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【防务观察】无人机群能拯救航母吗?​

2016-07-03 战略前沿技术



来源:参考消息网,责任编辑:董磊


核心提示:航母可以利用无人机系统极大的活动范围使自己处于相对安全的位置,同时无人机群的机动性与火力将在敌人的情报、监视和侦察网络以及导弹网络上撕开窟窿。


参考消息网7月1日报道 美国《国家利益》双月刊网站6月28日发表题为《无人机群能拯救航母吗?》的文章,作者为罗伯特·艾利森,编译如下:

自从美国霸权时代以来,航空母舰及其航空分队一直被有效地用于控制海面和执行攻击行动。这样的日子已经结束。

今天,美国海军航母执行攻击使命的能力依然出色,它们在常规和非常规战役中向陆地投送力量方面一直发挥着十分宝贵的作用。但是为什么美国公民要把他们辛辛苦苦挣来的钱用于购买航母呢?其目的不是为了向叛乱分子扔炸弹,而是暴力地从任何决定与我们作对的国家手中抢夺对海洋的控制。

尽管对陆地部队进行火力支援是航母最频繁的任务,但更为重要的任务将始终是制海权的控制。自从上世纪40年代以来,美国还没有遭遇过争夺制海权的真正对手,而当时的海战是由飞机主导的。从那以后,导弹技术变得更为廉价、精准,其射程不断扩大并得到更为广泛的使用。不仅海军技术在变化,而且敌人的意图也在变化。俄罗斯、伊朗和中国打算在作战层次上争夺海洋控制权,从而将威胁美国海军的运转方式。


如照目前的情形来看,航母将变得很容易受到导弹的打击,以至于不能驶入波罗的海、霍尔木兹海峡或台湾海峡等热点区域。通过让我们最具威力的军舰处于巨大的威胁中,我们的对手将能把我们最强大的军事能力阻挡于最佳射程之外,从而大大削弱我们的海上威慑力。

控制制海权的方法未必是更换掉航母,而是要使航母在导弹时代的存在具有实际意义。我们需要这样一种难以被攻击,并拥有比敌方武器系统更远的射程,以及能够为航母舰队增加后备支持。

成群的无人机将符合这一要求。这一武器家族将分为四种不同的类型,每一种类型都有特定的任务:控制、目标识别、火力和补给。这样的海上无人机群将极难被我们的敌人察觉和破坏,其中每一架无人机的成本都相对便宜。而且单体的无人机都十分小巧,并有可能潜入水中,从而使它们很难被发现。

为了实现制海权控制,装备无人机群的航母将提供美国海军所寻求的那种“压倒性优势”。航母可以利用无人机系统极大的活动范围使自己处于相对安全的位置,同时无人机群的机动性与火力将在敌人的情报、监视和侦察网络以及导弹网络上撕开窟窿。随后航母和两栖登陆舰可以利用这些窟窿,派出舰载机和突击型海军陆战队员对敌人进行血腥碾压。

按照目前的装备状况,航母的活动范围过于狭小,无法可靠地对我们在海上的对手构成威慑。而从各自独立的平台使用无人机,会分散海军的大部分破坏力。海军的规划人员不应把大量资金投入于导弹防御系统来使航母更安全地留在海上,而是应该立足于进攻,利用成群的无人机以齐射方式发射导弹摧毁对手。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=m0309urxduf&width=500&height=375&auto=0美海军成功进行X-47B无人作战飞机首次航母弹射起飞试验

原标题:美刊解析未来航母战术:无人机"踹门" 随后血腥碾压



技术派:美国航母战斗群+舰载无人机=?

来源: 澎湃新闻网


美国航母战斗群作为美国战略快速机动力量,可以执行军事威慑、对敌攻击、兵力投送、保护海上运输安全、人道救援等一系列战时和和平时期的任务,其对美国的重要性不言而喻。但随着各国海军精确制导武器的大量装备,它面临的威胁也日趋严重。

舰载无人机如X—47B和智能飞行技术的出现,将从三个方面极大地扩展航母战斗群侦察、攻击和防御的能力,美国航母战斗群主宰战场的能力可以继续保持。

X-47B舰载无人机

作战范围大、隐身突防能力强、作战费效比高

目前美国航母抗击反舰弹道导弹、掠海反舰导弹、隐身巡航导弹的能力严重不足,航母的防御策略是待在对手导弹射程之外的海域机动,同时使用舰载机打掉对其构成威胁的导弹平台。但由于目前航母有人舰载机若不经空中加油,其作战半径大多不超过800公里,空中待战时间只有3-4小时,而多种反舰导弹的射程远远超越有人舰载机作战半径,航母要打击对其构成威胁的岸基导弹发射平台,就必须进入对手导弹射程内的海域,才能确保有人舰载机作战半径加武器射程可以覆盖敌手目标,但这种方式使得航母自身安全受到威胁。同时,航母目前的作业方式导致日常运行费用太高,也需要削减成本。

