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死神精灵:解析战术抨击无人机

发布时间:2018-12-03 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    死神精灵:解析战术抨击无人机作者: 苏明    近日我国官方媒体报道,贵航集团规划转型为未来我国最大的军民用无人机家当基地,联合近年来国内公开一系列新型战术抨击无人机,均配备合成孔径雷达等先进侦测设备和战术空地导弹等精确打击武器,一时引起了广泛关注。
   从国际范围来看,随着美国“捕食者”战术无人机由执行侦察任务向兼顾侦察与战术抨击任务的成功发展,战术抨击无人机逐步走入公众的视野,相信这种无人智能抨击武器如同死神精灵一般,必将逐步改变现代战争态势。
  
  从“捕食者”到“死神”
   “捕食者”是美国通用原子航空系统公司研制的中空战术长航时无人机系统,被国防部空中侦察局拟定的“中空长航时无人机需求”选中后,于1994年1月7日起初研制。最初进行的是先进观念技能验证合同,要求在30个月内生产10架无人机和三个地面站,7月成功首飞。定型后的“捕食者”系统包括4架无人机、28人机组(6名无人机操作员、12名传感器操作/分析员、4名视频分发系统操作员以及6名维修人员)和1个地面站。
   “捕食者”无人机选取大展弦比下单翼的常规气动布局设计,机身结构主要选取碳纤维/环氧树脂/凯夫拉复合材料,尾翼选取倒置V形设计,依据选取动力区分亚型(若选取80马力的四冲程罗泰克斯912UL活塞发动机,则为RQ-1K;若选取113马力的罗泰克斯914四缸四冲程涡轮增压发动机,则为RQ-1L)。其主要任务载荷是机头下方球塔的光电/红外传感器,后来加装了诺格公司AN/ZPQ-1TESAR战术合成孔径雷达和AN/APY-8动指标指示系统。无人机一般为遥控驾驶,地面站和数据链路终端集成在一个拖车方舱内,同时备有任务打算站和智能事务站,依靠对战场进行实时视频探测和传输来实现战术侦察,据称可以提供长达40小时(也有60小时之说)的持续监视能力。
   由于新世纪美军面临的小规模陆战普遍需要长时间对一定区域进行监视,并且指标往往具偶尔间敏感性,出现时机无法预测,打击“窗口”难以捕捉。“捕食者”在发现、跟踪和识别指标之后,再将视频和数据发往其他作战飞机或打击部队,则整个流程链较长,往往只可“目送”指标走出打击“窗口”。于是美军日益增强对“监视并同时打击时间敏感指标”的需求,起初尝试为“捕食者”加装“地狱火”反坦克导弹。
   加装导弹的“捕食者”改型被赋予新编号MQ-1L“死神”,其在机翼中段增加了两个外挂点,加强了翼梁结构。为了适应新增加的武器系统,MQ-1L将原有的AN/AAS-44(V)热成像/激光指示器转塔改进为AN/AAS-52(V)“多频谱指标指示系统”,增加了激光测距/指示器和用于“地狱火”导弹(半主动激光制导)的激光照射器。2001年2月16日,“死神”发射“地狱火”导弹命中一个静止坦克靶标,实现了人类第一次无人机导弹抨击。
   此后,美国为了进一步加强战术无人机的抨击能力,发展了MQ-9“死神”B抨击无人机,其机体是MQ-1L的放大版,又换装了霍尼韦尔公司TPE331-10T涡桨发动机。动力系统的本能提升在很大程度上改善了无人机的载荷能力,使得“死神”B的挂架增加到6个,最多可挂载2枚500磅制导炸弹和4枚“地狱火”导弹,而且增加了挂载“毒刺”轻型防空导弹和“反装甲子弹药”(BAT)的能力,武器载荷方面甚至超越“阿帕奇”武装直升机。
   在阿富汗战场上,“死神”无人机首次参加实战,取得了近乎100%的命中率。在2002年11月3日,“死神”在也门首都萨拉东部使用“地狱火”导弹,当场消灭6名恐怖分子。2003年伊拉克战争中,“捕食者”和“死神”共出动93架次,获取了3200小时高质量战场视频,而且执行了对地抨击和至少一次对空作战,显示出战术抨击无人机用于“持续监视且打击时间敏感指标”的突出优势。
  “鹞鹰”与“翼龙”齐飞
   不容讳言的是,我军未来反恐乃至高强度部分战争也对于战术侦察/抨击无人机有旺盛需求:一方面,我军航空兵日益具备强大的火力打击手段,需要利用战术侦察无人机带来的单向持续战场信息优势,实现更有效更快速的火力投放;另一方面,反恐作战中很需要战术侦察/抨击无人机对敏感指标做到时刻监视、即刻反应和快速打击。根据公开消息,我国已经发展出技能成熟、本能先进的两型战术侦察/抨击无人机,即成飞“翼龙”和贵航“鹞鹰”2。
   “翼龙”是一款中低空军民两用的长航时多用途无人机,2005年5月起初研制,2007年10月首飞,2008年10月完成了本能/任务载荷飞行试验。从外观看,“翼龙”无人机选取常规气动布局,安装利于长时间巡航的大展弦比中单翼和上V型尾翼,机翼带襟翼和襟副翼,装有一台100马力活塞式发动机,选取前三点式起落架,具有收放和刹车功能,机体结构选用铝合金材料,机头卫星天线罩则选取透波复合材料。
   “翼龙”的有效载荷包括各种侦察、激光照射/测距和电子对抗设备,机翼还能挂载小型空地武器,其可360度环视的光电吊舱与“捕食者”一样,交代在机头下方,以便获取最佳视野,估计其中至少包括热像仪通道、白光CCD通道和激光测距/指示通道。翼下共两个挂点,主要使用半主动激光制导空地战术导弹。根据成飞公布的“翼龙”无人机试飞和武器试验宣传视频,其光电系统可以利用数字图像处理技能,对操作员选定的固定或活动指标进行稳定跟踪,激光测距/指示器可以稳定地为导弹提供持续照射,光斑直径较小(似乎在0.4米左右),确保导弹能精确地命中照射点。
   从“翼龙”的整体设计来看,其任务特性主要突出在地面站和卫星的支持下,获取战场高质量侦察视频,进而执行精确对地打击任务,这相当类似MQ-1L“死神”的任务定位。然而“翼龙”初始设计显然还有很大的提升潜力,比如其机身结构主要选取铝合金,没有像“捕食者”那样较多选取碳纤维/环氧树脂/凯夫拉复合材料。另外,“翼龙”的武器挂载能力逊色于“死神”,打击能力更比不上“死神”B,这主要是源于相应的发动机功率差距――“翼龙”的活塞发动机功率稍大于“捕食者”,但经事后期改进的“死神”B换装了功率高达670马力的涡桨发动机,几近是早期“捕食者”的8倍,不愁整机有效载荷不得到极大提升。只是整体来说,“翼龙”还是达到了与MQ-1L“死神”旗鼓非常的技能水平。
   贵航早年曾参与“863打算”框架内的地球观测与导航技能领域“无人机遥感载荷综合验证系统”重点项目,发展出“鹞鹰”1,在国内第一次成功实现了高精度、多载荷、同平台遥感成像,获取了有重要科研价值的数据。在战术打击的需求牵引下,贵航又将战场测绘、战场高质量视频获取、对地精确打击等任务特性联合起来,发展出“鹞鹰”2战术侦察/抨击无人机,其选取了类似“翼龙”的整体设计,但又有很多关键不同:虽然同样选取常规气动布局、上V型垂尾和机头卫星天线罩,然而“鹞鹰”2的卫星天线罩体积较小,机身下设计了明显的合成孔径雷达舱,机头下方没有光电转塔,而是具备更好向下视野的光学舱口。
   合成孔径雷达虽然搜索范围广,但其成像分别率不如高本能光学传感器,且无法获取实时视频;光学传感器虽然成像分别率高,能实时生成高质量视频,但只可“绘”而不能“测”,即无法提供图像中每个点的三维坐标数据,只可依赖激光测距器进行指标斜距测量(这很像“google地球”的卫星照片,只可看,但无法为第三者提供足够精度的导航乃至抨击坐标)。“鹞鹰”2无人机实现了将高精度全极化合成孔径雷达与高光谱光学传感器集成搭载飞行,具有很强的综合本能优势,可以实现高精度、大范围的战场测绘和高质量视频获取,不但能为本机翼下两个挂点的精确制导武器系统服务,直接为“雷石”、“雷霆”系列卫星/惯导复合制导弹药和“飞腾”系列激光制导弹药标定指标,还能为惯导平台提供指标数据,实现网络化精确打击。
  
