↑以色列Orbiter無人機
↑德國TANAN300無人直升機
↑奧地利Camcopter S-100無人直升機
↑加拿大Talon Amphibious無人機
隨著科技發(fā)展和戰(zhàn)場需求拉動，艦載無人機以成本較低、使用靈活、效費比高等優(yōu)勢，受到各國海軍廣泛關注。
近年來，各國加快了艦載無人機的研發(fā)步伐。美國海軍2019年定購了38架MQ-8C“火力偵察兵”無人機，計劃將其部署在瀕海戰(zhàn)斗艦上。俄羅斯緊鑼密鼓建造的23900型直升機航母上，設計有4架艦載無人機。法國海軍已經組建首個艦載無人機中隊，該中隊將配備S-100無人機。英國去年則在“威爾士親王”號航空母艦上進行了艦載無人機測試。
有國家甚至提出，打造以搭載無人機為主的“準航母”。這些動向，預示著無人機將在各國未來艦載武器系統(tǒng)中占據重要地位，發(fā)揮更大作用。本期“兵器廣角”，讓我們共同走近艦載無人機的世界。
與其他武器裝備相比，無人機海上應用優(yōu)勢明顯
作為新興海上作戰(zhàn)力量，艦載無人機正蓬勃興起，在許多“海上角逐”中展現(xiàn)出自己的力量。
當前，許多艦載無人機被賦予反潛職能。此類職能任務的擴充，顯然是基于一個事實：與有人駕駛的反潛機相比，艦載無人機有著得天獨厚的優(yōu)勢。比如，它可以更便捷地從艦船上起飛，通過掛載吊放式聲吶或投放聲吶浮標等，迅速配合有人機及艦船，形成立體反潛網。
其實，反潛只是艦載無人機眾多任務之一。近年來，隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對海軍信息化作戰(zhàn)能力要求不斷提升，艦載無人機的職能作用，從戰(zhàn)場偵察監(jiān)視到目標捕獲，從反潛作戰(zhàn)到戰(zhàn)損評估，從電子干擾到通信中繼等，可謂無所不能。一些國家還在為其賦能，試圖使其擔負起信息化作戰(zhàn)指揮體系重要節(jié)點的重任。
憑借優(yōu)越的起降性能，艦載無人機能方便快捷地向海島運送物資，完成應急保障任務；在抵近偵察、登陸滲透、定點清除等特種作戰(zhàn)中，艦載無人機可為特種部隊提供情報支持、目標指示、應急保障等服務；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。
世界軍事舞臺對艦載無人機的“垂青”與“關愛”并非偶然。最重要的一個原因，就是與軍艦、有人駕駛戰(zhàn)機相比，艦載無人機有著獨特優(yōu)勢。這些優(yōu)勢雖然其他無人機同樣具備，但海上獨特的作戰(zhàn)環(huán)境，更加彰顯了這種優(yōu)勢。比如，機動靈活，對起降要求較低；飛行速度快，覆蓋范圍廣，出勤效率高；續(xù)航能力強，可實現(xiàn)不間斷監(jiān)控；使用成本低，經濟性好；受其他因素和條件限制小，可執(zhí)行高風險、高強度任務；兼容性強，任務載荷多樣，能執(zhí)行多種任務，等等。這些，都為它的大行其道奠定了基礎。
除“察”“打”之外，還有其他施展空間
目前，各國研制、使用艦載無人機的現(xiàn)狀是：中小型發(fā)展比較成熟，綜合型大型艦載無人機發(fā)展尚處于研發(fā)階段。
無論是大型、中型還是小型，艦載無人機在作用發(fā)揮上，基本上具有以下特點：一是“看家本領”越練越強，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”越練越強。和陸基無人機類似，艦載無人機的基本功能也是兩個：“察”和“打”。多年來，隨著科技進步以及作戰(zhàn)需求牽引，艦載無人機的“看家本領”顯著增強。
在“察”方面，艦載無人機留空時間相應變長，活動范圍明顯擴大，配備的感知系統(tǒng)越來越先進，數(shù)據處理與適應能力日益提升。這一能力的增加，一方面基于無人機平臺性能的改進，如發(fā)動機的升級換代等；另一方面則基于先進感知系統(tǒng)的廣泛使用。
