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RQ-4“全球鹰”无人机 (RQ-4 Global Hawk) 是美国诺斯罗普·格鲁曼公司研制的是一种高空、长航时无人飞机，装有集成传感器套件，可提供全天候和昼夜的情报、监视和侦察 (ISR) 能力。[1]
对于“全球鹰”这类的高空长航时无人机的需求起源于沙漠风暴行动中对于寻找“飞毛腿”等弹道导弹机动发射车的需求。[6]1995年2月第二阶段招标开始，Tier II+项目名称为“全球鹰”（Global Hawk）。1995年5月TRA公司成为第二阶段招标获胜者，该公司的设计相对保守风险较低。[2]1997年1月，“全球鹰”被赋予RQ-4的军方编号。[7][8]1998年2月28日，“全球鹰”首架飞机“AV-1”号机实现首飞。[3]2001年3月21日，诺斯罗普•格鲁曼公司获得了工程与制造发展(EMD)合同，制造和试飞2架EMD 型“全球鹰”。2003年2月AV-7交付美国空军，“全球鹰”基本型(Block 0)研制结束。[9]从2002年开始采购至2013年底，美国空军共计采购了45架“全球鹰”无人机，再加上原有的7架原型机，总共建造数量为52架。[9]
为了同时满足“高空”和“长航时”的要求，“全球鹰”采用了大展弦比机翼和低雷诺数、大升力系数层流翼型。“全球鹰”的总体气动设计特点就是在高空长航时飞行为最佳状态，但是在中空气动性能就很一般。[10]
“全球鹰”的使命是向美军提供广泛的情监侦收集能力，以支持全球和平时期、突发事件和战时行动中的联合作战部队。“全球鹰”通过机载图像情报（IMINT）、信号情报（SIGINT）和移动目标指示器（MTI）等传感器提供持续的近实时情报侦察能力。[1]除了情报收集之外，“全球鹰”还能携带战场机载通信节点（BACN）为空中和地面用户提供通信中继支持。此外“全球鹰”的情报收集能力还能在应对自然灾害、开展搜救行动以及收集天气和大气数据预测风暴等民用领域发挥作用。[11]
研制背景
美国在越南战争期间就开始使用“火蜂”等无人机进行战术侦察。1982年以色列在贝卡谷地以及黎巴嫩作战期间，使用了多种无人机，引发了美军的关注。1987年美军在预算中增加了无人机的采购。海军购买的无人机是RQ-2“先锋”，它是由以色列开发的，在沙漠风暴行动中为海军收集战术情报。海军战列舰大口径舰炮轰击伊拉克地面目标，就是依靠“先锋”无人机来定位。[13]
对于“全球鹰”这类的高空长航时无人机的需求起源于沙漠风暴行动中对于寻找“飞毛腿”等弹道导弹机动发射车的需求。美军各军种一致认为需要一种能够在高空巡航并提供对特定目标区域进行长时间监视的航空器。[6]1993年7月美国制定了采购无人机的三级方法，即第一级无人机（Tier I）突出快速反应能力（研发项目为蚊蚋-750无人机）、第二级无人机（Tier II）为中高度长航时无人机（研发项目为捕食者无人机）、第三级（Tier III）为高空隐身无人机。而国防部研究与技术办公室采取了将第二级和第三级并行研究的方法，研制一种传统构型的高空长航时无人机（Tier II+）和一种隐身无人机（Tier III-）。[13]
为此国防部研究与技术办公室（DARO）成立了高空长航时（HAE）无人侦察航空器项目办公室。该办公室的任务是开发一系列符合目标的无人侦察航空器。DARO是项目赞助者，实际的管理责任分配给国防高级研究计划局（DARPA）。后者来负责项目的初始阶段。空军作为参与组织，在后期承担项目管理责任。[6]
在无人机侦察航空器的研制上，美国为了避免成本超支等问题，应用了一系列新的开发策略，包括军方在概念早期就进行详细的评估、规避原有的军用项目审批监督流程以赋予研发公司更高的自由度、强调单位飞行价格、严格控制项目风险和资金投入等。[14]
