舰载无人机的技术特点与作战使用
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舰载无人机的技术特点与作战使用
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目前世界上有30多个国家共装备数百种型号、总数达几万架的无人机,但单独发展并装备海军无人机的却只有约10个国家,它们是美国、以色列、加拿大、德国、英国、法国、俄罗斯、意大利、中国等。
美国海军拥有世界上性能最先进、数量最多的海军型无人机,主要有"先锋"、"掠夺者"、"拓荒者"、"猛犬"、"火蜂"等。目前美国海军最为看好的有3型:具有持久全天候侦察能力,且作战能力不断得到拓展的"掠夺者"无人机;能为舰炮和舰载作战飞机攻击陆上目标进行实时的火力校正、能引导海军陆战队实施快速攻击,并担负探测和搜寻水雷等任务的"先锋"无人机;监视侦察能力强,能担负海上多种任务的长航时"全球鹰"无人机。除此还有美国正在研制的"鹰眼"倾转翼无人机。
以色列也是研制舰用无人机的佼佼者,它先后推出了"猛犬"(现为美国海军陆战队使用)、"拓荒者"(为美国海军和海军陆战队所购买,此后对其进行了升级改装),以及先后在海湾战争、波黑战争等战争中出色地执行过侦察任务的"地狱星"共轴双旋翼无人直升机。
由加拿大航空航天集团研制、海军与空军共同使用的CL227("哨兵")、CL327、CL427等系列舰载无人直升机(被人们形象地称为“海花生”),在设计上颇具匠心。德国的"西莫斯"舰载无人直升机能够垂直起降,主要配备在K-130小型护卫舰上。法国也为"拉斐特"级护卫舰研制了一型名为"奇观"的舰载固定翼无人机。意大利海军有一种称为"塘鹅" 的舰载无人机。此外,俄罗斯的“卡-37”和“卡-137”也属于小型双旋翼无人直升机,据称可以装配到任何舰艇上,甚至可以装备到潜艇上。
舰载无人机在近期局部战争的使用
在近期几场高技术局部战争中,舰载无人机曾大显身手。实际上,现代无人机的首次装舰是在1984年。当时,美国海军在"关岛"号两栖攻击舰上装备了多架由以色列飞机有限公司制造的"猛犬"轻型无人侦察机。从1987年起,美国战舰上又开始装备"先锋"无人侦察机(该机也由以色列制造)。在1991年的海湾战争中,舰载无人机在实战中再次崭露头角。美国海军在"威斯康星"号和"密苏里"号两艘战列舰上配属了多架“先锋”舰载无人机。这些舰载无人机执行了大量的空中侦察、目标指示、战损评估等工作,并且为战列舰上的406毫米巨炮射击提供可靠的
弹道校正。整个战争期间,美国海军共使用了40多架"先锋"无人机,执行过533次任务,取得了不小的战果。在1999年的科索沃战争中,以美国为首的北约再次动用了大量无人机。其中仅美国、德国与法国三国的无人机就飞行了约4000小时。美军的12架"掠夺者"无人机,在战区上空昼夜不停地侦察与监视,为北约部队提供了大量实时的情报信息,同时它还担负投掷袖珍炸弹的任务。美国海军的"先锋"也多次被用于担任战损评估等任务。
近期的阿富汗战争更是各型高性能无人机的大表演。其中表现最为突出的是美国老牌的U2高空无人侦察机,以及最新型的"掠夺者"和"全球鹰"无人侦察机等。其实,早在战争之前的2001年8月,美国海军就曾想购买或租用"全球鹰"无人机,以替代服役期快到的"先锋"无人机。
