↑以色列Orbiter無(wú)人機(jī)
↑德國(guó)TANAN300無(wú)人直升機(jī)
↑奧地利Camcopter S-100無(wú)人直升機(jī)
↑加拿大Talon Amphibious無(wú)人機(jī)
隨著科技發(fā)展和戰(zhàn)場(chǎng)需求拉動(dòng)，艦載無(wú)人機(jī)以成本較低、使用靈活、效費(fèi)比高等優(yōu)勢(shì)，受到各國(guó)海軍廣泛關(guān)注。
近年來(lái)，各國(guó)加快了艦載無(wú)人機(jī)的研發(fā)步伐。美國(guó)海軍2019年定購(gòu)了38架MQ-8C“火力偵察兵”無(wú)人機(jī)，計(jì)劃將其部署在瀕海戰(zhàn)斗艦上。俄羅斯緊鑼密鼓建造的23900型直升機(jī)航母上，設(shè)計(jì)有4架艦載無(wú)人機(jī)。法國(guó)海軍已經(jīng)組建首個(gè)艦載無(wú)人機(jī)中隊(duì)，該中隊(duì)將配備S-100無(wú)人機(jī)。英國(guó)去年則在“威爾士親王”號(hào)航空母艦上進(jìn)行了艦載無(wú)人機(jī)測(cè)試。
有國(guó)家甚至提出，打造以搭載無(wú)人機(jī)為主的“準(zhǔn)航母”。這些動(dòng)向，預(yù)示著無(wú)人機(jī)將在各國(guó)未來(lái)艦載武器系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，發(fā)揮更大作用。本期“兵器廣角”，讓我們共同走近艦載無(wú)人機(jī)的世界。
與其他武器裝備相比，無(wú)人機(jī)海上應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯
作為新興海上作戰(zhàn)力量，艦載無(wú)人機(jī)正蓬勃興起，在許多“海上角逐”中展現(xiàn)出自己的力量。
當(dāng)前，許多艦載無(wú)人機(jī)被賦予反潛職能。此類職能任務(wù)的擴(kuò)充，顯然是基于一個(gè)事實(shí)：與有人駕駛的反潛機(jī)相比，艦載無(wú)人機(jī)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。比如，它可以更便捷地從艦船上起飛，通過(guò)掛載吊放式聲吶或投放聲吶浮標(biāo)等，迅速配合有人機(jī)及艦船，形成立體反潛網(wǎng)。
其實(shí)，反潛只是艦載無(wú)人機(jī)眾多任務(wù)之一。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)海軍信息化作戰(zhàn)能力要求不斷提升，艦載無(wú)人機(jī)的職能作用，從戰(zhàn)場(chǎng)偵察監(jiān)視到目標(biāo)捕獲，從反潛作戰(zhàn)到戰(zhàn)損評(píng)估，從電子干擾到通信中繼等，可謂無(wú)所不能。一些國(guó)家還在為其賦能，試圖使其擔(dān)負(fù)起信息化作戰(zhàn)指揮體系重要節(jié)點(diǎn)的重任。
憑借優(yōu)越的起降性能，艦載無(wú)人機(jī)能方便快捷地向海島運(yùn)送物資，完成應(yīng)急保障任務(wù)；在抵近偵察、登陸滲透、定點(diǎn)清除等特種作戰(zhàn)中，艦載無(wú)人機(jī)可為特種部隊(duì)提供情報(bào)支持、目標(biāo)指示、應(yīng)急保障等服務(wù)；在島礁巡邏方面，與巡邏艇和艦船相比，它的飛行速度更快，巡邏效率更高。
世界軍事舞臺(tái)對(duì)艦載無(wú)人機(jī)的“垂青”與“關(guān)愛(ài)”并非偶然。最重要的一個(gè)原因，就是與軍艦、有人駕駛戰(zhàn)機(jī)相比，艦載無(wú)人機(jī)有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)雖然其他無(wú)人機(jī)同樣具備，但海上獨(dú)特的作戰(zhàn)環(huán)境，更加彰顯了這種優(yōu)勢(shì)。比如，機(jī)動(dòng)靈活，對(duì)起降要求較低；飛行速度快，覆蓋范圍廣，出勤效率高；續(xù)航能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不間斷監(jiān)控；使用成本低，經(jīng)濟(jì)性好；受其他因素和條件限制小，可執(zhí)行高風(fēng)險(xiǎn)、高強(qiáng)度任務(wù)；兼容性強(qiáng)，任務(wù)載荷多樣，能執(zhí)行多種任務(wù)，等等。這些，都為它的大行其道奠定了基礎(chǔ)。
除“察”“打”之外，還有其他施展空間
目前，各國(guó)研制、使用艦載無(wú)人機(jī)的現(xiàn)狀是：中小型發(fā)展比較成熟，綜合型大型艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展尚處于研發(fā)階段。