1994年4月，美国公布传统构型的高空长航时无人机（Tier II+）项目第一阶段招标，设定了出厂单价不超过1000万美元指标，总共有14个团队参加，最终DARPA在10月选择了特莱丹·瑞安航空公司（TRA）、诺斯罗普·格鲁曼等5家公司。1995年2月第二阶段招标开始，美国DARPA开始公开征集Tier II+和Tier III-项目的名称，最终Tier II+项目名称为“全球鹰”（Global Hawk），而Tier III-项目为“暗星”（DarkStar）。1995年5月TRA公司被选择为第二阶段招标获胜者，该公司的设计相对保守风险较低。[2]
研制历程
作为主承包商，TRA公司负责开发和整合三个系统段：飞行器段、地面段和支持段。另外TRA公司应该确保实现两个关键节点：1996年12月之前完成首飞、1997年12月之前完成第二阶段研制工作。后续DARPA解除了TRA公司对地面段控制系统的研发工作，而转交给E-Systems公司负责，而让TRA公司专注于飞行器的研制工作。[15]1996年4月，“暗星”无人机在第二次飞行时坠毁，这导致“全球鹰”项目更加保守，最终DARPA决定将“全球鹰”的首飞节点从原来的时间再向后推迟8-10个月的时间。[16]
虽然DARPA应用了一系列新策略和招标方法来避免项目成本超支，但由于飞行控制软件开发等技术问题，项目成本仍然存在上涨的趋势。为了压缩成本，DARPA决定压缩用户的评估时间并减少原型机的采购数量。但是美国官方和TRA公司都承认单价1000万美元的指标是不现实的。[17]
1997年1月，“全球鹰”被赋予RQ-4的军方编号。[7]其中R是美国国防部“侦察”的代号，而Q是无人机的代号。[8]1997年2月20日，“全球鹰”首架飞机“AV-1”号机在TRA公司下线。在进行静态测试后，“AV-1”在同年8月被拆解送往爱德华兹空军基地。1998年2月28日，“AV-1”号机在爱德华兹空军基地成功实现首飞，这比最初原定的首飞阶段延迟了14个月的时间。首飞持续了56分钟，最大飞行高度达到了9700米。整个首飞过程的起飞和着陆，都是由飞行器自主完成的，系统地面站只负责监测飞行器状态。[3]
从1998年2月28日到1999年6月11日，“AV-1”和“AV-2”两架原型机总共进行了21次飞行测试，其中“AV-1”飞行12次总飞行时间为103小时，“AV-2”飞行9次，总飞行时间为55小时。由于“全球鹰”采用了一些现成的商用系统来作为侦察载荷，因此在飞行测试中特别注意这些商用系统能否在高空低温状态下正常工作。[18]
1999年3月29日，“AV-2”在飞行测试时突然发生引擎关闭机体倒转的现象，随后陷入螺旋并最终坠毁，损失达到4500万美元。事后调查发现这是因为内华达州内利斯空军基地和加利福尼亚州爱德华兹空军基地之间缺乏适当的协调。因为内利斯空军基地为了准备“全球鹰”的演习进行测试，就从全球鹰的地面控制站进行检查，其中涉及到发送“自毁”命令。虽然这只是演练，但是这道命令却被当时在空中飞行的“AV-2”号机接收到，随后立刻执行了自毁命令。[19]
1999年1月，“全球鹰”进入第三阶段，也就是演示和评估（D&E）阶段。该阶段主要是军方对“全球鹰”无人机的有效性、适用性和互操作性进行评估。1999年7月，美国军工巨头诺斯罗普·格鲁曼公司以1.4亿美元收购了TRA公司，这被认为是诺格公司扩大无人机业务的行为。当时美国军方认为收购有好处，因为TRA公司没有大规模军事项目的开发经验，但实际收购带来了成本增加、研发流程变慢等负面后果。[20]
1999年6月至2000年6月美军联合部队司令部对“全球鹰”进行军事效用评估，总共进行了21次飞行，其中11次是有实战背景的演练，总共飞行381个小时。其中两次演练包括“全球鹰”跨洋飞往欧洲葡萄牙等几个北约国家，收集一次两栖登陆操作的雷达图像。还有一次是“全球鹰”沿着美国东海岸向北飞行，空中拍摄华盛顿号航空母舰，然后传输给北卡罗来纳州的福特布拉格的地面站。美军通过军事效用评估对“全球鹰”得出了积极的结论和建议，认为“全球鹰”可以执行超过32小时的飞行任务，收集高质量的SAR图像，军事价值高。[21]