X—47B无人机无空中加油时作战半径达到2750公里, 空中续航时间达到50小时。2014年,X—47B无人机已经多次完成了与有人驾驶加油机的空中加油试验,而目前美国正在研发无人驾驶空中加油机。一旦技术成熟,X—47B无人机的空中续航时间将极大延长,可能从几天延长到几周甚至几月。目前,航母使用的有人作战飞机的最佳打击半径是400-800公里,X—47B在不进行空中加油情况下将轻易把航母的打击半径拓展到2800公里,航母的控制范围会扩大12倍。

X—47B无人机机身采用了碳纤维为主的复合材料,吸收雷达波性能好,机体表面还涂覆了充电涂料层,外表具备一定的“变色龙”功能,并配备了小功率低红外辐射的低噪音发动机。通过这些技术措施,其雷达反射有效截面积仅仅为0.01平方米,红外特征和噪音也很小,总体隐身效果很好。同时,由于无人驾驶无需考虑人体机能限制,X—47B的机动性超过有人飞机,许多高难度的飞行动作如倒飞、急剧大过载转弯飞行等,X—47B能够轻松实现。因此,它的空中隐身突防能力较有人机大为提高。

无人机没有飞行员,就无需生命保障系统,故而结构简单,尺寸小,重量相对轻。若使用商业成熟技术和零部件,可以把研发费用、生产成本、后期维护费用降低许多。X—47B的单价只有3000万美元,不到F-35c的四分之一。而且,由于其尺寸仅为F-35C的67%,航母的载机数量可以更多,对航母战斗群战斗力的维持有很大意义。同时,由于没有飞行员,就无需进行飞行员训练,还可以节省天文数字的飞行培训费用和大量的培训时间。

F-35C

无人、有人混合编组,有人控制无人,作战编成灵活可靠

从目前美国海军对X—47B无人机的试验分析来看,未来美国航母战斗群对无人机的配置将采取有人、无人机混合编组,共同执行作战任务的方式。

将无人机与F-35C、F/A-18E/F混合编成空中攻击战斗群,将同时具备夺取制空权、对敌海上和陆地目标发动攻击的综合能力。F-35C具备隐身性能,有超音速飞行能力,以及强大的信息探测和交互能力,但由于作战半径小,内置弹仓容量有限等缺陷,无法同时兼顾对地打击能力,只适合配备空空导弹实施空中格斗夺取制空权。F/A-18E/F既可以执行夺取制空权的任务,又可以担负对无人机实施空中加油的任务。无人机作战半径大,但目前还不具备实施空中格斗的能力,只适合执行对海对陆攻击和探测、监视与侦察任务。无人机与F-35C、F/A-18E/F混编使用,接受有人机的控制,充当“投弹战机”和“隐形侦察机”,可以将航母战斗群的攻击和侦察半径至少提高到2800公里。

将无人机与E/A-18G“咆哮者”电子战飞机混合编成空中信息战斗群,将极大提升航母战斗群信息作战的半径,对夺取战场信息优势有重大的战术价值。E/A-18G“咆哮者”电子战飞机具备超音速、空中加油和空战自卫能力,与无人电子战飞机混合编成作战编队,可以实现“咆哮者”控制无人机,提供空中掩护和空中加油,并由无人机抵近到受对手威胁的空域实施信息压制作战的模式。这样既可以扩展信息作战的范围,又能够确保有人机的安全。

将无人机与E-2D“先进鹰眼”预警机混合编成空中预警群,将极大扩展航母战斗群对海、对空探测预警的范围,对美国建立全球全时域监测网络,建立全球“一小时”联合打击体系有重大的促进作用。无人机续航时间长、飞行半径大,通过加装新型雷达、搜索跟踪设备、通信设备等方式,将其改造为无人空中预警机,不仅能够执行侦察和监视任务,还可以担任对舰艇、飞机等作战平台的指挥和控制任务,使之能够完成目标探测、识别、跟踪、打击引导、效果评估等有人预警机才能完成的任务。

