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技术派|美国航母战斗群+舰载无人机=?

澎湃防务特约撰稿 徐依航
2016-06-08 09:32
来源:澎湃新闻
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美国航母战斗群作为美国战略快速机动力量,可以执行军事威慑、对敌攻击、兵力投送、保护海上运输安全、人道救援等一系列战时和和平时期的任务,其对美国的重要性不言而喻。但随着各国海军精确制导武器的大量装备,它面临的威胁也日趋严重。

舰载无人机如X—47B和智能飞行技术的出现,将从三个方面极大地扩展航母战斗群侦察、攻击和防御的能力,美国航母战斗群主宰战场的能力可以继续保持。

X-47B舰载无人机。

作战范围大、隐身突防能力强、作战费效比高

目前美国航母抗击反舰弹道导弹、掠海反舰导弹、隐身巡航导弹的能力严重不足,航母的防御策略是待在对手导弹射程之外的海域机动,同时使用舰载机打掉对其构成威胁的导弹平台。但由于目前航母有人舰载机若不经空中加油,其作战半径大多不超过800公里,空中待战时间只有3-4小时,而多种反舰导弹的射程远远超越有人舰载机作战半径,航母要打击对其构成威胁的岸基导弹发射平台,就必须进入对手导弹射程内的海域,才能确保有人舰载机作战半径加武器射程可以覆盖敌手目标,但这种方式使得航母自身安全受到威胁。同时,航母目前的作业方式导致日常运行费用太高,也需要削减成本。

X—47B无人机无空中加油时作战半径达到2750公里, 空中续航时间达到50小时。2014年,X—47B无人机已经多次完成了与有人驾驶加油机的空中加油试验,而目前美国正在研发无人驾驶空中加油机。一旦技术成熟,X—47B无人机的空中续航时间将极大延长,可能从几天延长到几周甚至几月。目前,航母使用的有人作战飞机的最佳打击半径是400-800公里,X—47B在不进行空中加油情况下将轻易把航母的打击半径拓展到2800公里,航母的控制范围会扩大12倍。

X—47B无人机机身采用了碳纤维为主的复合材料,吸收雷达波性能好,机体表面还涂覆了充电涂料层,外表具备一定的“变色龙”功能,并配备了小功率低红外辐射的低噪音发动机。通过这些技术措施,其雷达反射有效截面积仅仅为0.01平方米,红外特征和噪音也很小,总体隐身效果很好。同时,由于无人驾驶无需考虑人体机能限制,X—47B的机动性超过有人飞机,许多高难度的飞行动作如倒飞、急剧大过载转弯飞行等,X—47B能够轻松实现。因此,它的空中隐身突防能力较有人机大为提高。

无人机没有飞行员,就无需生命保障系统,故而结构简单,尺寸小,重量相对轻。若使用商业成熟技术和零部件,可以把研发费用、生产成本、后期维护费用降低许多。X—47B的单价只有3000万美元,不到F-35c的四分之一。而且,由于其尺寸仅为F-35C的67%,航母的载机数量可以更多,对航母战斗群战斗力的维持有很大意义。同时,由于没有飞行员,就无需进行飞行员训练,还可以节省天文数字的飞行培训费用和大量的培训时间。

F-35C。

无人、有人混合编组,有人控制无人,作战编成灵活可靠

从目前美国海军对X—47B无人机的试验分析来看,未来美国航母战斗群对无人机的配置将采取有人、无人机混合编组,共同执行作战任务的方式。

将无人机与F-35C、F/A-18E/F混合编成空中攻击战斗群,将同时具备夺取制空权、对敌海上和陆地目标发动攻击的综合能力。F-35C具备隐身性能,有超音速飞行能力,以及强大的信息探测和交互能力,但由于作战半径小,内置弹仓容量有限等缺陷,无法同时兼顾对地打击能力,只适合配备空空导弹实施空中格斗夺取制空权。F/A-18E/F既可以执行夺取制空权的任务,又可以担负对无人机实施空中加油的任务。无人机作战半径大,但目前还不具备实施空中格斗的能力,只适合执行对海对陆攻击和探测、监视与侦察任务。无人机与F-35C、F/A-18E/F混编使用,接受有人机的控制,充当“投弹战机”和“隐形侦察机”,可以将航母战斗群的攻击和侦察半径至少提高到2800公里。

将无人机与E/A-18G“咆哮者”电子战飞机混合编成空中信息战斗群,将极大提升航母战斗群信息作战的半径,对夺取战场信息优势有重大的战术价值。E/A-18G“咆哮者”电子战飞机具备超音速、空中加油和空战自卫能力,与无人电子战飞机混合编成作战编队,可以实现“咆哮者”控制无人机,提供空中掩护和空中加油,并由无人机抵近到受对手威胁的空域实施信息压制作战的模式。这样既可以扩展信息作战的范围,又能够确保有人机的安全。