尽管军事评估结果是正面的，但是“全球鹰”研发的三个阶段却无法转化为大规模生产。为了控制成本，“全球鹰”的前期开发并没有完成机翼极限载荷、子系统使用寿命和极端环境性能等方面的测试，无法形成验证的飞行器生产规范。[22]2001年3月21日，诺斯罗普•格鲁曼公司获得了工程与制造发展(EMD)合同，制造和试飞2架EMD 型“全球鹰”，即AV-6和AV-7。2003年2月AV-7交付美国空军，“全球鹰”基本型(Block 0)研制结束。[9]
2007年德国从诺格公司和EADS的合资企业订购“欧洲鹰”无人机。该机以Block20批次为基础，采用了EADS的电子信号侦察吊舱。首架“欧洲鹰”在2010年首飞，在2011年抵达德国。[23]但是由于适航证明一直无法通过，该项目最终于2013年被终止。德国封存了仅有的1架“欧洲鹰”无人机。[24]
2008年4月，美国海军授予诺格公司新的广域海上监视无人机系统（BAMS UAS）项目的系统开发和演示合同。诺格公司将为海军生产 RQ-4 全球鹰无人机的海军化版本MQ-4C，成为搭载BAMS UAS海上监视传感器和通信系统套件的平台。[25]相比原有型号，MQ-4C的变化包括加固机身和机翼、加装除冰系统和防雷系统。这些功能使飞机能够穿过云层下降，以便能更近距离地观察船舶和海上其他目标。[26]
生产历程
2001年3月，美国官方决定授予诺格公司“全球鹰”无人机的“螺旋-1”阶段的工程制造与开发（EMD）合同。[27]“全球鹰”开始采用“螺旋式”研制生产途径和渐进式的采购装备策略。“螺旋式”研制是指快速将新武器部署到部队手中进行训练，同时通过使用者反馈，将新技术应用到后续装备的生产上。而渐进式的采购策略则是先采购初始能力的装备硬件和软件，然后将通过验证的的新技术应用到后续批次装备上，最终实现全部的性能。[28]
截至2013年，“全球鹰”无人机已发展了7个批次。第0批次（Block0）是“全球鹰”无人机平台的原型机，包括5架验证机和2架工程与制造发展(EMD)型；批次10（Block10）是初始小批量生产型(LRIP)，即RQ-4A型，总共9架(美国空军采购7架，美国海军采购2架)。RQ-4B则包括批次20（Block20）、批次30（Block30）和批次40（Block40）三种构型。从2002年开始采购至2013年底，美国空军共计采购了45架“全球鹰”无人机，包括7架Block 10、6架Block 20、21架Block 30和11架Block 40型，再加上原有的7架原型机，总共为52架。[9]
装备历程
“全球鹰”无人机主要由美国空军在加利福尼亚州比尔空军基地的第12侦察中队和北达科他州大福克斯空军基地的第348侦察中队维护运营，但飞机会轮换配属到世界各地的作战分队。比尔空军基地负责所有RQ-4飞行员和Block 30传感器操作员的培训，而大福克斯空军基地348中队负责所有 Block 40无人机的传感器操作员提供培训。[1]2022年美国空军为了节省资金，已经开始将第12侦察中队的部分“全球鹰”Block 30无人机进行退役。[29]
2018年美国海军第一个无人机巡逻中队——第19中队，开始接受首批2架MQ-4型无人侦察机。[30]2020年2月，第19中队的2架MQ-4C首次部署到关岛安德森空军基地。[31]2022年7月，第19中队的MQ-4C首次部署到日本岩国基地。[32]
基本设计
RQ-4“全球鹰”是一种遥控高空、长航时的空中情报、监视和侦察（ISR）系统。该系统由无人机、地面支持系统以及图像和信号情报载荷组成。集成的指挥、控制和通信架构支持无人机载荷的操作和情报数据传输。[33]“全球鹰”在总体气动设计方面，围绕“高空” 和“长航时” 的任务需求，选择了一条相对保守、平衡的设计路线。[34]
总体气动布局
为了同时满足“高空”和“长航时”的要求，“全球鹰”的机翼必须要有较高的升力系数，同时又要尽量降低阻力，因此采用了大展弦比机翼。“全球鹰〞进气道比常规的要短，在其喉道处有适度的扩张，主要为了适应高空飞行。为了在高空低密度大气飞行，“全球鹰”采用了一种先进的低雷诺数、大升力系数层流翼型。这种翼型是根据预先确定的翼面压力分布计算出来的，其相对厚度比较大，可以适应高空稀薄空气中的飞行。计算显示“全球鹰”在19000米高度执行任务时总阻力系数约为0.0407，升阻比为28.7。“全球鹰”的总体气动设计特点就是在高空长航时飞行为最佳状态，但是在中空气动效率就很一般。[10]
