2018年,軍用無人機(jī)在新型作戰(zhàn)概念牽引下深入發(fā)展,飛行小時(shí)數(shù)再創(chuàng)新高,新技術(shù)驗(yàn)證持續(xù)推進(jìn),作戰(zhàn)模式不斷推陳出新,特別是無人機(jī)集群作戰(zhàn)首次在實(shí)戰(zhàn)中應(yīng)用,開創(chuàng)了先河。未來,隨著協(xié)同、集群、自主技術(shù)的不斷發(fā)展,軍用無人機(jī)的任務(wù)域?qū)⒗^續(xù)拓展,與現(xiàn)有裝備體系深入融合,并帶來新型作戰(zhàn)模式的不斷創(chuàng)新。
2018年,全球已有60多個(gè)國家裝備軍用無人機(jī),型號(hào)超過400種?;跓o人機(jī)裝備的新型作戰(zhàn)概念不斷涌現(xiàn),無人機(jī)型號(hào)持續(xù)推陳出新,運(yùn)用領(lǐng)域不斷拓展。本文基于作戰(zhàn)概念牽引、無人機(jī)型號(hào)進(jìn)展、技術(shù)開發(fā)與演示驗(yàn)證,對(duì)2018年全球軍用無人機(jī)發(fā)展進(jìn)行回顧總結(jié),以期為業(yè)內(nèi)提供參考。
新型作戰(zhàn)概念牽引無人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)
美軍戰(zhàn)略重心東移帶來了新的軍事需求,在此背景下,各種新型作戰(zhàn)概念應(yīng)運(yùn)而生,催生出多款新型無人機(jī)裝備、演示驗(yàn)證和技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。
無人空中加油
美國海軍率先提出“無人空中加油”作戰(zhàn)概念,旨在對(duì)抗主要對(duì)手的“反介入/區(qū)域拒止”戰(zhàn)略,使航母編隊(duì)能在更遠(yuǎn)距離對(duì)敵方發(fā)動(dòng)攻擊。為此,美國海軍于2017年發(fā)布MQ-25“黃貂魚”無人加油機(jī)招標(biāo)書:可攜帶不少于6.8t燃油在距母艦930km外對(duì)4~6架艦載機(jī)實(shí)施空中加油,使艦載機(jī)作戰(zhàn)半徑擴(kuò)大480~640km,多次空中加油后艦載機(jī)留空時(shí)間和活動(dòng)范圍將成倍提高,配合在研和已列裝的多型高精度遠(yuǎn)程打擊武器,將使艦載機(jī)能深入對(duì)手內(nèi)陸地區(qū)發(fā)動(dòng)打擊,大大擴(kuò)展航母編隊(duì)的防空警戒、截?fù)艉头礉搮^(qū)域。
波音、洛馬和通用原子三家公司參與競標(biāo)。2018年8月,波音公司推出的高隱身無人機(jī)方案(菱形截面機(jī)身、翼身融合、V型尾翼和內(nèi)埋式進(jìn)氣道設(shè)計(jì),見圖1)在競標(biāo)中勝出,獲得8.05億美元合同,用于設(shè)計(jì)制造4架MQ-25A,最早將在2019年部署到艾森豪威爾號(hào)和布什號(hào)航母上遂行首批實(shí)裝空中加油任務(wù)。美國海軍未來將至少采購72架MQ-25A,總采辦費(fèi)用預(yù)計(jì)達(dá)130億美元。
MQ-25A是美軍積極響應(yīng)其國家安全戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向的風(fēng)向標(biāo),有X-47B的深厚技術(shù)儲(chǔ)備和美軍快速采辦機(jī)制支撐,該型無人機(jī)從發(fā)布標(biāo)書到計(jì)劃部署僅兩年時(shí)間,顯示了美軍從作戰(zhàn)概念研究到實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的驚人響應(yīng)速度??梢灶A(yù)見,MQ-25A將顯著增強(qiáng)美軍“空海一體戰(zhàn)”能力和“非對(duì)稱作戰(zhàn)”實(shí)力,未來可能裝備美國空軍,打造分布式隱身無人加油作戰(zhàn)能力,所造成的攻防兩端失衡或引發(fā)軍事強(qiáng)國間新一輪軍備競賽。
無人近距空中支援
美軍在歷次局部戰(zhàn)爭中發(fā)現(xiàn),無人機(jī)在近距空中支援(CAS)作戰(zhàn)中有著巨大潛力,尤其在阿富汗戰(zhàn)爭中,CAS任務(wù)越來越多地由MQ-1、MQ-9等察打一體無人機(jī)完成。
由于無人機(jī)在執(zhí)行CAS任務(wù)時(shí)天然具有無人員傷亡、操控人員無需直面地面炮火、可長時(shí)間留空等優(yōu)勢,美國曾一度計(jì)劃發(fā)展更適合CAS任務(wù)的MQ-X無人機(jī)以取代MQ-9。在MQ-X計(jì)劃因故取消后,歐洲諸國從低成本、輕量化、精確性等方面著手,開展了專用CAS無人機(jī)的研發(fā)。
2018年9月,歐洲導(dǎo)彈公司在英國展示了一種名為“幽靈”的新型無人機(jī)概念,采用傾轉(zhuǎn)旋翼電推動(dòng)垂直起降,設(shè)計(jì)用于為前線部署陸軍力量提供應(yīng)招式低成本建制級(jí)精確近距空中支援能力,能夠快速轉(zhuǎn)換至前飛模式低空飛躍復(fù)雜地形。
“幽靈”無人機(jī)巡航速度為180km/h,
