全球鹰无人侦察机
目录
一、概述
二、结构特点:
三、武器控制与电子系统
四、技术特点分析与述评:
诺斯罗普·格鲁曼公司的rq-4a“全球鹰”是美国空军乃至全世
界最先进的无人机。作为“高空持久性先进概念技术验证”(actd)
计划的一部分,包括“全球鹰”和“暗星”两个部分在内的“全球鹰”
计划于1995年启动。1999年6月到2000年6月是“全球鹰”在
美军组织下的部署和评估阶段。根据经费的情况,各种需求按优
先顺序的在各个批次中得到满足。到第二个生产循环,即“全球
鹰”block10批次,美军在作战能力评估中正式确定“全球鹰”具有
了完整的作战能力。
长13.4m,翼展35.5m,最大起飞重量11610kg,最大载油
量6577kg,有效载荷900kg。一台涡扇发动机置于机身上方,最
大飞行速度740km/h,巡航速度635km/h,航程26000km,续航
时间42h。可从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察,或者
在距基地5500km的目标上空连续侦察监视24h,然后返回基地。
机上载有合成孔径雷达、电视摄像机、红外探测器三种侦察设备,
以及防御性电子对抗装备和数字通信设备。合成孔径雷达的探测
距离范围为20~200km,能在一天当中监视1.374×105km2的面
积,图像分辨率为0.9m,可区分小汽车和卡车;或者对1900个
2km×2km的可疑地区进行仔细观察,图像分辨率为0.3m,能区
分静止目标和活动目标。电视摄像机用于对目标拍照,图像分辨
率接近照相底片的水平。红外探测器可发现伪装目标,分辨出活
动目标和静止目标。侦察设备所获得的目标图像通过卫星通信或
微波接力通信,以50Mb/s的速率实时传输到地面站,经过信息
处理,把情报发送给战区或战场指挥中心,为指挥官进行决策或
战场毁伤评估提供情报。
“全球鹰”于1998年2月首飞,在actd计划执行期内完成了
58个起降,共719.4小时飞行。1999年3月第二号原型机坠毁,
携带的专门为“全球鹰”设计的侦察传感器系统毁坏;1999年12
月,三号机在跑道滑跑时出现事故,毁坏了另外一个传感器系统。
因此在之后的试飞中,没有加装电子/红外传感器系统。但测试了
单独的合成孔径侦察雷达,并获得了侦察影像。2000年3月试飞
继续,6月一个完整的“全球鹰”系统重新部署到了爱德华兹空军
基地。
研制国家:美国
型号:globalhawk全球鹰
研制单位:诺斯罗普•格鲁门公司
造价:完整的全球鹰约4800万美元,加上研发费用为7000
万美元
现状:现役
一、概述
全球鹰高空远程无人飞行器(haeuav)计划是为了满足空中
防御侦察办公室(daro)向联合力量指挥部提供远程侦察能力的需
要而设计的。全球鹰具有从敌占区域昼夜全天候不间断提供数据
和反应的能力,只要军事上有需要它就可以启动。rq-4a“全球鹰”
是美国空军乃至全世界最先进的无人机。作为“高空持久性先进概
念技术验证”(actd)计划的一部分,该计划于1995年启动。
actd计划最初由国防先进研究项目处管理,1998年10月转由
怀特•帕特森空军基地的空军系统计划办公室接管。后来“暗星”计
划于1999年1月取消。
“全球鹰”的研制计划分为三部分:设计,研制与试验,部署
和评估。相关厂商包括电气系统es公司,信息科技it公司,综
合系统is公司,舰船系统和构成公司。