机身
“全球鹰” 机身分为前、中、后3段，卫星通信天线舱、双侧保形天线舱、 前起落架舱和前电子设备舱都布置在机身前段，前电子设备舱内装载了高性能图像数据通信系统、大功率通信放大器、增强型综合传感器处理机、GPS接收装置、合成孔径雷达、 卫星数据通信装置、导航电子装置等大量重要设备。机身中、后段主要用来布置主油箱、交流发电机、 直流发电机、供电整流控制装置、空中交通告警及防撞系统计算机、敌我识别系统应答机等电子、电气设备。[35]“全球鹰”的机身主结构为铝合金材质，后机身采用碳纤维复合材料制造，雷达罩、整流罩采用玻璃纤维复合材料制造。[36]
机翼
“全球鹰” 机翼采用的是先进的层流翼型，不仅升力系数高，相对厚度也比较大。“全球鹰” 机翼的展弦比为25:1，后掠角为5.9° (从25%翼弦处测量)。Block20批次后的“全球鹰”机翼展弦比保持不变，但机翼后掠角已减小到5°。“ 全球鹰” 采用V形尾翼布局，上反角为50°，兼有平尾和垂尾的功能，尾翼上的舵面也同时具有方向舵和升降舵的功能，靠近翼根的舵面被称为“内侧方向升降舵”，靠近翼梢的舵面被称为“ 外侧方向升降舵”。V形尾翼布局能一定程度降低“全球鹰”的雷达发射信号特征。[37]
RQ-4“全球鹰”的复合材料机翼展长 35.4米，比波音 737 的机翼长，为满足弯曲刚度的要求，采用四梁式承扭盒结构，4根“工”字形梁由高模碳纤维织物/环氧预浸料制造。 改进型RQ-4B翼展增至39.9米，重约1814公斤，分为4段，2个大的翼盒在机身中心对接，另外在翼尖部分的制 造采用了一种新型的 RTM 工艺——相同合格树脂传递模塑技术 ( SQRTM) ，仅用3个模具就能完成左、右翼尖所有零部件的制备。 除满足对机翼性能的要求外，质量还减轻了5% 。[38]
发动机
“全球鹰”采用英国罗尔斯·罗伊斯公司的AE 3007H涡扇发动机（美国军用编号为F137）。AE 3007H发动机重746公斤推力4309公斤，风扇直径0.98米，长2.92米，涵道比5.0，总压比23。发动机采用1级宽弦单级低压(LP)压气机、14级高压(HP)压气机、喷射冷却环形燃烧室、两级高压(HP)涡轮和三级低压(LP)涡轮。[39]
“全球鹰”发动机布置在机身中后段上方， 这种背负式布局的优点是增加了机身内的有效容积，能装载更多任务载荷 ， 结构效率较高，发动机拆卸比较方便。“ 全球鹰”发动机舱为直线型短舱进气道，有很高的压力恢复和最小的流场畸变。“全球鹰” 发动机尾喷管的主要特征是有一个向上7° 的偏转，这是因为发动机位于机身上方，这种偏转能在飞机正常平飞迎角4°的情况下，发动机的推力轴线正好对准飞机的前进速度矢量，而且对正飞机重心，从而使推力变化引起的俯仰配平变化最小。[40]
传感器系统
“全球鹰”不同版本携带的传感器并不一样。Block 20 最初只配备图像情报侦察（IMINT）功能，但三架 Block 20 已加装了EQ-4 通信中继配置，能携带战场机载通信节点 (BACN)的载荷。Block 30是一个多功能平台，能同时搭载光电、红外、合成孔径雷达（SAR）以及高低频段SIGINT信号侦察传感器。Block 40则加装MP- RTIP有源相控阵雷达。[1]
光电/ 红外传感器
“全球鹰” 装备的光电/红外传感器主要用于获取可见光波段和中波红外波段的图像，最早的Block 10版本被称为“整体传感器套件”（ISS），Block 20版本为“增强型整体传感器套件”（EISS）两者的区别是后者光学材料质量更好，均为雷声公司建造，包括一个可见光凝视型焦平面阵列和一个中波红外凝视型焦平面阵列，两者共用一个框架，使用相同的光学器件。光组为卡塞格伦反射器，孔径为0.28m，焦距为1.75m。其中可见光光电传感器为柯达公司的1024×1024像素CCD，而红外传感器为雷声公司的640×480像素锑化铟中波红外凝视焦平面阵列。光电/红外传感器系统使用的是雷神公司AN/AAQ-16/29改装的光电塔，能够滚转±80°，俯仰和偏航±15°，可在广域搜索模式下每天覆盖广大区域。[41]