巡航高度低于100m,作戰(zhàn)半徑大于10km,續(xù)航時(shí)間大于1h;采用2副2m傾轉(zhuǎn)翼,每個(gè)機(jī)翼布置有2臺(tái)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī);可攜帶25kg任務(wù)載荷,包括2枚“強(qiáng)制者”導(dǎo)彈或一個(gè)多用途武器系統(tǒng),以對(duì)抗輕型裝甲目標(biāo)、軟目標(biāo)或重裝甲目標(biāo)。
“幽靈”無人機(jī)具備自主導(dǎo)航、人在回路指揮控制、抗干擾GPS導(dǎo)航等能力,可協(xié)助地面力量在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)、鎖定和攻擊視距內(nèi)威脅目標(biāo),并可執(zhí)行偵察、補(bǔ)給、電子戰(zhàn)等任務(wù)。“幽靈”無人機(jī)可單獨(dú)使用,也可與同型機(jī)協(xié)同開展“蜂群”作戰(zhàn)。
英國鋼巖公司在2017迪拜航展上展示“絲絨黃蜂”無人機(jī)后,于2018年繼續(xù)推進(jìn)該型無人機(jī)的研制?!敖z絨黃蜂”是首型專用近距支援單兵旋翼無人機(jī),由碳纖維制成,最大起飛重量約32kg,巡航高度大于300m,可搭載光學(xué)和雷達(dá)載荷,在通信鏈路的支持下其作戰(zhàn)使用范圍可達(dá)100km,機(jī)身下掛載2枚小型彈藥,可配合特種部隊(duì)實(shí)施空中支援作戰(zhàn)。
美國導(dǎo)彈防御局(MDA)于2016年宣布,將激光反導(dǎo)武器試驗(yàn)平臺(tái)由波音747-400改為高空長航時(shí)無人機(jī),啟動(dòng)低功率激光武器演示(LPLD)項(xiàng)目。
2018年9月,MDA與洛克希德●馬丁、波音、通用原子完成了合同修訂,三家公司分別贏得2550萬、2050萬、2340萬美元續(xù)約合同,以開展LPLD第二階段的工作。
LPLD第一階段始于2017年末,洛馬、波音、通用原子針對(duì)無人機(jī)平臺(tái)集成低功率激光武器開展了概念研究與方案設(shè)計(jì)工作。在第二階段,上述三家公司將分別開展樣機(jī)集成與測試工作,預(yù)計(jì)2020年開展低功率飛行試驗(yàn),2021年進(jìn)行光束穩(wěn)定試驗(yàn)。
LPLD旨在為MDA“無人機(jī)載激光武器助推段反導(dǎo)”作戰(zhàn)概念進(jìn)行低功率等級(jí)驗(yàn)證工作,以其平臺(tái)飛行高度、激光功率等級(jí)和打擊覆蓋范圍顯然無法滿足作戰(zhàn)概念要求,該項(xiàng)目意在探索關(guān)鍵技術(shù)、驗(yàn)證作戰(zhàn)流程與邏輯閉環(huán),為未來的高空平臺(tái)攜帶大功率激光器實(shí)現(xiàn)“無人機(jī)載激光武器助推段反導(dǎo)”鋪平道路。
忠誠僚機(jī)
2015年,空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)啟動(dòng)“忠誠僚機(jī)”概念研究,發(fā)布需求公告,要求開發(fā)自主技術(shù),有效增強(qiáng)美空軍未來在對(duì)抗/拒止環(huán)境下的作戰(zhàn)行動(dòng)和能力,并將有人戰(zhàn)斗機(jī)與具備自主作戰(zhàn)能力的無人機(jī)實(shí)現(xiàn)有效集成,通過協(xié)同作戰(zhàn)來提高作戰(zhàn)效能。
2018年7月,AFRL展示了XQ-58A“瓦爾基里”試驗(yàn)機(jī),并計(jì)劃在當(dāng)年開展試飛。該機(jī)由靶機(jī)制造商克瑞托斯公司制造,旨在驗(yàn)證“忠誠僚機(jī)”作戰(zhàn)概念。
XQ-58A是一種低成本無人機(jī),根據(jù)AFRL的“低成本可消耗攻擊型空中無人系統(tǒng)演示驗(yàn)證”(LCASD)項(xiàng)目需求開發(fā),能與有人戰(zhàn)斗機(jī)(如F-35)配合使用。AFRL確認(rèn),XQ-58A長9.14m,翼展8.23m,可以在內(nèi)置彈艙或翼下攜帶272kg有效載荷。
無人機(jī)反潛
采用無人機(jī)探潛的優(yōu)勢在于可長期留空,對(duì)關(guān)注海域進(jìn)行持續(xù)監(jiān)視和警戒,為艦隊(duì)航行開辟安全通道,且不會(huì)造成人員傷亡。
美軍于2017年驗(yàn)證了MQ-9“死神”無人機(jī)執(zhí)行反潛巡邏任務(wù)的能力,2018年優(yōu)化了無人機(jī)反潛作戰(zhàn)概念,并繼續(xù)對(duì)MQ-9無人機(jī)和MQ-4C“人魚海神”無人機(jī)的反潛能力進(jìn)行測試。
美軍計(jì)劃用1架P-8A海神反潛巡邏機(jī)指揮4架MQ-4C和8架MQ-9C無人機(jī),對(duì)指定海域內(nèi)的通氣管航行狀態(tài)潛艇進(jìn)行持續(xù)探測、監(jiān)視。4架MQ-4C每小時(shí)可偵察270萬平方千米海域,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,由任務(wù)區(qū)內(nèi)的MQ-9對(duì)目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)跟蹤、探測,并引導(dǎo)攻擊。該方案可解決因P-8A造價(jià)昂貴、數(shù)量少、續(xù)航時(shí)間短而造成的反潛能力不足問題。
