为MQ－25A的数字模型提供了大量数据，将使该飞机成为海军航母联队的游戏规则改变者。”MQ－25 T1的后续测试工作将在未来几个月持续开展，计划在明年交付MQ－25工程、制造和开发飞机前，完成飞行包线扩展、发动机测试和甲板操作演示活动。同时，MQ－25A制造商表示，“目前签订合同的七架MQ－25A测试机中的前两架正在稳步开展制造和地面测试活动。”
三、未来发展计划
美国政府问责办公室（GAO）在其发布的2020年《部分武器项目年度评估报告》中指出，海军将加快其MQ－25A的研制和生产计划。美海军预计MQ－25A将在2024年8月形成初始作战能力，2026年12月实现全速率生产。
图 7 GAO报告中MQ－25A系统研发主要节点（美国政府问责办公室图片，作者翻译汉化）
在部署运用方面，美海军计划采用类似于MH－60R机组在濒海战斗舰上的操作方式，将MQ－25A配属于航母舰载机联队的E－2预警机团队，由E－2预警机飞行员和军官进行操作。美海军正在对“卡尔·文森”号和“布什”号航母进行适应性升级改造，包括发射回收单元、数据链及控制单元等，以准备部署MQ－25A无人加油机。海军还计划在“卡尔·文森”号航母上部署首批F－35C战斗机中队，目前正在开展最后的集成验证工作，预计2022年完成部署。该航母还将配属1架E－2D预警机和2架EA－18G电子战飞机，以帮助F－35C最大限度地发挥能力。结合MQ－25A发展计划，该航母舰载机联队将成为首个同时列装F－35C五代战斗机和MQ－25A无人加油机的航母编队。在预算安排方面，美海军计划在2017～2022财年为MQ－25A项目投资25亿美元，波音公司预计MQ－25A订购数量将超过200架，总价值超200亿美元。美海军计划在2023年2月批准MQ－25A进入低速率初始生产阶段，还计划在同年第二季度向波音公司独家授予69架批产型飞机生产合同，未来5年对MQ－25A项目总投资的70％将用于飞机平台的开发。
四、结束语
西太平洋地区反介入／区域拒止的范围已远超美军航母作战编队的火力投送距离，美海军迫切需要提升以航母为核心的远程作战和应对大国先进防空系统的隐身突防的能力。MQ－25A无人加油机作为目前技术成熟度最高的大型无人舰载机装备，其发展和运用将大幅拓展舰载机联队的作战半径，推动有人／无人协同作战体系的构建，显著提升航母编队在强对抗环境下的作战效能，成为改变航母舰载机联队作战模式的重要装备。（中国航空工业发展研究中心 朱超磊）
本篇供稿：科技战略与系统工程研究所