2015年诺斯罗普·格鲁曼公司开发了一种通用有效载荷适配器，并向“全球鹰”引入了开放式任务系统 (OMS) 软件架构。这种适配器安装在原有的SAR雷达位置，能够让新的Block 30版本适配新的传感器有效载荷。2017年2月“全球鹰”RQ-4B通过适配器搭载E-8C飞机的MS-177多光谱光电侦察设备进行了试飞。[42]2016年“全球鹰”RQ-4B搭载U-2使用SYERS-2 多光谱传感器和OBC光学相机进行了飞行测试。[43]
合成孔径雷达（SAR）
“全球鹰” Block 10版本装备的是原休斯公司高清晰度成像X波段合成孔径雷达“HISAR”（海萨）商用侦察系统，峰值扫描功率为3.5千瓦，重290公斤，安装在机体和翼根下部的鼓包内。Block 20版本后的SAR雷达天线增大，峰值扫描功率超过3.5千瓦。[41]
SAR雷达天线安装在鼓包内的万向支架上，可在“全球鹰” 的任意一侧正负45° 范围内进行扫描。该雷达拥有以下4种工作模式。1、聚束工作的探测距离为20-200km，聚束扫描的点目标面积为 2公里x2公里，天线视角为士45° ，图像分辦率为0. 3m。扫描覆盖速率为79 点 / (1900 点/ 天)。2、广域搜素的探测距离为20-200km，扫描条带宽度10公里， 分辨率为1米，对目标扫描覆盖速率为138000平方公里/天。 这相当于24小时就可以对类似朝鲜面积的国家扫描一遍。3、对地活动目标探测距离为20~ 200km，分辦率为10米，运动速度最慢为7.4km/ h 的地面目标都可探测。4、高距离分辨率/动目标成像模式的探测距离为20~ 200km，分辨率 为0. 3米，扫描宽度为800米，可探测的目标最小速度为22公里/小时。[44]
机载信号情报任务载荷（ASIP）
从Block30 开始，“ 全球鹰” 传慼器系统增加了机载信号情报任务载荷 (ASIP)。“全球鹰”搭载ASIP载荷，能从至少18300米高空探测雷达和其他电子辐射源，提供对电子信号的自动搜素、探测、识别、处理、报告和定位的能力。该系统包括高波段子系统和低波段子系统。全套ASIP系统有6-7个机箱，平均每个机箱重约45公斤。[45]“全球鹰”Block 30和Block 20的主要区别就是前者增加了ASIP系统的探测天线以及相关电缆线路。[46]
MP- RTIP有源电子相控阵雷达
从Block40版本的“全球鹰”装备由诺格公司研发的多平合雷达技术插人计划(MP-RTIP)雷达。该型雷达是一种先进对空/对地探测的X波段雷达，具有远程高分辦率合成孔径雷达能力、地面活动目标指示能力和空中目标跟踪能力，可进行作战目标识别、时敏目标瞄准与跟踪、连续精确监视。该雷达分辨率更高，能够同时在合成孔径雷达和活动目标指示模式下工作；能够进行机载及地面目标跟踪；提供了三维机载动目标指示来支持巡航导弹防御、活动目标模式下能够自动跟踪。该雷达为有源相控阵雷达(AESA)，天线尺寸为0.45米x1.5米，在方位和高度方向均为电子扫描，通过180°阵面倾转来覆盖飞机的两侧探测区域。[47]2011年后交付的16架Block 40型“全球鹰”都会配备这种新型雷达，主要部署在北达科他州的大福克斯空军基地的第 348 侦察中队。[48]
飞控系统
“全球鹰” 无人机装备的是双余度飞行控制系统。无人机上的一系列导航和飞行数据传感器将操纵信号以数据的形式输送给两台综合任务管理计算机 (IMMC) ， 后者操纵飞行控制系统完成无人机的 飞行动作。通过采用GPS/INS导航系统， “全球鹰” 的飞行控制系统可以自动控制从起飞到着陆的整个飞行过程， 自主飞行时间最长可达41小时。“全球鹰” 飞行控制系统的双余度设计带有交叉链接和冗余管理，只有当两套系统都发生故障时系统才会 丧失功能，可确保无人机在一个单点故障下的生存性。当一个系统发生故障时，一个操纵面会锁在某个位置停止，这时 飞行控制系统利用控制冗余，可以自主调 节，保持对飞机的控制，使飞机继续稳定飞行。综合任务管理计算机由美国维斯塔控制公司开发，计算机上的综合飞行管理系统由霍尼韦尔公司开发。两合计算机通过接口连接到一起，都可以获取来自大气数据传感器、惯性测量装置及导航计算机的数据。同时，两台计算机之间也可通过跨通道数据链(CCDL) 传输传感器数据。[49]