據(jù)美國《防務(wù)新聞》網(wǎng)站2018年12月2日?qǐng)?bào)道,美軍已經(jīng)計(jì)劃開始在關(guān)島地區(qū)部署新一代MQ-4C和MQ-9無人機(jī)執(zhí)行探潛任務(wù),此舉將極大提升美軍的反潛能力。
2018年,隨著以色列“海鷗”反潛巡邏機(jī)的退役,為滿足海上探潛需求,以色列航空工業(yè)(IAI)決定給“蒼鷺”無人機(jī)加裝反潛聲吶浮標(biāo)和磁異探測儀以滿足反潛戰(zhàn)需求,改裝后稱為“海蒼鷺”。由“海蒼鷺”投放入水的聲吶浮標(biāo)可在高海況條件下接受和發(fā)射聲信號(hào),并通過無人機(jī)向地面控制站傳送情報(bào);“海蒼鷺”上裝載的磁異探測器可通過識(shí)別磁通量變化探測潛艇;兩種傳感器起著互補(bǔ)作用,聲吶浮標(biāo)用于廣域搜索,磁異探測器用于驗(yàn)證疑似潛艇目標(biāo)并定位。
空中預(yù)警走向無人化
大家對(duì)于ISR任務(wù)和攻擊任務(wù)的無人機(jī)已經(jīng)比較熟悉了,但是中國研發(fā)了一款能夠執(zhí)行空中預(yù)警任務(wù)的無人機(jī)。不僅能夠節(jié)省很多費(fèi)用,還能在解放許多有人機(jī)平臺(tái),并將有人預(yù)警機(jī)投入更多更關(guān)鍵的任務(wù)中。傳感器與結(jié)構(gòu)共形設(shè)計(jì),是首次使用。由電科38所研制的型號(hào)JY-300無人機(jī),綽號(hào)“天哨”,于2018年9月30日首飛。續(xù)航時(shí)間超過12h,使用高度超過7500m,對(duì)空中和海面的直升機(jī)、導(dǎo)彈和小艇等低慢小目標(biāo)進(jìn)行探測監(jiān)視。
多型無人機(jī)系統(tǒng)研制與改型持續(xù)推進(jìn)
高空長航時(shí)無人機(jī)
高空長航時(shí)無人機(jī)正不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域,并通過技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)飛行高度和續(xù)航時(shí)間極限。
軍用高空長航時(shí)無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間通常大于24h,可長期留空遂行偵察、監(jiān)視任務(wù),通過更換任務(wù)載荷還可用于探潛、通信中繼等拓展領(lǐng)域,該類無人機(jī)系統(tǒng)水平直接映射到戰(zhàn)略情報(bào)、偵察、監(jiān)視(ISR)能力。太陽能無人機(jī)以其能源優(yōu)勢,升限更高、留空時(shí)間更長,因其潛在的軍事用途,近年來也得到長足發(fā)展。
2018年6月,“全球鷹”無人機(jī)的改進(jìn)型MQ-4C“人魚海神”無人機(jī)正式在美海軍艦隊(duì)服役。MQ-4C任務(wù)范圍包括海上監(jiān)視、敵方作戰(zhàn)信息搜集、毀傷效果評(píng)估、港口監(jiān)視、通信中繼,以及作戰(zhàn)支援、海上巡邏監(jiān)視、戰(zhàn)場空間管理、海上目標(biāo)定位及攻擊引導(dǎo),美海軍計(jì)劃將其作為P-8A反潛機(jī)的補(bǔ)充,極大延伸后者的海上偵察視野。
MQ-4C可在廣大區(qū)域范圍內(nèi)持續(xù)不斷地監(jiān)視海洋或陸地目標(biāo),大幅增強(qiáng)美海軍的戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力,并能通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)情報(bào)“無縫連接”,將其探測到的潛在目標(biāo)及時(shí)傳送給P-8A,協(xié)助其跟蹤和攻擊目標(biāo),顯著縮短“從傳感器到射手”的作戰(zhàn)反應(yīng)時(shí)間。美國海軍計(jì)劃未來共裝備68架MQ-4C,遂行海上廣域偵察監(jiān)視任務(wù),并可協(xié)助P-8A探測敵方水面作戰(zhàn)艦艇和潛艇。
2018年,諾斯羅普●格魯門公司向美國空軍交付了1架載有“戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)”(BACN)的“全球鷹“無人機(jī)。BACN是一種高空機(jī)載網(wǎng)關(guān),可轉(zhuǎn)換、分發(fā)多源語音通信信息和其他戰(zhàn)場空間信息,實(shí)現(xiàn)不同用戶和不同網(wǎng)絡(luò)間的通信,提供更好的態(tài)勢感知能力。BACN可搭載在各種空中平臺(tái)上,迄今已完成超過10000次戰(zhàn)斗任務(wù)。高空長航時(shí)無人機(jī)搭載BACN設(shè)備后,可實(shí)現(xiàn)空中持久網(wǎng)關(guān)接收,橋接和分配戰(zhàn)場上所有部隊(duì)之間的通信,大大加強(qiáng)態(tài)勢感知、作戰(zhàn)指揮和空中通信中繼能力。
