“火力侦察兵”发展之路及启示

程 明，夏 伟

(1.海装武汉局，湖北 武汉 430064；2.中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

“火力侦察兵”发展之路及启示

程 明1，夏 伟2

(1.海装武汉局，湖北 武汉 430064；2.中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

介绍了“火力侦察兵”无人直升机的研制历程，分析总结了“火力侦察兵”发展模式的特点以及对我国无人直升机发展的启示。

火力侦察兵；发展启示；无人驾驶直升机

0 引言

“火力侦察兵”是目前世界上已装备使用的最先进的无人直升机，美国海军的目标是将“火力侦察兵”发展成为一种多功能武器系统，承担海上巡逻侦察任务，进行反潜、反舰和反水雷作战，是美海军舰载武器中的新利器。

1 发展之路

1.1 RQ-8A

1998年，美国海军为发展下一代舰载垂直起降战术无人机(VTUAV)，组织开展了垂直起降无人机竞争性演示验证项目。参加竞争的有西科斯基公司的Cypher无人直升机，诺斯罗普·格鲁门公司的“火力侦察兵”无人直升机和贝尔公司的“鹰眼”倾转旋翼无人机[1]。

1999年初，诺斯罗普·格鲁门公司针对美国海军需求，将施韦策333改为无人驾驶试验机，命名为P1。2000年1月P1试飞成功，并以此在美国海军垂直起降无人机演示验证项目竞标中胜出。2000年2月获得了美国海军的工程与制造发展合同，开始了“火力侦察兵”垂直起降无人机项目，军方编号RQ-8A。美海军希望这种无人机平台能成为一种多功能武器系统，承担海上巡逻侦察任务，进行反潜、反舰和反水雷作战。

RQ-8A保留了施韦策333的主体结构、发动机、旋翼和传动系统，改进了外形以提高速度，增大了油箱以增加续航时间，采用余度飞行控制系统，通信系统、机载设备和软件大部分由“全球鹰”的系统发展而来。该机起飞重量1200千克，空机重量660千克，满油时任务载荷91千克，续航时间6小时，最大平飞速度230千米/小时，实用升限6100米。

图1 RQ-8A无人直升机

2002年1月，RQ-8A样机进行了首次飞行试验，美国海军考虑到该机的生存力低，且航时、航程、载荷等性能无法满足海军的需求，决定取消该计划，但小批量生产仍继续，用于试验。2005年7月，RQ-8A在美国亚里桑那州“尤马”(Yuma)试验场成功试射了2枚Mk66型无制导70mm火箭弹，证明了“火力侦察兵”除了能执行情报、监视和侦察任务外，还具有执行打击任务的能力。

图2 RQ-8A无人直升机首飞

1.2 MQ-8B

2003年，由于伊拉克战场上有人直升机损失惨重， “火力侦察兵”项目重获新生，美国海军又决定继续支持该项目，将“火力侦察兵”纳入其濒海战舰(LCS)系统发展中，同时美国陆军也选择了 “火力侦察兵”作为其“未来战斗系统”的Ⅳ级无人机[2]。

诺斯罗普·格鲁门公司根据美国海军和陆军的新要求对RQ-8A进行了改进，即MQ-8B。与RQ-8A相比，MQ-8B增大了动力装置功率，换装了4桨叶旋翼系统，增加了载油量，起飞重量、航程、航时均有较大增长。最大起飞重量1430千克，任务载重50～250千克，续航时间5～8小时，升限6100米。

图3 RQ-8A试射火箭弹

2006年12月，美国海军改进型“火力侦察兵”MQ-8B首飞。2008年11月，MQ-8B开始交付美国海军进行作战评估试验，2008年12月在美国海军“麦金纳尼”号导弹护卫舰上进行了作战适配检验以及舰船集成测试。2009年5月，MQ-8B在“麦金纳尼”号上，针对舰艇甲板运动、风力飞行包线扩充以及降落等领域进行了飞行试验，共进行了12次试飞，累计飞行19小时，包括54次着舰，其中的37次着舰落在了北约组织标准栅格中。试验期间，船速为14节，船体横摇角度为5°，甲板上风力达25节。2009年9月，MQ-8B在尤马试验场完成了新通用地面控制站的试飞，该控制站符合4586标准化协议，具备多路无线电和一个战术通用数据链。