以德國的TANAN300無人直升機為例，它配備有高清相機、攝像機以及紅外傳感器，擁有上百千米的活動半徑，可以裝備海上雷達和敵我識別系統(tǒng)，據稱還能在寒區(qū)和酷熱環(huán)境中執(zhí)行任務。
奧地利的Camcopter S-100無人直升機，采用航空重油發(fā)動機和較為先進的雷達，配備有靈敏的傳感器系統(tǒng)，能在空中飛行較長時間，可在海上執(zhí)行搜索和救援任務。瑞典的APID 60無人機雖然自重較輕，傳感器系統(tǒng)卻“功夫了得”，可以執(zhí)行航拍、搜索、監(jiān)測、邊界巡邏等任務。
在“打”方面，“反潛”可謂是艦載無人機的老本行之一。美國海軍的QH-50無人直升機，在20世紀50年代就可投放兩枚MK44魚雷。如今，各國艦載無人機這方面的“打功”，主要體現(xiàn)在與其他反潛武器裝備平臺的融合與“聯(lián)手”上。除反潛之外，近年來艦載無人機對地打擊能力也頗受關注。一些艦載無人機帶有多個武器掛架，掛架上既能掛載反坦克導彈，也可掛載小型滑翔炸彈，還可以通過攜載發(fā)射吊艙發(fā)射火箭彈。
自主化程度明顯提升。艦載無人機在發(fā)展初期，曾出現(xiàn)過兼有人工駕駛座艙的情形，如今的無人機大多采用封閉式結構。一些由直升機改造而來的艦載無人機，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)星導航設備、戰(zhàn)術通用數(shù)據鏈和飛行操控系統(tǒng)，大多數(shù)艦載無人機可以實現(xiàn)自動巡航和遙控飛行。人工智能的融入，使艦載無人機自主行動能力進一步提升。
加拿大的Talon Amphibious無人機是一種廉價的固定翼無人機系統(tǒng)，除了手動遙控模式外，它仍然具備自動巡航功能。完成任務后，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系列無人機，可在起飛前輸入程序，以便不受干擾地抵達預定區(qū)域展開情報搜集。任務結束，無人機返回地面時還可釋放氣囊，保護機上的傳感器設備。
功能作用不斷拓展。當前，艦載無人機除“察”“打”功能外，其作用已拓展到運輸、加油、通信中繼平臺等領域。一些由有人駕駛多用途直升機改造而成的艦載無人機，在衛(wèi)星導航系統(tǒng)幫助下，能夠攜帶3噸以上的物資飛行。有些由偵察直升機改裝而成的無人機可用作通信中繼平臺，搭載網絡攻防系統(tǒng)，使信號覆蓋400千米范圍內的地域。
另一些艦載無人機則采取模塊化設計，實現(xiàn)了一個平臺換用不同載荷即可執(zhí)行不同任務。如貝爾公司在研的V-247“警惕”無人傾轉旋翼機，采用開放式架構和模塊化設計，據稱可攜帶空地導彈、輕型魚雷，也可搭載機載激光武器、雷達、中繼通信系統(tǒng)以及燃料加油模塊，承擔起防空、電子戰(zhàn)、空中預警和精確打擊等任務。
大型艦載無人機方面，由于受到起降場地、回收方式、作戰(zhàn)用途、體系構建、航時航程、功能效用等多種因素制約，大多數(shù)大型艦載無人機尚在研發(fā)中。
近年來，美國海軍不斷調整艦載無人機的定位，先是從 “長航程艦載打擊平臺”調整為“長航時無人加油平臺”，然后又漸漸回歸集加油、信息系統(tǒng)節(jié)點為一體的“艦載無人打擊平臺”。這一過程，既體現(xiàn)出無人機發(fā)展的多功能化趨勢，也折射出美海軍在大型艦載無人機定位與需求上的飄忽不定。
無人機上艦，不只是無人機“挪個窩”
當前，陸基無人機發(fā)展日新月異，艦載無人機發(fā)展相對較慢。這是因為，無人機上艦不只是無人機往艦船上“挪個窩”。除了要攻克一些和陸基無人機相同的關鍵技術外，制約艦載無人機發(fā)展的技術瓶頸還有很多。
環(huán)境適應性。艦載無人機要在復雜嚴苛的海上環(huán)境中發(fā)揮作用，不僅要面對海上高溫高濕、霉菌鹽霧的侵蝕，還要能抵御突如其來的惡劣天氣，因此對系統(tǒng)的環(huán)境適應性、抗腐蝕能力等有很高要求，必須從元器件、原材料、設計理念、制造工藝、使用維護等方面全方位突破，才能研制出合格的上艦無人機。
