(图片来源于美国海军研究学会新闻网,如有侵权请联系删除)
顾名思义,“中空长航时”(MALE)与“高空长航时”(HALE)这两个称谓,精准凝练了此类无人机的核心特质。相较于低空无人机或传统有人驾驶飞机,它们的飞行高度优势显著,由此大幅拓展了探测范围与地理覆盖维度。而“长航时”这一特性,更使其能够在许可空域内持续部署——尤其当多架无人机协同进驻作战区域时,可实现近乎实时的态势感知,为指挥官的决策判断提供支撑。
展开剩余93%中空长航时无人机中空长航时无人机在性能与任务配置方面呈现出多样化的特点,每架飞机都根据具体需求进行了针对性设计与优化。总体而言,这类无人机大多具有出色的灵活性,许多机型能够胜任多种任务。中空长航时无人机的实用升限一般在7000至15000米之间,但这一范围并非绝对,根据不同的任务需求和设计目标,其升限范围也存在一定的弹性。
1.MQ-9系列
由通用原子航空系统公司(GA-ASI)生产的MQ-9系列无人机,通常被划归中空长航时无人机之列,尽管其超过15000米的最大飞行高度已然接近高空长航时无人机的性能边界。虽然MQ-9系列无人机能够经编程实现完全自主飞行,但它们仍被归类为远程驾驶航空器(RPA)。按照标准操作流程,地面控制站(GCS)需始终配备一名飞机操作员和一名传感器/武器系统操作员。MQ-9无人机内置的卫星链路,使地面人员能够在全球范围内对其进行操控。
自2007年MQ-9A Block 1“死神”(Reaper)无人机问世以来,MQ-9系列无人机已取得了长足进展。通用原子公司目前推出了多个衍生型号,包括MQ-9A Block 5“死神”、增程型(ER)“死神”、MQ-9B“卫士”(Guardian)以及短距起降型(STOL)MQ-9B。每个衍生型号都针对不同的任务需求进行了优化,这种优化体现在结构、有效载荷和性能方面的适度差异上。总体而言,得益于飞行能力、传感器配置和武器载荷的结合,MQ-9系列无人机被视为当前在役的性能最卓越的中空长航时无人机之一。
基线型MQ-9A Block 5“死神”无人机是执行“猎杀”任务的利器,能够精准定位和识别时间敏感型高价值目标,并在其转移前迅速发起攻击。此外,美国空军还赋予了MQ-9A无人机广泛的任务范畴,包括情报搜集、监视、目标捕获与侦察(ISTAR)、近距离空中支援(CAS)、战斗搜救(CSAR)、精确打击、车队及突袭行动掩护以及末端空中制导等。
MQ-9A“死神”无人机的翼展达20米,实用升限为15240米,任务续航时间长达27小时。在增程配置下,该机可搭载翼下燃油吊舱,续航时间可再延长7小时。其内部和外部的有效载荷容量分别为386公斤和1361公斤。
MQ-9A“死神”无人机的基础传感器套件包括“山猫”(Lynx)多模式合成孔径雷达(SAR)和多光谱瞄准系统(MTS),后者集成了红外传感器、彩色与黑白昼间电视摄像机以及短波红外(SWIR)摄像机,同时还配备了激光照明器和激光指示器——其中,激光指示器可用于引导半主动激光(SAL)制导弹药。
MQ-9A“死神”无人机拥有7个硬挂点,能够携带大量武器。这些武器涵盖多种导弹和炸弹,如多达8枚AGM-114“地狱火”(Hellfire)导弹、GBU-12和GBU-49“宝石路”(Paveway)/增强“宝石路”Ⅱ型激光制导炸弹、GBU-38和GBU-54联合直接攻击弹药(JDAM),以及AIM-9“响尾蛇”(Sidewinder)和AIM-92“毒刺”(Stinger)系列导弹。此外,该无人机还成功完成了“硫磺”(Brimstone)精确制导导弹和GBU-39小直径炸弹(SDB)的搭载测试。
与MQ-9A相比,MQ-9B“卫士”无人机的翼展更大,为24米,最大起飞重量(MTOW)提升了约20%,达到5700公斤,任务续航时间也大幅延长,可持续飞行30至40小时。在外部有效载荷方面,其配备9个硬挂点,承载量达2155公斤。不过,MQ-9B无人机的升限相对较低,为12200米。该无人机的设计不仅符合北约 STANAG 4671适航标准,还能满足欧洲及全球的民用空域准入要求。为此,通用原子航空系统公司开发了定制的探测与避让(DAA)系统和可认证地面控制站(CGCS),使“卫士”无人机能与商用空中交通系统实现融合。