無(wú)論是大型、中型還是小型，艦載無(wú)人機(jī)在作用發(fā)揮上，基本上具有以下特點(diǎn)：一是“看家本領(lǐng)”越練越強(qiáng)，二是自主化程度明顯提升，三是功能作用不斷拓展。
“看家本領(lǐng)”越練越強(qiáng)。和陸基無(wú)人機(jī)類似，艦載無(wú)人機(jī)的基本功能也是兩個(gè)：“察”和“打”。多年來(lái)，隨著科技進(jìn)步以及作戰(zhàn)需求牽引，艦載無(wú)人機(jī)的“看家本領(lǐng)”顯著增強(qiáng)。
在“察”方面，艦載無(wú)人機(jī)留空時(shí)間相應(yīng)變長(zhǎng)，活動(dòng)范圍明顯擴(kuò)大，配備的感知系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn)，數(shù)據(jù)處理與適應(yīng)能力日益提升。這一能力的增加，一方面基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)性能的改進(jìn)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)換代等；另一方面則基于先進(jìn)感知系統(tǒng)的廣泛使用。
以德國(guó)的TANAN300無(wú)人直升機(jī)為例，它配備有高清相機(jī)、攝像機(jī)以及紅外傳感器，擁有上百千米的活動(dòng)半徑，可以裝備海上雷達(dá)和敵我識(shí)別系統(tǒng)，據(jù)稱還能在寒區(qū)和酷熱環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。
奧地利的Camcopter S-100無(wú)人直升機(jī)，采用航空重油發(fā)動(dòng)機(jī)和較為先進(jìn)的雷達(dá)，配備有靈敏的傳感器系統(tǒng)，能在空中飛行較長(zhǎng)時(shí)間，可在海上執(zhí)行搜索和救援任務(wù)。瑞典的APID 60無(wú)人機(jī)雖然自重較輕，傳感器系統(tǒng)卻“功夫了得”，可以執(zhí)行航拍、搜索、監(jiān)測(cè)、邊界巡邏等任務(wù)。
在“打”方面，“反潛”可謂是艦載無(wú)人機(jī)的老本行之一。美國(guó)海軍的QH-50無(wú)人直升機(jī)，在20世紀(jì)50年代就可投放兩枚MK44魚雷。如今，各國(guó)艦載無(wú)人機(jī)這方面的“打功”，主要體現(xiàn)在與其他反潛武器裝備平臺(tái)的融合與“聯(lián)手”上。除反潛之外，近年來(lái)艦載無(wú)人機(jī)對(duì)地打擊能力也頗受關(guān)注。一些艦載無(wú)人機(jī)帶有多個(gè)武器掛架，掛架上既能掛載反坦克導(dǎo)彈，也可掛載小型滑翔炸彈，還可以通過(guò)攜載發(fā)射吊艙發(fā)射火箭彈。
自主化程度明顯提升。艦載無(wú)人機(jī)在發(fā)展初期，曾出現(xiàn)過(guò)兼有人工駕駛座艙的情形，如今的無(wú)人機(jī)大多采用封閉式結(jié)構(gòu)。一些由直升機(jī)改造而來(lái)的艦載無(wú)人機(jī)，雖然仍保留有人駕駛功能，但自主化程度明顯提升。借助靈敏的傳感器系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈和飛行操控系統(tǒng)，大多數(shù)艦載無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡航和遙控飛行。人工智能的融入，使艦載無(wú)人機(jī)自主行動(dòng)能力進(jìn)一步提升。
加拿大的Talon Amphibious無(wú)人機(jī)是一種廉價(jià)的固定翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，除了手動(dòng)遙控模式外，它仍然具備自動(dòng)巡航功能。完成任務(wù)后，它可以返回出發(fā)地，借助降落傘降落在陸地或者甲板上，甚至自主降落在水面上。
以色列Aeronautics公司研制的Orbiter系列無(wú)人機(jī)，可在起飛前輸入程序，以便不受干擾地抵達(dá)預(yù)定區(qū)域展開(kāi)情報(bào)搜集。任務(wù)結(jié)束，無(wú)人機(jī)返回地面時(shí)還可釋放氣囊，保護(hù)機(jī)上的傳感器設(shè)備。
功能作用不斷拓展。當(dāng)前，艦載無(wú)人機(jī)除“察”“打”功能外，其作用已拓展到運(yùn)輸、加油、通信中繼平臺(tái)等領(lǐng)域。一些由有人駕駛多用途直升機(jī)改造而成的艦載無(wú)人機(jī)，在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)幫助下，能夠攜帶3噸以上的物資飛行。有些由偵察直升機(jī)改裝而成的無(wú)人機(jī)可用作通信中繼平臺(tái)，搭載網(wǎng)絡(luò)攻防系統(tǒng)，使信號(hào)覆蓋400千米范圍內(nèi)的地域。