2005年8月,诺斯罗普•格鲁门公司接到美国空军合同,于
今年秋初提供2架生产型rq-4a。这项2100万美元合同6月2日授
予。这些飞行器将加入目前支持全球反恐战战区的先进概念技术
验证型“全球鹰”无人机行列。迄今已部署的“全球鹰”在200次任务
中飞行了4300多战斗小时。
“全球鹰”于1998年2月首飞,在actd计划执行期内完成了58
个起降,共719.4小时飞行。1999年3月第二号原型机坠毁,携带
的专门为“全球鹰”设计的侦察传感器系统毁坏;1999年12月,三
号机在跑道滑跑时出现事故,毁坏了另外一个传感器系统。因此
在之后的试飞中,没有加装电子/红外传感器系统。但测试了单
独的合成孔径侦察雷达,并获得了侦察影像。2000年3月试飞继
续,6月一个完整的“全球鹰”系统重新部署到了爱德华兹空军基
地。
2001年4月22日,“全球鹰”完成了从美国到澳大利亚的越洋
飞行创举。既便是有人驾驶的飞机,也只有其中少数能够跨越太
平洋,如大型民航客机。这是无人机首次完成这样的壮举。飞行
距离远也使得“全球鹰”可以逗留在某个目标的上空长达42个小
时,以便连续不断的进行监视。“全球鹰”的地面站和支援舱可使
用一架c-5或两架c-17运送,“全球鹰”本身则不需要空运,因为
其转场航程达25002千米,续航时间38小时,能飞到任何需要的
目的地。
全球鹰在2001年4月进行的飞行试验中,达到了19850米的飞
行高度,并打破了喷气动力无人机续航31.5小时的任务飞行记录。
这项记录曾经是compasscope-r无人机保持了26年之久的世界
记录。
二、结构特点:
“全球鹰”机身长13.5米,高4.62米,翼展35.4米,最大起飞
重量11622千克。翼展和波音747相近,因此“全球鹰”是一种巨大
的无人机。“全球鹰”机载燃料超过7吨,最大航程可达25945千米,
自主飞行时间长达41小时,可以完成跨洲际飞行。可在距发射区
5556千米的范围内活动,可在目标区上空18288米处停留24小
时。
三、武器控制与电子系统
“全球鹰”可同时携带光电、红外传感系统和合成孔径雷达。
光电传感器工作在0.4到0.8微米波段,红外传感器在3.6到5微米
波段。光电系统包括第三代红外传感器和一个柯达(kodak)数字
式电耦合器件(ccd)。合成孔径雷达具有一个x波段、600mhz、
3.5千瓦峰值的活动目标指示器。该雷达获取的条幅式侦察照片可
精确到1米,定点侦察照片可精确到0.30米。对以每小时20到200
千米行驶的地面移动目标,可精确到7千米。一次任务飞行中,“全
球鹰”既可进行大范围雷达搜索,又可提供7.4万平方千米范围内
的光电/红外图像,目标定位的圆误差概率最小可达20米。装有1.2
米直径天线的合成孔径雷达能穿透云雨等障碍,能连续的监视运
动的目标。
四、技术特点分析与述评:
2001年4月22日,“全球鹰”完成了从美国到澳大利亚的越洋
飞行创举。要知道,既便是有人驾驶的飞机,也只有其中少数能
够跨越太平洋,如大型民航客机。这是无人机首次完成这样的壮
举。飞行距离远也使得“全球鹰”可以逗留在某个目标的上空长达
42个小时,以便连续不断的进行监视。“全球鹰”的地面站和支援
舱可使用一架c-5或两架c-17运送,“全球鹰”本身则不需要空运,
因为其转场航程达25002千米,续航时间38小时,能飞到任何需
要的目的地。
“全球鹰”更先进的优点是,它能与现有的联合部署智能支援
系统(jdiss)和全球指挥控制系统(gccs)联结,图像能直接而实时的