MQ-9B“卫士”无人机存在分别针对空防和海事用途的两种变体——“天空卫士”(Sky Guardian)和“海洋卫士”(Sea Guardian)。其中,“海洋卫士”搭载了专为海上监视任务量身设计的任务组件,可执行反潜战(ASW)、反水面战(ASuW)及水雷对抗战(MCM)等任务。MQ-9B无人机可加装短距起降机翼和尾翼组件,从而能在较短的远征跑道,甚至航空母舰、直升机航母等大型平甲板舰艇上起飞和降落。随着性能增强,该无人机能在最偏远、最恶劣的陆地与水域持续部署,包括战略意义日益凸显的北极地区。
图1. 在英国皇家空军成立100周年活动期间飞抵英国上空的MQ-9B“天空卫士”无人机(图片来源于通用原子航空系统公司官网,如有侵权请联系删除)
图2. MQ-9B“海洋卫士”无人机渲染图(图片来源于通用原子航空系统公司官网,如有侵权请联系删除)
2021年9月10日,通用原子航空系统公司安排了一架“大机翼”配置的MQ-9A无人机从美国北达科他州大福克斯附近的飞行测试与训练中心(FTTC)起飞,飞越加拿大领空,穿越北纬78度线,并在北纬78.31度上空盘旋,以测试其在北极圈以北空域的飞行性能。在此过程中,无人机使用了国际海事卫星组织(Inmarsat)的L波段机载情报、监视与侦察(LAISR)系统。此外,根据计划,新一代卫星星座将在2026年前启用,这将为MQ-9B无人机在全球极地地区的飞行提供通信保障。
2.MQ-1C“灰鹰”
MQ-1C“灰鹰”(Gray Eagle)无人机翼展17米,最大起飞重量1633公斤,常被戏称为MQ-9的“小兄弟”。这款无人机同样由通用原子航空系统公司打造,专为地面部队——尤其是美国陆军的需求而设计,主要用于为陆军战地指挥官提供支持,可执行广域情报、监视与侦察、车队护卫、简易爆炸装置的探测与排除、近距离空中支援、通信中继及武器投送等任务。
这款中空长航时无人机不仅配备了先进的光电传感器、合成孔径雷达、地面移动目标指示器(GMTI)以及通信中继设备,还可携带4枚“地狱火”导弹。其内部与外部的有效载荷承载量分别为261公斤和227公斤。“灰鹰”无人机的滞空性能尤为出色:任务续航时间长达25小时,最大飞行高度达8800米。在作战协同方面,它能与AH-64“阿帕奇”(Apache)武装直升机构建“有人-无人协同”模式,既可协助“阿帕奇”的武器系统完成目标识别,也能凭借自身携带的“地狱火”导弹补充“阿帕奇”的火力输出。操控方式上,该无人机可通过通用原子航空系统公司的地面控制站,或美国陆军“单一系统地面站”(US Army One System Ground Station)实现远程操作。与“死神”和“卫士”相同,“灰鹰”采用后置推进式螺旋桨设计;而显著差异在于动力系统——“死神”的涡轮螺旋桨发动机依赖喷气燃料,“灰鹰”的重燃料发动机(HFE)则兼容喷气燃料与柴油。这种多燃料适配设计减少了对单一燃料的依赖,能有效减轻野外作战时的后勤补给压力。
图3. 飞行中的“灰鹰”25M无人机(图片来源于通用原子航空系统公司官网,如有侵权请联系删除)
通用原子航空系统公司始终致力于“灰鹰”无人机的迭代升级。2018年投入使用的“灰鹰”增程型(GE-ER),凭借更强劲的发动机和中线挂点可搭载的外部燃油舱,燃油储存量提升了约75%,续航时间拓展至42小时,为持续性的ISTAR任务提供了可靠支撑。作为系列中最新且性能顶尖的型号,“灰鹰”25M(GE-25M)于2023年12月成功首飞,其续航时间超过40小时,单侧机翼和中线挂点各能承载227公斤的有效载荷,总外部有效载荷约680公斤。该无人机还换装了2.0升200马力重燃料发动机,采用了现代化数据链和通用原子航空系统公司自研的“鹰眼”(Eagle Eye)雷达,并针对电子威胁强化了防护能力——配备抗干扰全球定位系统(GPS)和卫星通信系统(SATCOM),升级的视觉导航系统,依托远程传感器和空射效应器(ALE)实现防区外生存。这些改进使“灰鹰”无人机从执行基础持续性侦察任务,逐步向能在复杂电子环境和对抗性区域深入作战的高性能无人机发展。
