TB-3無(wú)人機(jī)。資料圖片
S-100無(wú)人機(jī)。資料圖片
Transwing無(wú)人機(jī)。資料圖片
MQ-9B艦載無(wú)人機(jī)。資料圖片
前段時(shí)間，土耳其一家公司研制的TB-3無(wú)人機(jī)首飛，引發(fā)世界軍迷“圍觀”。其備受關(guān)注的原因，首先在于該型無(wú)人機(jī)具有可折疊機(jī)翼，具備在兩棲攻擊艦短跑道上起降的能力。
TB-3無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，是世界各國(guó)不斷探索無(wú)人機(jī)上艦之路的縮影。在此之前，已有不少國(guó)家在進(jìn)行同樣的摸索。
2022年5月，美國(guó)一家公司對(duì)外公布了其研制的MQ-9B艦載無(wú)人機(jī)。這型無(wú)人機(jī)配置了新設(shè)計(jì)的機(jī)翼和尾翼，可以在兩棲攻擊艦上起降。2023年，另外一家公司推出的“莫哈韋”無(wú)人機(jī)在一艘航母上進(jìn)行了起降測(cè)試。
以上艦載無(wú)人機(jī)，和以前一些艦船上應(yīng)用的無(wú)人機(jī)不同，它們的體形更大，飛得更高更遠(yuǎn)，留空時(shí)間也更長(zhǎng)，所攜帶載荷更大或更多。
那么，這是否意味著艦載無(wú)人機(jī)的發(fā)展正“全面開花”？它的發(fā)展為什么呈現(xiàn)出“遠(yuǎn)”“大”等特點(diǎn)？今后的發(fā)展存在哪些問(wèn)題？請(qǐng)看本期解讀。
遠(yuǎn)航程、大體形艦載無(wú)人機(jī)成為發(fā)展新趨勢(shì)
在很多人印象中，航母的塊頭很大，足以搭載眾多戰(zhàn)機(jī)。實(shí)際上，長(zhǎng)期以來(lái)，艦上甲板空間有限，一直是影響艦載機(jī)發(fā)展的因素之一。
這種影響，不僅波及一代代有人駕駛艦載機(jī)，也在一定程度上左右了無(wú)人艦載機(jī)的發(fā)展路徑，使其發(fā)展不得不從無(wú)人艦載直升機(jī)“起航”。
20世紀(jì)60年代，美海軍開始應(yīng)用的QH-50無(wú)人艦載直升機(jī)是較早上艦的無(wú)人機(jī)，可以攜帶魚雷執(zhí)行反潛任務(wù)。之后，研制公司對(duì)QH-50進(jìn)行了多次升級(jí)，但用無(wú)線電遙控的它，仍無(wú)法適應(yīng)波濤洶涌的海上環(huán)境，隔三岔五失控墜海，讓研發(fā)人員和其使用者頭疼不已，后來(lái)它一度淪為訓(xùn)練靶機(jī)。
此類挫折也引發(fā)新一輪的探索。在隨后的時(shí)間里，各國(guó)開始為艦載無(wú)人機(jī)“大腦”增智，即研制短程遙控?zé)o人駕駛或自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高此類無(wú)人機(jī)在艦船上使用的安全性，從而使無(wú)人艦載直升機(jī)得到持續(xù)發(fā)展。
以法國(guó)在這方面的發(fā)展為例，去年6月，法國(guó)空客公司研制的VSR700艦載無(wú)人機(jī)完成了在裝有直升機(jī)甲板的民用船只上的起降。這型無(wú)人機(jī)在民用輕型直升機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，據(jù)稱可在40節(jié)以上風(fēng)速中安全起降。值得關(guān)注的是，借助空客公司研發(fā)的甲板探測(cè)器系統(tǒng)，以及另一家公司研發(fā)的無(wú)人駕駛系統(tǒng)，VSR700艦載無(wú)人機(jī)無(wú)需借力衛(wèi)星導(dǎo)航及全球定位系統(tǒng)，就可完成在甲板上的起降。此前的2019年，法國(guó)海軍成立了首個(gè)艦載無(wú)人機(jī)中隊(duì)，該中隊(duì)裝備的S-100無(wú)人機(jī)同樣采用了直升機(jī)構(gòu)型。
