"全球鷹" - 全世界最先進的無人機

克里斯Chris

本文原載處：「空軍世界」論壇




美國已經同意向韓國出售"全球鷹"無人偵察機（參見：《美國向韓國出售“全球鷹” 》一文），有分析認為，這將修改亞太的空中格局。


"全球鷹"的基本性能如何？為何它的到來會引起亞太多方關注？現在就來一起認識下世界最先進的無人機--"全球鷹"。






諾斯羅普·格魯曼公司的RQ-4A“全球鷹”是美國空軍乃至全世界最先進的無人機。作為“高空持久性先進概念技術驗證”(ACTD)計劃的一部分，包括“全球鷹”和“暗星”兩個部分在內的“全球鷹”計劃於1995年啟動。

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原型機曾墜毀



    「全球鷹」於1998年2月首飛，在ACTD計劃執行期內完成了58個起降，共719.4小時飛行。

     1999年3月第二號原型機墜毀，攜帶的專門為「全球鷹」設計的偵察傳感器系統毀壞；1999年12月，三號機在跑道滑跑時出現事故，毀壞了另外一個傳感器系統。因此在之後的試飛中，沒有加裝電子/紅外傳感器系統。但測試了單獨的合成孔徑偵察雷達，並獲得了偵察影像。


    2000年3月試飛繼續，6月一個完整的「全球鷹」系統重新部署到了愛德華茲空軍基地。

    2001年4月22日，「全球鷹」完成了從美國到澳大利亞的越洋飛行創舉。要知道，既便是有人駕駛的飛機，也只有其中少數能夠跨越太平洋，如大型民航客機。這是無人機首次完成這樣的壯舉。

    飛行距離遠也使得「全球鷹」可以逗留在某個目標的上空長達42個小時，以便連續不斷的進行監視。「全球鷹」的地面站和支援艙可使用一架C-5或兩架C-17運送，「全球鷹」本身則不需要空運，因為其轉場航程達25002千米，續航時間38小時，能飛到任何需要的目的地。

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基本性能參數

    「全球鷹」機身長13.5米，高4.62米，翼展35.4米，最大起飛重量11622千克。翼展和波音747相近，因此「全球鷹」是一種巨大的無人機。

    「全球鷹」 機載燃料超過7噸，最大航程可達25945千米，自主飛行時間長達41小時，可以完成跨洲際飛行。可在距發射區5556千米的範圍內活動，可在目標區上空18288米處停留24小時。

    飛行控制系統採用GPS全球定位系統和慣性導航系統，可自動完成從起飛到著陸的整個飛行過程。

    RQ-4A在2001年4月進行的飛行試驗中，達到了19850米的飛行高度，並打破了噴氣動力無人機續航31.5小時的任務飛行記錄。這項記錄曾經是Compass Cope-R無人機保持了26年之久的世界記錄。




    「全球鷹」可同時攜帶光電、紅外傳感系統和合成孔徑雷達。光電傳感器工作在0.4到0.8微米波段，紅外傳感器在3.6到5微米波段。光電系統包括第三代紅外傳感器和一個柯達(KODAK)數字式電耦合器件(CCD)。合成孔徑雷達具有一個X波段、600MHZ、3.5千瓦峰值的活動目標指示器。該雷達獲取的條幅式偵察照片可精確到1米，定點偵察照片可精確到0.30米。


對以每小時20到200千米行駛的地面移動目標，可精確到7千米。一次任務飛行中，「全球鷹」既可進行大範圍雷達搜索，又可提供7.4萬平方千米範圍內的光電/紅外圖像，目標定位的圓誤差概率最小可達20米。裝有1.2米直徑天線的合成孔徑雷達能穿透雲雨等障礙，能連續的監視運動的目標。

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「全球鷹」更先進的優點是，它能與現有的聯合部署智能支援系統(JDISS)和全球指揮控制系統(GCCS)聯結，圖像能直接而實時的傳給指揮官實用，用於指示目標、預警、快速攻擊與再攻擊、戰鬥評估。

RQ-4A還可以適應陸海空軍不同的通信控制系統。既可進行寬帶衛星通信，又可進行視距數據傳輸通信。寬帶通信系統可達到274MB/秒的傳輸速率，但目前尚未得到支持。Ku波段的衛星通信系統則可達到50MB/秒。另外機上裝有備份的數據鏈。