2018年,英國BAE系統(tǒng)公司和棱鏡公司合作開發(fā)了高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)PHASA-35,該機(jī)重150kg,翼展35m,有效載荷15kg,采用先進(jìn)輕質(zhì)太陽能單元和電池組,雙電機(jī)驅(qū)動(dòng),升限21km,可在20km高空連續(xù)飛行12個(gè)月。棱鏡公司正在范堡羅制造2架PHASA-35原型機(jī),后期的批產(chǎn)將由BAE系統(tǒng)公司承擔(dān),計(jì)劃2019年首飛。棱鏡公司已試飛了可復(fù)現(xiàn)PHASA-35性能的1:4縮比PHASE-8(翼展8.7m)無人機(jī)。
中空長航時(shí)無人機(jī)一般采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),通常能獲得比傳統(tǒng)高空長航時(shí)無人機(jī)更長的續(xù)航時(shí)間,這類平臺(tái)既可用于偵察,也可用于對(duì)面攻擊。
2018年1月3日,美國空軍授予極光飛行科學(xué)公司一份總金額4800萬美元的新合同,繼續(xù)發(fā)展“獵戶座”(Orion)雙發(fā)中空長航時(shí)無人機(jī)系統(tǒng),有效載重超過454kg,續(xù)航時(shí)間超過100h。本次授予的新合同將資助發(fā)展?jié)M足軍方需求的“獵戶座”,使之能夠在全球任意地點(diǎn)部署。
印度“魯斯圖姆”-2無人機(jī)于2018年2月試飛成功,該機(jī)翼展20.6m,機(jī)長9.5m,巡航速度150km/h,實(shí)用升限大于9000m,續(xù)航時(shí)間大于24h,有效載荷350kg,可搭載不同載荷遂行全天時(shí)偵察任務(wù)。印度計(jì)劃制造、測試9架樣機(jī),并交付部隊(duì),以期取代從以色列進(jìn)口的“蒼鷺”無人機(jī)。
2018年3月9日,美國克里奇空軍的MQ-1“捕食者”無人機(jī)執(zhí)行完最后一次任務(wù)后降落,宣告該型號(hào)無人機(jī)全部退役,任務(wù)空缺將由MQ-9無人機(jī)取代。MQ-9飛得更高、更快,外掛能力更強(qiáng),可掛載彈藥幾乎囊括美國空軍所有空地和空空武器,可顯著提高作戰(zhàn)效能并減少戰(zhàn)損。
MQ-1“捕食者”從空軍退役后,美國陸軍仍然裝備有其改型MQ-1C“灰鷹”無人機(jī)。2018年10月,通用原子公司與美國陸軍合作完成增程型MQ-1C無人機(jī)的后續(xù)作戰(zhàn)測試與評(píng)估。測試于2018年6月開始,累計(jì)飛行644h,期間完成了連續(xù)40h飛行測試,驗(yàn)證了長續(xù)航能力。增程型MQ-1C列裝后將部署至美國陸軍情報(bào)和安全司令部及特種作戰(zhàn)司令部。
2018年3月,美國空軍裝備壽命周期管理中心(AFLCMC)傳感器計(jì)劃辦公室與中空無人機(jī)系統(tǒng)計(jì)劃辦公室合作,共同資助了MQ-9無人機(jī)掛載“敏捷吊艙”的3次飛行試驗(yàn),這是“敏捷吊艙”首次在美國空軍主戰(zhàn)武器系統(tǒng)上掛飛?!懊艚莸跖摗庇?jì)劃將提供一系列多尺寸吊艙,采用開放式自適應(yīng)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),可適用于不同任務(wù),快速更換任務(wù)載荷,并掛載到多種平臺(tái)上使用。
2018年8月,美國空軍借助自動(dòng)起飛與著陸能力(ATLC)系統(tǒng)完成MQ-9 BLOCK 5無人機(jī)的首次自動(dòng)起降。ATLC由通用原子公司研發(fā),將顯著降低無人機(jī)操作員的工作負(fù)擔(dān),并拓展無人機(jī)任務(wù)包線。
MQ-9B是通用原子公司“捕食者”B系列無人機(jī)的最新改進(jìn)型,其基線型命名為“天空衛(wèi)士”,海上監(jiān)視型命名為“海上衛(wèi)士”。2018年5月,通用原子公司和NTS公司成功合作完成第二架全尺寸MQ-9B“天空衛(wèi)士”無人機(jī)雷電測試。2018年7月11日下午6時(shí)51分,一架從美國北達(dá)科他州大??怂蛊痫w的“天空衛(wèi)士”在英國費(fèi)爾福德空軍基地著陸,首次實(shí)現(xiàn)跨大西洋飛行。
2018年12月,由中國航空工業(yè)研制的,我國首款全復(fù)材多用途無人機(jī)“翼龍”I-D成功首飛;“翼龍”I-D采用全復(fù)合材料機(jī)體結(jié)構(gòu)、優(yōu)化了氣動(dòng)布局、換裝大功率發(fā)動(dòng)機(jī),在最大起飛重量、升限、航時(shí)、外掛能力等方面較“翼龍”I均有較大提升;它的成功研制,標(biāo)志著中國成為繼美國之后,全球第二個(gè)具備全復(fù)材飛機(jī)研制能力的國家。
隱身無人機(jī)
無人機(jī)隱身化是未來的發(fā)展趨勢,隱身無人機(jī)可用于抵近偵察、監(jiān)視,穿透性進(jìn)攻等多種高端作戰(zhàn)任務(wù)。繼美軍的X-47B、中國的利劍等隱身技術(shù)驗(yàn)證機(jī)之后,法國、俄羅斯等國也開始涉足這一領(lǐng)域。
