RQ-4 Global Hawk——「全球鹰」的研制史

本文原载于【兵器】杂志2009年09月刊，转载时重新进行了二次内容完善及编辑、补充部分插图，以与同好共同分享。个人认为【兵器】杂志是一本专业、客观的军事杂志，推荐持续订阅，丰富自身的军事及政治知识。在将家中【兵器】数字化保存过程时，转载的虽是一些年代比较久远的文章，一是已经足够为普通网友提供专业的军事基础知识，二是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。

前言

这是一种外表很温和的飞机，它圆滚滚的机头和修长的机翼颇有卡通形象的味道。它不紧不慢地巡游在高空，似乎超然于坐世间的纷争，它是一种凶猛的武器，在它的雷达和光电设备监视下，地面和海面上的几乎一切目标都无处躲藏。任何目标一旦被它发现，马上就会招来致命的弹雨。它不再需要飞行员，有时候甚至不需要遥控操作员。它可以不眠不休地长时间巡航在战场上空，为各级指挥员充当耳目。

这就是「全球鹰」 一种改变了战争模式的武器。

「全球鹰」不是凭空出现的，它是美国数十年航宇工业技术积累的产物，在它身上汇集了最先进的发动机、航空材料、飞行控制技术、电子技术和信息技术，在它背后，是庞大的航空航天信息支持系统和强大的美国航空人才队伍。因此，即使其他国家能研制出貌似「全球鹰」的飞机，要建立同样的作战体系也绝非易事。

即使如此，「全球鹰」的研制也不是一帆风顺的。期间发生了多次事故。当然这是任何新型号问世过程中必经的阵痛。不过这些事故并没有引起任何人员伤亡，体现了无人机的巨大优势。

为了建立中国的高效能无人机作战应用体系，学习「全球鹰」、深入剖析「全球鹰」应该是必修课。

美国早年的高空长航时无人机计划基本上都是针对中国及前苏联的，但20世纪60年代的「标签」项目和瑞安公司的「罗盘箭」等都以失败告终。随后美军无人机发展进入了低谷，越战期间只有瑞安公司的瑞安-147有大规模的使用。

瑞安BQM-147无人机，曾连续入侵我国，被先后打下17架

20世纪80年代后期贝卡谷地空战中，以色列无人机神奇的表现让美军再一次萌生了研制无人机的念头。1988年美国国防部成立了一个无人机联合项目办公室（JPO），并开展了超近程、近程、中程和远程4个无人机项目。后来前两个项目合并成了联合战术无人机，最后诞生了亚利安特技术系统公司的「前驱」无人机系统。

中程无人机取消；远程无人机按照飞行高度分为Tier I、Tier II和Tier III三类。前两者为中高度，其中Tier l偏重于快速反应，最后由此诞生了「蚊子」750无人机；Tier ll诞生了「捕食者」无人机；Tier III是一种远程侦察、监视和目标截获系统，由于系统要求过高，以致在当时计算机技术和无线通信技术条件下成本异常高昂。

由Ticr I诞生的「蚊子」750无人机翼展10.75米，机长5米，起飞重量400千克，速度83千米/小时，飞行高度7600米

「捕食者」A无人机，翼下挂装的是「海尔法」导弹。该机曾执行过对地攻击任务，因此成为战斗无人机的先行者

于是国防科学局提出用并行发展的Tier ll+和Tier Il-两个项目来满足原先Tier III的要求。Tier II+比Tier III在性能上低一个档次，但在可实现性和造价上有较大的优势；Ticr-仍不能达到Tier III的标准，但在大部分性能上比较接近。

1994年1月，美国防部先进项目研究局（DARPA）开始接手Tier Il+和Tier III-。同年10月，Tier II+和Tier III-被美国空军的高空持久性概念技术验证项目（ACTD）吸收，进入实质性发展阶段，前者演化成了「全球鹰」，后者演化成了洛马公司的「暗星」无人机。

暗星无人机犹如外星来物,隐身性能极强

Tier ll+包括三大系统：无人飞行器、用于控制飞机起飞和降落的固定式地面站和用于在任务区控制飞机的移动地面控制站。研制之初提出了几项关键性的指标：全天候和多种气象条件下的远程大范围搜索、侦察能力；巡航高度超过18千米，能够在目标区上空停留24小时以上；装合成孔径雷达、红外和光电传感器。