但是，無(wú)人艦載直升機(jī)在發(fā)展過(guò)程中，也暴露出一些短板，如航程有限、飛行速度較慢、留空時(shí)間較短等。這些短板，讓其無(wú)法適應(yīng)對(duì)抗日益激烈的海上作戰(zhàn)環(huán)境與需求。于是，發(fā)展遠(yuǎn)航程、大體形艦載無(wú)人機(jī)，成為各國(guó)的新選擇。
去年9月，英國(guó)威爾士親王號(hào)航母上進(jìn)行了一次艦載無(wú)人機(jī)的測(cè)試。測(cè)試對(duì)象是“莫哈韋”無(wú)人機(jī)。該無(wú)人機(jī)從岸上起飛，通過(guò)自動(dòng)控制與人工遙控相結(jié)合，完成了為航母“送快遞”的任務(wù)。不同的是，“莫哈韋”無(wú)人機(jī)已不是直升機(jī)構(gòu)型，而是較大型的平直固定翼無(wú)人機(jī)。
事實(shí)上，對(duì)飛得更遠(yuǎn)更高、載荷量更大無(wú)人機(jī)的探索早已開始。1993年，美國(guó)空軍提出“無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)有可能成為21世紀(jì)空中作戰(zhàn)主導(dǎo)力量”的觀點(diǎn)后，美國(guó)海軍就啟動(dòng)了航母大型艦載無(wú)人機(jī)選型工作，提出發(fā)展“艦載無(wú)人監(jiān)視與打擊飛機(jī)”。X-47B艦載無(wú)人機(jī)的試飛，就體現(xiàn)著相關(guān)方面在這一領(lǐng)域的探索。
2021年12月，美國(guó)海軍和相關(guān)公司完成了MQ-25A“黃貂魚”空中無(wú)人加油機(jī)的首次航母甲板調(diào)度測(cè)試。據(jù)稱，這型機(jī)長(zhǎng)超過(guò)15米的無(wú)人機(jī)，一次可攜帶6噸多燃油，為多架有人戰(zhàn)機(jī)加油。
艦載無(wú)人機(jī)所呈現(xiàn)出的潛力，吸引著一些國(guó)家及一些防務(wù)公司先后加大投入力度，展開對(duì)其的研發(fā)。據(jù)公開資料顯示，俄羅斯也開始研發(fā)艦載無(wú)人機(jī)，計(jì)劃將其部署在建成后的23900型通用兩棲攻擊艦上，推出海軍版的“獵人”無(wú)人機(jī)是其可能的選項(xiàng)之一。
在這方面，翼動(dòng)力公司研制的Transwing無(wú)人機(jī)呈現(xiàn)出“走中間路線”的一面，通過(guò)將機(jī)翼設(shè)計(jì)成可調(diào)整位置的方式，該無(wú)人機(jī)獲得了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的一些效果。在此基礎(chǔ)上推出體形更大的無(wú)人機(jī)型號(hào)承擔(dān)貨運(yùn)任務(wù)，是其未來(lái)發(fā)展方向。在追求更大航程、更強(qiáng)載荷能力這一點(diǎn)上，它與其他新型無(wú)人機(jī)一樣，可謂“殊途同歸”。
解決難題的程度決定了其上艦速度
讓無(wú)人機(jī)上艦，有很多好處。比如重量輕、配置比較靈活；較易維護(hù)、成本較低；能在更多環(huán)境中執(zhí)行各類任務(wù)；操作人員面對(duì)的安全風(fēng)險(xiǎn)較低；即使損失也可承受等。也正因此，各國(guó)海軍對(duì)發(fā)展艦載無(wú)人機(jī)的期望值較高。然而，從實(shí)際情況看，艦載無(wú)人機(jī)的發(fā)展并非已“全面開花”，能夠上艦的無(wú)人機(jī)“鳳毛麟角”，目前所能達(dá)成的作戰(zhàn)效果也差強(qiáng)人意。
這是因?yàn)椋専o(wú)人機(jī)上艦并不等同于把無(wú)人機(jī)搬上艦船，而是涉及到方方面面的難題。能否解決這些難題，直接決定著無(wú)人機(jī)是否可以上艦；而解決這些難題的程度，決定著無(wú)人機(jī)上艦的速度。