2009年10月，MQ-8B开始部署在“麦金纳尼”号护卫舰执行反毒品走私任务。

图4 MQ-8B无人直升机

2010年和2011年，MQ-8B分别在美国海军“自由”号和“独立”号濒海战斗舰上进行了动态界面试验，以验证“火力侦察兵”的控制系统是否与“自由”号濒海战斗舰真正整合到一起。在动态界面试验期间，“火力侦察兵”在各种风向和船速的条件下进行了舰面起飞，并从各种航路进行了着舰。

图5 MQ-8B在“自由”号濒海战斗舰上试飞

2012年，美国海军在圣地亚哥组建了第一个装备有人直升机和无人直升机执行远征任务的混编直升机中队，即第35直升机海上攻击中队。该中队归属太平洋直升机海上攻击联队，并以MH-60R“海鹰”直升机和MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机对濒海战斗舰和太平洋舰队的其他舰只提供支持[3]。

2014年5月，在圣地亚哥附近海域的“自由”号濒海战斗舰上进行了MQ-8B无人直升机与MH-60R直升机联合飞行试验，目的是验证有人/无人直升机联合使用是否能够提高濒海战斗舰指挥官的情报获取能力。试验表明，MQ-8B能够有效地提高MH-60R和濒海战斗舰的态势感知能力，并为其提供精确瞄准能力保障，证明了混合机种在提升舰艇指挥和情报收集能力方面的巨大作用。

美国海军计划采购168架MQ-8B无人直升机，用来执行反潜、布雷和水面作战任务。

1.3 MQ-8C

2011年，美军非洲司令部和特种作战司令部提交了一份紧急需求，要求无人直升机具有更大的续航能力和有效载荷能力，承担海基情报、监视和侦察任务。为满足美军的新需求，诺斯罗普公司建议转向更大的无人直升机，但保留系统、电子设备和为较小型直升机研发的地面测控站。

2012年，诺斯罗普·格鲁门公司根据美军新的作战需求，使用贝尔407机身研发出“火-X”概念演示机，获得美军方认可，因此得到新型“火力侦察兵”即MQ-8C的研制合同。MQ-8C主要是为了满足美海军非洲司令部和特种作战司令部等提出的特别是热带地区的视距外特种作战需求，搭载平台是两栖攻击舰、驱逐舰等大型舰船，其能力、大小、重量和保障条件也与此需求相匹配[4]。

MQ-8C保留了MQ-8B的传感器、通信设备和软件，与MQ-8B约有80%到90%共性，但机身、发动机和旋翼不同。MQ-8C起飞重量达到2700千克，续航时间长达11～14小时，有效载荷450千克，可挂载“地狱火”等导弹。与MQ-8B相比，MQ-8C具有更大的体积、更长的续航时间以及更强的全天候飞行能力。

2013年10月31日，MQ-8C完成了首飞，随后进行了自主控制系统的试飞。2014年8月，完成了陆上飞行试验。2014年9月，在“贾森·邓纳姆”号驱逐舰上进行了首次舰载飞行试验。

MQ-8C计划首先部署驱逐舰，以支援特种作战司令部，但其整体重心仍然是在濒海战斗舰上，未来将主要部署在濒海战斗舰上执行任务。

截止到2014年11月，诺斯罗普·格鲁门公司已向美国海军交付了首批19架MQ-8C无人直升机，美国海军按计划还将购买21架MQ-8C，预计于2016年进行首次部署。

图6 MQ-8C在加州文杜拉郡海军基地首飞

2 启示

“火力侦察兵”的发展之路告诉我们，以成熟的有人直升机改进发展无人直升机不失为一条捷径，风险小、周期短、费用少，是快速发展无人直升机的有效途径。其优点主要表现在以下几个方面：