传给指挥官实用,用于指示目标、预警、快速攻击与再攻击、战
斗评估。rq-4a还可以适应陆海空军不同的通信控制系统。既可
进行宽带卫星通信,又可进行视距数据传输通信。宽带通信系统
可达到274mb/秒的传输速率,但目前尚未得到支持。ku波段的
卫星通信系统则可达到50mb/秒。另外机上装有备份的数据链
全球鹰飞行控制系统采用gps全球定位系统和惯性导航系
统,可自动完成从起飞到着陆的整个飞行过程。
五、装备情况及型号演变:
2005年12月,雷声公司获一项新合同,为诺斯罗普•格鲁门
公司的“全球鹰”项目生产地面设备。该“全球鹰”项目将支持美国
空军rq-4a/b“全球鹰”无人机系统。该项合同的财务条款未透露。
雷声公司将制造"全球鹰"的另外一些地面设施,包括发射和回收
单元、任务控制单元(mce)和有关的地面通信设备。该无人机
系统可近实时向战术指挥官提供高分辨率图像数据。从每架“全球
鹰”无人机获得的传感器数据,可通过宽频带射频或卫星数据链路
传输到任务控制单元。然后,这些数据分发到现有的指挥和控制
系统,或直接发送到已正确装备的战术战场用户或情报使用中心。
这次授予的地面设施是来自第4批次“全球鹰”低速初始生产计
划。同“全球鹰”地面设施一起,雷神公司的空间与机载系统部还
为“全球鹰”生产传感器组件。
无人机无人飞机:
飞行员的军心浮动还体现在装备方面。重型的F-22是冷战之后美
国空军最重要的战斗机,其超群的飞行性能、隐身能力和网络战能力
是美国空军傲视世界蓝天的资本。为了补充F-22的数量,美国空军
还研制了轻型(实际上在重量上已经接近苏-27一级的上一代重型战
斗机了)战斗机F-35。但是流年不利,美国空军的明星战斗机F-22
在生产187架之后就早早终止生产。美国空军曾坚持必须装备至少
339架F-22才能维持可靠的战斗力,这已经从最初的650架的要求
削减了差不多一半了。但是昂贵的反恐战争、暴跌的美国经济和对未
来战争的评估使美国空军的愿望落了空,前空军参谋长莫斯利在
B-52误挂核弹横穿美国后被罢了官,实际上踩了核安全的红线只是
一部分原因,另一部分原因是不识时务,不顾陆军承担了反恐战争大
头的大局,继续沉迷于以空军为主敲碎中国、俄罗斯等潜在对手的传
统战争模式,坚持要求大量采购F-22,被新账老账一起算。现在F-35
虽然还没有到削减数量的时候,但价格扶摇直上,这一切使得美国空
军对飞行员数量的要求大有降低。更大的危险则来自无人机。
在第一次伊拉克战争期间,无人机主要用作战场侦察,为己方的
空军和炮兵指引目标。但战争中伊拉克士兵向无人机投降的场面极大
地刺激了人们的想象,战后无人机不仅继续行之有效的战场侦察,还
开始挂载“地狱火”反坦克导弹等对地攻击武器,执行搜索-攻击任务。
无人机可以长时间在战场上控徘徊,一旦发现目标,可以招唤空军或
者炮兵攻击,也可以自己直接攻击,为战场指挥官提供了极大的灵活
性和敏捷性。随着航空技术的发展,无人机的升限和航程极大地提高,
长航时的“全球鹰”可以达到36小时以上的巡航时间,足以以美国为
基地,不着陆、不加油在世界的天空巡弋。至少在理论上,美国空军
可以将无人机从美国本土起飞,在美国本土控制,出发到全球各地执
行战斗任务。事实上,在阿富汗的很多无人机战斗任务就是从美国本
土基地直接控制的。
“全球鹰”这样的无人机可以长航时飞行,可以从美国本土起飞,
到全球执行任务
