2024年3月波音公司宣布:已于今年2月向美国海军交付第一架MQ-25A舰载无人加油机。按照之前的合同,MQ-25最终将加入美国海军航母舰载机联队,逐渐接手空中加油任务。考虑其可能成为美国海军未来重要舰载机型号,有必要对MQ-25无人机项目的现状和未来发展前景进行跟踪和分析。
美国海军舰载加油机发展概况
与KC-135等典型岸基加油机相比,由于航母本身对舰载机的体积、重量的约束,舰载加油机无法安装硬式加油飞杆,也没有空间搭载飞杆操作员,所以舰载机加油基本采用伙伴加油方式和软式加油。
舰载加油机的任务类型与空军加油机略有不同。作战任务期间,通常加油机会伴随打击机群出动,在战斗空域外为其加油。此外,在每个飞行日还需要执行例行加油任务,滞留在航母周边,为着舰不顺利的返航舰载机应急加油,以便它们能再次尝试着舰。
二战之后,美国海军航母舰载机联队使用过多种加油机。除EA-3B/EKA-3B(在弹舱搭载加油组件)、KA-6D(取消全天候攻击系统相关设备,机内加装加油组件)等专用加油机外,也曾使用A-7、S-3B、F/A-18等其他类型舰载机作为非专用伙伴加油机。自从1990年KA-3B退役、1993年KA-6D退役、 2009年S-3从作战中队退役后至今,美国海军就完全依靠F/A-18系列战斗机执行空中加油任务。
作为伙伴加油机时,F/A-18E/F在中心线外挂加油吊舱,同时机翼外挂4个副油箱(容量为480加仑)。如果只用副油箱搭载转移燃料,共可输出约6000kg(13000lb)燃油。
F/A-18E/F作为舰载伙伴加油机,使用上比较灵活。可根据需要作为伙伴加油机,在不执行加油任务时仍然是具备全部作战能力的舰载战斗机。
MQ-25加油机初步分析
尺寸
美国海军和波音公司都未公开该机的详细尺寸数据。笔者能找到的、来源比较可信的尺寸数据,仅有2019年波音和美国海军联合发布的1张图片。图中给出了少量数据。
笔者将这些数据与F/A-18的尺寸数据进行了对比。其中机翼折叠后高度用上述图片中的尺寸进行测量换算。
从对比表数据可以看到:当机翼折叠后,MQ-25的长、宽、高尺寸均小于等于F/A-18E/F,因此当在机库中存放和维护时,其占用的机库空间不大于F/A-18E/F,不会额外占用机库空间。
需要注意的是:机翼展开时翼展高达22.8m,远大于F/A-18E/F,已经接近E-2C预警机的翼展,即24.6 m(80英尺7英寸),这会在一定程度上影响航母甲板的运作。因此初步推断:如果该机能实际列装,预计会在每日飞行任务时最早离舰、最后着舰,从而减少大翼展带来的飞行甲板占用影响。
发动机/进气道
波音公司和美国海军并未公开MQ-25使用的发动机。有资料称该机使用AE3007N发动机。
经查,AE3007/F137系列发动机由罗罗公司和阿里森公司联合研制,主要配装支线飞机和大中型公务机。其中,AE3007H/F137-AD-100发动机配装“全球鹰”无人机。全系列发动机最大直径1105mm,长度(含旋转头锥)2923mm,干重750kg。
考虑到舰载使用的需求,AE3007N在尺寸上应该变化不大,主要是进行海上使用修改,以耐受海上作业时的高温、高湿、高腐蚀环境。
此外,该机很少见地采用了齐平式背部进气口。仅从舰载加油任务考虑,背部进气口并无显著收益,故更可能出于隐身考虑。据此,初步推测了发动机在机内的布置位置,如图2所示。
加油设备
有开源资料称:MQ-25在两侧机翼下各设计有1个挂点,用于外挂伙伴加油吊舱和其他任务吊舱。但在目前的所有公开资料上,都是左侧机翼下外挂1个软式加油吊舱。根据吊舱外观和尺寸,基本可以判断是美国海军常用的D704伙伴加油吊舱。从使用、维护、技术延续性方面考虑,沿用现役伙伴加油吊舱是合理的。
单侧机翼外挂加油吊舱,偏离了之前航母标准加油机惯例—加油软管/锥套从中心线放出。但加油吊舱位置很接近全机中心线,且机翼和副翼的翼展均很大、有足够的滚转控制能力,因此从飞控角度考虑,这种不对称挂载不会对飞行控制产生严重影响。
内部油箱空间分析
美国海军提出的加油能力指标是:在距离航母约930km(500mi)处提供约6800kg(15000lb)燃油。这意味着要为本机长时间留空和向他机加油留出足够的油箱空间。
该机的使用速度范围在高亚声速,可以采用相对厚度较大的翼型;机翼采用相当高的翼展,直接增加了机翼的绝对厚度。因此就空间而言,机翼内翼段有很大的可用油箱空间。
以前文三面图为基准进行测量估算:该机机身最大宽度约3.8m、最大厚度约2m,因此机身内部有充足的空间。参考前文中发动机的布置位置,以及本文多张照片中前起舱、主起舱的位置,可以认为在前、中机身内有相当大的内部空间可用于布置油箱。
对MQ-25预定任务的初步研判
加油设备外挂的目的