由法國領(lǐng)銜,意大利、西班牙、瑞典、希臘、瑞士等5個(gè)國家共同參與研制的“神經(jīng)元”隱身無人機(jī)于2018年中進(jìn)入飛行測試階段,開始進(jìn)行飛行、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)和武器系統(tǒng)測試。2018年底,“神經(jīng)元”無人機(jī)與兩架西班牙“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行了一系列空對(duì)空攔截試飛試驗(yàn),主要測試“神經(jīng)元”在對(duì)抗“臺(tái)風(fēng)”時(shí)能否不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn),躲避“臺(tái)風(fēng)”發(fā)射的空空導(dǎo)彈;后續(xù)試飛試驗(yàn)內(nèi)容還有“神經(jīng)元”無人機(jī)與法國海軍艦艇(包括“戴高樂”航母編隊(duì)防御系統(tǒng))的對(duì)抗。
2018年11月,俄羅斯重型隱身無人機(jī)“獵人”-B在新西伯利亞航空工廠起降跑道進(jìn)行首次滑行試驗(yàn),期間速度達(dá)到200km/h,滿足項(xiàng)目預(yù)定指標(biāo)。此次試驗(yàn)并沒有進(jìn)行空中飛行,滑行、起飛滑跑、加速、跑道末端停跑等階段由“獵人”-B無人機(jī)完全自主完成?!矮C人”-B無人機(jī)采用隱身技術(shù)設(shè)計(jì),無尾飛翼布局,起飛重量達(dá)20t,最大速度達(dá)到1000km/h。
空天無人機(jī)
美國空軍從2000年開始一直持續(xù)支持X-37B空天無人機(jī)的研制、試驗(yàn)與測試。
X-37B于2017年9月7日搭載“獵鷹9”火箭入軌,此次飛行任務(wù)被稱作“軌道試驗(yàn)飛行器-5”(OTV-5),至2018年末已在軌超過450天。
X-37B長8.8m,高2.9m,起飛重量約5噸,采用火箭垂直發(fā)射入軌,任務(wù)結(jié)束后自主返回地面,可多次重復(fù)使用。X-37B在臨近空間飛行速度可達(dá)25Ma,常規(guī)軍用雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn),僅在2018年8月飛越荷蘭萊頓時(shí),被荷蘭的衛(wèi)星追蹤器Marco Langbroek拍攝到,據(jù)估算當(dāng)時(shí)其巡航高度約為320km。預(yù)計(jì)OTV-5將于2019年返回地球,美空軍已計(jì)劃2019年在卡納維拉爾角使用“宇宙神-5”運(yùn)載火箭第6次發(fā)射X-37B。
X-37B歷次飛行任務(wù)信息均屬絕密,雖然美軍宣稱該無人飛行器只是“一種可靠的、能重復(fù)使用的空天無人飛行測試平臺(tái)”,主要用于開展科學(xué)試驗(yàn)和測試可重復(fù)使用技術(shù),但縱觀X-37B的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和歷次飛行試驗(yàn)中透露的有限信息,判斷其可用于執(zhí)行情報(bào)實(shí)時(shí)偵察、摧毀敵方衛(wèi)星和全球快速打擊任務(wù),更像是未來空天戰(zhàn)機(jī)的雛形。
傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)
隨著傾轉(zhuǎn)變模態(tài)飛控技術(shù)的日趨成熟,各種新概念傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。
在美國“當(dāng)代海軍陸戰(zhàn)隊(duì)展2018”上,美國貝爾直升機(jī)公司展示了V-247無人傾轉(zhuǎn)翼攻擊機(jī)的全尺寸模型。該機(jī)采用類似V-22“魚鷹”的傾轉(zhuǎn)翼垂直起降設(shè)計(jì),可艦載起降,并可攜帶空地、空空導(dǎo)彈武器。
據(jù)報(bào)道,V-247巡航速度460km/h,最大速度560km/h,實(shí)用升限7600m,作戰(zhàn)半徑830km,載重270kg時(shí)續(xù)航時(shí)間為11~15h。該機(jī)最大內(nèi)載和外掛重量分別可達(dá)910kg和4100kg。V-247將使美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)首次擁有在性能上能與固定翼無人機(jī)相媲美的垂直起降艦載無人機(jī),該機(jī)可執(zhí)行防空、電子戰(zhàn)、預(yù)警和精確打擊等多種任務(wù)。
2018年11月,中國首型傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)“彩虹”-10在珠海航展上展出,標(biāo)志著中國傾轉(zhuǎn)旋翼控制技術(shù)上已有長足進(jìn)步。“彩虹”-10采用大展弦比機(jī)翼,外翼段和旋翼同步傾轉(zhuǎn),顯著提高了固定翼狀態(tài)的氣動(dòng)效率;最大起飛重量3500kg,翼展6.7m,續(xù)航時(shí)間7h,巡航速度150km/h,最大速度320km/h,實(shí)用升限7000m;非常適合用于山地丘陵作戰(zhàn),也可跟隨空降兵部隊(duì)執(zhí)行特種作戰(zhàn)。