3.“欧洲无人机”
“欧洲无人机”(Eurodrone)项目是由德国、法国、意大利和西班牙四国于2016年联合发起的先进无人机研发计划。该项目由欧洲联合军备合作组织(OCCAR)负责管理,德国空客防务与航天公司(Airbus Defense and Space)作为主要承包商,携手意大利莱昂纳多公司(Leonardo)、法国达索航空公司(Dassault Aviation)以及西班牙空客防务与航天公司共同推进。
图4. “欧洲无人机”渲染图(图片来源于空客防务与航天公司官网,如有侵权请联系删除)
该项目致力于打造一款大型中空长航时无人机,其翼展达30米,最大起飞重量为13吨级,有效载荷能力达2.3吨。“欧洲无人机”配备两台后置的阿维奥航空“催化剂”(Avio Aero Catalyst)涡轮螺旋桨发动机,能够实现最高500公里/小时的真空速。其实用升限为12200米,最大续航时间达40小时。该无人机具备多样化任务能力,涵盖陆地情报搜集、监视、目标捕获与侦察及对地攻击;海洋反潜战(ASW)、反水面战(ASuW)和大范围监视;以及空中预警(AEW)、指挥、控制和通信等。此外,该无人机能够在各类复杂天气与环境条件下运行,包括极端严寒与酷热环境。
图5. “欧洲无人机”的设计特征、任务载荷与技术参数(图片来源于空客防务与航天公司官网,如有侵权请联系删除)
“欧洲无人机”具备多种先进功能,如自动起降(ATOL)、空中防撞系统(TCAS)、空中交通管理通信、探测与避让系统(DAA)、气象雷达以及窄带/宽带冗余数据链。这些功能使其能够满足北约STANAG 4671适航标准第3版以及欧洲航空安全局(EASA)民用航空法规CS-25的要求。这意味着“欧洲无人机”可以在非隔离空域(即与民用航空共享的空域)中运行,而无需受到额外的限制。
“欧洲无人机”计划搭载的传感器包括法国赛峰集团(Safran)的Euroflir 610光电转塔瞄准具(配备昼间电视与红外通道)、意大利莱昂纳多公司的Gabbiano多模式有源相控阵(AESA)监视雷达,以及适用于海上任务的舰船自动识别系统(W-AIS)。该无人机共设有5个硬挂点,可携带多种精确制导武器,包括欧洲导弹集团(MBDA)研制的MHT空对地导弹和GBU-49炸弹。
日本和印度分别于2023年11月30日和2025年1月21日相继成为“欧洲无人机”项目的观察国,标志着该项目的国际关注度持续攀升。在技术路径上,项目采用数字与实体设计融合的原型开发模式,并依托欧洲本土组件供应链保障核心自主性。2024年5月16日,空客公司宣布“欧洲无人机”顺利通过初步设计评审(PDR),为项目推进奠定关键基础;2025年4月11日,其位于德国曼兴的“欧洲无人机”实验室正式启用,该实验室将承担所有飞行及地面系统的安装前测试任务。按计划,“欧洲无人机”将于21世纪20年代末进行首飞,并在此之前开展一次完整的系统集成测试。截至目前,参与国拟采购60架无人机及40个地面控制站。
4.旗手・突袭者
“旗手·突袭者”(Bayraktar Akinci)是由土耳其拜卡技术公司(Baykar Technologies)研发的无人机,与“欧洲无人机”同属双发中空长航时无人机。该系列无人机共有A、B、C三种配置。其中,“突袭者”-A搭载两台 450马力的伊夫琴科-进步设计局(Ivchenko-Progress)AI-450S涡轮螺旋桨发动机,是该系列的基准型号;“突袭者”-B配备两台750马力的普惠加拿大公司(Pratt & Whitney Canada)PT6涡轮螺旋桨发动机,其动力和有效载荷能力较A型有显著提升;“突袭者”-C是该系列中功率最强的型号,搭载两台850马力的发动机,能够实现更高的飞行高度和速度,同时有效载荷能力也更为出色,其设计目标之一是与有人驾驶战斗机配合执行任务。2025年2月24日,“突袭者”-C完成首飞。
图6. 土耳其“旗手·突袭者”无人机(图片来源于拜卡技术公司官网,如有侵权请联系删除)