从美国本土基地直接控制遥远的无人机有很多好处。第一,昂贵
的控制站可以固定在美国本土基地上,减少了搬迁和远程部署的费
用;第二、美国本土的控制站减少了警卫、保密和国际政治上的麻烦,
不需要获得所在国政府的合作就可以自主行动;第三,金贵的控制人
员的工作条件得到改善,每天可以像上下班一样,不需要亲临战场,
承受战斗环境的艰辛和危险。但这最后一条实际上造成了一些意想不
到的问题。无人机控制人员长时间在战争环境和和平环境里频繁切
换,每天从老婆孩子热炕头到血雨腥风尸横遍野再回到莺歌燕舞,巨
大的反差造成了极大的心理疲劳,带来难以预计的心理健康影响。控
制无人机直接攻击有生目标就不说了,单纯执行侦察和监视任务也要
经常实时引导、观察战斗行动,免不了要双手沾血。早上送5岁女儿
去幼儿园时小白兔的故事没有讲完,白天指挥了一场行动,摧毁了一
个塔利班头目的住宅,除了塔利班头目和卫兵外,里面还包括妻小和
佣人,晚上接女儿回家的路上接着讲小白兔的故事,正好女儿问今天
爸爸看到了几个小白兔,要做到脸不变色心不跳确实是很难的。美国
空军正在试点采用轮战机制,无人机控制员不再每天上下班,而是执
行任务期间集中住在基地,甚至隔离在专门的小环境里,以和和平状
态的基地隔开,任务期结束后回家轮休。这样平时、战时比较清晰,
有关人员不需要频繁的心理调整,有利于心理健康。
无人机控制人员从道理上讲也是飞行员,但这和驾驶有人飞机毕
竟不一样。在美国空军和美国陆军同时大量装备无人机的时候,空军
和陆军对无人机控制员的不同要求是一个很有意思的事情。空军飞行
员都是军官。飞行员相当于空中的舰长,而舰长负责指挥全舰,自然
是军官。空军调用飞行员担任无人机控制员,这对空军很自然,这些
人已经掌握了飞行技能,也熟悉空战场的交通和交战规则,改行操控
无人机顺理成章。陆军则调用士官担任无人机控制员,从陆军的角度
出发,操纵一架无人机和操纵一辆坦克没有实质性的差别,士官足以
担任。陆军直升机飞行员也是士官,一般在军衔上是准尉(warrant
officer或者chiefwarrantofficer),但准尉依然不是军官,
属于士官(non-commissionedofficer,简称NCO)。由于无人
机不牵涉到机上人员生命安全,可以说就是昂贵的电脑游戏,训练要
求可以大幅度降低,没有飞行员资格的人也可以担任。对于陆员
来说,调任无人机控制员是一个新颖、刺激的好差事,但对于空军飞
行员就不一样了。飞惯有人飞机的飞行员改行控制无人机,在感觉上
是“降级”了,在技能、名望上都跌了一档。更重要的是,飞行员要保
持飞行资格,每年需要有足够数量的飞行小时,晋升和调任有前途的
岗位更是需要飞行时数,而无人机的飞行小时是不作数的。这倒不是
没有道理的,在阿富汗和伊拉克的无人机控制员平均每月要
“飞”200小时,要是都算飞行小时,对于真正的飞行员来说不公平。
对于空军飞行员来说,调任无人机控制员是一个避犹不及的坏差事。
无人机的控制好比超级电脑游戏,实际上对于控制员的飞行技能
和体能没有太大的要求,也便于从美国本土远程控制
美国空军现在也开始调用非飞行员担任无人机控制员。为了鼓励
优秀人才加入无人机队伍,无人机控制员享受有人飞机飞行员同样的
飞行津贴,这是相当于陆军的战斗津贴。这不光是钱的问题,还有一
个荣誉和权益的问题。无人机控制员也得到和飞行员鹰徽相似的资格
证章,已经具有飞行员资格的人则有机会调回有人飞机部队。无人机
控制员坐在后方也可以享受冒着敌人火力危险的有人飞机飞行员的