    每架「全球鷹」造價約5,100萬美元。由於美空軍準備再購買66架，單價可望降到 2,000萬美元左右。相比之下U-2每架造價超過5,200萬美元。




     「全球鷹」的缺點

    「全球鷹」也有著不少缺點。其飛行時速只有644千米/小時，難以逃脫高速戰鬥機的追擊；噴氣發動機仍會產生少量紅外輻射信號。正因如此，「全球鷹」裝備了紅外誘餌彈。「全球鷹」有效載荷只有900千克，攜帶裝備的能力非常有限。

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「全球鷹」的升級和改造歷程


2002年9月

    諾斯羅普·格魯門公司決定為「全球鷹」製造「增強」型機翼 ，其目的旨在提高UAV載重和耐久性，這些機翼要比目前的大10%。目標是提高「全球鷹」的性能，達到攜帶1360千克有效載荷升高到18288米空中，並維持其原有航程和耐航飛行要求。

    考慮到U-2飛機在未來10年後性能達不到需求，美空軍希望「全球鷹」的載重能力和功能。載重增加後，該機可攜帶信號偵察傳感器和用於偵察地面移動目標的雷達，從而更接近U-2的功能。

    2003年7月

   美國國防部開始計劃為「全球鷹」加裝武器系統 ，這標誌著國防部的無人機政策發生轉變。美國空軍對此決定表示異議，空軍指出有些國家反對武裝無人機飛進其領空，這將削弱武裝無人機的使用靈活性。

    伊拉克戰爭美軍司令、現已退役的弗蘭克斯將軍稱，武裝化的「全球鷹」是美軍必須要關注的事，因為伊拉克戰爭的經驗說明高空平台如果能自行攻擊目標，將有著極大的實用價值。

   空軍戰鬥司令部表示，目前已證實，在伊拉克戰爭中可控制無人機在9660千米以外的地點執行任務，圖像收集、傳輸、處理以及傳送到聯合空戰中心，不到10分鐘時間即可完成。該司令部還向媒體闡述了無人機壓縮目標「殺傷鏈」的概念，期望在整個無人機系統和控制能力上有進一步飛躍。

   美國國防預先研究計劃局表示，對未來無人機系統，如聯合無人戰鬥機、無人戰鬥旋翼機和建制飛行器，以及建造它們持久穩定的情報、監視和偵察潛力和在某些情況下的對地、對空攻擊能力持樂觀態度。

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2003年8月

    諾斯羅普·格魯曼公司綜合系統分部完成了首架生產型RQ-4A「全球鷹」 的製造。該機在完成最後的一系列系統測試後，在當月底進行首次試飛。這架「全球鷹」是諾·格公司製造的第八架同型號無人機，前7架都是該項目的先期概念技術演示(ACTD)型號。首架生產型「全球鷹」預計將被交付空軍第9偵察聯隊。同期，諾斯羅普·格魯門開始「全球鷹」特殊飛行試驗，計劃於10月初在德國演示其電子情報偵察任務能力。

    此外，「全球鷹」於8月18日獲得美國聯邦航空管理局的表面層(blanket)飛行許可證，該許可證授權「全球鷹」可在美國本土的任一高度的領空內飛行。這為「全球鷹」在本國領空內支持本土防禦任務鋪平了道路。按照許可規定，「全球鷹」必須在限定的地點，如空軍基地等進行起飛和著陸，在爬升到民用空中交通航道以上的高度後，才能進入自由空域。

    2003年9月

    諾斯羅普·格魯門公司已開始研製和生產新型的、能力更強的RQ-4B改型 。這項研製是應美空軍最近所授予的總額3000萬美元的先期採購活動和長週期硬件合同而進行的。

    RQ-4B保持了空軍對於飛行高度、耐航性和航程的作戰要求，但比「全球鷹」的有效載荷能力增加了50%。

    諾斯羅普·格魯門公司將在它的Palmdale製造廠生產3架RQ-4B無人機，作為第三批「全球鷹」低速初始生產的一部分。該無人機將於2004~2005年間交付。除了攜帶增加的SIGINT和ELINT（電子情報）有效載荷外，RQ-4B將能攜帶目前正在由綜合系統部開發的多平台雷達技術插入計劃（Multi-Platform Radar Technology Insertion Programme--MP-RTIP）的有效載荷，該雷達同時是E-10A預警機的雷達。




