我战鹰无人机隐身性能技术标准与美X-47B相当

凌寒独自开 收藏 0 55
导读:  无人驾驶飞机(UAV)已经成为现代军事航空装备发展的重点之一,而能够实现侦察和攻击功能的无人作战航空器(UCAV)的兴起,则实现了无人机平台由侦察兵向战士的转变,其在技术和战术上的发展必将改变未来空中作战体系的构成。2008年珠海航展上,国产无人机虽然仍以传统的概念机和模型为主,但是展出的众多型号中却出现了一些特殊成员,这就是首次出现的武装无人机。   有人驾驶战术侦察机在现代战场上面临越来越严重的生存危机。国内外战术侦察机大都在作战飞机基础上进行改进设计,常规战术侦察机应用的有限性和危险性难以满

无人驾驶飞机(UAV)已经成为现代军事航空装备发展的重点之一,而能够实现侦察和攻击功能的无人作战航空器(UCAV)的兴起,则实现了无人机平台由侦察兵向战士的转变,其在技术和战术上的发展必将改变未来空中作战体系的构成。2008年珠海航展上,国产无人机虽然仍以传统的概念机和模型为主,但是展出的众多型号中却出现了一些特殊成员,这就是首次出现的武装无人机。


有人驾驶战术侦察机在现代战场上面临越来越严重的生存危机。国内外战术侦察机大都在作战飞机基础上进行改进设计,常规战术侦察机应用的有限性和危险性难以满足现代战争的要求,这促进了无人侦察机的快速发展。现代军用无人机等同于机动灵活、目光敏锐和不知畏惧的优秀侦察兵,在战争中可以芟挥其他侦察手段所难以达到的效果。无人机的广泛装备可以为地面部队提供前所未有的情报支持,如果陆军每个团甚至营可以得到无人机的支援,那么将可以清晰、准确地知道自己身边敌人的动向与实力,能够按照最好的战术方法,最有效地使用自己的力量来发挥最大效果。战略无人侦察机则可以在空中进行连续数十小时的长距离飞行,一举克服了人体承受极限对侦察机长航时的限制。


无人机作为侦察和监视平台的应用,明显改善了空中侦察的条件。但是,单纯的侦察只能让军队知道敌人在干什么,根据获得的信息进行反应则需要其他作战平台的配合。侦察机从发现目标到进行攻击之间必然有一定的过程,期间很容易导致目标脱离原始位置,导致攻击失败。现代战场上,常规的“侦察一召唤一攻击”方式早已力不从心。现代战争非常强调对目标搜索和攻击之间作战流程的无缝连接,无人侦察机现在已经开始逐步取代常规侦察机。可是,单纯的侦察无人机却难以保证“搜索一攻击”的连续性,为此发展的无人作战平台就是对常规侦察无人机功能的扩展。


美国武装无人机的发展和战术应用


美国空军在越南战争期间就试验性地在“火蜂”无人机上挂载了AGM一65导弹,试图为其提供攻击能力。但是,因为当时在数据传送和目标识别定位方面存在不足,无人机的反应速度和即时攻击能力并没有满足实用条件。现代无人机依靠数据链组成的实时双向通讯系统和卫星通讯的实用化,已经能够使地面操纵人员实时观察到其传感器所获得的信息,并且能够通过地面控制的方式引导无人机对目标攻击。美国在伊拉克和阿富汗的军事行动中广泛应用无人机的打击能力,通过对目标区域持续的监视和对目标的定点攻击杀伤重要目标。动用大量人员和装备搜捕都无可奈何的对手,经常被无人机所消灭。