将无人机与E-2D“先进鹰眼”预警机混合编成空中预警群,将极大扩展航母战斗群对海、对空探测预警的范围,对美国建立全球全时域监测网络,建立全球“一小时”联合打击体系有重大的促进作用。无人机续航时间长、飞行半径大,通过加装新型雷达、搜索跟踪设备、通信设备等方式,将其改造为无人空中预警机,不仅能够执行侦察和监视任务,还可以担任对舰艇、飞机等作战平台的指挥和控制任务,使之能够完成目标探测、识别、跟踪、打击引导、效果评估等有人预警机才能完成的任务。

E-2D“先进鹰眼”预警机。

具备攻击、预警探测、作战效能评估、信息交互中继、反导等多任务能力

根据美国海军“空海一体战”的作战思路,无人机上舰后,将替代F-35C担负远程隐蔽打击任务,航母战斗群将形成“远程快速反应,中程连续介入,近程持久控制”的三阶段火力打击新模式,提升攻击的速度,大幅缩短航母战斗群应对全球性危机的反应时间。

远程快速反应阶段是指航母战斗群在距离战区6000公里时出动第一个无人机编队,8小时内抵达战区,在空中加油机的保障下连续作战2-3天,实现对危机的快速反应,而航母战斗群则经过2-3天全速航行,抵达距离战区3200公里的预定作战海区待机。该海区位于对手精确制导武器射程外,属于威胁程度较低的海域。

中程连续介入阶段是指航母战斗群增加投入作战的无人机数量,全面完成预定的打击任务。近程持久控制阶段是指通过持续攻击,敌方对航母战斗群的主要威胁消除后,航母前出到距离敌方战区100-900公里的附近海域,使航母所有舰载飞机都可以参与作战,完全实现对战场的空中控制。

无人机超长的持续预警探测能力是航母战斗群急迫需要的。受飞行员人体生理极限的制约,美军条例规定舰载飞行员一次升空作战时间不能大于10小时,而无人机续航时间只受其燃料数量限制。X—47B的续航时间是50小时,一架X—47B可以在1500海里范围内执行2天的巡逻警戒任务,时间上多出E-2D“先进鹰眼”预警机10个小时,能够大大加强航母战斗群的持续警戒能力(包括情报、监视、侦察等)。若将配备不同类型传感器的无人机以远距离、大纵深的梯次配置灵活部署在航母战斗群受威胁的方向,那么航母战斗群可以获得一把全空域全时域全频谱的“保护伞”,有效改善航母战斗群对远程战场态势的感知能力,缩短舰载飞机发现、定位、跟踪、识别、打击、评估打击目标的时间周期。

作战效能评估一直是航母战斗群的弱项,由于无人机可以搭载光学、红外、合成孔径雷达等多种探测侦察设备,且飞行距离远,低空性能好,无安全隐患,因此可以在全天候条件下进行打击效能评估,还可以对目标实施抵近侦察,甚至可以飞临目标实施直接观察。这不仅可以提高目标毁伤程度的评估精度,还可以降低侦察探测设备的性能要求。航母战斗群对目标实施攻击后,无人机马上可以实施全天候、立体化的侦察,将攻击效果信息实时传送到作战评估中心,为指挥员决策提供依据。

美军设想无人机还可以执行反弹道导弹任务。如X—47B可以随航母在几周内部署到全球任何海域,利用其长航程和长航时的优点,对岸基1000公里范围内的疑似弹道导弹发射平台实施反导监控和拦截作战。在战时,可以将一架F-35C和3架X—47B混合编组,无人机在F-35C前方150-200公里处飞行,受F-35C控制,而F-35C则保持无线电静默,只接受无人机、卫星或其他平台传送的目标数据。一旦接受到敌方导弹发射的信息,F-35C只需要发射二个短脉冲信息,即可指挥X—47B发射导弹实施拦截。

美军通过计算发现,两架远程控制的X—47B就可以击落一枚弹道导弹,一个由4-5架无人机组成的编队可以确保两架无人机不间断空中巡逻,随时对目标导弹实施拦截。从这个意义上讲,美军只需要两架X—47B就可以实现对伊朗或朝鲜的全境监控,四架X—47B就可以完成对伊朗这样规模国家的弹道导弹监控任务

47B是美国海军整体无人机项目中的一个子项目,属于装备科研性质,目前已经完美结束。美国海军正在评估是否继续深入开展47B的下一步科研项目,因为47B已经完成的航母起降、自主飞行、空中加油等内容只是验证了47B有担当航母舰载机的基本飞行能力,其是否具备攻击、信息作战、侦察预警的任务能力,还需要后续申请美国防部的科研项目组织研发,只有研发出47B专用的任务搭载系统,才能验证其执行任务的能力;特别是47B与有人机协同作战能力,还需要大量作战试验,需要对通信、指挥体系的诸多调整才可能成熟,因此,47B要上航母真正形成战斗力,至少需要3至5年的时间。

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