仅就加油任务本身而言,直接沿用现役加油吊舱并外挂,是成本最低且技术最成熟的途径。但换个角度看,MQ-25前、中机身的深度和宽度都大于KA-6D,其内部空间能够容纳软式加油设备,使用时放出软管和锥套,不使用时将软管收回并封闭出口以保持全机隐身能力。
因此可以初步认为:将加油吊舱外挂,是因为波音公司和美国海军为MQ-25规划的任务不只是单纯的加油机,所以机身内部空间将主要用于布置其他任务设备,将加油吊舱设计为外挂式,就能不挤占机内空间。
隐身设计
从全机层面,MQ-25实施了很多隐身措施。
(1)背部埋入式进气口,航向方向几乎不可见;全动V形尾翼,且上反角与机身侧面轮廓线对齐,机身侧面棱边化;
(2)喷口设计为宽而扁平的矩形,机翼折叠铰链线上方设置圆滑的整体式整流罩;
(3)尾钩改为内埋式,使用时打开舱门放出,不使用时收回并关闭舱门;
(4)T1验证机的机头空速管进行隐身化修型。
但与此同时,在T1验证机上,处于迎头探测范围内的前机身口盖,都未进行边缘锯齿化。甚至在正式交付海军的第1架试验机上,其机头上表面的蒙皮接缝,同样也未按照隐身常规进行锯齿化处理。从这些细节分析,MQ-25A的隐身水平偏低。
需要指出:迄今为止,波音还从未研制并正式列装过战术隐身飞机,缺少隐身设计的实践经验。因此,MQ-25A当前状态相对降低的隐身能力,是因为波音的技术能力有限,还是其预定任务不要求较高隐身指标,还有待观察。
未来可能的任务
目前舰载机联队的空中加油任务,只是舰载F/A-18E/F机队的任务之一,在不执行加油任务时,这些“超级大黄蜂”依然可以执行所有的战斗任务。而如果按照占用甲板空间用MQ-25A以1:1比例去替换“超级大黄蜂”,实际上意味着削弱了舰载机联队的打击能力。这是不合理的。
MQ-25A平台具备良好的搭载能力,也有足够大的内部可用空间搭载任务设备,其前机身的下表面两侧也设计有大面积的平直表面可用于搭载大口径天线。因此,它具备执行ISR的机体基础,所以笔者研判未来美国海军大概率将会把MQ-25A用作远程ISR平台。
后续发展和使用仍将面临很多挑战
按照2018年签署合同时的规划,6年周期内要完成4架发展用机的研制和发展,当时计划2025年具备初始作战能力。但对比现状,该机的发展和列装,还将面临一系列挑战,研制进度和列装进度将不可避免地严重推迟。
融入美国海军现有作战体系还有很长道路
此前,无论是使用KA-6D专用加油机,还是使用F/A-18伙伴加油机,这些加油机都属于所属中队,在编制和使用上都是中队的一部分。因此,在随航母布署时,并不影响所属舰载机联队的组织结构。而按照当前规划,MQ-25A将编制为2个加油中队,以分队形式加入舰载机联队进行布署,在效果上是给联队增加了1个新的所属单位,为此联队的隶属关系和使用方式要做相应调整。
其次,在当前舰载机联队结构中,除E-2D预警机分队和EA-18G电子战机分队外,并没有专职ISR分队。因此,如果美国海军打算将MQ-25A用于纯ISR任务,也需要对联队的作战使用流程进行相应调整。
此外,舰载加油机有其特有的任务:在有飞行任务期间持续滞留母舰上空,为反复着舰失败的舰载机进行紧急加油,以便后者能再次尝试着舰或转向陆地机场备降。这意味着在高度拥挤的航母周边空域,MQ-25A要无缝连接现有的航母作战使用流程,遇险舰载机飞行员要适应在高心理负担下完成从无人机上加油的作业,这些客观困难,都需要舰载机部队和航母航空部门长期摸索和适应。
最后,与F/A-18E/F中队(理论上,整个中队的飞机在硬件上都具备加油机能力)不同,MQ-25A很可能只能以数量更少的分队方式上舰。因此,数量有限的加油机,在随队加油、着舰应急加油、可能的ISR任务之间如何分配,也需要长时间的摸索和适应。
考虑到此前仅有T1验证机曾进行过一轮上舰适应性试飞,可以合理推测:MQ-25A将需要较长的发展周期和大量试飞,才能最终融入现有的舰载机联队。
波音的项目发展将大概率延期
进入喷气时代以后,波音在小型战术飞机和隐身飞行器这两个领域,至今仍未有完成发展并列装的型号。同样,尽管继承了麦道的“超级大黄蜂”系列舰载战斗机,但在其之后波音也没有任何最终列装的舰载机型号。因此,仅就技术而言,MQ-25A对于波音都是一个巨大的挑战。
此外,波音的项目管理能力也存在较大短板。以T-7A教练机为例,尽管与萨博组队并按时完成了原型机生产和首飞,但之后的发展试飞一直进展缓慢,2018年签订合同时计划2024年具备初始作战能力(IOC),但到2023年4月时《空军和空天军杂志》(Air and Space Forces Magazine)报道首批生产型至少要到2025年12月才能交付。以此作为参照,很难相信技术更复杂的MQ-25A能按期在2025年实现IOC。