美國海軍態勢感知無人機及動力裝置

■ 肖蔓/ 中國航發動研所

美國海軍正在加快無人偵察機在太平洋、印度洋及亞洲島嶼國家和地區海域的軍事部署，其中MQ-4C“人魚海神”（Triton）、MQ-8B/C“火力偵察兵”（Fire Scout）、MQ-9B“海上衛士”(Sea Guardian）等3型無人機將成為美國海軍在印太地區踐行“偵察威懾”戰略的主要組成部分，這對美國海軍持續獲得廣域海上態勢感知，威懾、對抗和取勝對手，以及建立海上情報、監視與偵察（ISR）網絡系統至關重要。

美國海軍自2022年開始將所有MQ-8C無人機（UAV）部署到太平洋、印度洋，作為獨立級瀕海戰斗艦“杰克遜”號的載機，以提供更加強大的海上ISR能力和目標鎖定能力。同時，MQ-4C無人機于2023年通過了初始作戰能力（IOC）鑒定，具備了進一步大規模部署的條件,美國海軍計劃采購68架這種無人機，以支持其建設“分布式海軍”、實現“分布式海上作戰”目標。此外，日本于2023年開始投入運用3架MQ-9B無人機，由此構建365（天）×24（h）的海洋監視體制。中國臺灣地區也將采購4架MQ-9B無人機，與日本和美國共享海域即時數據。美國意圖通過上述3型無人機來基本完成印太海域戰略部署。

態勢感知UAV印太部署情況

美國海軍的MQ-4C、MQ-8B/C和MQ-9B等無人機（主要性能參數見表1）從2020年起開始頻繁在印太地區進行戰略部署，執行全方位廣域海上實時ISR任務，以及參與?？找惑w軍事演習，如圖1所示。在“印太海域態勢感知伙伴關系”機制下，美國、日本、澳大利亞和印度等國聯手開展海域態勢感知，獲取預警性情報以威懾對手。

圖1 “無縫整合”聯合測試演習示意

表1 美國海軍無人機主要性能參數

MQ-4C無人機在美國關島、太平洋部署

2016年，美國海軍成立首個MQ-4C無人機巡邏作戰中隊，并于2017年部署至太平洋地區。2020年，美國海軍陸戰隊首次裝備MQ-4C，部署在關島空軍基地，無人機升級后進行了第二次部署。2021年，MQ-4C無人機部署在日本三澤空軍基地。澳大利亞購買6架MQ-4C無人機，將于2025年前部署在澳大利亞沿海。2023年9月，MQ-4C無人機通過了美國海軍初始作戰能力鑒定，具備了大規模部署的條件。美國海軍計劃采購68架該型無人機,組建5個MQ-4C無人機中隊，部署在全球5個軍事基地，執行覆蓋全球的海上偵察監視任務。

MQ-8無人機在美國西海岸和印太部署

MQ-8B無人機于2009年部署在美國護衛艦上，2014年開始在美國瀕海戰斗艦上部署，2016年在新加坡的瀕海戰斗艦上部署。MQ-8C無人機由MQ-8B無人機衍生發展，2014年列裝美國海軍，2019年形成初始作戰能力，2021年在瀕海戰斗艦上進行了首次艦載作戰部署，2022年美國海軍將所有MQ-8C部署到西海岸及瀕海戰斗艦上，2023年在印太地區部署期間首次成功與MH-60“海鷹”直升機執行多域作戰。

MQ-9B無人機在日本和中國臺灣地區部署

美國正以軍售方式加快向日本、澳大利亞、印度和中國臺灣地區部署MQ-9B無人機。2023年，美國MQ-9B無人機參與美軍反潛演習，與MH-60“海鷹”直升機編隊協同作戰。日本2022年啟用2架MQ-9B無人機監視釣魚島及日本周邊海域，2023年將以該無人機實施365（天）×24（h）海洋監視機制。中國臺灣地區采購4架該型無人機，將與日本和美國共享即時數據。近兩年，MQ-9B無人機在印度海軍服役超過1.2萬h。

