RQ-4 Global Hawk——「全球鷹」的研制史

本文原載於【兵器】雜誌2009年09月刊，轉載時重新進行了二次內容完善及編輯、補充部份插圖，以與同好共同分享。個人認為【兵器】雜誌是一本專業、客觀的軍事雜誌，推薦持續訂閱，豐富自身的軍事及政治知識。在將家中【兵器】數位化保存過程時，轉載的雖是一些年代比較久遠的文章，一是已經足夠為普通網友提供專業的軍事基礎知識，二是想讓讀者以另一種比較獨特的視角審視曾經的事物和觀點。

前言

這是一種外表很溫和的飛機，它圓滾滾的機頭和修長的機翼頗有卡通形象的味道。它不緊不慢地巡遊在高空，似乎超然於坐世間的紛爭，它是一種兇猛的武器，在它的雷達和光電裝置監視下，地面和海面上的幾乎一切目標都無處躲藏。任何目標一旦被它發現，馬上就會招來致命的彈雨。它不再需要飛行員，有時候甚至不需要遙控操作員。它可以不眠不休地長時間巡航在戰場上空，為各級指揮員充當耳目。

這就是「全球鷹」 一種改變了戰爭模式的武器。

「全球鷹」不是憑空出現的，它是美國數十年航宇工業技術積累的產物，在它身上匯集了最先進的發動機、航空材料、飛行控制技術、電子技術和資訊科技，在它背後，是龐大的航空航天資訊支持系統和強大的美國航空人才隊伍。因此，即使其他國家能研制出貌似「全球鷹」的飛機，要建立同樣的作戰體系也絕非易事。

即使如此，「全球鷹」的研制也不是一帆風順的。期間發生了多次事故。當然這是任何新型號問世過程中必經的陣痛。不過這些事故並沒有引起任何人員傷亡，體現了無人機的巨大優勢。

為了建立中國的高效能無人機作戰套用體系，學習「全球鷹」、深入剖析「全球鷹」應該是必修課。

美國早年的高空長航時無人機計劃基本上都是針對中國及前蘇聯的，但20世紀60年代的「標簽」計畫和瑞安公司的「羅盤箭」等都以失敗告終。隨後美軍無人機發展進入了低谷，越戰期間只有瑞安公司的瑞安-147有大規模的使用。

瑞安BQM-147無人機，曾連續入侵中國，被先後打下17架

20世紀80年代後期貝卡谷地空戰中，以色列無人機神奇的表現讓美軍再一次萌生了研制無人機的念頭。1988年美國國防部成立了一個無人機聯合計畫辦公室（JPO），並開展了超近程、近程、中程和遠端4個無人機計畫。後來前兩個計畫合並成了聯合戰術無人機，最後誕生了亞利安特技術系統公司的「前驅」無人機系統。

中程無人機取消；遠端無人機按照飛行高度分為Tier I、Tier II和Tier III三類。前兩者為中高度，其中Tier l偏重於快速反應，最後由此誕生了「蚊子」750無人機；Tier ll誕生了「捕食者」無人機；Tier III是一種遠端偵察、監視和目標截獲系統，由於系統要求過高，以致在當時電腦技術和無線通訊技術條件下成本異常高昂。

由Ticr I誕生的「蚊子」750無人機翼展10.75公尺，機長5公尺，起飛重量400千克，速度83千米/小時，飛行高度7600公尺

「捕食者」A無人機，翼下掛裝的是「海爾法」飛彈。該機曾執行過對地攻擊任務，因此成為戰鬥無人機的先行者

於是國防科學局提出用並列發展的Tier ll+和Tier Il-兩個計畫來滿足原先Tier III的要求。Tier II+比Tier III在效能上低一個檔次，但在可實作性和造價上有較大的優勢；Ticr-仍不能達到Tier III的標準，但在大部份效能上比較接近。

1994年1月，美國防部先進計畫研究局（DARPA）開始接手Tier Il+和Tier III-。同年10月，Tier II+和Tier III-被美國空軍的高空永續性概念技術驗證計畫（ACTD）吸收，進入實質性發展階段，前者演化成了「全球鷹」，後者演化成了洛馬公司的「暗星」無人機。

暗星無人機猶如外星來物,隱身效能極強

Tier ll+包括三大系統：無人飛行器、用於控制飛機起飛和降落的固定式地面站和用於在任務區控制飛機的移動地面控制站。研制之初提出了幾項關鍵性的指標：全天候和多種氣象條件下的遠端大範圍搜尋、偵察能力；巡航高度超過18千米，能夠在目標區上空停留24小時以上；裝合成孔徑雷達、紅外和光電傳感器。