起飛降落難。狹小晃動(dòng)的艦上甲板環(huán)境、來(lái)自多方面的電磁干擾等因素，給艦載無(wú)人機(jī)起降帶來(lái)不小風(fēng)險(xiǎn)。能否在不斷移動(dòng)的艦船上，完成在晃動(dòng)的甲板上的安全起降，是無(wú)人機(jī)上艦的“入門考試”。
目前，雖然有火箭助推起飛、彈射起飛、傘降回收、撞網(wǎng)回收、天鉤撞繩回收等多種無(wú)人機(jī)起降方式，但適用這些方式的無(wú)人機(jī)基本上體形不大。對(duì)正受到各國(guó)海軍垂青的大型遠(yuǎn)航程無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，一般會(huì)采用像有人艦載機(jī)那樣的起降方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，即使是一些體形較小的艦載無(wú)人機(jī)，其在回收時(shí)發(fā)生的故障也占到整個(gè)任務(wù)期間所發(fā)生故障數(shù)量的80%以上。而要把塊頭較大的遠(yuǎn)航程無(wú)人機(jī)，像有人艦載機(jī)那樣，安全地降落在甲板上，難度可想而知。
機(jī)艦協(xié)同難。同陸基無(wú)人機(jī)相比，艦載無(wú)人機(jī)面臨著機(jī)艦協(xié)同的難題。與短航程的無(wú)人艦載機(jī)相比，遠(yuǎn)航程、大體形的無(wú)人艦載機(jī)對(duì)機(jī)艦協(xié)同的要求更高。難度的遞增，源于艦上操作人員必須“兩只手彈琴”，面對(duì)同一個(gè)甲板，既要考慮有人艦載機(jī)的使用，也要考慮無(wú)人艦載機(jī)對(duì)甲板面積的擠占。
尤其是隨著一些國(guó)家要求遠(yuǎn)航程、大體形艦載無(wú)人機(jī)具備與有人艦載機(jī)“聯(lián)手”的能力，更增加了艦機(jī)協(xié)同的難度。
當(dāng)前，一些艦載無(wú)人機(jī)的智能化水平不斷提升，有的甚至已達(dá)到大多數(shù)時(shí)間可自主控制飛行的標(biāo)準(zhǔn)，但在起降階段，仍需要類似“人在回路中”的控制。以MQ-25A“黃貂魚”空中無(wú)人加油機(jī)為例，盡管它采用了人工智能輔助決策，實(shí)現(xiàn)了一定程度的飛行自主可控，但起降階段仍需要進(jìn)行人工操作，這不可避免地給艦上操作人員帶來(lái)了壓力。
環(huán)境適應(yīng)難。海上環(huán)境復(fù)雜多變，高溫、高濕、霉菌、鹽霧等，是艦載無(wú)人機(jī)必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。更大的體形、更遠(yuǎn)的航程，意味著將有更多的載荷長(zhǎng)時(shí)間處于這種環(huán)境中，這不僅對(duì)建造無(wú)人機(jī)機(jī)體的材料提出了更高的抗侵蝕要求，而且對(duì)載荷的效能、無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)提出了更高要求。
這一點(diǎn)，在美國(guó)研制X-47B艦載無(wú)人機(jī)的過(guò)程中有所體現(xiàn)。為研制該型無(wú)人機(jī)，相關(guān)方面前后耗時(shí)5年，投入10億多美元。雖然試飛成功，但后來(lái)在喬治·布什號(hào)航母上兩次試降均告失敗的事實(shí)，以及后來(lái)該項(xiàng)目終因技術(shù)性能不達(dá)標(biāo)被迫擱置的現(xiàn)實(shí)，都體現(xiàn)著研制此類無(wú)人機(jī)難度之大。
也正是這種難度，讓不少國(guó)家望而卻步，也讓艦載無(wú)人機(jī)尤其是遠(yuǎn)航程、大體形艦載無(wú)人機(jī)成為為數(shù)不多的國(guó)家海軍的裝備。
大量用于大型海上移動(dòng)平臺(tái)尚需時(shí)日