無人直升機(jī)
2018年,美國海軍繼續(xù)開展無人直升機(jī)的海上作戰(zhàn)試驗(yàn)和演練,加快作戰(zhàn)能力生成速率。
MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機(jī)從2018年4月開始進(jìn)行初始作戰(zhàn)測試與評(píng)估,計(jì)劃在2018年底達(dá)到初始作戰(zhàn)能力。美國海軍空中試驗(yàn)與評(píng)價(jià)中隊(duì)(VX-1)于2018年6月29日完成了MQ-8C首個(gè)綜合初始作戰(zhàn)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)(IOT&E)。該試驗(yàn)在科羅納多號(hào)濱海戰(zhàn)斗艦(LCS4)上進(jìn)行。IOT&E的結(jié)果可為海軍將該無人直升機(jī)綜合到濱海戰(zhàn)斗艦(LCS)或其他艦船提供決策支撐信息。
IOT&E階段,MQ-8C在科羅納多號(hào)濱海戰(zhàn)斗艦上完成了數(shù)次任務(wù)演練,這些操作對(duì)LCS和MQ-8C項(xiàng)目都是重要里程碑節(jié)點(diǎn),驗(yàn)證了艦船與航空平臺(tái)的海上任務(wù)協(xié)同。VX-1評(píng)價(jià)了MQ-8C在目標(biāo)識(shí)別、情報(bào)收集和水面作戰(zhàn)等方面的作用。此外,試驗(yàn)還開發(fā)了同時(shí)使用與維護(hù)MQ-8C和MH-60S“海鷹”的操作。
無人運(yùn)輸機(jī)
軍用物資、人員運(yùn)輸是戰(zhàn)場調(diào)度和后勤保障的重要環(huán)節(jié),也是影響戰(zhàn)爭成敗的重要因素,無人運(yùn)輸機(jī)具有運(yùn)載效率高、不易被發(fā)現(xiàn)、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已有多個(gè)國家開始發(fā)展無人運(yùn)輸機(jī),旨在增強(qiáng)后勤保障能力,減少對(duì)大型有人運(yùn)輸機(jī)的依賴。
以色列戰(zhàn)術(shù)機(jī)器人公司研制的“鸕鶿”無人運(yùn)輸機(jī)在2016年實(shí)施了首次非受控自主飛行后,于2018年順利完成首次模擬載人演練,以色列國防軍還借此次演練驗(yàn)證了該機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的能力。與容易暴露、且難以抵達(dá)特定地域的傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)相比,它可以在狹小的空間內(nèi)運(yùn)送部隊(duì)、平民及物資。
2018年10月,中國航天科技九院設(shè)計(jì)改造的全球最大無人運(yùn)輸機(jī)“飛鴻98”在內(nèi)蒙古包頭試飛成功,該機(jī)由運(yùn)-5B原型機(jī)改造而成,最大起飛重量5.25t,最大載重1.5t,最大容積量15m3,巡航高度4500m,巡航速度180km/h,最大航程1200km,最小起降距離不大于150m,可用于復(fù)雜地形條件下的物資、人員運(yùn)輸。
技術(shù)研發(fā)與演示驗(yàn)證助力無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)取得突破
(1)有人/無人協(xié)同技術(shù)
無人機(jī)正逐步融入和改造現(xiàn)有作戰(zhàn)體系,在無人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自主化之前,有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)模式將在很長一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位,有人/無人協(xié)同技術(shù)是亟待突破的研究熱點(diǎn)。
2018年4月,空客直升機(jī)公司與西貝爾公司在奧地利裝備與國防科技局支持下開展了飛行試驗(yàn),用H145直升機(jī)和S-100無人直升機(jī)聯(lián)合測試了有人-無人編隊(duì)飛行技術(shù)。試驗(yàn)成功解決了數(shù)據(jù)傳輸干擾、電磁兼容、無人機(jī)控制系統(tǒng)集成到有人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)等多項(xiàng)技術(shù)難題,互操作性級(jí)別首次達(dá)到5級(jí)(LOI 5,最高級(jí)),即有人機(jī)能完全控制(包括起降過程)無人機(jī)。試驗(yàn)過程中,S-100的控制權(quán)在有人直升機(jī)和地面控制站間切換,演示了在各種場景下的編隊(duì)飛行,包括協(xié)同探測有人直升機(jī)無法到達(dá)區(qū)域內(nèi)隱藏的物體。
空客公司和西貝爾公司還將對(duì)飛行測試結(jié)果進(jìn)行分析,進(jìn)一步優(yōu)化人機(jī)界面,并將這項(xiàng)新的互操作能力在旗下的有人機(jī)和無人機(jī)產(chǎn)品中推廣,使之成為作戰(zhàn)效能倍增器。