飞机的单价最好控制在1000万美元（1994财年计划）。如果承包商无法在短时间内提供完全满足任务需求的样机，可以提供一份详细的未来升级计划，能在几年内升级到比较先进的水平。

Tier ll+计划共分为4个阶段。

第一阶段始于1994年，为期6个月，主要是对无人机、地面控制站和系统接口等进行充分论证，这个阶段给出了整个系统的详细参数，并为第二阶段奠定了基础。原先DARPA计划选择3个承包商进行第一阶段研制，结果有14个团队参与竞标，而且方案都非常不错。

DARPA选出了5个，每个团队授予一份价值400万美元的合同。这5个团队为：劳拉系统公司和边缘系统公司；诺斯罗普-格鲁曼航空和西屋电气；轨道科学公司和西屋电气公司；雷声导弹系统和洛马公司；特里达因-瑞安航空和E系统公司。

第二阶段始于1995年，为期27个月，主要制造两架原型机及配套的地面控制系统。DARPA计划从5个竞争团队中选出2个参与下一阶段的竞争，但这样就必须授予两份合同，提供两份经费支持。在当时经费紧张的情况下，DARPA只能选择一家。1995年5月DAPRA宣布：特里达因·瑞安航空和E系统公司团队胜出。

特里达因·瑞安航空就是越战时著名的瑞安公司，其「火蜂」无人机曾多次入侵中国领空。第二阶段要设计飞机和地面控制站，瑞安除了要制造两架无人机和一个地面控制站外，还将实现首飞，进行大量飞行测试。不过此阶段因出现了飞机坠毁的恶性事故，应瑞安的要求第二阶段延长了6个月。

图示：通体漆黑的BQM-34型"火蜂"高空无人侦察机，是U-2之后美国最重要的高空侦察机。到1986年停产为止，"火蜂"侦察机总共生产了40多个型号，合计7400多架。

第三阶段始于1997年，为期36个月。瑞安制造了8架飞机，开始机载系统的全面测试，还研制了两套更完善的地面控制站及后勤支援系统。项目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。1999年1月「暗星」无人机因经费严重超支而取消。1999年诺-格收购了瑞安，「全球鹰」由此转入诺-格名下。

诺斯罗普-格鲁曼公司研制过的无人航空器一览表

第四阶段为「全球鹰」的量产阶段。

空军型

「全球鹰」Block 10批次机身长13.5米、高4.62米，翼展35.4米，机翼面积50平方米，展弦比25，主轮距3.28米，前后轮距离4.5米，空重4173千克。它采用大展弦比下单翼，机翼由碳纤维复合材料制成，1/4弦长处后掠5°54’。机身采用铝合金盒段构成，机身后方装一个复合材料制成的方形横截面带圆角的背负式发动机舱。

飞机最大飞行速度644千米/小时，最大飞行高度接近20000米，最大起飞重量11.5吨。该机身躯庞大，机头流线型水泡状天线罩内内安装了一具直径1.22米的宽带卫星通信天线。合成孔径雷达天线位于机身下方、翼根前。机身下较小的鼓包内装有数据通信天线。复合材料制成的V型尾翼上反角55°。采用可收放前三点式起落架。

正在进行组装的RQ-4A。机翼尚未进行蒙皮安装，能够看清其结构组成。

该机选用罗-罗公司的AE3007涡扇发动机，最大推力31.4千牛，该型发动机是巴西航空公司生产的ERJ-145客机标配动力，有14级高压压气轮机和2级高压涡轮。「全球鹰」机载燃料超过7吨，最大航程25945千米，自主飞行时间超过40个小时，可以完成洲际飞行，能在距发射区5500千米的目标区上空停留24小时进行连续侦察监视。而U-2侦察机在目标上空仅能停留10小时。「全球鹰」采用GPS加惯性导航，能自动完成从起飞到着陆的整个飞行过程。

「全球鹰」从试飞开始就不断创造飞行记录。

2001年3月编号为98-2003的「全球鹰」滞空时间达到30小时24分零1秒，创造了无人机留空时间的新纪录，而且飞行高度达到空前的19928米，直至后来被美国NASA的「太阳神」试验机打破。2001年4月一架「全球鹰」从爱德华兹空军基地起飞后直飞澳大利亚，实现了人类历史上首次无人机跨越太平洋飞行。这次旅程共耗时22个小时，飞行总距离13219千米。