E-2D“先进鹰眼”预警机


具备攻击、预警探测、作战效能评估、信息交互中继、反导等多任务能力

根据美国海军“空海一体战”的作战思路,无人机上舰后,将替代F-35C担负远程隐蔽打击任务,航母战斗群将形成“远程快速反应,中程连续介入,近程持久控制”的三阶段火力打击新模式,提升攻击的速度,大幅缩短航母战斗群应对全球性危机的反应时间。

远程快速反应阶段是指航母战斗群在距离战区6000公里时出动第一个无人机编队,8小时内抵达战区,在空中加油机的保障下连续作战2-3天,实现对危机的快速反应,而航母战斗群则经过2-3天全速航行,抵达距离战区3200公里的预定作战海区待机。该海区位于对手精确制导武器射程外,属于威胁程度较低的海域。

中程连续介入阶段是指航母战斗群增加投入作战的无人机数量,全面完成预定的打击任务。近程持久控制阶段是指通过持续攻击,敌方对航母战斗群的主要威胁消除后,航母前出到距离敌方战区100-900公里的附近海域,使航母所有舰载飞机都可以参与作战,完全实现对战场的空中控制。

无人机超长的持续预警探测能力是航母战斗群急迫需要的。受飞行员人体生理极限的制约,美军条例规定舰载飞行员一次升空作战时间不能大于10小时,而无人机续航时间只受其燃料数量限制。X—47B的续航时间是50小时,一架X—47B可以在1500海里范围内执行2天的巡逻警戒任务,时间上多出E-2D“先进鹰眼”预警机10个小时,能够大大加强航母战斗群的持续警戒能力(包括情报、监视、侦察等)。若将配备不同类型传感器的无人机以远距离、大纵深的梯次配置灵活部署在航母战斗群受威胁的方向,那么航母战斗群可以获得一把全空域全时域全频谱的“保护伞”,有效改善航母战斗群对远程战场态势的感知能力,缩短舰载飞机发现、定位、跟踪、识别、打击、评估打击目标的时间周期。

作战效能评估一直是航母战斗群的弱项,由于无人机可以搭载光学、红外、合成孔径雷达等多种探测侦察设备,且飞行距离远,低空性能好,无安全隐患,因此可以在全天候条件下进行打击效能评估,还可以对目标实施抵近侦察,甚至可以飞临目标实施直接观察。这不仅可以提高目标毁伤程度的评估精度,还可以降低侦察探测设备的性能要求。航母战斗群对目标实施攻击后,无人机马上可以实施全天候、立体化的侦察,将攻击效果信息实时传送到作战评估中心,为指挥员决策提供依据。

美军设想无人机还可以执行反弹道导弹任务。如X—47B可以随航母在几周内部署到全球任何海域,利用其长航程和长航时的优点,对岸基1000公里范围内的疑似弹道导弹发射平台实施反导监控和拦截作战。在战时,可以将一架F-35C和3架X—47B混合编组,无人机在F-35C前方150-200公里处飞行,受F-35C控制,而F-35C则保持无线电静默,只接受无人机、卫星或其他平台传送的目标数据。一旦接受到敌方导弹发射的信息,F-35C只需要发射二个短脉冲信息,即可指挥X—47B发射导弹实施拦截。

美军通过计算发现,两架远程控制的X—47B就可以击落一枚弹道导弹,一个由4-5架无人机组成的编队可以确保两架无人机不间断空中巡逻,随时对目标导弹实施拦截。从这个意义上讲,美军只需要两架X—47B就可以实现对伊朗或朝鲜的全境监控,四架X—47B就可以完成对伊朗这样规模国家的弹道导弹监控任务。

47B是美国海军整体无人机项目中的一个子项目,属于装备科研性质,目前已经完美结束。美国海军正在评估是否继续深入开展47B的下一步科研项目,因为47B已经完成的航母起降、自主飞行、空中加油等内容只是验证了47B有担当航母舰载机的基本飞行能力,其是否具备攻击、信息作战、侦察预警的任务能力,还需要后续申请美国防部的科研项目组织研发,只有研发出47B专用的任务搭载系统,才能验证其执行任务的能力;特别是47B与有人机协同作战能力,还需要大量作战试验,需要对通信、指挥体系的诸多调整才可能成熟,因此,47B要上航母真正形成战斗力,至少需要3至5年的时间。