美国在UCAV研发上的实用经验和应用技术处于世界领先水平,空军海军早在上世纪60年代就开始探索相关技术,并在近年来爆发的多次局部战争中投入实战。美国在局部战争中取得了作战无人机最为丰富的实战经验,因此,在UCAV的发展方向上也有科学性。美国UCAV发展走的是常规无人机和隐身无人机并重的道路。其中,常规无人机的发展重点是提高飞行性能和加强武器载荷,并且通过扩大机载武器的数量和品种来适应不同战场环境的要求。例如,MQ.1是在RQ一1基础上改装的活塞动力中、低空作战无人机。RQ一1作为轻型战术侦察机的基础条件限制了MQ一1的作战能力,其中表现最为明显的就是后者的飞行性能和载荷明显不足。美军在阿富汗等地使用的MQ-1只能在中、低空发射AGM-114导弹,武器品种的单一使其缺乏必要的灵活性和攻击强度。美军必须获得更强的作战无人机,才能够在战争


中真正发挥作用。因此,在MQ一1平台基础上发展的改进型变化非常明显。 专用于战术攻击的MQ.9增大尺寸并采用大功率涡桨发动机,机翼挂架负荷由内到外分别是680公斤、160公斤和70公斤。全机6个挂架接近2吨的最大载荷B6MQ一1提高了约8倍,航程和升限也分别提高了9倍和2倍。MQ一9和MQ一1类似的气动布局和结构设计却有着完全不同的设计思想,如果说后者是在RQ-1基础上“改行”的战斗侦察兵,那么前者则可以看成是完全按照作战要求开发的专用机型。美国现役UCAV的武器载荷随着MQ一9的装备有了明显提高,早期装备的MQ-1只能使用AGM-114“海尔法”这样的小型导弹,而现在美国空军可以为MQ一9选择AIM一9/120空空导弹、AGM一65、AGM一84、“哈姆”空地(舰)导弹和“杰达姆”、SDB和GBU-12等制导炸弹。


MQ一9不但能够使用现役战术导弹,行空地打击任务时的投弹高度超过大多数机动防空武器的有效射高。MQ一9的外挂载荷有效提高了攻击能力,目前已经确定的外挂方案包括多达16枚AGM-114导弹,或者挂载4枚GBU一38或6枚GBU-12制导炸弹,也可以使用采用INS/GPS制导的113公斤SDB(GBU-39/40)制导炸弹。美军追求火力圈外攻击的思路在无人机上同样有所表现,其开发的“低成本自主攻击系统”(LOCAAS)采用INS/GPsan末段激光雷达制导,采用喷气动力的LOCAAS要求达到180公里的最大射程,无动力的LOCAAS在高空投弹的最大射程也达到了70公里。美国为作战无人机提供的装备列表上还有空空导弹,现在也已经能够在MQ一9上挂载AIM一9X。但无人机挂载的空空导弹目前只用于在有限条件下的自卫空战,主要目的仍然是对未来真正自主作战的空战型UCAV进行早期技术探索。MQ一9在外挂载荷方案和攻击火力强度上已经接近常规战术飞机,可该机的续航时间却是任何有人驾驶战术飞机无法相比的。影II~MQ一9战斗力的关键因素是常规气动设计的战场生存能力不足,由此也使美国军方投入了很大力量来发展低信号特征的新型UCAV。


美国发展的新型无人作战航空器普遍重视隐身性能和突防能力,有发展潜力并在技术上相对成熟的隐身无人机以x一45C和X一47B为代表。两者都采用与B一2类似的飞翼式隐身气动设计,着重解决无人机在高危险防空系统中的突防能力和打击精确性,重点发展机身内载精确制导炸弹和加速无人机空中加油技术。的实用化。X-47B利用内部弹舱可以挂载2000公斤的各类制导弹药,起飞重量高达16.3吨的X一45C可以挂载2枚454公斤JDAM或8~12枚sDB,这两个型号在对典型目标的精确打击能力上足以和F-35A媲美。此外,X一47B隐身无人攻击机还能够作为舰载机使用,完全有条件成为类似F一35的通用型高性能航空战术攻击武器。