从目前诺-格透露的信息来看，「全球鹰」共有Block 0、Block 10、Block 20、Block 30和Block 40共计5个批次。Block 0为最早生产的试验型号，共制造了7架。第一架Block 0批次的「全球鹰」1997年2月20日出厂，同年10月在加州爱德华兹空军基地进行飞行试验。1998年2月28日这架「全球鹰」首飞，不过地面人员发现起落架没有正常锁住，而且前端航电舱的温度偏低，于是提前结束试飞。第二架于1998年11月20日首飞，进行了适航及基本飞行性能验证工作，并对各项搭载装备进行相应测试，2001年交付首架。

正在试飞的95-2001号「全球鹰」试验原型机，请注意其采用的是全白色涂装。

到目前（2009年）为止，这7架Block0批次的「全球鹰」已经累计完成了524架次试飞，总计飞行时间7644小时，在战区上空执行任务204架次。这批「全球鹰」配备光学、红外传感器及合成孔径雷达。

7架试验原型机中的95-2001与95-2002完工时属于最原始构型，98-2003最初也是这种构型，98-2004与98-2005在性能上作了改良，提升到Block 0标准，98-2003失事受损后也在修复时提升到Block 0构型。Block 0的改进项目大致包括：增加一具无线电高度计、燃油系统改良、换装差分GPS。

7架无人机的前5架是按照原计划建造的，后来为保持生产线的持续运作，在2000财年拨款制造两架（00-2006和00-2007）。这两架还修改了主翼以解决燃料分布不均的问题。

「全球鹰」在初期一直采用全白涂装，但从2002年4月出厂的00-2006开始改用绰号为「燕尾服」的深灰色与白色双色涂装，并在V字型尾翼漆上了代表爱德华兹基地的ED识别码。据称这种深灰色涂装可以降低被发现的概率。

「全球鹰」从00-2006号机开始改用绰号为「燕尾服」的深灰色与白色双色涂装

原本空军打算采用全深灰色涂装，但因为当时可用的深灰色漆会干扰电磁波，所以各种天线和雷达的整流罩仍保留原来的白色。主翼的上半部保持原有的白色以反射阳光，防止机翼过热损伤内部的航电系统。后来其他无人机也逐步改成这种涂装，用于在阿富汗的「持久自由」行动。

Block 10为RQ-4A的正式生产型，空军采购7架、海军2架，配备和Block 0类似。首架RQ-4A「全球鹰」2003年8月下线，2006年6月交付最后一架，目前已经累计完成776次飞行任务，累计飞行时间12825小时。有两架RQ-4A被派往伊拉克执行任务。

从Block20开始「全球鹰」编号改为RQ-4B，空军计划订购6架。首架RQ-4B于2007年3月首飞，首飞中起落架舱门从机身上掉下，首飞被迫中止。经修改后，同年7月份终于首飞成功，2008年6月30日交付空军驻加利福尼亚比尔空军基地第9侦察联队。

RQ-4A和RQ-4B外形尺寸比较

首架交付美国空军303航空侦察大队的RQ-4B举行成军仪式

RQ-4B的翼展增加到39.898米，机身也略长于RQ-4A。机身经过重新设计和加强，用碳纤维合成材料制造的机翼略为后掠，机翼面积有所增加以增强高空飞行稳定性，巡航速度从RQ-4A的635千米/小时降到574千米/小时，巡航高度比RQ-4A更高。RQ-4B最大起飞重量增加到14628千克，和ERJ-145之类的支线客机差不多，但单价达5800万美元，是ERJ-45的2倍。

图示：RQ-4B的翼展虽然长达39.898米，但强度并未随着长度的增加而降低。一名美军地勤人员将身体压在机翼的远端，机翼也未见明显下垂。

RQ-4B载荷能力由RQ-4A的900千克提高到1350千克，机内燃油量从RQ-4A的7173千克增加到8172千克，滞空时间进一步增加；机载发电机可为传感器提供I0千~25千伏安的电流，功率提高了150%。RQ-4B采用开放的系统结构构架，方便软硬件系统升级，还可「即插即用」所需要的传感器或通信系统。