  由动力展望
   “翼龙”和“鹞鹰”2已经在整体设计、导航通讯设备、气动布局、结构等方面达到了世界先进水平,但在有效载荷方面还有一定差距――估计“翼龙”最大起飞重量在1.3吨以内,“鹞鹰”2有可能达到近2吨,相比之下,“死神”B已经实现了3.2吨最大起飞重量和超过1.3吨的有效载荷。正如前文所述,根源在于“翼龙”和“鹞鹰”2所选取的活塞发动机功率仅为“死神”B发动机的15%左右。
   纵观现役无人机动力装置,活塞发动机适用于低速、中低空的侦察监视无人机及长航时无人机,起飞质量较小,多为几百千克;涡喷发动机适用于飞行时间较短的中高空、高速无人侦察机、靶机和无人抨击机,起飞质量可达2吨以上;涡轴发动机适用于中低空、低速的短距/垂直起降无人机和倾转旋翼无人机,起飞质量多在1吨左右;涡桨发动机广泛适用于中高空、长航时无人机,起飞质量可达3吨以上;涡扇发动机适用于高空长航时无人机乃至无人战斗机。由此可知,战术抨击无人机若想进一步提高武器载荷能力和打击能力,就很有必要换装合适的涡桨发动机。
   需要强调的是,“死神”系列、“翼龙”和“鹞鹰”2等战术抨击无人机还远不能跟有人驾驶固定翼抨击机“比拼”,未来战术抨击无人机要想达到这个指标,甚至承担更多“智能化任务”,至少要具备现役主流有人驾驶固定翼抨击机一半左右的尺寸,空重达到第三代轻型战斗机的水平,有效载荷不低于2吨,这就意味着需要配备推力3000~5000千克甚至更大的涡扇发动机,机载综合系统智能化水平也要相应提高。随着我国在新一代中小推力发动机领域加大加入,乐观估计在数年之后,配备新一代涡扇发动机的国产战术抨击无人机即可面世,将我军航空兵灵活精确打击能力推上新的高度。

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