能够执行空中优势任务的高性能无人战斗机是UCAV的技术尖端,同样也因为技术难度过大而在相当长的时间里没有发展出实用机型,但用无人战斗机取代或部分取代常规战斗机的时代必将来临。美国空军很早就开始重视无人战斗机的发展和在现代空战对抗中的作用,曾利用HiMAT高机动无人技术验证机证明了无人机在格斗空战中的实用性,也曾经考虑过在F一16D基础上开发无人驾驶的作战改型。HiMAT高机动无人技术验证机在飞行试验中证明了无人机的格斗能力,尤其是在与第三代战斗机的性能对比试验中获得了明显的效果。HiMAT在亚音速飞行条件下的机动过载标准为+12g~一6g,超音速条件下则可以进行+10g~-5g过载范围内的机动动


作。HiMAT在飞行速度M0.9的试验中可以进行8g过载的持续机动,作为对比的F一16虽然能够短时间内进行高达9g的机动,但是飞行员人体承受能力的限制却使高机动动作无法保持足够的时间。试验证明无人战斗机可以依靠高机动性摆脱AIM-9L和AIM一120的攻击,并且多次在与有人驾驶战斗机的对抗中占据主动攻击位置。美国空军虽然到目前为止还没有确定发展实用化的无人战斗机,但其军事科研机构已经将此作为F一22/35换代机型的重要方向。


美国军队在追求全面技术优势和单向打击、零伤亡战争思想的引导下,近年来在无人作战平台的开发项目中投入了很大力量:攻击无人机和地面无人作战系统都已经开始在战争中使用,机器骡、步行机器人和无人装甲车、艇也纷纷进入实用化装备前的完善阶段。无人作战平台将在未来战争中的陆地、海洋和空中战场大规模应用,军人大都呆在后方安全地区的显示器前,前线则是大量无人作战平台在进行激烈、残酷却不流血的杀戮。无人作战装备的体系化发展将会利用机器的规模削弱人口数量的优势,士兵数量将不再成为整体战斗力的基础构成,装备技术优势会对军队的整体战斗力带来更明显的影响。美匡军队在追求完全不对称打击基础上的零伤亡思路虽然显得偏执,但是大规模无人作战平台的应用确实将发挥极其有效的作用,依靠人力资源进行持久消耗战的战略很难对抗无人作战系统的压力。无人作战平台的发展将对高技术战争的过程和结果产生根本性的影响,美国依靠先进的电子技术和经验积累引导着无人作战体系的发展趋势,其他国家在这个大趋势影响下也必将在同样途径上跟进。因此,与其被迫牵引着发展,还不如提前投入力量来争取获得技术上的主动权。


现役常规武装无人机 存在的缺陷和不足


具备较完善航空技术实力的国家发展武装无人机都不存在大的困难。理论上讲,只要能够挂载武器的无人机就可以发展成攻击无人机。但要发展出战斗力、飞行性能和战场生存能力平衡的攻击无人机却并不容易。武装无人机发展早期缺乏实用性的关键是双向数据实时传输的限制。如果地面控制人员无法实时获得传感器的搜索画面,那么利用其对目标进行直接打击也就不可能实现,无人机自主对目标进行分析判断和攻击的技术更加难以达到实用化。


各国装备的机动战场搜索雷达/红外系统很容易发现中、低空飞行的常规无人机,自动控制的高炮和单兵导弹也可以消灭大多数中、低高度的无人机。按照程序飞行的无人机如果失去了隐蔽性,就将成为很容易被摧毁的目标。珠海航展上展出的几种具备攻击能力的无人机,都是在常规气动布局和螺旋桨动力的机体上外挂精确制导武器,这些机型在执行攻击任务时的飞行高度也难以超过6000米。美国侦察无人机在联盟行动和伊拉克战争期间发挥了重要的作用,但是也承担了远大于有人飞机的损失,缺乏对防空火力灵活规避能力是影响无人机战场生存能力的关键因素。美国在伊拉克战争中利用MQ一1“捕食者”的搜索和攻击能力,较出色地完成了对目标定点清除的“搜索一定位。打击”任务。但是看到这些成功战例的同时还必须清楚地认识到,美军早已占据了战争的绝对空中优势和完全的主动权。


