美军研制长航时无人机应对中国打卫星能力

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美国环球战略网6日文章称,由于担心军事行动过度依赖的军用卫星遭到解放军打击,美军及其友军正在研发卫星通讯的替代品,比如高空飞机、无人机、飞艇,甚至是探空气球等等,虽然这些替代品的覆盖范围较小,但这将使美军在全球安位系统和其他卫星设施在遭到攻击时更具弹性。


美军研制长航时无人机应对中国打卫星能力



美媒称,美国一直认为,当太空卫星遭遇危机时,无人机将成为关键解救装备。美军非常关注美国对太空卫星,特别是全球定位系统的依赖。美国海军对此特别感到不安,因为其军舰在海上航行时依靠卫星通信。在海上航行的军舰虽然可以依靠无线电通信,但这种通讯方式过慢,在当今世界,为了更有效地展开行动,美海军必须传输更多数据。美国空军认为中国正在发展重创美国军用卫星的能力。他们提出的解决方案是使全球定位系统离开太空轨道,并使之便携化。高空飞机、无人机或飞艇将接管卫星通信、监视和导航(GPS)相关事宜,虽然其覆盖范围较小。这将使全球安位系统和其他卫星设施,在面临攻击时更具弹性。


美媒称,这正是各国研发长航时无人机的理由。目前,世界正在研发若干款这种无人机。它们所用概念相似,重量普遍很轻,利用太阳能电池板驱动电动马达,为通信中继或传感器(摄像机等)提供动力,可日夜行动,在2万至3万米的高空飞行。为此,美国启动了名为“秃鹫(Vulture)”的研发项目,项目目标是研发一种可以在空中停留5年的无人机。目前,一个可在空中停留3个月的“秃鹫”无人机已经做好于明年进行测试的准备。在这之后,美国将研制可连续飞行12个月的全尺寸版“秃鹫”无人机。最后,其将研制可在空中停留多年的“秃鹫”无人机,并(在五年之内)将之列装。最终版“秃鹫”无人机有效负载将达到450公斤,能够成为通讯与侦察卫星的替代品。


英国也在研制“和风”(Zephyr)无人太阳能飞机。这款无人机体型较小,并在去年试飞中连续飞行两个星期。这个型号的“和风”无人机翼展达22.5米,重50.1公斤,有效负载约为3公斤。三年前,一款体积略小的“和风”无人机成功连续飞行了82个小时。四年前,“和风”无人机进行了首次长航时飞行。目前,英国正在研发多个型号的、体积更大的“和风”无人机。


“和风”无人机由电机推进,使用充电电池,白天通过机翼上的太阳能电池板充电。白天,太阳能可推动两个推进器,并给电池充电。夜间,电池提供所有所需电力,保持飞机飞行,但会降低三分之一的高度(一般约为18000米)。“和风”项目的最终目标是在高空(16000米以上)连续飞行数月时间。较早的“和风”无人机由轻质材料建造而成,仅重30公斤。“和风”最可能进行的工作是替代通信卫星,用于通信中继。目前对这种无人机的需求正在增长,因为通信卫星造价昂贵,而且需要很长时间才能建成并送入轨道。


为减轻重量,“和风”无人机并未设置起落架。当前版本的“和风”无人机由五人举起迎风起飞。“和风”无人机最后会坠落地面,但由于重量小,所以不会造成很大损伤。


军用卫星使用成本高 区域性“卫星替代品”成趋势


“秃鹫”、“和风”以及类似无人机被称为高空长航时飞机,基本由助滑器推进。轻质材料、太阳能电池板和电子元件的改进,都使这种新式无人机的出现成为可能。现在,传感器(各种类型的摄像机和电子探测器)变得更小、更轻,而且需要的能量更少。因此,“和风”无人机已被认为是通信卫星最划算的替代品,它可定期拍摄静态图片,将成为一款可连续飞行数月时间的强力无人机。


这是军用卫星因更廉价的有人机和无人机替代品而退出市场的趋势的一部分。即使小型、快速发射的微型卫星,其每小时在战场上方运行的成本也是替代品的十倍以上。现在这些替代品包括携带卫星级通信或传感器的探空气球。


在美国空军担心卫星的安全同时,美国国防部则不得不面对美国无力提供足够卫星,满足日益增长的通讯卫星需要的事实。每颗通讯卫星的成本至少需要2.5亿美元,甚至最受欢迎的微型卫星也需要花费约0.25亿美元。


美国空军认为有应对措施,即使用装备卫星通信或情报装置的探空气球。高海拔“卫星替代”气球以现有探空气球为基础设计,但载有通信、侦察或全球定位装置,而非气象传感器。只要能够接收并传播卫星传送的同类信号,就可以将该设备搭载可到达高海拔(33千米)的气球、甚至可在战场上方停留数小时的轰炸机或加油机上。这对进行通信非常有效。战斗部队所需进行卫星通信的人员大概位于同一区域,所以通信卫星替代品(气球或B-52)可进行这种工作。


气球可以满足部队在半径1000公里内的需要。一架B-52或KC-135加油机可以覆盖较小的区域,但是成本低于单个价值2.5万美元的气球,而且气球往往仅可执行少数任务。气球升空后,在到达适当高度后即开启由电池供电的收发器,使用计算机化的控制装置,像热气球一样保持位置。气球运行方式类似于低空飞行卫星,8-12小时后电量将耗尽。然后气球泄气,通过降落伞降落到地面。全球定位系统信号台可定位装置,然后进行修复和重新利用。


气球最有用的一个方面就是容易携带,并可在任何地方由特种部队充气后发射。特种侦察部队通常想要将所监控者的实时视频传送回来。这些气球卫星可使这项操作更容易进行,因为其也能携带卫星级传感器(各种可在日间和夜间使用的照相机)。


通讯卫星使用的增加主要是因为越来越多的战地摄像机产生了许多实时视频。在行动中,友军之间相互交流这些视频。因此,区域性“卫星替代品”(携带通信装置的气球或飞机)将有所作为。这样一来,能够充当卫星替代品、在高空持续飞行的无人机就引起了人们的兴趣。这些替代品每小时使用的花费还不到卫星的10%。


上世纪90年代,通讯卫星的缺点开始显露出来,当时美军仍在大张旗鼓的发展卫星通信。这是有道理的,特别是部队常常被迫在偏僻的地方开始作业,需要一种可靠的方式来保持与附近陆上和海上部队,以及美国基地和总部的联系。其中,实时视频是最占带宽的数据。不过,如果没有全球定位系统,这些无人机视频的重要性就会降低,因为许多目标并不容易攻击,且不值得攻击。虽然智能炸弹中有后备(惯性制导)系统,但该系统却不精确。


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