MQ-4C無人機特點及其動力

美國海軍MQ-4C“人魚海神”（見圖2）是RQ-4“全球鷹”無人機的海軍型，是一種高空、高速、長航時海用無人偵察機，不僅能監視水面艦艇，還能從高空分辨水下潛艇升出海面的潛望鏡。同時，MQ-4C無人機可協同支援P-8“海神”海上巡邏機執行海上巡邏任務,并補充其反應能力。2008年，美國海軍啟動廣域海上監視系統（BAMS）采購計劃，美國諾格公司贏得價值11.6億美元的MQ-4C研發合同。隨后美軍提出“空海一體戰”構想，BAMS成為該戰略的關鍵支撐，被美國國會視為提升美軍全球遠程打擊能力、保持美軍全球控制能力的優先重要項目。

圖2 MQ-4C無人機及AE3007H渦扇發動機

精確海域態勢感知能力

MQ-4C無人機具有在廣域海洋和沿海地區提供實時ISR的能力。無人機裝備的雷達可對相關目標提供360°全方位和全天候的持續遠程監視。無人機裝備的光電/紅外傳感器能清晰辨別海上一個高爾夫球大小的物體，即便是在夜間也可以完成巡航任務，可自動繪制作戰海圖，實時發送目標圖像和動態視頻等。MQ-4C無人機為美國海軍提供前所未有的海域感知能力，一個飛行架次對海面的監視面積高達700萬km2，這將有助于戰術和戰略層面的實時決策。

超強海域巡邏能力

MQ-4C無人機高度通用，可以無縫集成廣域海上雷達、自動識別系統、電子支持措施和獨立的反潛戰任務包。無人機適合在敏感區域進行遠距離持續作戰，可以部署在一系列任務中。它還將支持其他海軍航空兵部隊執行海上攔截、反水面作戰、作戰空間管理和目標選擇任務。MQ-4C無人機安裝有防雷擊系統,機翼上有防冰裝置。

AE3007H渦扇發動機

MQ-4C無人機由羅羅公司AE3007H渦扇發動機提供動力，發動機起飛推力為37.8kN，可使無人機最高時速達到592km/h，飛行范圍直徑為15186km。AE3007H渦扇發動機由14級高壓壓氣機、環形燃燒室、2級高壓渦輪和3級低壓渦輪組成。AE3007發動機1996年投入使用，衍生發展了多種型號，應用于“全球鷹”和“黃貂魚”等無人機。

MQ-8B/C無人機特點及其動力

MQ-8B/C“火力偵察兵”（見圖3）是美國海軍唯一輕型艦載無人垂直起降旋翼無人機，可在艦艇或陸地上部署，可承擔海上巡邏偵察任務和進行反潛、反艦和反水雷作戰，滿足實時ISR、目標瞄準及戰場管理等綜合需求，是美國海軍實施空地聯合作戰等目標的選擇。該無人機對態勢感知和關鍵決策的支持作用至關重要，是美國海軍艦載武器中的利器。美國海軍將采用MQ-8C無人機為瀕海戰斗艦執行更復雜的作戰任務，由保護瀕海戰斗艦免受快速攻擊艇襲擊轉變為為瀕海戰斗艦發射的導彈提供目標信息。

圖3 MQ-8C無人機及M250-C渦軸發動機

持續態勢感知能力

MQ-8B/C 無人機已部署在美軍多艘護衛艦和瀕海戰斗艦上，未來計劃部署在星座級導彈護衛艦上。MQ-8B 和MQ-8C 兩型無人機基于有人機研發，集成了多模式海上雷達、光電/紅外傳感器和激光指示器，可為美國海軍提供更強大的實時ISR 與目標定位能力，準確地向打擊平臺提供瞄準數據，并進行戰斗損傷評估，極大地提高了海上監視能力。

多任務目標探測自主能力

MQ-8C無人機可在艦艇上以及著陸區自主起降，可以在水面艦艇上操作，通過艦載傳感器和載人裝備的集成，有效提高目標探測與跟蹤能力。MQ-8C無人機上集成多模式海上雷達，能夠在能見度極低的情況下，甚至在暴風雨天氣條件下搜索并自動跟蹤目標。同時，還測試了先進精確殺傷武器系統，已演示驗證了海上作戰時與其他有人機協同作戰的能力。