导航系统
“全球鹰”采用GPS卫星定位系统+INS惯导来进行自动导航，能自动完成从起飞到着陆的整个飞行过程。也能使用卫星连结能力进行自主飞行（Ku频或UHF频）并从卫星转送侦查讯号到MCE。[50]“全球鹰”的导航系统主要包括LN-100G嵌人式GPS/INS导航装置和LN-200光纤惯性测量装置。LN-100G嵌人式GPS/INS导航模块包括GPS接收机、一个具有3个零锁激光陀螺(ZLG)的传感器组件、一个A-4加速度计组件和5个具有2个剩余插槽的电子组件，针对不同的差分GPS，接收机有多种编码选择。而LN-200光纤惯性测量装置则采用3个固态的光纤陀螺和3个微型固态硅加速度计以测量飞行器角速度和线性加速度，平均故障间隔时间超过20000小时。[51]
通信系统
“ 全球鹰”的机载通信系统是由L-3通信公司开发的综合通信系统(ICS)， 主要用于飞机与地面、飞机与飞机之间的相互通信。该系统可为“ 全球鹰” 提供5条通信数据链，即UHF视距通信数据链、UHF卫星通信数据链、 Ku波段卫星通信数据链、天基通用数据链（CDL）和国际海事卫星(INMARSAT)通信数据链。其中最显眼的是直径为1.2米的装在机头上部天线罩内的Ku波段三轴可自动捕获的碟形天线。高速CDL数据链天线在机尾腹部的小型整流罩内。UHF卫星通信数据链天线分为两部分，一个是架设在发动机短舱顶部的“蝙蝠翼” 天线，另一个是在左侧机翼下方的刀状视线传输天线。“全球鹰”的机载通信系统ICS总重170公斤、总功率为3800瓦左右，部分系统需要液冷。通讯系统的工作温度在零下54摄氏度到零上60摄氏度之间，工作高度为海平面至21300米左右。[52]
天基通用数据链（CDL）和Ku波段卫星通信数据链是“全球鹰”的主通信数据链，因为这两种数据链能够分别在视距内（435公里）和超视距两种环境中，完全实现高速宽带的指挥控制信息上行传递、下行传输和战场态势感知数据分发。[53]
美军还把一些Block20 版本的RQ-4B“全球鹰”改装成了空中通讯节点，型号为EQ-4，搭载“战场机载通信节点”（BACN）设备。该设备的主要功能是数据和通信桥接节点，支持同时跨多种无线电类型的多个连接，被美军喻为“空中 Wi-Fi”。美军使用各种数据链系统来交换战术信息，但许多系统无法协同工作。BACN系统可以成为不同数据链交换信息的平台。此外BACN系统还能够在山地等非视距 (LOS) 环境中连接地面部队的前进空中管制员 (FAC)和对地支援作战飞机。[54]2021年7月美军将全部5架EQ-4无人机退役。[55]
防御辅助系统
“全球鹰”为了应对敌方导弹的威胁，装备了防御辅助系统，来在高威胁战场获得一定的生存能力。“全球鹰” 防御辅助系统包括雷神公司的AN/ALR-89(V)雷达告警接收机、AN/ALE-50拖曳雷达诱饵以及诺斯罗普·格鲁曼公司的LR-100告警与监视系统。AN/ALR-89(V)能够探测C-J波段传统脉沖雷达信号、H-J波段现代脉冲和非脉冲雷达信号和激光辐射信号，然后将探测到的威胁信号传输显示在地面操作员的显示器上。AN/ALE-50拖曳雷达诱饵则是释放诱饵将雷达制导导弹诱导至远离本机的地方。LR-100告警与监视系统则是从Block 20版本开始装备的轻型雷达波段信号接收机，提供精确雷达告警、电子战侦察和电子监视功能。LR-100能将辐射源识别和定位信息回传到地面站中，地面控制站可以实时修改LR-100的软件功能以进行更好的电子对抗。[56]
地面控制系统
“ 全球鹰” 的地面控制站主要包括：任务控制单元（MCE）、发射和回收单元（LRE）和保障支持系统。支持“ 全球鹰” 30 天自主飞行作战部署所需的全套人员设备（包括地面站、保障设备、支持人员以及维护支持配套工具）可以用3架C-141B或2架C-17或1架C-5B运输机就可以装运。[57]
任务控制单元