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美国海军的无人机集群飞行试验

 武向荣 

来源:现代军事杂志

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  “蝗虫”计划稳步推进


     美国海军研究办公室(ONR)制定有”蝗虫“(LOCUST,即低成本无人机集群技术)计划,目前正稳步推进。最近ONR披露了2016年4月进行“蝗虫”计划的集群飞行试验的视频。9架无人机依次被气动弹射升空,无人机一离开发射管,即展开机翼,启动螺旋桨。9架无人机全部升空后,通过低功率射频网络进行通信,共享位置和其他信息,最终自主执行编组编队飞行。据“蝗虫”项目经理李·马斯楚安尼透露,目前无人机集群还是按照“母-子”模式进行组织:一架无人机扮演“引领者”,其他则是跟随者。而作为“引领者”的无人机可根据任务情况随时进行变换。此次试验旨在演示在不同高度,不同机动飞行任务的情况下,编队保持的紧密程度。试验情况如视频所示。根据安排,ONR还将在今年进行30架无人机的集群飞行试验。届时将动用3部类似多管火箭炮的10管发射器,发射器将在30秒内接连把30架无人机弹射升空。目前,“蝗虫”计划进行的是陆地发射试验,接下来还将进行舰艇海上发射试验,而美国空军和海军还在研究空中发射这种无人机的设想。


   性能独特的“郊狼”无人机


   “蝗虫”系统使用的是雷声公司的“郊狼”无人机,最初由先进陶瓷研究公司为ONR研制,后该公司几经转手,最终被雷声公司收购。该无人机以电池为动力,机长0.91米,翼展1.47米,起飞重量约为5.4~6.3千克,载荷重量0.91千克,巡航速度约为60节(111千米/小时),最大飞行速度为85节(157千米/小时),最大续航时间为90分钟(通常情况下为60分钟),最大飞行高度约6000米。无人机可携带可见光/红外相机,配备2瓦S波段发射机时,全动视频传输距离为37千米。该无人机为管式发射,容纳无人机发射管与标准的机载声纳浮标一致,可由海上巡逻机、直升机的声纳浮标发射装置投放。有人机的乘员可在37千米的范围内,控制该无人机执行任务。2014年9月15日,美国国家海洋和航天局(NOAA)大西洋海洋学和气象学实验室的研究人员从NOAA的1架P-3飞机上投放了一架携带气象传感器的“郊狼”无人机,无人机飞入北大西洋上空的“爱德华”飓风,获取了可靠的数据。2016年5月25日,美国国防部长阿什·卡特视察海军水下战中心时,该无人机就是被重点介绍的产品。由于该无人机为一次性使用,因此必须尽可能控制成本。目前“郊狼”无人机单价约1.5万美元,ONR期望能将单价降低到1万美元以内,最终实现5000~7000美元/架的目标。


  几点想法


  (1)集群无人机系统必须与远程投送手段相结合才能实现预期战术价值。


   “郊狼”无人机留空时间不过90分钟,飞行速度约110千米/小时,其整个航程不过170千米。没有远程投送手段,无人机群至多就是执行原地搜索、警戒任务,因为留空时间短,效率还非常有限,但如果通过远程投送手段,直接抵达目标区域上空,那么其数量众多的个体、功能各异的载荷、自主协同行动的运行模式和超过1小时的留空时间就可能发挥巨大的战术作用。虽然“蝗虫”计划近期进行陆地和海上试验,但空中发射试验才是面向最终的应用。


  (2)集群无人机的概念不过是巡飞弹的延伸发展。

  

  此前,巡飞弹的概念喧嚣一时,如今却又很少被人提及。实际上,目前被“热炒”的集群无人机实际上就是巡飞弹的不同发展侧面,集群无人机所验证的诸多技术,特别是集群飞行、自主控制技术,最终都会运用到巡飞弹上。虽然目前集群无人机主要用于情报、监视、侦察,但其未来必然趋向于集群行动的察打一体。


  (3)在集群无人机发展上,我国有创新优势。


  如果说大规模使用携带不同载荷的低成本无人机倾轧敌阵地的设想算是一种战术创新的话,那么我国航空学者的研究与探索并不晚于美国同行。我国航空业者们在无人机新构型的研究和发展上体现出很强的创新能力。如中航工业第二届国际无人机飞行器创新大赛上由河北科技大学/中航通飞华北飞机工业有限公司设计的Z字形折叠飞机,结构简洁紧凑,模块化程度高,经过实飞验证,具有很广阔的应用前景,而这只是众多创新设计中的一例。对于大批量一次性使用的集群无人机来说,廉价也是关键指标,价格越低,就越能以更大的数量使用,从而达成一种颠覆性的效果。而以更低的成本生产相同性能和品质的产品无疑也是一种创新。既然中国的无人机企业大疆能把多旋翼无人机做到3000~4000人民币,并行销全世界,那么在类似“郊狼”的折叠翼无人机领域实现更低成本的生产也并非不可能的事情。

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