無人機起降技術。艦載無人機面對的環(huán)境特殊，如空間狹小、天線密集、電磁環(huán)境復雜等，這會給艦載無人機安全起降帶來很大困難。加上母艦在海上漂泊或航行帶來的基座移動，更增加了艦載無人機的起降難度。雖然有火箭助推起飛、彈射起飛、傘降回收、撞網回收、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)境適應性仍不夠理想，亟須不斷改進甚至另辟蹊徑。
精確控制技術。艦船空間狹小并經常處于移動狀態(tài)，要求艦載無人機必須有良好的控制精度和可靠控制技術，這樣才能保證無人機航跡及姿態(tài)的精度。要做到這一點，必須從感知與測量、伺服與執(zhí)行、算法與優(yōu)化、自主與智能等多方面進行技術攻關。
先進動力技術。艦載無人機一般使用活塞發(fā)動機或渦輪噴氣發(fā)動機。對航空重油活塞發(fā)動機來說，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)動機需要突破的技術瓶頸更多，如微小型軸流渦輪葉片、大尺寸高效率單級風扇設計制造技術等。這些技術的突破，同樣需要付出大量時間、財力來完成。
機艦協(xié)同技術。艦載無人機的機艦協(xié)同，核心是有人操作武器平臺與無人機作戰(zhàn)平臺聯(lián)合編組，實施協(xié)同攻擊。要實現(xiàn)這一點，必須大力發(fā)展相關作戰(zhàn)理論、裝備、技術，比如深度借力人工智能等。在突破關鍵技術同時，還需要加強信任度方面的探索，通過不斷摸索與試驗，來解決有人/無人機協(xié)同作戰(zhàn)中的信息分析、作戰(zhàn)管理、人機交互、通信組網等問題。
目前，信息化條件下的海戰(zhàn)正被注入更多新元素。艦載無人機發(fā)展除了支持傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式外，已在以下幾個方面顯現(xiàn)出一定潛力和需求。
一是艦隊伴飛。隨著各種高速、遠程攻擊武器的發(fā)展，艦隊海上防空預警系統(tǒng)面臨不少新挑戰(zhàn)。大型航母戰(zhàn)斗群由于配有艦載預警機，往往具有較大預警范圍，但也存在預警機力量不足問題。普通的海上編隊往往靠艦載直升機進行近程預警，面臨的威脅更多。艦載無人機的出現(xiàn)，則可部分解決這一問題。尤其是高空長航時無人機的發(fā)展，將可能催生出可大大拓展艦隊態(tài)勢感知與預警探測能力的新型艦載無人機。
二是自主空戰(zhàn)。當前，世界各國都在加大投入，研發(fā)和裝備新型無人機。在忠誠僚機、集群作戰(zhàn)等新空戰(zhàn)概念引領下，艦載無人機在“察”“打”基本功能上，正在被賦予更“聰明”的大腦，以實現(xiàn)執(zhí)行任務過程中的基本獨立自主化，通過人機系統(tǒng)智能融合，更好地達成作戰(zhàn)目的。
三是空中加油。當前，一些艦載無人機被用作空中加油機，可以增加有人戰(zhàn)機留空時間。另一些艦載無人機則進行了空中受油試驗?？罩惺苡湍芰Φ男纬?，將使艦載無人機作戰(zhàn)半徑明顯增加，使放飛它的母艦安全性得到提升。同時，在加油受油能力形成后，艦載無人機還有望進行伙伴加油作業(yè)，提高無人機群作戰(zhàn)半徑，降低有人加油機的風險。
四是跨介質飛行。未來艦載無人機還可能向融合空中飛行、水面機動、水下潛航能力于一體的跨介質飛行器方向發(fā)展，為適應未來作戰(zhàn)多樣性和靈活性提供能力支撐。
總之，隨著各國海軍對作戰(zhàn)環(huán)境單向透明化需求的不斷提升，艦載無人機系統(tǒng)將扮演越來越重要的角色。未來，艦載無人機系統(tǒng)的潛力究竟有多大，時間將給出答案。（張允清 黃粲）
編輯：楊茹
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