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潜艇放飞无人机——美海军XFC无人机解析

发布时间:2018-11-22 01:06:06 文章来源:未来智讯    
    潜艇放飞无人机——美海军XFC无人机解析作者: 孙亮   现代潜艇单兵战力越来越强,它们不但可以在水下发射鱼雷、弹道导弹、巡航导弹、反舰导弹,而且可以布设水雷、实施水下侦察。近年来,美国等军事强国的潜艇又将侦察探测的触角伸向了天空。前未几,美国海军宣布成功从核潜艇上发射了一种名为XFC的新型无人机,还半遮半掩地公布了相关画面,在炫耀先进技能的同时,又使其增加了不少神秘感。那么XFC到底是一款什么样的无人机?它的试验有何现实意义?本文将为您一一道来。
  着眼实战需求
  潜艇在海战中的优势已经无需赘述。很多实力相对较弱的国家,宁可放弃发展大型水面舰艇,也要发展常规潜艇来担任海战“杀手锏”,实现与海上强国的非对称力量平衡。核潜艇的海战优势更为巨大,尤其是美国海军核潜艇,素以运行相对安静、续航时间超长、侦察打击能力突出而著称。但是,随着各国反潜技能的日益进步,潜艇面临的威胁也越来越大,尤其在面对先进的航空反潜力量时,也会处于被动挨打的状态。此外,它们在使用被动侦察设备获取情报时,作用距离十分限制,一些主动侦察方式却又会增大暴露自身位置的风险。为了改变这种不利场合,同时坚持对其他国家的技能和装备优势,美国很早就起初提出潜射无人机的观念。
  潜射无人机是指那些由潜艇携带,通过鱼雷发射管、导弹发射筒、垃圾处理装置或其他专用设备发射的无人机,其主要用途包括情报、侦察与监视(ISR)、通讯中继、指标打击、毁伤评估、海空电子战等。20世纪90年代,美国率先起初研制潜射无人机,先后研制了“海上搜索者”、“鸬鹚”、“海上哨兵”三型潜射无人机;进入21世纪,美国又开发了“弹簧小折刀”无人机的潜射型号,据称这款无人机参加了“环太平洋2012”演习。
  近年来,美国各个军种越来越青睐灵巧实用的小型无人机。以“弹簧小折刀”为例,它虽然是为陆军开发的,但海军陆战队看到陆军和特种作战司令部利用这一武器取得的成功,便也投入了积极采购的行列。在无人机的使用和开发方面,美国海军更是积极的推动者。几年前,为了满足特种作战部门的需要,美国海军研讨办公室“沼泽工场”和美国国防部快速反应技能办公室共同出资,希望开发出一种可以从潜艇上发射、使用燃料电池的全自动ISR无人飞行系统。美国海军研讨实验室利用不到6年的时间,成功地开发出了一种试验型燃料电池(XFC)无人飞行系统,简称XFC。
  XFC一飞冲天
  2013年12月5日,美国海军发布信息,宣布在8月初成功地完成了XFC的潜射试验,并简要介绍了相关过程。据美国海军研讨实验室称,XFC是一种一次性折叠翼无人机系统,配备了标准的轻型轨道发射器,其起飞接地面积很小,甚至能够在陆地轻型皮卡和水面小型舰艇上发射。
  但在这次试验中,XFC既不是在陆地、也不是在水面发射,而是利用潜艇从水下进行发射,具体地说是从“洛杉矶”级核抨击潜艇“普罗维登斯”号(SSN-719)的鱼雷发射管中发射出去。它装载在名为“角鱼”(Sea Robin)的运载系统中,这种发射系统设计安装在潜艇的“战斧”式巡航导弹发射筒内。离开潜艇之后,“角鱼”搭载XFC爬升到海面,其露出海面的局部看起来像一个柱状浮标。随后,它根据“普罗维登斯”号指挥官发出的许可指令,通过电力辅助起飞机构,将X F C垂直发射出去。XFC升空后,展开可折叠十字形机翼,在氢燃料电池动力系统的驱动下,成功地飞行了数小时,并展示了向“普罗维登斯”号核潜艇、水面支持舰艇和诺福克基地传输实时影像的能力。验证飞行结束后,XFC在位于巴哈马安德罗斯岛的美海军海上系统司令部大西洋水下测试和评估着陆。
  系统先进可靠
  干式发射系统。无人机的水下发射方式类似潜射巡航导弹,根据封装形式的不同,能够分为湿式发射和干式发射2种方式。湿式发射不选取密封的运载器,无人机以“裸机”的形式在水中航行,一般需要进行水密处理;干式发射则是将无人机装在运载器内,运载器从潜艇中弹出并在水中航行,一直将无人机送至水面,然后再发射升空。美国进行潜射无人机试验时,更多地选取干式发射。根据美海军公布的资料,能够看出XFC配有运载器,选取了干式发射方式。干式发射技能对照成熟,其最大优点是无人机不存在适应水环境的问题,研制过程中不需要过多考虑无人机本身的水密和水压技能。当然,美国的潜射无人机也选取过湿式发射,例如,“鸬鹚”潜射无人机发射时就没有选取运载器,而是用密封的保护套装在“三叉戟”弹道导弹发射筒内,弹出后在接近水面时再点燃2台固体助推器,升空后再利用涡扇发动机提供动力飞行。