飛機的單價最好控制在1000萬美元（1994財年計劃）。如果承包商無法在短時間內提供完全滿足任務需求的樣機，可以提供一份詳細的未來升級計劃，能在幾年內升級到比較先進的水平。

Tier ll+計劃共分為4個階段。

第一階段始於1994年，為期6個月，主要是對無人機、地面控制站和系統介面等進行充分論證，這個階段給出了整個系統的詳細參數，並為第二階段奠定了基礎。原先DARPA計劃選擇3個承包商進行第一階段研制，結果有14個團隊參與競標，而且方案都非常不錯。

DARPA選出了5個，每個團隊授予一份價值400萬美元的合約。這5個團隊為：蘿拉系統公司和邊緣系統公司；諾斯羅普-格魯曼航空和西屋電氣；軌域科學公司和西屋電氣公司；雷聲飛彈系統和洛馬公司；泰瑞達因-瑞安航空和E系統公司。

第二階段始於1995年，為期27個月，主要制造兩架原型機及配套的地面控制系統。DARPA計劃從5個競爭團隊中選出2個參與下一階段的競爭，但這樣就必須授予兩份合約，提供兩份經費支持。在當時經費緊張的情況下，DARPA只能選擇一家。1995年5月DAPRA宣布：泰瑞達因·瑞安航空和E系統公司團隊勝出。

泰瑞達因·瑞安航空就是越戰時著名的瑞安公司，其「火蜂」無人機曾多次入侵中國領空。第二階段要設計飛機和地面控制站，瑞安除了要制造兩架無人機和一個地面控制站外，還將實作首飛，進行大量飛行測試。不過此階段因出現了飛機墜毀的惡性事故，應瑞安的要求第二階段延長了6個月。

圖示：通體漆黑的BQM-34型"火蜂"高空無人偵察機，是U-2之後美國最重要的高空偵察機。到1986年停產為止，"火蜂"偵察機總共生產了40多個型號，合計7400多架。

第三階段始於1997年，為期36個月。瑞安制造了8架飛機，開始機載系統的全面測試，還研制了兩套更完善的地面控制站及後勤支援系統。計畫1998年10月轉由懷特·帕特森空軍基地的空軍系統計劃辦公室接管。1999年1月「暗星」無人機因經費嚴重超支而取消。1999年諾-格收購了瑞安，「全球鷹」由此轉入諾-格名下。

諾斯羅普-格魯曼公司研制過的無人航空器一覽表

第四階段為「全球鷹」的量產階段。

空軍型

「全球鷹」Block 10批次機身長13.5公尺、高4.62公尺，翼展35.4公尺，機翼面積50平方米，展弦比25，主輪距3.28公尺，前後輪距離4.5公尺，空重4173千克。它采用大展弦比下單翼，機翼由碳纖維復合材料制成，1/4弦長處後掠5°54’。機身采用鋁合金盒段構成，機身後方裝一個復合材料制成的方形橫截面帶圓角的背負式發動機艙。

飛機最大飛行速度644千米/小時，最大飛行高度接近20000公尺，最大起飛重量11.5噸。該機身軀龐大，機頭流線型水泡狀天線罩努內安裝了一具直徑1.22公尺的寬頻衛星通訊天線。合成孔徑雷達天線位於機身下方、翼根前。機身下較小的鼓包內裝有資料通訊天線。復合材料制成的V型尾翼上反角55°。采用可收放前三點式起落架。

正在進行組裝的RQ-4A。機翼尚未進行蒙皮安裝，能夠看清其結構組成。

該機選用羅-羅公司的AE3007渦扇發動機，最大推力31.4千牛，該型發動機是巴西航空公司生產的ERJ-145客機標配動力，有14級高壓壓氣輪機和2級高壓渦輪。「全球鷹」機載燃料超過7噸，最大航程25945千米，自主飛行時間超過40個小時，可以完成洲際飛行，能在距發射區5500千米的目標區上空停留24小時進行連續偵察監視。而U-2偵察機在目標上空僅能停留10小時。「全球鷹」采用GPS加慣性導航，能自動完成從起飛到著陸的整個飛行過程。