2018年9月,空客公司在歐洲開展了有人機(jī)和無人機(jī)編隊(duì)飛行試驗(yàn),完成了四項(xiàng)測試內(nèi)容:有人機(jī)與無人機(jī)互聯(lián)互通,人機(jī)界面,基于任務(wù)分組管理的編隊(duì)智能,以及有人機(jī)對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的控制能力。試驗(yàn)采用了空客公司開發(fā)的先進(jìn)無人機(jī)飛控、飛管系統(tǒng),具備自主引導(dǎo)、導(dǎo)航、控制、智能化集群編組等多項(xiàng)能力。
飛行試驗(yàn)中,擔(dān)任指揮控制的有人機(jī)在任務(wù)區(qū)外的安全區(qū)域飛行,5架Do-DT25靶機(jī)組成編隊(duì)飛行,無人機(jī)編隊(duì)將態(tài)勢感知信息回傳給有人機(jī),并在有人機(jī)指揮下識(shí)別敵方地面威脅。試驗(yàn)還模擬了一架無人機(jī)被擊落,由另一架接管的任務(wù)場景。
美國空軍和DARPA正在與BAE系統(tǒng)公司合作,開發(fā)和測試用于第四代、第五代戰(zhàn)斗機(jī)控制無人機(jī)的軟、硬件,為未來空戰(zhàn)帶來更高水平的自主性,更多攻擊選擇和新的偵察優(yōu)勢。2018年,美空軍試飛員在愛德華空軍基地利用數(shù)據(jù)鏈技術(shù),結(jié)合地面模擬器和用 “利爾噴氣”飛機(jī),演示了第四代戰(zhàn)斗機(jī)的駕駛艙航電設(shè)備如何在空中指揮無人機(jī)。為將相關(guān)系統(tǒng)集成到F-15、F-16、F-22以及F-35戰(zhàn)斗機(jī)上奠定基礎(chǔ)。
(2)無人機(jī)集群作戰(zhàn)技術(shù)
2018年1月6日,俄軍駐敘利亞塔爾圖斯海軍基地和赫邁米姆空軍基地遭到13架小型無人機(jī)集群攻擊,其中6架被俄電子戰(zhàn)部隊(duì)成功迫降,7架被俄“鎧甲-S”近程防空系統(tǒng)擊落。
圖30所示的小無人機(jī)由敘利亞恐怖分子在距目標(biāo)50km處釋放,機(jī)長、翼展約2m;機(jī)身材料為膠合板,機(jī)翼采用木質(zhì)材料,尾梁等承重結(jié)構(gòu)采用金屬材料,機(jī)身部件大量采用膠帶鏈接,蒙皮由塑料膜制成;配裝活塞式單缸兩沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī),雙葉螺旋槳,采用塑料瓶作油箱,橡膠管作輸油管路;技術(shù)分析數(shù)據(jù)顯示其升限大于1500m,航程不小于100km,單枚炸彈毀傷半徑不小于50m。
縱觀整個(gè)作戰(zhàn)過程,無人機(jī)外觀雖顯粗制濫造,卻具備很強(qiáng)的單機(jī)作戰(zhàn)能力,可靠性高、目標(biāo)定位準(zhǔn)確,且采用了新型作戰(zhàn)模式和先進(jìn)的飛控技術(shù),得到專業(yè)人士技術(shù)支持的可能性極高;但從集群攻擊角度看,這是一次不成功的行動(dòng),集群內(nèi)部沒有明顯分工與合作,亦無機(jī)間信息共享與交互行為下的集群智能表現(xiàn),故而輕易被擊落與俘獲。作為人類歷史上首次無人機(jī)集群攻防實(shí)戰(zhàn)案例,這仍是一次值得關(guān)注的事件,既是一次實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下的作戰(zhàn)試驗(yàn),也標(biāo)志著無人機(jī)集群作戰(zhàn)的開端。
DARPA正在按計(jì)劃推進(jìn)“小精靈”項(xiàng)目,于2018年初授予Dynetics公司“小精靈”項(xiàng)目第三階段的研究合同,目標(biāo)是加速發(fā)展空中發(fā)射和回收大量低成本、可重復(fù)使用的無人機(jī)系統(tǒng)的能力。這種能力若得到驗(yàn)證和發(fā)展,可以顯著擴(kuò)展空戰(zhàn)分布式架構(gòu)。目前該項(xiàng)目正處于第三階段,從2018年開始進(jìn)行一系列地面和飛行測試和演示試驗(yàn),并在2019年底通過C-130空中發(fā)射和回收多架無人機(jī),展示過渡到作戰(zhàn)使用的潛力。
“小精靈”無人機(jī)使用壽命約20次,可集成68kg有效載荷,通過較低的任務(wù)和維護(hù)成本,降低機(jī)體、載荷費(fèi)用等措施實(shí)現(xiàn)低成本可消耗。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)正研究在項(xiàng)目2019年結(jié)束前讓無人機(jī)搭載不同傳感器載荷進(jìn)行飛行演示驗(yàn)證的可行性。
DARPA于2016年底啟動(dòng)“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”(OFFSET)項(xiàng)目,目標(biāo)是開發(fā)和驗(yàn)證適用于100個(gè)以上無人系統(tǒng)組成的集群戰(zhàn)術(shù),計(jì)劃至少驗(yàn)證100種相關(guān)戰(zhàn)術(shù)。