近年來(lái)，在無(wú)人機(jī)上艦方面，伊朗與土耳其算是動(dòng)作較大的兩個(gè)國(guó)家�？陀^來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)國(guó)家在無(wú)人機(jī)研制方面都取得一定成果，由于沒有堪用的有人艦載機(jī)，兩國(guó)不約而同地選擇讓無(wú)人機(jī)“登上”大型海上移動(dòng)平臺(tái)。伊朗的大型海上移動(dòng)平臺(tái)來(lái)自對(duì)貨輪的改裝，而土耳其的大型海上移動(dòng)平臺(tái)是阿納多盧號(hào)兩棲攻擊艦。
與伊朗、土耳其不同，美國(guó)擁有不少核動(dòng)力航母和現(xiàn)役的有人艦載機(jī)。因此，該國(guó)選擇的路徑是讓無(wú)人艦載機(jī)“嵌入”當(dāng)前海戰(zhàn)體系，實(shí)現(xiàn)與有人艦載機(jī)的“聯(lián)手”。
不過(guò)，無(wú)論采用哪種方式讓無(wú)人機(jī)上艦，其技術(shù)上的“關(guān)節(jié)點(diǎn)”沒有本質(zhì)的不同。
電磁彈射和攔阻技術(shù)。隨著尺寸更大、航程更遠(yuǎn)的艦載無(wú)人機(jī)上艦，短距起降或許將不再是此類艦載無(wú)人機(jī)的唯一選擇。尤其是隨著對(duì)艦載無(wú)人機(jī)出動(dòng)效率和回收效率要求的提升，電磁彈射器和電磁攔阻裝置很可能也會(huì)用于一些遠(yuǎn)航程、大載荷的艦載無(wú)人機(jī)。這就對(duì)電磁彈射和攔阻技術(shù)提出更高的要求，以便充分發(fā)揮其功率大小可調(diào)、力量控制精準(zhǔn)且使用間隔時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，助力大型艦載無(wú)人機(jī)快速升空、精準(zhǔn)回收。
智能化指控技術(shù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)艦載無(wú)人機(jī)的有效指揮控制，一方面依靠艦載無(wú)人機(jī)性能的提升，尤其是在自主控制能力方面上大臺(tái)階；另一方面則需持續(xù)提升指控體系對(duì)艦載無(wú)人機(jī)控制的實(shí)時(shí)性與精準(zhǔn)度。要滿足這方面的需求，就必須進(jìn)一步向自動(dòng)化、信息化、人工智能借力，通過(guò)技術(shù)賦能來(lái)提升艦載無(wú)人機(jī)與所搭載的大型海上移動(dòng)平臺(tái)的協(xié)同水平。
先進(jìn)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)。當(dāng)前，一些艦載無(wú)人機(jī)采用了折疊機(jī)翼、取消尾翼等設(shè)計(jì)，努力使體積變小、結(jié)構(gòu)更加緊湊，甚至一些體形較小的艦載無(wú)人機(jī)也進(jìn)行了可折疊改造，但遠(yuǎn)航程、大載荷艦載無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，給相關(guān)艦船的倉(cāng)儲(chǔ)帶來(lái)新的壓力。要發(fā)揮此類艦載無(wú)人機(jī)的作用，就必須采用更先進(jìn)的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，同時(shí)推進(jìn)無(wú)人艦載機(jī)載荷的模塊化，以便在使用時(shí)與有人艦載機(jī)相得益彰，取得“1+1>2”的效果。
支持保障艦載機(jī)作戰(zhàn)是一個(gè)“巨系統(tǒng)”工程，除了以上3種技術(shù)，還有不少技術(shù)需要“解鎖”或者“進(jìn)階”。只有如此，才能讓遠(yuǎn)航程、大體形無(wú)人艦載機(jī)發(fā)揮出增強(qiáng)預(yù)警探測(cè)時(shí)效、提高通信中繼能力、豐富協(xié)同作戰(zhàn)樣式、增強(qiáng)支援保障能力等作用。（黃武星 李學(xué)峰）