另一些艦載無(wú)人機(jī)則采取模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)平臺(tái)換用不同載荷即可執(zhí)行不同任務(wù)。如貝爾公司在研的V-247“警惕”無(wú)人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，采用開(kāi)放式架構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)，據(jù)稱可攜帶空地導(dǎo)彈、輕型魚雷，也可搭載機(jī)載激光武器、雷達(dá)、中繼通信系統(tǒng)以及燃料加油模塊，承擔(dān)起防空、電子戰(zhàn)、空中預(yù)警和精確打擊等任務(wù)。
大型艦載無(wú)人機(jī)方面，由于受到起降場(chǎng)地、回收方式、作戰(zhàn)用途、體系構(gòu)建、航時(shí)航程、功能效用等多種因素制約，大多數(shù)大型艦載無(wú)人機(jī)尚在研發(fā)中。
近年來(lái)，美國(guó)海軍不斷調(diào)整艦載無(wú)人機(jī)的定位，先是從 “長(zhǎng)航程艦載打擊平臺(tái)”調(diào)整為“長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人加油平臺(tái)”，然后又漸漸回歸集加油、信息系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)為一體的“艦載無(wú)人打擊平臺(tái)”。這一過(guò)程，既體現(xiàn)出無(wú)人機(jī)發(fā)展的多功能化趨勢(shì)，也折射出美海軍在大型艦載無(wú)人機(jī)定位與需求上的飄忽不定。
無(wú)人機(jī)上艦，不只是無(wú)人機(jī)“挪個(gè)窩”
當(dāng)前，陸基無(wú)人機(jī)發(fā)展日新月異，艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展相對(duì)較慢。這是因?yàn)?，無(wú)人機(jī)上艦不只是無(wú)人機(jī)往艦船上“挪個(gè)窩”。除了要攻克一些和陸基無(wú)人機(jī)相同的關(guān)鍵技術(shù)外，制約艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展的技術(shù)瓶頸還有很多。
環(huán)境適應(yīng)性。艦載無(wú)人機(jī)要在復(fù)雜嚴(yán)苛的海上環(huán)境中發(fā)揮作用，不僅要面對(duì)海上高溫高濕、霉菌鹽霧的侵蝕，還要能抵御突如其來(lái)的惡劣天氣，因此對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性、抗腐蝕能力等有很高要求，必須從元器件、原材料、設(shè)計(jì)理念、制造工藝、使用維護(hù)等方面全方位突破，才能研制出合格的上艦無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)起降技術(shù)。艦載無(wú)人機(jī)面對(duì)的環(huán)境特殊，如空間狹小、天線密集、電磁環(huán)境復(fù)雜等，這會(huì)給艦載無(wú)人機(jī)安全起降帶來(lái)很大困難。加上母艦在海上漂泊或航行帶來(lái)的基座移動(dòng)，更增加了艦載無(wú)人機(jī)的起降難度。雖然有火箭助推起飛、彈射起飛、傘降回收、撞網(wǎng)回收、天鉤撞繩回收、垂直起降、滑跑起降等多種起降方式，但其可靠性和環(huán)境適應(yīng)性仍不夠理想，亟須不斷改進(jìn)甚至另辟蹊徑。
精確控制技術(shù)。艦船空間狹小并經(jīng)常處于移動(dòng)狀態(tài)，要求艦載無(wú)人機(jī)必須有良好的控制精度和可靠控制技術(shù)，這樣才能保證無(wú)人機(jī)航跡及姿態(tài)的精度。要做到這一點(diǎn)，必須從感知與測(cè)量、伺服與執(zhí)行、算法與優(yōu)化、自主與智能等多方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)。艦載無(wú)人機(jī)一般使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，如何不斷走向輕量化、提高可靠性等，仍是亟須破解的難題。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要突破的技術(shù)瓶頸更多，如微小型軸流渦輪葉片、大尺寸高效率單級(jí)風(fēng)扇設(shè)計(jì)制造技術(shù)等。這些技術(shù)的突破，同樣需要付出大量時(shí)間、財(cái)力來(lái)完成。