快速探雷能力

MQ-8C 無人機作為美國海軍最早投入實戰的無人直升機之一，曾先后部署于導彈護衛艦和獨立級瀕海戰斗艦上。美國海軍正在為MQ-8C 無人機開發一種掃雷傳感器套件，使無人機能夠探測和定位地雷、水雷及障礙物。

M250-C渦軸發動機

MQ-8B無人機采用M250-C20W渦軸發動機；MQ-8C采用M250-C47B/E發動機。M250-C發動機是艾利遜公司（現羅羅北美公司）在20世紀50年代末期為輕型民用和軍用直升機研制的單轉子渦軸發動機，1959年首次運轉。1970年，M250-C20發動機取得適航證并投入批產。M250-C20W發動機和M250-C47B發動機分別是M250 II和III系列發展型。發動機由6級軸流加1級離心組合式壓氣機、單管燃燒室、2級燃氣渦輪和2級動力渦輪組成。

MQ-9B無人機特點及其動力

MQ-9B“海上衛士”（見圖4）是美國通用原子航空系統公司研制的“捕食者”無人機系統中一種中空長航時察打一體無人機，是在MQ-9“死神”無人機的基礎上為適應海上任務需求改進而來的型號，用于海上監視和偵察任務，可在規定水域長時間巡邏并搜索各類目標。MQ-9B無人機可以在兩棲攻擊艦上短距起降，采取可折疊機翼，和艦母艦載機一樣以最小空間存放。該機裝備了“地獄火”導彈、“寶石路”炸彈和攻擊彈藥等武器系統，實現對地、對海打擊，還配備了光電、雷達和衛星通信設備，具有較強的海上廣域監視能力。

圖4 MQ-9B無人機及TPE331-10 (左) 和PT6E (右) 渦槳發動機

多模式海面搜索能力

與MQ-9B“天空衛士”版本不同，“海上衛士”裝備多模式360°海面監視搜索雷達，搜索水面目標。無人機底部安裝了雷達吊艙，能夠遠距離鎖定各類水面艦艇。MQ-9B裝備有全天候影像傳輸的多功能光電轉塔和自動識別系統。

反潛能力

MQ-9B無人機可以攜帶20～80枚聲吶浮標，在規定水域完成長時間巡邏，等待潛艇的出現。通過幾架無人機交替工作，延長搜索的總時間，包括在寬闊的水域，巡邏時間只有有人巡邏機的幾分之一。

TPE331-10和PT6E渦槳發動機

MQ-9B無人機配備1臺霍尼韋爾公司研制的TPE331-10型渦槳發動機。TPE331發動機是霍尼韋爾公司研制的第一型渦槳發動機，主要用于雙發公務機、支線客機以及軍用無人機，1965年通過認證。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。該發動機由2級離心式壓氣機、回流環形燃燒室和3級燃氣渦輪組成。目前，TPE331系列發動機共有18種型號和106 種結構，已交付13000臺，累計飛行超過1.22億h，是一型可靠和成熟的發動機。

2022年，通用原子航空系統公司與普惠加拿大公司合作，在MQ-9B無人機上測試整合具備更強功率的PT6E渦槳發動機。PT6渦槳發動機自20世紀60年代中期開始服役，廣泛用于各類民用飛機和初級教練機，生產數量很大，性能可靠，久經考驗。PT6E發動機是在PT6A基礎上配裝數字化發動機控制系統的放大型。新發動機的引入將顯著優化MQ-9B無人機的動力配置，PT6E發動機的輸出功率可達到890kW，新的動力系統可讓MQ-9B無人機在未來擁有更快的飛行速度和更強的武器掛載能力。

結束語

美國海軍無人偵察機部署在全球一些重要海域，特別是部署在關島、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監視任務。無人偵察機在美國海軍分布式海上作戰中發揮著重要作用，美國海軍計劃未來在全球5 個軍事基地部署68 架MQ-4C 無人機，執行覆蓋全球的持續海域偵察監視任務。同時，美國加快了對日本、澳大利亞、印度和中國臺灣地區的MQ-9B 無人偵察機軍售，形成對海域有效的監控，提升了海洋信息控制能力和海洋態勢感知水平，逐步完成全面戰略部署。