    RQ-4B比現用的「全球鷹」具有更大的翼展（130.9英尺（40米），而現用「全球鷹」為116英尺（30.5米））和更長的機身（47.6英尺（14.5米），現用「全球鷹」為44英尺（13.4米））。

通過採用一台新型發電機和對羅羅公司AE-3007發動機進行少許修改，新型「全球鷹」的電輸出功率已增大了150%。這項新的第3批低速初始生產合同還包括對一架RQ-4A生產型無人機以及目前使用的集成傳感器組件（電光/紅外和合成孔徑雷達）、一個發射和回收組元和一個任務控制組元的長交付週期投資。

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2004年10月

    第一架用於美海軍「全球鷹」海上演示（GHMD）計劃的RQ-4A「全球鷹」無人機於10月6日從加利福尼亞的帕姆代爾飛到了愛德華茲空軍基地，完成首次飛行 。

    整個飛行持續約4個小時，期間對機身、制導系統以及動力系統進行了試驗。該架飛機是美海軍為GHMD計劃採購的兩架無人機之一，GHMD計劃的目的是開發海上無人機戰術以及作戰程序。GHMD計劃中的無人機系統將為美海軍提供試驗平台，用於評估新計劃、支援艦隊試驗和演習；為部署的海軍和海軍陸戰隊提供作戰支援。




    GHMD計劃獲得的經驗教訓將用於未來海軍無人機系統。海軍無人機計劃經理丹尼斯上校認為此次飛行預示著海軍無人機計劃和海軍航空力量發展取得重大進展。海軍首次擁有了無人機系統，可近似為全球的海軍艦隊作戰提供支援。

    GHMD計劃取得的經驗將作為未來海軍在海上執行情報、監視及偵察任務的基準。海軍型的「全球鷹」為執行海軍任務進行了改進，包括使用用於檢測和識別海上艦隻的新的雷達工作模式。地面控制站同樣進行了改進，增加了幫助控制人員分析傳感器信息的顯示和控制設備。

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2004年12月


    由於五角大樓要求增強長航時無人機的性能，「全球鷹」無人機成本已增至原來的3倍。 據美國總審計局（GAO）報導，增加開發成本意味著製造數量比原計劃減少。諾斯羅普·格魯曼公司是「全球鷹」無人機項目的主承包商。自2002年起，「全球鷹」無人機計劃已被重新訂製了兩次，項目投資由20年壓縮到10年。

2006財年美空軍計劃為該項目尋求7.5億美元，是原計劃金額的三倍。2001年，五角大樓計劃耗資53億美元生產63架飛機和14個地面站。



    據GAO報導，五角大樓要求增加無人機性能促使其項目成本比原計劃增加44%。諾·格公司正致力於RQ-4B新型無人機的開發，新型無人機還沒完成設計，其先進傳感器有效載荷技術還不成熟。GAO建議五角大樓重新考慮同時開發並生產該新型無人機，並推遲其採購時間。


    諾斯羅普·格魯曼公司對此表示，要想得到性能好的產品必須付出大的代價，而且其採用的零件成本高也是原因之一。 此外，該公司代表稱，國防部部分官員忽視了「全球鷹」與相似尺寸的有人飛機相比，極大地節省了全壽命作戰成本，運行成本遠遠低於有人飛機。而且「全球鷹」的材料昂貴，商家不能在鋁合金或碳纖維零件的價格上得到折扣。



   該代表表示，無人機平台只需要很少的操作人員，而操作人員在國防部的預算中是最昂貴的開支，差不多佔總費用的2/3，其中包括薪金、購房、醫療、家眷、老兵的安排等。進一步說，遠程「全球鷹」的價值就體現在其具有在敵人部隊上方盤旋更長時間的耐航能力，這項性能可以解決美國被拒絕進入或使用就近陸地（只有進入或使用這些陸地有人機才能執行任務）的問題，如在阿富汗戰爭中曾遇到過這樣的問題。