RQ-4B最大的改进在于有效载荷，它采用增强型综合传感器组件（EISS），使有效作用距离增加了50%。RQ-4B保留了RQ-4A的基本通信设备，包括一个Ku频段卫星数据链、通用数据链和UHF视距内卫星通信终端以及国际海事卫星通信设备，这些设备都用于指挥和控制。另外还有空中管制控制和保密语音上行链。

图示：第一架生产型「全球鹰」Block 20（左）与1Block 10（右）实机对比图。由图可见，20型机体和翼展比10型加大了不少。

Block 30在结构上和Block 20完全一致，但增加了机载信号情报侦察载荷，用于从高空探测雷达和其它信号辐射源，能对信号自动搜索、探测、识别和定位。空军计划采购26架，首架试验飞机于2007年11月抵达爱德华兹空军基地，2008年1月底首飞成功。之后的试飞包括地面测试、系统的校准测试、飞行试验以及作战评估测试。Block30使空军能在18000米高空长时间、安全地监控任何可疑信号源。目前诺-格公司帕姆戴乐工厂正在紧张组装，预计首架Block 30可在2009年交付，2012年前全部交付完毕。

图示：送交美国空军452飞行测试中队的Block30「全球鹰」。军方将对该机新安装的机载信号情报载荷进行飞行测试。该载荷可以探测、识别和定位雷达信号，其采用开放式结构，以便于未来的升级。

Block40是目前「全球鹰」的最高版本，结构和Block20相同，但换装多平台雷达技术插入计划（MP-RTIP）雷达。它工作在X频段，是一种采用电扫描工作模式、模块化的远程高分辨率合成孔径雷达。空军计划采购15架。预计首架飞机要到2010年才能飞行试验，2011年左右交付使用。目前首架Block40（编号AF-18）正在帕姆戴乐工厂内总装，预计2009年年底实现首飞。

除了这些大家伙外，诺-格还推出了「全球鹰」的缩小版本——型号396。该机比「全球鹰」小了一半，主要用于竞标空军的「猎人-杀手」无人战斗机项目。后来该项目被MQ-9「收割者」夺走，所以型号396目前没有确定的发展意向。

海军型

2003年2月7日，诺-格公司从海军接手了一项总额1.85亿美元的合同——为海军改装两架「全球鹰」无人侦察机，编号N-1。其中机尾号为166509的一架于2004年完成初步设计，2006年开始进驻海军帕特森河海军航空站试飞。这项名为「全球鹰」海事验证（GHMD）的项目主要是为了验证「全球鹰」参与海上监视、目标识别、侦察以及搜索等能力。

第1架N-1是空军的小批量生产型，机上增加了电子支援措施，即BAE系统公司的超宽带通信情报系统和诺-格公司的LR-100电子支援措施/电子情报系统。第2架N-1装有带转台的光电/红外传感器，型号待定。这两种传感器是在空军型的ISS上进行改进，优化了海上性能。另外海军已在这两架「全球鹰」上试验了「灰背隼」信号情报系统。

图示：分别涂装美国空军(上）和海军（下）标识的「全球鹰」无人机，两个军种装备同样的无人机，有利于双方的情报交换和信息共享。

2006年首架N-1在加勒比海上空执行了4次海上缉毒演习，识别了众多的空中和海上目标。同年7月参加了环太平洋演习，演习区域位于夏威夷。「全球鹰」直接从爱德华兹基地起飞，在飞行将近4000千米后抵达演习区域。演习中，「全球鹰」伴随「林肯」号航母在演习区域上空进行24小时海上监视，将得到的清晰目标区图像传回帕特森河海军航空站，经处理后再传到夏威夷基地和舰队各舰艇。这个距离看起来很长，但借助高速计算机系统和数据链，舰队可以得到近实时的目标图像。2008年这两架「全球鹰」N-1交付使用。

2002年海军提出了和P-8A「海神」反潜巡逻机配套使用的大范围海上侦察无人机系统（BMAS），为美军提供一个持续的大范围海上情报、监视和侦察系统，用于侦测、追踪、鉴别、分类，以及确定海上和沿岸目标，并且能通过加装不同的任务模块实现信号截获、通信中继功能，为舰队和飞机提供实时战场态势感知能力。参与竞标的公司有洛-马、通用原子公司组成的团队和诺-格公司；后来波音以无人版的「湾流」550参与竞标。2008年4月海军宣布诺-格公司胜出，签订了一份价值11.6亿美元、为期89个月、为美国海军制造110架RQ-4N的合同。

