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军用无人机在现代海上作战中的主要应用

访问次数: 1564 次    作者: 远望智库开源情报中心 电鹰 编译    发布时间: 2021-10-28

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一、概述




经过多年发展,无人机已经成为重要的航空武器装备。随着相关技术和战术的不断发展,无人机的应用范围正不断拓展。目前,世界上有许多军事强国都在寻求将无人机应用于海上作战,并开始逐步形成无人机海上作战的战法和部分关键装备。无人机已经在现代海上作战中发挥着越来越重要的作用


二、无人机在现代海战中的典型作战样式




海上作战具有其独特的应用特点和环境要求,主要表现在作战地域覆盖广、交战兵力多、海上自然环境条件恶劣复杂等,这些特点都对无人机从事海上作战任务提出了更高的要求。从目前情况来看,无人机在现代海战中的主要作战样式包括:

(1)舰载应用






主要是指由水面作战舰艇搭载的各类无人机执行各类作战任务。从目前情况来看,这也是目前无人机在海上作战中最常见的应用形式。目前主要的舰载无人机包括固定翼无人机和旋翼无人机。其中,固定翼无人机具有留空时间长、载重大等特点,但固定翼舰载无人机的起飞对甲板空间有较高要求,此外往往需要特殊的舰载回收装备进行回收,因此往往需要体检比较庞大、具备较好起降条件的水面舰艇。而旋翼无人机一般可进行垂直起降,因此其上舰的适应性更好。
一般而言,舰载无人机的主要应用样式包括:
一是海上情报侦察。舰载无人侦察机利用自身的优势可对本舰舰载雷达探测距离外的海域进行长时间的侦察,从而极大地扩展本舰的情报侦察范围。一般的舰载无人机进行海上情报监视侦察主要包括:1)对海上目标进行探测、跟踪和识别,及时发现和识别敏感目标,对于威胁较大的目标及时进行预警。由于舰载雷达一般难以克服地球曲率影响发现超视距的海上目标,因此无人机进行海上目标侦察对于及时发现高威胁水面目标具有重要的意义;2)开展海上电磁信号情报侦察收集,一般舰载无人机搭载通信侦察、雷达侦察等电子侦察载荷,前出部署于任务区,截获敌方舰载、机载和岸基雷达、通信等电子信号,将获取的信息实时回传至地面控制站或舰面站,形成海战场电磁态势,积累辐射源基础数据;通过与电子特征数据库对比识别目标,掌握对方雷达、通信等装备部署,通过双机交叉或单机多点方式对信号测向、定位;综合其他情报信息进行相互印证,对目标综合判证识别,为作战提供必要的信号情报支持;
二是开展海上目标指示和打击评估,无人机可通过数据链路可为水面舰艇的火炮、反舰导弹和防空导弹提供攻击目标相关的测定参数,协助舰载火控系统计算射击诸元,进行目标分析,并用激光目标指示器照射目标为舰载激光制导武器提供精确制导。同时在打击完成后,提供目标毁伤评估。满足现代海战作战区域广对信息传递、指挥控制、导弹攻击的更高要求。
三是对海目标精确打击。舰载无人机可携带必要的机载弹药,在本舰指引或自主飞向目标海域执行精确打击任务。由于舰载无人机飞行距离较远,因此往往能够打击超视距水面目标,是对舰艇自身火力打击范围的有效延伸。一般来说,无人机根据执行任务特点,配置不同的武器弹药:采用激光制导武器等攻击敌海面小型或低价值目标;使用导弹等精确制导武器攻击敌方大型舰船。
四是反潜支援。一般无人机可携带机载搜潜载荷起飞,在本方水面舰艇周边巡逻搜索,发现敌方潜艇并向我方舰艇预警,引导我方反潜作战力量开展对潜攻击。由于部分无人机载荷携带能力的限制,使得其往往不能直接携带机载声呐浮标等复杂搜潜设备,为此其可作为反潜支援装备,作为我方反潜平台(如反潜直升机和水面反潜舰艇)的通信中继平台,及时将搜潜信息传输至后方,确保反潜作战的效率。
此外,无人机在海上作战过程中,还可以执行空中加油等特种任务。