由於「全球鷹」能夠裝載1816千克（4000磅）有效載荷，因而可以配備更多的傳感器，以保持更新。最後一個優點是，該無人機可以利用膝上型電腦進行控制。理想狀態是每個地面站能夠控制四架「全球鷹」飛行。開放式結構還意味著該無人機的軟件極易升級，為今後的戰場實用性打下基礎。

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　2005年1月

    雷聲公司已經簽訂一項低價研製三組「全球鷹」改進型綜合傳感器的合同。這種具有合成孔徑雷達和光纖傳感器的雙重功能的改進型傳感器（EISS）將比現有的傳感器（ISS）的性能提高50%。此外，雷聲公司還將對該機與地面部隊的信息傳送手段進行更新，該項研製在美國加利福尼亞完成後，將由美空軍授予洛·馬公司進行生產，並計劃於2006年完成。

    2005年3月

    諾斯羅普·格魯曼公司、Tenix防務公司和薩伯系統公司宣佈，它們將組隊開發一種澳大利亞用地面系統，同諾·格公司的「全球鷹」高空、長航時無人機相綜合。

    同月，沃特（Vought）飛機工業公司宣佈，該公司已向諾斯羅普·格魯門公司交付首套美國空軍RQ-4B的增強型機翼。沃特公司在製造RQ-4B飛機機翼時，使用了商用復合材料和環氧材料。新機翼長130.9英尺（39.9米），重約4000磅（1814千克），是沃特的達拉斯工廠交付的最長的機翼。

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2005年8月



    「全球鷹」的飛行試驗工作結束，這使得最新型「全球鷹」向投入實戰又邁進了一步。飛行試驗由空軍作戰試驗與評估中心在加州愛德華茲空軍基地實施，試驗的目的是為即將到來的第10批次生產型「全球鷹」和傳感器成套設備是否完成部署準備的決策提供支持。

    「全球鷹」能夠為空軍和聯合戰場指揮官提供近實時的高分辨率情報、偵察與監視圖像。


    一名試飛中隊的官員稱，計劃用新的「全球鷹」飛機取代目前在"持久自由行動"中部署的「全球鷹」先進概念技術驗證機（ACTD）。他說，每架先進概念技術驗證機都不一樣，而生產型「全球鷹」是標準化的，空軍可以自己使用和維護。目前，負責維護無人機的主要是承包商。

    飛行試驗滿足了一系列研製試驗和作戰試驗的需求，完成了演示「全球鷹」系統性能的綜合系統評估飛行。經過評估的能力包括：飛行操作、光電系統、紅外和合成孔徑雷達的功能以及傳感器圖像的數量、時效性和可用性。




    2005年9月

    據駐紮在夏威夷希克姆空軍基地的美國太平洋地區空軍司令赫斯特稱，美國空軍計劃將高空長航時無人機「全球鷹」部署到整個太平洋地區。美軍計劃將其首先部署在關島地區，並尋求將其部署在澳大利亞、日本和韓國等其他盟國。美軍太平洋地區空軍急於討論將無人機的發射和回收設備部署在澳大利亞北部、新加坡和印度的可能性。

    「全球鷹」無人機由諾斯洛普·格魯曼公司研製，可在60000英尺高空飛行24小時，能夠幫助空軍在整個太平洋地區執行偵察任務。該無人機由關島起飛，並由希凱姆空軍基地控制。無人機可飛往日本海或中國東海，並在那裡執行16小時任務，或在返回基地前，飛往馬六甲海峽執行12小時任務。

    首批幾架「全球鷹」樣機已在阿富汗和伊拉克執行偵察任務。諾·格公司正在加緊生產該型無人機，但面臨著成本增加和"即插即用"條件的挑戰（使空軍能夠更換不同的載荷以滿足需要）。

    空軍還在韓國部署更小型的"捕食者"無人機。"捕食者"無人機由位於聖迭戈的通用原子公司研製，分為A型和B型。B型有更長的機翼，可以攜帶除監視和偵察設備外的導彈武器裝備。"捕食者"B無人機可執行從偵察到作戰的全頻譜作戰任務。