1) 可以直接继承成熟的总体布局以及旋翼、机体、传动、发动机等部件，回避全新研制平台带来的这些技术问题；

2) 可以集中攻关解决制约无人直升机实用化的关键技术，可以利用成熟有人平台积累相关试验数据，降低关键技术攻关的难度；

3) 可以使用经校验准确的飞行动力学模型设计飞行控制律，降低试飞风险。

但也存在一些缺点，如无人直升机性能受平台限制，难以充分体现无人直升机特点，综合效能不如全新设计的无人直升机等。

我们可以借鉴“火力侦察兵”的发展途径，充分利用现有的成熟有人直升机开发无人直升机，由基本型入手，实现重点突破，再不断改进改型，提高综合效能，满足各种用户使用要求。

以成熟有人直升机改进发展无人直升机需要解决的关键技术主要体现在飞行控制技术、测控与指挥技术两大方面。

飞行控制技术主要体现在以下几个方面：

1) 从传感器、飞控计算机、执行机构以及飞行控制软件等多个方面着手，采用余度技术，实现高可靠性的无人直升机飞行控制；

2) 针对无人直升机固有的通道耦合和多输入多输出特性，采用多变量控制技术，实现无人直升机全包线飞行控制；

3) 在故障检测和辨识的基础上，采用主动容错控制技术，充分利用控制系统的功能冗余来进行飞行控制律的重构，提高无人直升机对故障的适应能力；

4) 针对超视距或远程不确定的飞行环境，采用智能感知与识别、实时自主航线规划等自主飞行控制技术，提高无人直升机对飞行环境的适应能力和对环境动态变化的快速响应能力，增强无人直升机的生存能力，提高任务成功率；

5) 针对多机协同作战需求，采用集群分布式控制、合作/协作管理与控制、群体决策/规划与重规划等技术，实现无人直升机自主群体飞行控制。

测控与指挥技术主要体现在以下几个方面：

1) 针对无人直升机远程、贴地飞行通信需求，采用小型化卫通、空中/地面平台中继等技术，使无人直升机具有测控远程通信、卫星通信能力，实现无人直升机远程跨战区、贴地飞行测控能力；

2) 针对多机编队、多机联合作战、多站交接控制的需求，采用无线通信网络技术及多目标任务分配与规划技术，实现多架无人直升机、多个地面控制站之间数据传输与信息共享，采用多目标任务分配与规划技术，实现无人直升机多机联合执行作战任务能力；

3) 针对无人平台技术通用化需求，采用通用化与互操作顶层标准规范、链路通用化、接口通用化等技术，实现无人直升机测控系统通用化与互操作化；

4) 针对无人直升机远程作战需求，采用目标识别与锁定、远程低延时机动遥控、攻击决策与毁伤评估等技术，实现无人直升机地面站远程作战测控与指挥能力。

目前国内成熟的有人直升机种类不少，有2吨级、4吨级、6吨级、13吨级等，有运输类、武装类、战斗勤务类等，从中选择合适的平台，本着先易后难、逐步完善的原则，进行无人化发展，可以快速形成无人直升机装备，填补我军无人直升机装备的空缺。

如Z11、Z9等直升机，通过无人化改装和加装相应的任务设备，可作为信息支援、信息对抗、勤务保障、火力打击的无人直升机平台，用于执行侦察监视、警戒探测、目标指示、毁伤评估、电子对抗、技术侦察、通信中继、搜索救援、战术运输、高原运输、突击运输、战场勤务、火力支援等任务，满足各军兵种的使用急需。

[1] Wenku.baidu.com[EB/OL].

[2] www.baike.com/wiki[EB/OL].

[3] www.chinanews.com/mil[EB/OL].

[4] Mil.cankaoxiaoxi.com[EB/OL].

The Development Course and Revelation of the “Fire Scout”

CHENG Ming1，XIA Wei2

(1.Wuhan Military Representative Bureau of Navy Equipment Department, Wuhan 430064, China； 2.China Helicopter Research and Development Institute, Jingdezhen 333001, China)

This article recommended the development course of the "Fire Scout" unmanned helicopter, and analyzed the characteristics of the development type of the "Fire Scout". Finally, the author summarized the revelation of the development of unmanned helicopter in China.

Fire Scout; development revelation; unmanned helicopter

2015-11-04 作者简介：程 明(1985-)，男，江西景德镇人，硕士，工程师，主要研究方向：无人直升机。

1673-1220(2016)01-069-04

V279；V275+.1

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