“ 全球鹰” 任务控制单元(MCE)是地面控制系统的核心，其内部通常有4名操作员操控着4个工作站，包括指挥控制工作站、通信管理工作站、任务规划工作站和传感器数据与图像处理工作站。[58]
指挥控制工作站：操作员通过工作站负责对“全球鹰”飞行阶段的指挥控制，还负责与空中交通管制人员联系。操作员通过显示器实时了解 “ 全球鹰 ” 当前位置和飞行仪表读数，并同时对无人机的系统状态、任务情况、受威胁状态以及导航状态进行近实时的监视，然后上传指令进行控制操作。操作员可以根据任务计划的变化情況修改“ 全球鹰” 的飞行航迹，还可以管理“ 全球鹰” 机载敌我识别系统与防御辅助系统。[59]
通信管理工作站：通信管理工作站由通信专业人员操作，负责管理系统所有的通信数据链，监视和维护这些链路正常的工作状态等。通信专业人员负责构建和监视通信计划，在需要时进行再定向。任务控制单元的通信设备包括所有的地面接收和发射设备。 在视距外操作时，通信管理工作站通过卫星通信数据链与“ 全球鹰” 进行通信联系。[59]
任务规划工作站：负责为“ 全球鹰” 生成一个完整的任务计划，包括导航计划、传感器计划、通信计划和分发计划。“全球鹰”升空后，一般都是按照系统预先制定的任务计划飞行。在任务执行过程中，任务规划工作站对无人机进行任务更新。任务更新的内容涵盖对某张图像的重新拍摄，到重新规划飞行侦察计划，甚至重新规划整个任务。[60]
传感器数据与图像处理工作站：负责分析“全球鹰” 机载传感器下传的信息，监视机载传感器的工作状态，对接收到的目标图像进行处理、存储和分发。该工作站可以通过分析传感器的数据来检查其工作性能，同时还可以选择目标图像进行快速评估。[60]
发射和回收单元
发射和回收单元(LRE)负责“全球鹰” 的发射准备、发射和回收工作。 发射前，它要检验“全球鹰” 机载各类子系统的状态，接收MCE 提供的任务计划，并上载到机上任务管理系统中。在发射与回收阶段， LRE 负责无人机控制，与当地或途经地的空管机构进行协调，并先后将无人机控制权移交给MCE或从MCE接管控制权。因此该单元也包含有一个 任务规划工作站和一个指挥控制工作站，有2名操作人员。美军使用“全球鹰”时，只在前线部署LRE，MCE则一般部署在本土。LRE工作站和MCE工作站的区别，是前者不具有宽带数据链路通信能力以及下行传感器数据与图像处理能力，但它拥有一个差分全球定位系统 (DGPS) 以提供地面操作、起飞和着陆所需的精确导航能力。美军无论是LRE还是MCE的操作员上岗前都需要经过指挥理论学习、模拟训练和飞行训练的过程。飞行训练期间必领获得商用仪表飞行规则(IPR)飞行员等级证书。[61]
保障支持系统
保障支持系统包括为全球鹰系统做好操作准备、完成任务后的无人机维护工作、维护系统以进行训练演习、打包系统以进行部署然后在部署地点搭建系统。保障支持系统还包括地面备件、支援设备、培训系统、技术指令文件等，这些资源是维护飞机、培训人员和操作空中飞行器所必需的。[62]
性能指标
使用国家
韩国：2014年韩国空军从美国购买4架 RQ-4 Block 30“全球鹰”无人机，2020年10月全部4架已经被韩方接收。[64]
日本：2015年日本从美国购买3架 RQ-4B“全球鹰”无人机，2020年3月日方接收了第一架。[65]
北约：2012年北约15个国家签署AGS采购合同，从美国购买5架北约版本的RQ-4D“凤凰”无人机。其技术基于美国空军Block 40版本的“全球鹰”，但是专门针对北约的要求进行了调整。[66]2022年4月，全部5架RQ-4D无人机已经移交北约在西西里岛基地的AGS 部队[67]
美国：从2002年开始采购至2013年底，美国空军共计采购了45架“全球鹰”无人机，包括7架Block 10、6架Block 20、21架Block 30和11架Block 40型。[9]截至2021年5月，美国空军拥有21架RQ-4“全球鹰”Block 30 无人机以及3架改装为EQ-4B的Block 20 无人机，还有11架Block 40版本无人机，总共为35架。[68]2018年美国海军第一个无人机巡逻中队——第19中队，开始接收首批2架MQ-4型无人侦察机。[30]