(2)岸基应用






岸基应用是指无人机的起降基地都位于岸上。岸基应用一般要求无人机具有较大的航程和留空时间,能够从岸上机场或基地飞抵制定海域开展相关作战。目前,岸基应用的主要样式包括:
一是大范围情报搜集。一般采用大型长航时无人机在指定海域执行情报监视侦察(ISR)任务,可对于指定海区和海岸的重点目标、固定设施等进行长期侦察,形成必要的图像情报,为海上作战提供必要的战略性情报支持。
二是海上反潜。一般采用长航时无人机携带声呐浮标等载荷飞抵制定海域并加以投放开展搜潜行动,在探测到敌方潜艇信息后向我方指挥所或邻近水面舰艇提供必要的目标指示和预警,辅助我方反潜力量开展后续的攻潜作战。


三、国外典型装备




目前,能够应用于海上作战的典型无人机装备主要包括:

(1)美海军MQ-4C无人机






MQ-4C海上监视无人机是美国海军以RQ-4C全球鹰无人机为基础进行升级改装的专用无人机系统。早在上世纪90年代末,美国海军开始面临其反潜及海上ISR任务平台的逐步老化的现状,当时老式的P-3C反潜机和EP-3系列电子侦察机逐步老化,这对美海军保持21世纪海上作战优势带来了不利影响。为此,美海军初步制定了广域海上监视(BAMS)远景规划,希望建设一个具有全球海上打击、反潜、监视和情报侦察的系列化武器平台,MQ-4C海上监视无人机就是这一计划的重要组成部分。由于采用了“全球鹰”这一优秀的飞行平台进行改装,因此MQ-4C无人机具有出色的飞行性能,由于该型无人机最大航程接近26000km,巡航高度接近18000m,最大留空时间接近42小时,这使得MQ-4C无人机具备出色的长航时续航能力,可以在广阔海域执行大范围的巡逻任务,同时具有较好的战场生存能力。由于巡航速度超过600km./h,因此相比于其它类型无人机,能够快速抵达指定任务区域及时发现和跟踪威胁目标踪迹,从而提供相对稳定的海上情报信息来源。为了支撑全面的ISR任务,该型无人机正式采用了诺格公司研制的多功能有源传感器(MFAS),编号为AN/ZPY-3型,该型雷达采用X波段2维有源相控阵体制,能够提供远距离、全方位的对海目标监视和成像能力,具有较强的海杂波对抗能力,支持对海、对空条件下的远距离海上目标识别应用。此外,该型飞机还配备了雷神公司研制的多频谱目标截获系统(MTS-B),该系统包括先进的红外、光电、激光测距指示传感器,可实现对海上目标的截获、跟踪、测距和指示,同时可实现与AN/ZPY-3雷达的联动,进一步增强信息采集和处理能力,输出具有高分辨率的稳定光学侦察图像。





(2)MQ-8C无人直升机






MQ-8C“火力侦察兵”无人直升机是美国诺思罗普•格鲁门公司的瑞恩航空中心为美国海军研制的下一代舰载垂直起降战术无人机(VTUAV),主要用于执行侦察、攻击引导等多种任务,同时能够执行海上巡逻、反潜等多种作战任务。火力侦察兵的研制最早可追溯到上世纪90年代。该机是在施韦策公司的330SP型3~4座有人直升机的基础上改装而来的,其原型机在2000年1月完成了首次无人飞行。2020年9月,美国海军第22直升机海上作战中队(HSC)在诺福克海军基地接收了第一架MQ-8C“火力侦察兵”无人直升机。
火力侦察兵无人机包括无人机机体、任务载荷、地面控制单元、数据链、远程数据终端和地面维护设备等组成。由于借鉴了施韦策公司的成熟直升机产品,因此保留了该机原来的主体结构、发动机、旋翼和传动系统,改进了外形以提高速度、增大了油箱以增加续航时间,用余度飞行控制系统以及实现无人飞机任务所需的机载设备、软件和任务载荷取代了飞机驾驶舱,并且继承了格鲁曼公司研制的全球鹰无人机的部分通信系统和机载软件,因此该机的整体技术成熟度水平较高。