項(xiàng)目第1階段重點(diǎn)目標(biāo)是突破集成到OFFSET系統(tǒng)架構(gòu)中的蜂群技術(shù),包括蜂群戰(zhàn)術(shù)、蜂群自主、人-蜂群組隊(duì)、虛擬環(huán)境及物理測試平臺(tái)。2018年2月,作為OFFSET項(xiàng)目第一階段領(lǐng)銜單位,諾格公司推出第一個(gè)開放架構(gòu)式蜂群戰(zhàn)術(shù)試驗(yàn)臺(tái),來設(shè)計(jì)、開發(fā)和部署一種基于游戲環(huán)境和物理試驗(yàn)臺(tái)的開放式架構(gòu)的蜂群系統(tǒng)。
2018年3月,DARPA公布OFFSET項(xiàng)目第2階段發(fā)展目標(biāo),重點(diǎn)是開發(fā)和評(píng)估用于提升蜂群自主性的戰(zhàn)術(shù)和算法,通過改進(jìn)和增強(qiáng)無人系統(tǒng)平臺(tái)提高其自治能力和自主性,戰(zhàn)術(shù)背景是利用最多50臺(tái)無人機(jī)和地面機(jī)器人形成集群,在兩個(gè)城市街區(qū)的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)持續(xù)15-30分鐘的戰(zhàn)術(shù)壓制和隔離。
(3)自主性技術(shù)
美國國防部于2018年8月發(fā)布《無人系統(tǒng)綜合路線圖2017-2042》,首次將“自主性”單獨(dú)寫成一章,著重強(qiáng)調(diào)了自主性對(duì)于加速無人系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)步的重要作用,認(rèn)為未來的無人系統(tǒng)將擁有更強(qiáng)的自主能力,并提出自主性的發(fā)展路線和關(guān)鍵能力。
DARPA早在2014年就啟動(dòng)了“拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)(CODE)”項(xiàng)目,旨在通過基于現(xiàn)有無人機(jī)開發(fā)自主算法和軟件,擴(kuò)展無人機(jī)的任務(wù)能力并提高在拒止環(huán)境中的作戰(zhàn)能力。
CODE項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)拒止環(huán)境中無人機(jī)的自主協(xié)同作戰(zhàn),充分利用了先進(jìn)的交互設(shè)計(jì)思想和開放式架構(gòu),主要關(guān)鍵技術(shù)包括:飛行器自主、人機(jī)界面、編隊(duì)協(xié)同自主、開發(fā)架構(gòu)。涉及的主要場景包括戰(zhàn)術(shù)偵察、反水面戰(zhàn)、摧毀地面防空力量。
項(xiàng)目于2018年進(jìn)入第三階段研究,雷錫恩公司負(fù)責(zé)完成三個(gè)任務(wù)場景飛行試驗(yàn)驗(yàn)證及全任務(wù)能力,測試六個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)并協(xié)同其他模擬飛行器合作的能力。試驗(yàn)通過單人指揮無人機(jī)編隊(duì)執(zhí)行復(fù)雜任務(wù),包括目標(biāo)搜索、識(shí)別以及對(duì)主動(dòng)、不可預(yù)知的對(duì)手的打擊。
2018年10月至11月,裝備CODE的無人機(jī)系統(tǒng)在“反介入?yún)^(qū)域拒止”環(huán)境下開展試驗(yàn),驗(yàn)證其適應(yīng)和響應(yīng)意外威脅的能力。無人機(jī)系統(tǒng)盡可能降低通信量并高效共享信息,協(xié)同規(guī)劃和分配任務(wù)目標(biāo),制定戰(zhàn)術(shù)決策,并協(xié)同應(yīng)對(duì)高威脅動(dòng)態(tài)環(huán)境。展示了在通信和GPS導(dǎo)航長期拒止條件下的作戰(zhàn)能力。
DARPA后續(xù)還將繼續(xù)開發(fā)CODE及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施,以期持續(xù)推動(dòng)自主和分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力發(fā)展。
結(jié)束語
2018年,軍用無人機(jī)在新型作戰(zhàn)概念牽引下深入發(fā)展,飛行小時(shí)數(shù)再創(chuàng)新高,新技術(shù)驗(yàn)證持續(xù)推進(jìn),作戰(zhàn)模式不斷推陳出新,特別是無人機(jī)集群作戰(zhàn)首次在實(shí)戰(zhàn)中應(yīng)用,開創(chuàng)了先河。未來,隨著協(xié)同、集群、自主技術(shù)的不斷發(fā)展,軍用無人機(jī)的任務(wù)域?qū)⒗^續(xù)拓展,與現(xiàn)有裝備體系深入融合,并帶來新型作戰(zhàn)模式的不斷創(chuàng)新。世界各軍事強(qiáng)國都已認(rèn)識(shí)到無人機(jī)在未來戰(zhàn)爭中的地位和作用,對(duì)軍用無人機(jī)裝備和技術(shù)的發(fā)展愈加重視,以期在未來軍事領(lǐng)域的競爭中搶占制高點(diǎn)。