「全球鷹」從試飛開始就不斷創造飛行記錄。

2001年3月編號為98-2003的「全球鷹」滯空時間達到30小時24分零1秒，創造了無人機留空時間的新紀錄，而且飛行高度達到空前的19928公尺，直至後來被美國NASA的「太陽神」試驗機打破。2001年4月一架「全球鷹」從愛德華茲空軍基地起飛後直飛澳洲，實作了人類歷史上首次無人機跨越太平洋飛行。這次旅程共耗時22個小時，飛行總距離13219千米。

從目前諾-格透露的資訊來看，「全球鷹」共有Block 0、Block 10、Block 20、Block 30和Block 40共計5個批次。Block 0為最早生產的試驗型號，共製造了7架。第一架Block 0批次的「全球鷹」1997年2月20日出廠，同年10月在加州愛德華茲空軍基地進行飛行試驗。1998年2月28日這架「全球鷹」首飛，不過地面人員發現起落架沒有正常鎖住，而且前端航電艙的溫度偏低，於是提前結束試飛。第二架於1998年11月20日首飛，進行了適航及基本飛行效能驗證工作，並對各項搭載裝備進行相應測試，2001年交付首架。

正在試飛的95-2001號「全球鷹」試驗原型機，請註意其采用的是全白色塗裝。

到目前（2009年）為止，這7架Block0批次的「全球鷹」已經累計完成了524架次試飛，總計飛行時間7644小時，在戰區上空執行任務204架次。這批「全球鷹」配備光學、紅外傳感器及合成孔徑雷達。

7架試驗原型機中的95-2001與95-2002完工時屬於最原始構型，98-2003最初也是這種構型，98-2004與98-2005在效能上作了改良，提升到Block 0標準，98-2003失事受損後也在修復時提升到Block 0構型。Block 0的改進計畫大致包括：增加一具無線電高度計、燃油系統改良、換裝差分GPS。

7架無人機的前5架是按照原計劃建造的，後來為保持生產線的持續運作，在2000財年撥款制造兩架（00-2006和00-2007）。這兩架還修改了主翼以解決燃料分布不均的問題。

「全球鷹」在初期一直采用全白塗裝，但從2002年4月出廠的00-2006開始改用綽號為「燕尾服」的深灰色與白色雙色塗裝，並在V字型尾翼漆上了代表愛德華茲基地的ED辨識碼。據稱這種深灰色塗裝可以降低被發現的機率。

「全球鷹」從00-2006號機開始改用綽號為「燕尾服」的深灰色與白色雙色塗裝

原本空軍打算采用全深灰色塗裝，但因為當時可用的深灰色漆會幹擾電磁波，所以各種天線和雷達的整流罩仍保留原來的白色。主翼的上半部保持原有的白色以反射陽光，防止機翼過熱損傷內部的航電系統。後來其他無人機也逐步改成這種塗裝，用於在阿富汗的「持久自由」行動。

Block 10為RQ-4A的正式生產型，空軍采購7架、海軍2架，配備和Block 0類似。首架RQ-4A「全球鷹」2003年8月下線，2006年6月交付最後一架，目前已經累計完成776次飛行任務，累計飛行時間12825小時。有兩架RQ-4A被派往伊拉克執行任務。

從Block20開始「全球鷹」編號改為RQ-4B，空軍計劃訂購6架。首架RQ-4B於2007年3月首飛，首飛中起落架艙門從機身上掉下，首飛被迫中止。經修改後，同年7月份終於首飛成功，2008年6月30日交付空軍駐加利福尼亞比爾空軍基地第9偵察聯隊。

RQ-4A和RQ-4B外形尺寸比較

首架交付美國空軍303航空偵察大隊的RQ-4B舉行成軍儀式

RQ-4B的翼展增加到39.898公尺，機身也略長於RQ-4A。機身經過重新設計和加強，用碳纖維合成材料制造的機翼略為後掠，機翼面積有所增加以增強高空飛行穩定性，巡航速度從RQ-4A的635千米/小時降到574千米/小時，巡航高度比RQ-4A更高。RQ-4B最大起飛重量增加到14628千克，和ERJ-145之類的支線客機差不多，但單價達5800萬美元，是ERJ-45的2倍。

圖示：RQ-4B的翼展雖然長達39.898公尺，但強度並未隨著長度的增加而降低。一名美軍地勤人員將身體壓在機翼的遠端，機翼也未見明顯下垂。

RQ-4B載荷能力由RQ-4A的900千克提高到1350千克，機內燃油量從RQ-4A的7173千克增加到8172千克，滯空時間進一步增加；機載發電機可為傳感器提供I0千~25千伏安的電流，功率提高了150%。RQ-4B采用開放的系統結構構架，方便軟硬體系統升級，還可「隨插即用」所需要的傳感器或通訊系統。