火力侦察兵可由一架C-130或更大的运输机运输。该系统由4架飞行器和相关的地面控制设备组成,它们装载在2辆“悍马”车和1辆拖车上。系统装备到分队级,由2人操作。目前利用EO/IR传感器执行主要的情报收集任务,由于其采用模块化任务载荷架构,通过加载其它的可更换任务设备使它具有通信中继、通信情报、信号情报、地雷探测及核生化探测能力。作为陆军未来战斗系统的一部分,该机为战术级作战单位提供了进行昼夜作战所需的反应能力,包括实时情报、监视与侦察(ISR)、目标搜索和快速的战斗毁伤评估能力。目前,火力侦察兵无人机所携带的基本载荷包括:


  • 任务载荷(EO/IR/激光测距仪和目标指示/ Lynx合成孔径雷达)

  • VHF/UHF通信中继载荷

  • TCDL数据链

  • INS/GPS组合导航系统


其中的LYNX“山猫”合成孔径雷达的工作在Ku频段,包括收发处理单元和天线在内共计两个LRU,能够较为便捷的安装在无人机平台上。具有合成孔径雷达和动目标指示两种工作方式,具备全天候昼夜工作能力,能够获取高质量的SAR图像。





(3)MQ-25无人加油机






美国海军研制的MQ-25“黄貂鱼”无人加油机目前世界上在研的主要无人加油机。该机由波音公司负责研制,首架机于2019年9月在美国圣路易斯机场首飞成功。MQ-25无人机被认为是美国海军X-47B项目的后继者,主要着眼于美海军航母编队当前缺乏可靠的空中加油机的窘境,提供一种低成本的并且能在航母上起降的空中加油平台。MQ-25项目于2016年开始启动,采用翼-身-尾融合的设计概念,具有明显的隐身特征。有数据表明,从航母上起飞的MQ-25“黄貂鱼”舰载无人机最多可携带14吨燃油,并在距离航母926千米的加油站位为4-6架有人战斗机输送6.8吨的燃油,在距航母926公里的地方为战斗机加油,使战斗机的有效打击范围增加555至740公里。从而有效的扩大航母打击群的作战半径。在气动布局上,MQ-25采用了V尾和机背进气口设计,比起其他布局相近的舰载机来说,翼身的融合更加明显。在设计时,MQ-25除了承担着空中加油的任务,还可以在侦察、监视等方面发挥不小的作用。在MQ-25的机身上,可以挂载小型弹药,执行打击任务。同时,在机腹上还有一个弹舱,至少能塞下两枚227千克JDAM,因此该机实际上具备部分对海打击能力。今年6月,MQ-25无人机的一架演示验证机首次为有人飞机(一架F/A-18“超级大黄蜂”)完成了加油。在此基础上,MQ-25还在今年先后开展了为F-35C舰载隐身战斗机、E2-D舰载预警机等机种的空中加油试验。这标志着其能够为多种美海军舰载机机型实现空中加油,预计MQ-25最终将于2024年正式定型服役。






四、小结




现代海面作战对于海上目标侦察、反潜、超视距等都有巨大的需求,采用无人机执行上述任务无疑有着巨大的优势,但由于海上作战对作战装备性能和环境适应性的特殊要求,使得现有无人机应用于海上作战还存在着较大难度,目前世界各国列装的大型海上作战无人机的数量和种类总体较少,但无人机在现代海上作战的应用潜力是毋庸置疑的,这也是现代无人机应用的一个亟待深化的重要领域。





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