同等待遇,在飞行员中已经引起很多非议。出于平衡,美国空军要求
无人机控制员通过飞行员同等的体检要求,但这使得有伤病的人也不
能“飞行”。对于无人机控制员来说,腿脚骨折、鼻炎或者身上有无关
大局的伤口并不影响操纵,这样的要求实际上是没有意义的,因此在
无人机控制员中也饱受非议。空军管理当局左右为难,但这还是小事。
波音X-45是无人作战飞机的概念验证机
X-45的机内弹舱不比“捕食者”无人机那样临时性的挂载武器,是
为容纳“正规”的空军对地攻击弹药而设计的,同时还改善隐身、速度
和航程
诺斯罗普X-47是另一种无人作战飞机概念验证机
诺斯罗普还打算把X-47B上舰,作为海军的无人作战飞机
无人机正在从战场侦察走出来,越来越多的无人机具有挂载武器、
直接攻击的能力,无人攻击机已经不再是科幻了。美国空军的X-47A
已经首飞。美国海军的X-47B更是具有15吨的正常起飞重量,超过
中巴合作研制的“枭龙”。X-47B可以挂载两吨武器,可以在航母上起
落,具有编队飞行能力,留空时间高达12小时。更大的X-47C将
具有2300公里的航程和2.2吨的载弹量。挑战有人飞机最高境界的
无人战斗机也在地平线上时隐时现。五角大楼在公开谈论F-35将成
为美国最后一代有人驾驶的战斗机,战斗机飞行员的黄金时代似乎正
在逝去。对于习惯于天之骄子角色的飞行员来说,不参与无人机行当
可能导致落伍,积极参与无人机将加速有人飞机的淡出,飞行员们似
乎处在两难的境地,但这依然不是美国空军最大的问题。
美国空军脱胎于二战时代的美国陆军航空队。作为新兴的独立军
种,美国空军的使命是控制天空,并从空中打击地面目标。新兴的美
国空军曾试图控制美国三军的所有空中力量,但在海上被老油条的海
军和海军陆战队坚决地顶了回去。在陆地上,美国空军和美国陆军狠
斗了一场,最后是在军中具有至高威望的艾森豪威尔总统亲自出面,
才摆平了争议,立法规定空军拥有一切作战飞机和大型飞机,陆军只
落得了直升机和非作战的轻型飞机(如联络机、救护飞机)。美国空
军和美国陆军在弹道导弹领域也狠斗了一场,最后同样是空军获胜,
独揽了中程和洲际导弹,陆军只落得了不起眼的短程战术弹道导弹。
但在无人机领域,美国空军疏忽了。飞行员主导的美国空军从本
能上对无人机这样的奇技淫巧不感冒,也从来不认为无人机能成大气
候。事实上,美国空军是无人机的先驱,在越南战争时代就用“火蜂”
无人机对越南北方和中国进行侦察,对无人机的优点和局限清楚得
很。在1982年贝卡谷地空战之后,无人机获得了第二个春天,但依
然局限在战术侦察和自杀攻击领域。第一次伊拉克战争之后,无人机
的可靠性、自主性有了极大的提高,战术应用也扩大到对地攻击甚至
空战。在伊拉克禁飞区作战期间,一架“捕食者”无人机就曾试图用导
弹偷袭一架正在打擦边球的伊拉克米格-25,虽然“捕食者”偷鸡不成
蚀把米被打了下来,但这毕竟开创了一个过去不敢想象的无人机空战
时代。美国陆军在尝到无人机的甜头之后,起劲地大量部署无人机,
不光用于战场侦察,还挂载“地狱火”反坦克导弹和专门研制的小口径
制导炸弹(如20公斤的“蝰蛇攻击”炸弹和拟议中的50公斤GPS制导
炸弹),用于近距精确对地攻击,并可以挂载“针刺”空空导弹(基本
上等同于肩射防空型)用作近程自卫空战。假日时日,不难想象陆军
的无人机将具有更加像样的空战能力,以保障足够的战场生存能力。
陆军重新获得空中作战力量的努力直接侵入空军的地盘,是可忍,孰
不可忍。