图示：「湾流」G550是人类飞行史上首架直航范围能从纽约直达东京的超远程公务飞机，是国际顶级远程喷气式公务机代表机型之一。

图示：美军大范围海上侦察无人机系统（BMAS）作战想象图。识别BMAS最显著的特征是机头的「夜间猎人II」的系统（①）和机腹的多功能主动传感器圆形雷达罩②

RQ-4N以RQ-4B Block 20为基础，为适应海上长期飞行的需要扩大了翼展（达到空前的40米），仍采用罗-罗公司的AE3007涡扇发动机。RQ-4N将装备完善的传感器系统，其中最引人注目的是一部多功能主动传感器（MFAS），这是一种主动电扫描阵列雷达，经过了特别的优化设计以适应海上环境。MFAS将安装在机身中部的雷达罩内。

另外2003年7月诺-格和Sonoma公司签订了合作协议，共同为RQ-4N开发高性能的光电和红外传感器。这套名为「夜间猎人II」的系统集成了「夜间猎人」光电传感器、LITENING先进目标吊舱以及F-35使用的分布式红外成像系统等6种传感器，装在机头一个直径为500毫米的大型全回旋式底座上，具有搜索、自动识别和跟踪模式，并能为激光制导武器提供目标的激光指示。

诺一格和Sonoma公司联合开发的「夜间猎人」II光电和红外传感器将装备RQ-4N

该机的通信系统由L-3通信公司负责研制。和RQ-4其他型号不同的是，RQ-4N除了和地面以及卫星通信外，还能与P-8A通信。未来RQ-4N除了能由地面控制站控制外，还能由P-8A上的操作台控制。

按计划，BAMS将在2014财年以后开始服役。海军将拥有5个BAMS中队，每个负责约3700千米范围内的持续监视任务。

国外用户

北约明确表示，北约联合地面侦察系统已选中了「全球鹰」，数量8架，预计首架于2012年交付，耗资10亿欧元。这些「全球鹰」将以Block 40批次为标准，装备MP-RTIP雷达，同时增加符合北约21国标准的通用设备。

2007年1月31日德国国防部宣布以5.59亿美元购买数架「欧洲鹰」。该机使用「全球鹰」Block20的机身，但任务载荷则全部由欧洲航天与防务公司（EADS）开发，以满足德国空军的要求。2008年10月装EADS开发的欧洲电子情报系统（ELINT）的首架「欧洲鹰」从爱德华兹基地起飞，飞越大西洋后成功抵达德国海军的诺德霍尔基地。此后6周，这架「欧洲鹰」验证了各项子系统，成功识别空中、地面各种雷达发出的信号。该机将大大提高德国空军的信号截获和空中监视能力，预计试飞行要持续到2009年年底。

图示：EADS公司在2007年巴黎航展上展出了「欧洲鹰」的样机，从其外观可以看出「欧洲鹰」所采用的电子设备与「全球鹰」有较大不同。

澳大利亚是「全球鹰」最大的潜在用户。2007年澳大利亚综合评估了「全球鹰」和RQ-1。由于澳大利亚将装备P-8A，所以「全球鹰」入选、和「海神」共同执行海上监视任务的可能性最大。

加拿大也是「全球鹰」的潜在客户，加拿大希望购入几架来执行北极圈附近海域的监视，这样老旧的CP-140就可以光荣退役，减轻在巡逻人员上的开支。

在亚洲地区，韩国是对「全球鹰」最为热情的国家。韩国防采购项目管理署多次表示，希望在2011年引入4架「全球鹰」。原先受【国际弹道技术控制制度】的限制，美国一直予以拒绝，后来一度传出韩国将和其他国家联合研制高空长航时无人机的消息。2008年4月李明博执政以后，美国开始研究修改阻碍「全球鹰」出口的【国际弹道技术控制制度】相关法案，并于2008年8月表示同意向韩出口「全球鹰」。日本、新加坡等国也对「全球鹰」表示了较大的兴趣。