RQ-4B最大的改進在於有效載荷，它采用增強型綜合傳感器元件（EISS），使有效作用距離增加了50%。RQ-4B保留了RQ-4A的基本通訊裝置，包括一個Ku頻段衛星數據鏈、通用數據鏈和UHF視距內衛星通訊終端以及國際海事衛星通訊裝置，這些裝置都用於指揮和控制。另外還有空中管制控制和保密語音上行鏈。

圖示：第一架生產型「全球鷹」Block 20（左）與1Block 10（右）實機對比圖。由圖可見，20型機體和翼展比10型加大了不少。

Block 30在結構上和Block 20完全一致，但增加了機載訊號情報偵察載荷，用於從高空探測雷達和其它訊號放射線源，能對訊號自動搜尋、探測、辨識和定位。空軍計劃采購26架，首架試驗飛機於2007年11月抵達愛德華茲空軍基地，2008年1月底首飛成功。之後的試飛包括地面測試、系統的校準測試、飛行試驗以及作戰評估測試。Block30使空軍能在18000公尺高空長時間、安全地監控任何可疑訊號源。目前諾-格公司帕姆戴樂工廠正在緊張組裝，預計首架Block 30可在2009年交付，2012年前全部交付完畢。

圖示：送交美國空軍452飛行測試中隊的Block30「全球鷹」。軍方將對該機新安裝的機載訊號情報載荷進行飛行測試。該載荷可以探測、辨識和定位雷達訊號，其采用開放式結構，以便於未來的升級。

Block40是目前「全球鷹」的最高版本，結構和Block20相同，但換裝多平台雷達技術插入計劃（MP-RTIP）雷達。它工作在X頻段，是一種采用電掃描工作模式、模組化的遠端高分辨率合成孔徑雷達。空軍計劃采購15架。預計首架飛機要到2010年才能飛行試驗，2011年左右交付使用。目前首架Block40（編號AF-18）正在帕姆戴樂工廠內總裝，預計2009年年底實作首飛。

除了這些大家夥外，諾-格還推出了「全球鷹」的縮小版本——型號396。該機比「全球鷹」小了一半，主要用於競標空軍的「獵人-殺手」無人戰鬥機計畫。後來該計畫被MQ-9「收割者」奪走，所以型號396目前沒有確定的發展意向。

海軍型

2003年2月7日，諾-格公司從海軍接手了一項總額1.85億美元的合約——為海軍改裝兩架「全球鷹」無人偵察機，編號N-1。其中機尾號為166509的一架於2004年完成初步設計，2006年開始進駐海軍帕特森河海軍航空站試飛。這項名為「全球鷹」海事驗證（GHMD）的計畫主要是為了驗證「全球鷹」參與海上監視、目標辨識、偵察以及搜尋等能力。

第1架N-1是空軍的小批次生產型，機上增加了電子支援措施，即BAE系統公司的超寬頻通訊情報系統和諾-格公司的LR-100電子支援措施/電子情報系統。第2架N-1裝有帶轉台的光電/紅外傳感器，型號待定。這兩種傳感器是在空軍型的ISS上進行改進，最佳化了海上效能。另外海軍已在這兩架「全球鷹」上試驗了「灰背隼」訊號情報系統。

圖示：分別塗裝美國空軍(上）和海軍（下）標識的「全球鷹」無人機，兩個軍種裝備同樣的無人機，有利於雙方的情報交換和資訊共享。

2006年首架N-1在加勒比海上空執行了4次海上緝毒演習，辨識了眾多的空中和海上目標。同年7月參加了環太平洋演習，演習區域位於夏威夷。「全球鷹」直接從愛德華茲基地起飛，在飛行將近4000千米後抵達演習區域。演習中，「全球鷹」伴隨「林肯」號航母在演習區域上空進行24小時海上監視，將得到的清晰目標區影像傳回帕特森河海軍航空站，經處理後再傳到夏威夷基地和艦隊各艦艇。這個距離看起來很長，但借助高速電腦系統和數據鏈，艦隊可以得到近即時的目標影像。2008年這兩架「全球鷹」N-1交付使用。