美国陆军正在订购500架较大型的“空中武士”(“捕食者”的后继)
无人机,大大小小的无人机队的总规模更是达到几千架。这些是固定
翼的作战飞机,严格来说是违反当年的法律规定的。美国空军试图先
发制人,试图接管美国陆军的无人机队,但遭到陆军的坚决抵制。美
国空军的要求倒不完全出自于门派之争。从美国空军的角度来说,空
战场是一个整体,将空中作战力量集中使用,有利于最大限度地发挥
空中力量的作用,提高出动率,提高作战和后勤支援效率。伊拉克战
场上的美军已经开始出现这个问题。隶属中央司令部的空军无人机有
时急需增援,但就近的由陆军的师、旅直接控制的无人机调用不动,
或者来不及打通官僚关节,造成战机丧失。另外,空军的统一指挥也
容易协调不同高度、速度的各种飞行器的飞行安全。陆军的炮弹已经
使空域管理复杂化,但像流星一样转瞬即逝的炮弹毕竟留空时间短,
只要空地联络畅通,在某一时刻避开有关空域不是太难做到的事。但
只受战地指挥官控制而长时间留空并到处游荡的无人机就是另一回
事了,像“空中武士”的留空时间就达到36小时,升限达8800米以上,
在时间和空域上不容易通过统一调度而和空军的飞机错开,在飞行中
及时发现、避让更不容易,使得在低空(甚至中高空)高速穿梭的战
斗机飞行员想想都头痛。小型的RQ-7“影子”无人机适合于战场侦察,
是战地指挥官的好帮手,空军对这样的小家伙并不在意但像
MQ-1C“空中武士”那样的无人机越来越大,在尺寸上已经接近二战时
代的螺旋桨战斗机了挂载武器、直接受陆军指挥官控制的MQ-9“催
命鬼”无人攻击机使美国陆军实际上重新拥有了固定翼作战飞机,有
可能和空军的对地攻击功能造成冲突
美国陆军也有自己的理由。空军虽然承诺对陆军提供空中火力支
援,但战斗机飞行员主导的空军对对地攻击这种脏活重活避犹不及,
根本就是三心二意。空军屡次试图将A-10攻击机退役,还好海湾战
争中出人意料的表现救下了A-10。战后空军依然动过要将A-10退
役的脑筋,陆军放话说,要是空军胆敢退役A-10,陆军将接管,
重组固定翼的陆航,这才把空军吓退回去。陆军也指出,最好的对地
攻击飞行员不是空军的,而是海军陆战队的,这是因为海军陆战队的
飞行员都要按规定和地面指挥军官在战壕里一起滚一遍,不光对地面
作战有实际了解,也和地面的兄弟有手足之情。换句话说,只有“自
己的空中力量”才是可靠的空中力量。战地指挥官直接掌握的有机空
中力量对指挥决心和及时支援具有至关重要的意义,空军用飞机调派
不过来为由把陆军的要求打发回去是战地指挥官最大的头痛。美国陆
军还在怀念空军独立出去之前陆军航空队的好日子,现在总算可以通
过无人机这个空档重建旧梦,怎么可能轻易放弃?美国陆军正在大量
采购的“空中武士”无人机已经具有4个挂架,可以挂载4枚“地狱火”
或者8枚“针刺”,在长度和翼展上已经接近二战时代的螺旋桨战斗机。
假以时日,不难想象陆军的胃口扩展到喷气式无人机,就像X-47家
族那样,个子越来越大,能力越来越强,甚至拥有自己配套的空射武
器系统。那个时候,美国空军的问题就不仅仅是烦恼,而是噩梦了。
美国空军正在和美国陆军联手解决新时代的空中力量划分问题,
美国空军将继续负责争夺制空权和空运,但是空军在战场侦察和空中
火力支援上的作用是否会向陆军转移,这对未来作战飞机的设计和部
署有什么影响,人们正以极大的兴趣加以关注。
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