据制造商介绍,“突袭者”无人机的设计最大升限为12300米,但通常在约9200米处执行任务,常规续航超24小时。2022年,在土耳其空军和国防工业局代表监督下进行的续航测试中,一架“突袭者”无人机创下了13882米的高度纪录。自2021年交付土耳其空军后,“突袭者”无人机已成功执行了多项任务,包括地震搜救、寻找伊朗前总统莱希搭乘的坠毁直升机等。
“突袭者”无人机配备了人工智能技术,可实时为信号处理、传感器融合和态势感知提供支持。其机载系统包括具备气象雷达与合成孔径雷达(SAR)功能的有源相控阵雷达、信号情报/电子支援系统、双卫星通信系统,以及光电昼间传感器和红外传感器。2025年3月,拜卡公司宣布,“穆拉德”(Murad)有源相控阵雷达已成功集成至“突袭者”无人机,这使其能够依据弹药装载情况,对空中和地面目标实施精准追踪和打击。
“突袭者”无人机的有效载荷能力高达1500公斤,可搭载多种武器,涵盖罗克特桑公司(Roketsan)的智能微型弹药(MAM-C和MAM-L)、Mk81/82/83联合直接攻击弹药(JDAM)、滑翔炸弹以及空对地和空对空导弹,其中包括土耳其国产的“博兹多安”(Bozdoğan)和“格克多安”(Gökdoğan)空对空导弹。
高空长航时无人机高空长航时无人机虽具备灵活性,但其设计大多不涉及武器搭载。部分处于实验或研发阶段的该类无人机,凭借非常规推进系统,能将续航时间延长至数周甚至数月,飞行高度达18000米及以上。其中一些拥有极高飞行高度与超强续航能力的型号,甚至被冠以“高空伪卫星”(HAPS)之名——这源于它们所提供的覆盖范围和持续监测能力,在一定程度上已能够与近地轨道(LEO)卫星相提并论。
1.RQ-4B/D和RQ-180
RQ-4“全球鹰”(Global Hawk)战略无人机于2001年正式列装美国空军,主要依托图像情报(IMINT)、信号情报(SIGINT)及移动目标指示器(MTI)传感器,提供持续的近实时监控能力。经过多轮升级迭代,目前仅有最新的Block 40型号仍在服役,作为全球情报、监视与侦察资产发挥作用。该型号配备有源相控阵雷达和合成孔径雷达,可同步追踪地面移动目标与巡航导弹,同时捕捉固定目标图像;其操控由地面控制站负责,该控制站整合了飞行器操纵、系统监控、数据处理、任务规划等多项功能,由飞行操作员与传感器操作员协同完成操作。
RQ-4B无人机机身长14.5米,翼展40米,最大起飞重量达14630公斤。其配备一台涡轮风扇发动机,飞行速度约570公里/小时,航程22000公里(含往返飞行与目标区域的滞空飞行),实用升限为18640米。其32小时的续航能力,可支持在目标区域停留24小时,同时预留出充足的往返安全余量,有效载荷能力达1360公斤。
“全球鹰”由于缺乏隐身性能,难以在对抗性空域执行任务。美国空军计划于2027年前退役剩余的Block 40型无人机,转而采用生存能力更强的系统。不过,北约尚未打算提前退役其自2021年起部署在锡戈内拉基地(NATO Base Sigonella)的RQ-4D无人机;日本也在2022至2023年间刚采购了3套RQ-4B无人机系统。此外,专为海上行动优化的MQ-4C“海神”(Triton)改型,也已在美国海军和澳大利亚皇家空军服役。
图7. 作为北约地面监视系统的RQ-4D无人机(图片来源于诺斯罗普·格鲁曼公司官网,如有侵权请联系删除)
美国空军关于“全球鹰”替代机型的计划属高度机密,专业刊物多年来推测 RQ-180可能是替代者。尽管RQ-180的具体细节不明,但据称它具备出色的隐身和生存能力,可在高威胁环境执行纵深侦察并与有人机协同作战,且作为替代机型,其航程、续航、高度等性能应与“全球鹰”相当。
图8. 从美国空军视频中截取的一张未来高性能情监侦无人机的截图。画外音提到了“大白蝙蝠”——RQ-180无人机的昵称,但并未明确表示该图像中的无人机就是RQ-180(图片来源于美国空军网站,如果侵权请联系删除)