機(jī)艦協(xié)同技術(shù)。艦載無(wú)人機(jī)的機(jī)艦協(xié)同，核心是有人操作武器平臺(tái)與無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)平臺(tái)聯(lián)合編組，實(shí)施協(xié)同攻擊。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須大力發(fā)展相關(guān)作戰(zhàn)理論、裝備、技術(shù)，比如深度借力人工智能等。在突破關(guān)鍵技術(shù)同時(shí)，還需要加強(qiáng)信任度方面的探索，通過(guò)不斷摸索與試驗(yàn)，來(lái)解決有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)中的信息分析、作戰(zhàn)管理、人機(jī)交互、通信組網(wǎng)等問(wèn)題。
目前，信息化條件下的海戰(zhàn)正被注入更多新元素。艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展除了支持傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式外，已在以下幾個(gè)方面顯現(xiàn)出一定潛力和需求。
一是艦隊(duì)伴飛。隨著各種高速、遠(yuǎn)程攻擊武器的發(fā)展，艦隊(duì)海上防空預(yù)警系統(tǒng)面臨不少新挑戰(zhàn)。大型航母戰(zhàn)斗群由于配有艦載預(yù)警機(jī)，往往具有較大預(yù)警范圍，但也存在預(yù)警機(jī)力量不足問(wèn)題。普通的海上編隊(duì)往往靠艦載直升機(jī)進(jìn)行近程預(yù)警，面臨的威脅更多。艦載無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，則可部分解決這一問(wèn)題。尤其是高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)的發(fā)展，將可能催生出可大大拓展艦隊(duì)?wèi)B(tài)勢(shì)感知與預(yù)警探測(cè)能力的新型艦載無(wú)人機(jī)。
二是自主空戰(zhàn)。當(dāng)前，世界各國(guó)都在加大投入，研發(fā)和裝備新型無(wú)人機(jī)。在忠誠(chéng)僚機(jī)、集群作戰(zhàn)等新空戰(zhàn)概念引領(lǐng)下，艦載無(wú)人機(jī)在“察”“打”基本功能上，正在被賦予更“聰明”的大腦，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中的基本獨(dú)立自主化，通過(guò)人機(jī)系統(tǒng)智能融合，更好地達(dá)成作戰(zhàn)目的。
三是空中加油。當(dāng)前，一些艦載無(wú)人機(jī)被用作空中加油機(jī)，可以增加有人戰(zhàn)機(jī)留空時(shí)間。另一些艦載無(wú)人機(jī)則進(jìn)行了空中受油試驗(yàn)。空中受油能力的形成，將使艦載無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)半徑明顯增加，使放飛它的母艦安全性得到提升。同時(shí)，在加油受油能力形成后，艦載無(wú)人機(jī)還有望進(jìn)行伙伴加油作業(yè)，提高無(wú)人機(jī)群作戰(zhàn)半徑，降低有人加油機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
四是跨介質(zhì)飛行。未來(lái)艦載無(wú)人機(jī)還可能向融合空中飛行、水面機(jī)動(dòng)、水下潛航能力于一體的跨介質(zhì)飛行器方向發(fā)展，為適應(yīng)未來(lái)作戰(zhàn)多樣性和靈活性提供能力支撐。
總之，隨著各國(guó)海軍對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境單向透明化需求的不斷提升，艦載無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將扮演越來(lái)越重要的角色。未來(lái)，艦載無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的潛力究竟有多大，時(shí)間將給出答案。（張?jiān)是?黃粲）
編輯：楊茹
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