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美国海军无人机及机载雷达发展现状

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广域海上监视项目以提供持久的、全球覆盖的海上监视和侦察能力为任务目标,要求无人机飞行高度12 200 m,巡航速度667 km / h,续航时间24 h,维持距操控基地约3 700 km的路径,大约需要5条飞行路径来支持在全球基地的部署。每条飞行路径必须保持3架飞机同时在空中飞行,一架在地面站,一架返回基地,一架正前往接替。这样每套无人机系统可能需要15架BAMS无人机。

2008年4月,美国海军宣布将BAMS项目合同授予诺·格公司。该型全球鹰无人机编号MQ-4C,名为人鱼海神,是全球鹰无人机的海军型,并装备了海军专用的控制站,成为战术控制系统(TCS)。

MQ-4C无人机是在RQ-4B全球鹰无人机海上型的基础上改进而成的。该无人机采用大展弦比下单翼布局和V形尾翼,动力装置为罗·罗公司的AE3700 H型涡扇发动机。铝制主机身采用半硬壳式构造,而后机身、发动机舱和V形尾翼使用复合材料。相比全球鹰无人机,MQ-4C主要的改进包括提高机身和机翼强度,在全球鹰无人机的基础上增加了除冰和闪电防护系统,能够对抗阵风带来的过载以及雨雪雷电等恶劣天气。MQ-4C无人机机长14. 5 m,翼展39.9 m,最大内埋载荷质量1 452 kg,最大外挂载荷质量1 089 kg。

MQ-4C无人机的传感器针对进行海上情报侦察监视任务也进行了一定的改进。能够携带的载荷包括多功能有源传感器(MFAS)有源电子扫描阵列(AESA)雷达、MTS-B多频谱目标系统、AN /ZLQ-1电子支援措施系统以及自动识别系统。MFAS雷达是二维AESA雷达,能够远距离探测并识别目标;MTS-B多频谱目标系统为光电/红外传感器,能够进行自动目标跟踪,提供多视场高分辨率目标图像和全动态视频;AN /ZLQ-1电子支援措施系统实现了全数字化,可实现特定发射器识别功能;自动识别系统能够提供由海上舰船移动VHF广播得到的信息。

2012年6月14日,MQ-4C广域海上监视无人机系统正式出场亮相,并于2013年5月22日完成了首飞。美国海军计划制造68架MQ-4C无人机,并将在全球范围内的5个地点进行部署,与P-8A飞机配合,完成海上侦察监视任务。

(2)MQ-4C雷达载荷

MQ-4C装备的多功能有源传感器(MFAS)雷达是一种可360°方位电扫描的有缘电子扫描阵列系统,可以远距离持续监视海上和海岸地区,用于海面监视、对地侦察、目标指示、海上封锁巡逻、反海盗等领域。

MFAS雷达包括天线、宽带接收/激励单元、天线伺服驱动单元(基座)、信号处理单元共4个外场可更换单元;天线采用二维有源相控阵体制,采用方位和俯仰电扫工作方式。该雷达采用旋转的电扫描传感器,这使得系统各种监视功能可以灵活转换,如用于跟踪海上目标的海面扫描(MSS)模式和用于识别舰船的逆合成孔径雷达(ISAR)模式之间的转换,即边扫描边成像能力能够实现在进行MSS扫描的同时,与ISAR功能进行瞬间交替,以得到ISAR的快速成像和较高的距离分辨力,两个合成孔径雷达(SAR)模式被用于对地搜索。

该雷达包括5种工作模式:

·海面监视——对海面各类目标进行搜索、检测和跟踪;

·边扫描边成像(IWS)——在海面监视的同时,插入短时间ISAR功能(ISAR快照和一维高分辨距离剖面),从而提供原始距离轮廓/二维快照图像,以帮助操作员在目标搜索跟踪的同时,实现对目标的分类和识别;

·ISAR——对海面目标进行高分辨成像;

·条带式SAR——对地面目标成像;

·聚束式SAR——对特定目标持续照射,从而实现不同角度对某目标的持续高分辨成像。

该雷达灵活的波束捷变能力使得不同工作模式可以瞬间相互切换,如边扫描边成像(IWS)模式下,在成像识别的同时,也不影响对目标的跟踪精度和数据率;在海面监视和IWS模式下,俯仰方向采用同时双波束扫描的方式,结合不同波束下信号参数的调整,从而实现远、近距离的同时覆盖。

2011年初,诺·格公司对MFAS雷达进行了飞行实验,测试了雷达信号传输路径的成熟度,MFAS雷达被集成到诺·格公司的湾流2试验机上。同年12月16日,在湾流飞机上进行了2个小时的飞行测试,计划在30种飞机平台上进行雷达的飞行测试,测试的重点是验证雷达的海上监视性能是否成熟。在随后数月时间里,对MFAS雷达的试验分三个阶段进行,分别是雷达集成、模式集成和优化以及数据采集。该传感器是第一个能够从极远距离对海洋及沿岸提供360°持续覆盖的雷达系统。

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