2002年海軍提出了和P-8A「海神」反潛巡邏機配套使用的大範圍海上偵察無人機系統（BMAS），為美軍提供一個持續的大範圍海上情報、監視和偵察系統，用於偵測、追蹤、鑒別、分類，以及確定海上和沿岸目標，並且能透過加裝不同的任務模組實作訊號截獲、通訊中繼功能，為艦隊和飛機提供即時戰場態勢感知能力。參與競標的公司有洛-馬、通用原子公司組成的團隊和諾-格公司；後來波音以無人版的「灣流」550參與競標。2008年4月海軍宣布諾-格公司勝出，簽訂了一份價值11.6億美元、為期89個月、為美國海軍制造110架RQ-4N的合約。

圖示：「灣流」G550是人類飛行史上首架直航範圍能從紐約直達東京的超遠端公務飛機，是國際頂級遠端噴射式公務機代表機型之一。

圖示：美軍大範圍海上偵察無人機系統（BMAS）作戰想象圖。辨識BMAS最顯著的特征是機頭的「夜間獵人II」的系統（①）和機腹的多功能主動傳感器圓形雷達罩②

RQ-4N以RQ-4B Block 20為基礎，為適應海上長期飛行的需要擴大了翼展（達到空前的40公尺），仍采用羅-羅公司的AE3007渦扇發動機。RQ-4N將裝備完善的傳感器系統，其中最引人註目的是一部多功能主動傳感器（MFAS），這是一種主動電掃描陣列雷達，經過了特別的最佳化設計以適應海上環境。MFAS將安裝在機身中部的雷達罩內。

另外2003年7月諾-格和Sonoma公司簽訂了合作協定，共同為RQ-4N開發高效能的光電和紅外傳感器。這套名為「夜間獵人II」的系統整合了「夜間獵人」光電傳感器、LITENING先進目標吊艙以及F-35使用的分布式紅外成像系統等6種傳感器，裝在機頭一個直徑為500公釐的大型全回旋式底座上，具有搜尋、自動辨識和跟蹤模式，並能為雷射制導武器提供目標的雷射指示。

諾一格和Sonoma公司聯合開發的「夜間獵人」II光電和紅外傳感器將裝備RQ-4N

該機的通訊系統由L-3通訊公司負責研制。和RQ-4其他型號不同的是，RQ-4N除了和地面以及衛星通訊外，還能與P-8A通訊。未來RQ-4N除了能由地面控制站控制外，還能由P-8A上的操作台控制。

按計劃，BAMS將在2014財年以後開始服役。海軍將擁有5個BAMS中隊，每個負責約3700千米範圍內的持續監視任務。

國外使用者

北約明確表示，北約聯合地面偵察系統已選中了「全球鷹」，數量8架，預計首架於2012年交付，耗資10億歐元。這些「全球鷹」將以Block 40批次為標準，裝備MP-RTIP雷達，同時增加符合北約21國標準的通用裝置。

2007年1月31日德國國防部宣布以5.59億美元購買數架「歐洲鷹」。該機使用「全球鷹」Block20的機身，但任務載荷則全部由歐洲航天與防務公司（EADS）開發，以滿足德國空軍的要求。2008年10月裝EADS開發的歐洲電子情報系統（ELINT）的首架「歐洲鷹」從愛德華茲基地起飛，飛越大西洋後成功抵達德國海軍的諾德霍爾基地。此後6周，這架「歐洲鷹」驗證了各項子系統，成功辨識空中、地面各種雷達發出的訊號。該機將大大提高德國空軍的訊號截獲和空中監視能力，預計試飛行要持續到2009年年底。

圖示：EADS公司在2007年巴黎航展上展出了「歐洲鷹」的樣機，從其外觀可以看出「歐洲鷹」所采用的電子裝置與「全球鷹」有較大不同。

澳洲是「全球鷹」最大的潛在使用者。2007年澳洲綜合評估了「全球鷹」和RQ-1。由於澳洲將裝備P-8A，所以「全球鷹」入選、和「海神」共同執行海上監視任務的可能性最大。

加拿大也是「全球鷹」的潛在客戶，加拿大希望購入幾架來執行北極圈附近海域的監視，這樣老舊的CP-140就可以光榮退休，減輕在巡邏人員上的開支。

在亞洲地區，南韓是對「全球鷹」最為熱情的國家。南韓防采購計畫管理署多次表示，希望在2011年引入4架「全球鷹」。原先受【國際彈道技術控制制度】的限制，美國一直予以拒絕，後來一度傳出南韓將和其他國家聯合研制高空長航時無人機的訊息。2008年4月李明博執政以後，美國開始研究修改阻礙「全球鷹」出口的【國際彈道技術控制制度】相關法案，並於2008年8月表示同意向韓出口「全球鷹」。日本、新加坡等國也對「全球鷹」表示了較大的興趣。