据推测,RQ-180的任务系统可能包括有源相控阵雷达、电子战系统以及数据链(用于支持美国或盟国不同代际的战机联合执行任务)。在爱德华兹空军基地(Edwards AFB)和格鲁姆湖(Groom Lake)附近,曾有人目击到采用“曲柄风筝”设计、翼展约40米的不明飞行器,这进一步强化了相关猜测:由诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)依据机密合同研发、绰号“大白蝙蝠”(Great White Bat)的RQ-180,要么已进入高级测试阶段,要么已投入使用。截至目前,美国空军对其服役状态既未证实,也未否认。
2.PHASA-35
“持久高空太阳能飞机”(PHASA-35)被视为高空伪卫星,它是一款轻型太阳能高空长航时无人机,由两台电动机驱动,旨在提供持续的情报、监视与侦察能力。该无人机的研发工作始于2018年,由英国棱柱有限公司(Prismatic Ltd)主导,该公司于2021年被英国航空航天系统公司(BAE Systems)收购。
PHASA-35重150公斤,翼展35米。2023年7月,在英国皇家空军费尔福德基地(RAF Fairford)举办的皇家国际航空展(RIAT)上,英国航空航天系统公司无人机系统业务经理菲尔·瓦蒂(Phil Varty)表示,PHASA-35采用了比同类系统更强韧、更坚固的碳纤维机身,这使其在穿越对流层升降时,能更从容地应对复杂多变的恶劣天气。
PHASA-35的双螺旋桨由电动机驱动。白天,机翼上的超轻型太阳能电池阵负责发电,多余的能量会储存在长寿命锂离子电池中,供夜间使用。动力系统的冗余设计,确保了PHASA-35即便在部分电池或电池板出现故障的情况下仍能正常运行;加之不依赖化石燃料,理论上它可实现长达12个月的不间断飞行。
PHASA-35的飞行速度仅为93公里/小时,非常适合对特定区域进行长时间监视,被视为近地轨道卫星廉价且灵活的替代方案,能在危机中补充甚至替代卫星功能。其主要任务包括对陆地和海洋的广域监视与侦察,同时可作为通信节点使用。该飞行器的有效载荷能力为15公斤,这些载荷安装在专用吊舱中,且独立于机身主系统运行,这一设计确保了无需大量改装就能快速重新配置载荷。不过,作为一款轻型飞行器,PHASA-35不会搭载武器。
图9. 工作人员为PHASA-35原型机的飞行测试做准备(图片来源于英国航空航天系统公司官网,如有侵权请联系删除)
2020年2月,在英国与澳大利亚国防实验室的共同支持下,PHASA-35在澳大利亚完成首飞。2023年6月,其首次在美国新墨西哥州的白沙导弹试验场(WSMR)实现20000米的平流层飞行,并成功完成24小时续航任务。2024年12月,最新一轮平流层试飞同样在该试验场开展,由美国陆军太空与导弹防御司令部技术中心(US Army Space and Missile Defense Command Technical Center)提供赞助。此次试飞中,原型机再次实现24小时持续飞行,高度达到20300米,且着陆后仅两天便做好了再次起飞的准备。
英国航空航天系统公司已开发出第二款PHASA-35演示机,其太阳能发电和储能能力是2024年测试版本的两倍多。该公司预计,这些改进将使该无人机2025年起的平流层试飞在续航时长和任务复杂度上实现进一步突破,并计划于2026年推动 PHASA-35投入实际应用。
未来发展趋势从当前发展趋势来看,中空长航时与高空长航时无人机的未来演进方向,将重点聚焦于续航能力、生存性能、监视、侦察及打击效能的全面提升,同时强化其在高强度对抗空域中的作战适配性。
为实现这一目标,无人机需深度融合隐身技术以削弱雷达反射信号,并构建强大的抗干扰、抗欺骗能力,以此有效抵消敌方电子战带来的威胁。此外,人工智能技术将在多个关键领域发挥核心作用:不仅能提升无人机的自主决策水平、推动多传感器数据融合,还能优化实时环境感知与目标捕获效率,并促进其与有人机及其他无人机的高效协同。而这种多平台协同作战模式,最终将显著增强整个作战体系的生存能力与综合杀伤效能。
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