实战使用
阿富汗战争：911恐怖袭击发生后，美军立刻要求“全球鹰”参加反恐战争。2001年11月，一架AV-3“全球鹰”原型机就被部署到阿富汗，以支持美军中央司令部对广泛区域侦察和监视的要求。部署期间，“全球鹰”项目办公室的几名军事和文职人员随同部署。为了保证原型机能正常使用，另一架AV-6原型机的零部件被拆除当做备件。在阿富汗战争期间，全球鹰提供了超过17,000幅近实时、高分辨率的情报、侦察和监视图像，执行了60多次战斗任务，累计战斗飞行时间超过1,200小时。[69]
伊拉克战争：在伊拉克战争期间，全球鹰执行了15次飞行任务，收集了4800多张图像。尽管这仅占所有图像收集任务的3％，但却占了55％的对空防御目标的时间敏感数据。一架全球鹰至少发现了13个地对空导弹发射器、50个地对空导弹发射装置、300个弹药筒和70个导弹运输车；还拍摄了300辆坦克，占了伊拉克装甲部队的38％。美军指挥官认为全球鹰加快了伊拉克共和国卫队的崩溃，缩短了战争的持续时间，并减少了伤亡，超出了作战指挥官的预期。在伊拉克战争期间，空军采用了远程操纵能力，在加利福尼亚州的比尔空军基地远程操作无人机及其传感器。这至少减少了50%的后勤压力。飞行控制机组机使用类似聊天室的网络软件在全球范围内有效的指挥与控制“全球鹰”的操作。[70]
伊朗击落“全球鹰”无人机：2019年6月20日，伊朗使用防空导弹击落美军1架“全球鹰”无人机。[71]美军称这是一架海军使用的RQ-4型“全球鹰”无人机，而被击落的时候是在国际空域执行任务。但是伊朗方面称是因为美军无人机侵犯伊朗领空才将其击落。[72]该型无人机是美国海军使用的广域海上监视演示机 (BAMS-D) ，从空军 R-Q4A“全球鹰”平台改装而来。该型飞机未来将被美国海军采购的MQ-9C无人机代替。[73]
俄乌战争：2024年6月23日12时15分，乌军试图用5枚美国提供的带有集束弹头的ATACMS导弹袭击塞瓦斯托波尔，俄军击落了其中四枚，但剩下一枚在防空系统的影响下偏转，在城市上空爆炸。美国RQ-4“全球鹰”无人侦察机负责协调ATACMS导弹对塞瓦斯托波尔的袭击。[74]
衍生型号
RQ-4A：是初始小批量生产型(LRIP)的“全球鹰”无人机，为Block10版本。[9]
RQ-4B：是2002年研发的翼展和长度比RQ-4A更大的型号。[75]RQ-4B包括Block20、Block30和Block40三种构型。[9]
RQ-4D“凤凰”：北约15个国家从美国购买5架北约版本的无人机。其技术基于美国空军Block 40版本的“全球鹰”，但是专门针对北约的要求进行了调整。[66]
RQ-4E“欧洲鹰”：2007年德国订购的无人机，以Block20批次为基础，采用了EADS的电子信号侦察吊舱。[23]该项目最终于2013年被终止。德国封存了仅有的1架“欧洲鹰”无人机。[24]
MQ-4C“海神”：RQ-4 全球鹰无人机的海军化版本，成为搭载BAMS海上监视传感器和通信系统套件的平台。[25]
EQ-4B：Block20 版本的RQ-4B“全球鹰”搭载“战场机载通信节点”（BACN）设备的型号。[54]
KQ-X：诺格公司在2012年改装的2架“全球鹰”无人机，参加DARPA的自主空中加油KQ-X项目演示。[76]
参考资料 76
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- VIDEO: Iran Shoots Down Navy Surveillance Drone in ‘Unprovoked Attack’ — news.usni.org
- Navy RQ-4A Surveillance Drone Suffers Major Damage in Middle East — news.usni.org
- 乌军用美国导弹袭击塞瓦斯托波尔，美国防部称“无可奉告” — 参考消息-今日头条
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