  密封运载系统。运载器是干式潜射无人机的重要系统,它能够分为有动力和无动力2种类型,其主要区别是在水中航渡时有无推进力。无动力运载器的好处是可以实现清静发射,从而提高母艇的隐蔽性;同时它的流体动力外形相对大略,减小了这方面的设计难度。有动力运载器的好处是可以依靠自身动力机动,能够选择在远离母艇的位置上浮,同时发射深度限制较小,可从潜望镜深度到潜艇最大下潜深度(但一般不能在靠近海底的位置)进行发射,这都有利于母艇的隐蔽。其不足之处是其本身会产生较大的水下噪音,易被对手侦察探测。XFC的“角鱼”型运载器升到海面后,其外观类似一个柱状浮标,它应该是一种圆柱形密闭容器,可能自身有动力,也可能没有动力。考虑到美国较多选取无动力运载器,因此推断其运载器采取无动力设计、利用鱼雷管的弹射装置将运载器发射出艇的可能性较大。如果真是这样,那么XFC就可以与鱼雷共用潜艇上的发射与抑制系统,并能够将其作为水面动作的抑制平台使用。此外,“角鱼”系统具有电力辅助发射系统,它升到海面后,应该是利用自身电力将XFC垂直弹射到空中,这样才能最大限度地节约XFC的电能储备。
  电力驱动系统。X F C的动力完全由非混合燃料电池提供。与内燃机驱动的无人机相比,电池驱动型无人机的优点是噪声和热力信号特征低,隐身本能优异,同时启动、操作和维护都较为大略。但其缺点是载荷量低和续航时间短,导致XFC研制初期飞行动力系统一直无法满足设计要求。经过长期努力,Protonex技能公司为其开发出了一种氢燃料电池系统,并成功地集成到XFC中,一举解决了这些短板,延长了续航时间,并提高了载荷量。这样,全自动的XFC就有能力以相对较低的成本,搭载光电/红外设备在低空执行ISR任务,其最高飞行时间可达7个多小时。2009年6月,XFC曾完成了6小时的飞行,并展示了以30节(约合每小时55公里)的速度巡逻和以52节(约合每小时96公里)的速度冲刺的能力。2013年8月的试验,XFC也飞行了数小时,并利用传感器进行了图像实时传输,证明其电力驱动系统已经足够强大,可以较好地满足XFC未来的作战需要。   作战潜力巨大
  高效ISR任务平台。成功的试验已经表明XFC具备实时传输图像的能力,也便是说它已经具备一定的ISR能力。如果其有效载荷采取模块化设计,未来根据不同任务加装相应模块,则能够相应执行图像、信号等侦察任务,并实时向多个单位分发情报,极大提高潜艇的情报侦察效率和针对性。同时,也可以施隐蔽、忽然的战略侦察。
  特种打击任务平台。美军许多飞机的实际用途和任务类别都超出了其首先的设计指标,许多抨击飞机能够执行ISR任务,许多ISR飞机也可以执行打击任务。近年来,以MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”为代表的无人机更是深化了这一趋势,它们成为兼具高效ISR和强大抨击能力的侦察打击一体化无人平台,并在打击恐怖主义的特种作战行动中大显身手。XFC虽是一种潜射小型无人机,但它也具备执行侦察打击一体化的潜力。它被定义为一种一次性无人ISR系统,正常情况下不需要进行回收,为避免落入敌手,应该配有自毁系统。如果自毁系统换成威力较大的战斗部,就有能力直接对指标实施打击破坏。未来,如果XFC的载荷量进一步增大,装上特制的弹头,就能够利用自身的侦察设备锁定战术指标(例如敌方反潜航空器),自动或者根据潜艇指挥官的指令对指标实施抨击。从这方面来看,XFC就像是一种高度智能化的潜射巡航导弹,这对潜艇的特种作战和反潜作战具有很大的现实意义。
  网络中心战平台。美国军方为了拓展潜艇的作战能力,进行了以网络为中心的系统革命,他们认为无人机是这个系统不可或缺的一局部。这里所说的无人机,当然应该包括未来列装的潜射无人机。它们从潜艇发射,可以提供一次或多次的空中ISR、火力打击支持,将和潜艇一道为战区指挥官提供新的作战选择。潜射无人机配备相应传感器,能够执行ISR和潜艇通讯中继任务,担当海上网络中心战的重要节点,保障情报信息和作战指令在潜艇、水面舰艇、岸上基地和指挥中心的无缝传递。未来如果装备了相应传感器和打击兵器,X FC将成为集ISR、通讯中继、电子对抗和火力打击等多任务于一体的网络作战无人尖兵。此
  外,如果X FC装备了“舒特”等无线网络抨击系统,就会摇身一形成为“黑客”无人机,霎时瘫痪敌人的作战网络。
  XFC尚未进入实战化部署,如果未来它可以定型量产,就有可能根据不同任务发展出更多衍生型号。目前,它的许多潜在战力都没有经过实践检验,距离正式列装还有很长的路要走,然而它与其他潜射无人机一样,代表了潜艇装备发展的一个重要方向。随着潜射无人机技能的不时进步,XFC等潜射无人机将逐步走向成熟并最后进入实战部署。届时它们凭借强大的作战能力,必将成为潜艇作战的力量倍增器,不但可以扭转潜艇在应对航空反潜时的被动场合,而且可能使海战模式发生革命性变化,甚至有可能催生专门搭载潜射无人机实施作战的水下航母。
  责任编辑:唐鸣雨
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