从UAV发展~JUCAV并不存在很大的技术难关,但现役武装无人机存在的最大问题是其体积和载荷小于常规飞机。攻击无人机武器载荷不足,只能使用体积和重量较小的战术导弹和炸弹。这样的武器配备在反游击战中打击无防御的车辆、人员方面是够用的,但缺乏对指挥中心或加固掩体这类正规战场上常见的有防护目标的攻击能力。美国对常规无人侦察机武装化改造的技术和实战经验最为丰富,但是目前MQ-1和MQ-9的战场生存力还不能保证在高强度战争中的有效运用。美国和欧洲在本世纪初开始重点发展以纵深打击为主要目标的UCAV,这些型号无一例外地采用了喷气动力和低信号特征的隐身设计,其目的就是在满足作战要求的同时获得可靠的战场生存能力。UCAV在西方国家的发展速度虽快,但存在很多技术上的难题:X一47B、X-45C和“神经元”这些机型现在还处于技术验证到实际装备之间的阶段,短时间里无法用来取代常规攻击机来执行纵深精确打击任务。


中国武装无人机发展的现状


无人机现在已经成为中国诸多航空技术发展机构的重点投入项目。近年来,不断有不同型号的无人机产品或项目公开,而且这次航展上也展出了可用模块化思想同样可以应用于前者。尤其是“灰蜂”II机载侦察搜索装置的模块化对“长虹”一3N有价值。“灰蜂”II可以根据目标特点安装不同类型传感器的光电转塔和吊舱。昼间使用的激光测距/电视跟踪吊舱的有效工作距离为5公里,主要用来对目标进行侦察定位和测距。红外/激光吊舱对目标的探测距离与电视吊舱相当,但使用红外成像侦察设备就可以在全天候条件下侦察目标。合成孔径雷达吊舱是外挂在机身下的纺锤形吊舱,可以进行全天候雷达搜索和地形测绘,而且还能够克服目前战术目标所采用的常规侦察和隐蔽手段。“长虹”-3完全可以采用与“灰蜂”II类似的模块化侦察瞄准设备,根据目标类型和战场环境的变化,利用不同的传感器和瞄准系统配合不同导引方式的机载武器,或者利用挂载不同武器的多架无人机组成攻击群来提高攻击效果。


“长虹”一3这类常规气动布局的UCAV主要执行战区范围内的中空侦察和打击任务,该机虽然有较好的载荷和航程条件,但是要有效执行任务却必须满足两个基本的要求:首先,我军在战区范围内必须具备明显的空中优势,这样才可以保证无人机长时间巡逻监视时的安全性;其次,我军应有能力压制对手的对空侦察和防空火力,避免飞行轨迹固定又缺乏自卫能力的无人机受到敌防空火力的杀伤。信号特征比较明显的“长虹”一3在高强度战争中必然要遭受较为严重的损失,但其低成本的优势却能够保持较高的性价比,仍然可以看成是高效率和高灵活性的前线机动侦察/打击武器系统。


侦察无人机携带武器后,不会削弱其在侦察和监视方面的能力,简单的技术措施就可以把“侦察兵”转换成深入敌后的“狙击手”。中国开发武装无人机可以加强对点目标攻击的快速反应能力,其不但可以利用本身的机载武器对发现的目标进行攻击,而且机载激光瞄准/测距装置还可以为其他激光制导武器提供引导。中国陆军和空军目前都开始大规模装备激光制导弹药,但是现有的半主动激光制导炸弹和炮弹都需要对目标进行持续照射,执行照射任务的飞机或地面人员将暴露在危险的环境中。而且,执行地面照射任务的人员或者车辆很难深入敌后方,因此,制导炮弹的照射引导要求对火炮射程的提高也是明显的限制。武装无人机依靠机载观察瞄准装置,不但可以独立对目标进行攻击,还可以为其他平台发射的激光制导弹药进行目标照射。采用无人机对弹药进行制导不但可以使攻击机投弹后直接脱离,也可以有效扩大制导炮弹的有效射程和作战灵活性,同时也可以利用高精度的侦察和定位装置来提供目标信息,为其他平台发射的“发射后不管”电视、毫米波和红外制导武器提供目标瞄准数据。武装无人机对其他平台投掷/发射武器的制导能力不但提高了作战灵活性,还可以弥补其有效载荷小导致对地攻击武器威力薄弱的缺陷,真正将无人作战平台与其他攻击手段有效地融合成一个整体。