相对陆基无人机而言,舰载无人机在20世纪90年代以来的几场高技术局部战争中,其使用受到一定的限制,主要原因在于:第一,舰载无人机多是在被打击的国家或地区周边的陆地机场或可部署的地域较少的情况下才使用。在阿富汗战争爆发前夕,美军就在阿周边的巴基斯坦、土耳其和印度洋上的迪戈加西亚基地等处派驻了多型先进的无人机,这些无人机的作战效能明显地超出舰载无人机,所以舰载无人机的使用就较少。第二,目前各国现役舰载无人机的负载、活动范围、留空时间等受到一定的限制,因而其使用功能比较单一,主要是进行侦察监视,其次是战损评估,以及为战舰中继制导或为发射导弹、炮弹提供弹道修正等。至于攻击与空战功能,现在虽然已有少数无人机具备,但由于体积较小、装载的燃油和武器装备有限,所以离实战的要求还有相当距离。第三,现有舰载无人机的性能还不尽如人意。以美国的"先锋"舰载无人机为例来说。该机自上个世纪80年代末部署以来,曾一度满足了美国海军对机动性、大作战范围和一体化作战平台的要求。但随着对监视和情报收集能力需求的不断增长,要求无人机必须能够从各类舰艇上起飞、降落,并且对甲板作战的影响较小,同时还能够转向陆上作战。而"先锋"作为固定翼无人机,在舰上起飞和回收的程序很复杂,且事故率较高,因而作战能力受到很大的限制。第四,舰载无人机是一个复杂的系统,一般来说是由几架无人机、舰面控制站及卫星通信与指挥所等组成。也就是说,较小的战舰通常难以搭载如此庞杂的设施。此外,舰载无人机在舰上降落时还有快速系留和在甲板上牵引等问题,即舰上要配备无人机安全着舰系统。
根据近期几场局部战争的经验教训,美国海军已决定发展3型最适合作战要求的无人机:一型是这次在阿富汗战争中大出风头的"全球鹰"。美国海军拟采购4架,以代替"先锋"无人机,主
要用它来进行长航时的情报收集、监视侦察,甚至帮助海军执行海上巡逻任务。初步论证表明,"全球鹰"无人机不用改装就能够装载于美国海军现役的航空母舰,而且占用的空间很小。"全球鹰"可以提供连续的、全天候的高空侦察,航程可达14000海里,实用升限近2万米,留空时间超过36小时,并可以在目标上空盘旋24小时,侦察范围可达10万多平方千米。二是在中小型舰上安装的美国海军下一代单旋翼垂直起降无人机(VTUA V)。它可以从较小的舰艇上垂直起降,为美军近海作战提供实时的数据和图像,并担负监视侦察、目标搜索、战损评估以及电子干扰、核生化探测等任务。该型无人机可携带90千克的武器弹药,作战半径达110海里,巡航速度135节,巡航时间3小时,巡航高度约4500米。三是正在筛选竞争中的无人战斗机。主要的竞争型号有洛克希德·马丁公司的“飞翼”方案、诺斯罗普·格鲁曼公司的“海鸥”方案和波音公司的JSF方案。
走近共轴双旋翼舰载无人机
如果按结构设计与翼型来划分,无人机可分为旋转翼无人机和固定翼无人机两大类。旋转翼无人机又可分为传统直升机型、倾转旋翼型(如"鹰眼"倾转翼无人机,类似美国的V-22"鱼鹰"飞机)和共轴双旋翼型等几种。
固定翼无人机在各国军队包括海军无人机中占绝大多数,如前面提到的"全球鹰"和"先锋"、法国的"奇观"、以色列的"猛犬"等都属于此列。固定翼无人机具有结构简单、加工维修方便、安全性好、机动性强等特点,经过几十年的作战使用和改进,如今技术已发展得十分成熟。
舰载固定翼无人机的最大弊端就在于它的起飞与降落。目前,大多数舰载固定翼无人机的起飞采取弹射起飞方式(可分为助推火箭弹射起飞、液压冷气弹射起飞等)。这种弹射起飞方式虽然比有人机要简单得多,但毕竟要占据一定的空间,使用一定的设备。而固定翼无人机更大的问题在于它的回收过程过于复杂。眼下,各国普遍采用的回收方法是撞网回收、打捞回收和使用机械臂空中回收等。撞网回收,即在舰上安装尼龙绳网将减速低飞的固定翼无人机兜住(也可使用着陆钩等使之减速停止)。打捞回收,即使用机上降落伞降落在战舰附近的海面上,然后再将其打捞回来。无论是撞网回收还是打捞回收,固定翼无人机都要解决精确导航和控制技术等问题。无人机系统通常采用无线电定位,但测控系统布置在舰上,受到舰体运动影响后,必然会对测控精度产生影响,严重时甚至会丢失测控目标,无法对无人机实施控制。因此,解决好测控系统在摇摆平台上的准确测距、测角和定位,关系到无人机作战任务的完成和它的自身安全。目前,通常同时采用两种以上的测