隐身无人攻击机的代表 中国未来的UCAV不可能单纯依靠“长虹”一3或“翼龙”这样的常规机型,应用隐身技术提高隐蔽性和战场生存能力将成为必然的发展趋势。中国在航空隐身技术的型号应用方面长期处于严格保密的不透明状态,早期公开的“暗剑”在技术上也有着较强的技术验证机的色彩,这次航展上出现的“战鹰”隐身无人机则体现出实用隐身技术的应用成果。“战鹰”的宣传资料上被介绍为多功能的无人作战平台,这个机型不但可以在高危险战区执行纵深侦察和监视任务,利用机身弹舱挂载的武器还可执行防空压制和打击任务,利用低信号特征带来的突防能力和隐蔽性获得战术上的优势。


“战鹰”采用了前掠机翼和先进的升力体飞翼布局,机身背部安装的进气道和发动机喷口都采用了低信号措施,隐身性能方面的技术标准与美国X-47B基本相当。“战鹰”采用前掠翼布局在无人机中较为少见,这一设计不但可以起到和后掠翼类似的高速性能,而且前掠的机翼后缘还可以和后机身形成一个整体来降低雷达反射面积。采用前掠翼的另外一个好处就是机翼可以设置在机身的后方,外翼的重量和气动力还可以平衡前机身的气动效果,相比常规前掠翼布局可有效降低机身长度和整机尺寸,能够在保证飞行性能和基本任务载荷的前,提下,降低飞机的体积与成本。“战鹰”在战术上的功能是作为突破防空网络的“撞门锤”,依靠隐身性能和机载武器对防空网络上的重要节点进行定点摧毁,在其他航空作战力量突防前将敌方防空网络打开缺口并完成侦察任务。这一点与美国著名的F—117非常接近,差别只是飞行员由地面控制员和自动控制系统取代。


无人攻击机的隐身化和大型多功能化确实可以在性能上接近常规攻击机,但是现代攻击机需要完成战场支援、纵深精确打击、侦察和自卫防空等任务,这就对其自动化水平和设备完善程度提出了很高要求。国外普遍采用无人机和指挥机组成混合编队来提高作战效率和协同能力,这是因为无人机的智能系统还不能替代人的思维与判断。但是,。人工控制的编队配合存在通讯延迟或信号中断/干扰的问题,尤其是无人机与指挥系统间的通讯联系可能会暴露己方,指挥机也有可能难以兼顾对无人机的引导指挥和保证自身安全。因此,独立使用无人机和有、无人机混合编队优缺点的争论将长期存在。


现役无人机大都是按照固定的程序和任务航线执行侦察巡逻任务,即使是具备攻击能力的无人机,也采用人工控制。因此,现役武装无人机的自主工作能力集中在自控飞行这个狭窄的范围内,缺乏自主决策能力的攻击无人机在使用灵活性上存在明显的缺陷。真正能够满足无人攻击系统要求的UCAV需要具备独立决策和任务规划的能力,控制人员只是应付突发情况时才参与决策,通过无人机自主完成规划任务和人工辅助控制的方法提高系统的灵活性。无人隐身攻击机的独立作战能力目前还无法和同技术条件下的有人飞机相比,但是生产、维护和使用成本上的优势却有利于装备规模的扩大。利用无人攻击机取代部分常规攻击机,还有利于整体战斗力的提高。无人攻击机想要取代常规攻。击机功能的前提不仅仅是自控水平的提高,还需要具备不低于常规攻击机的传感器、数字式电传飞控、数据链、外挂理系统和电子对抗手段,真正成为智能化的作战武器而不是现在这种游戏机式的“人工+程序”的控制体系。

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