【深度】现代侦察/打击一体化无人机特点和趋势浅析

云脑智库 2022-05-26 00:00


来源 | 学术plus

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2020年初,土耳其在叙利亚发动的“春季之盾”打击行动中,土耳其国产的BAYRAKTAR TB2无人机大显身手。据土军宣称的战果,该无人机使用激光制导弹药实施外科手术式打击,摧毁了叙利亚军队的大量地面装备,其中甚至还包括SA-22“铠甲S-1”近程防空系统和SA-17“山毛榉”中程防空系统。2月28日,土耳其国防部公开了一段视频,其中显示土耳其在一次作战行动中使用无人机对叙利亚目标实施了空中打击。视频中有一架土耳其的BAYRAKTAR TB2无人机近距离发射弹药直接摧毁了一部正在运行的SA-22“铠甲S-1”近程防空系统。此外,土耳其国防部声称在此次行动中还摧毁了一部SA-17“山毛榉”中程防空系统。尽管目前各方对于相关战果的真实性还存有不同疑问,但毫无疑问的是,近年来土军在叙利亚的行动中,侦察/打击一体化无人机在现代战争中的重要作用进一步凸显

文章仅供参考,观点不代表本机构立场。


现代侦察/打击一体化无人机特点和趋势浅析


作者:学术plus评论员  高书亮  



侦察/打击一体化无人机概述

01

侦察/打击一体化无人机一般是指配备机载侦察载荷和对地/海打击武器的无人机系统。由于其集空中侦察和打击两大功能于一身,因此可以有效的执行监视、侦察、目标跟踪、精确打击、防空压制等多种类型的空中作战任务,能够利用机载侦察设备搜索、发现、锁定目标, 利用所携带的精确制导武器对已经发现的目标实施火力打击, 极大地缩短了从发现到摧毁目标的时间,实现“发现即摧毁”。由于这一类无人机具有覆盖范围大、制空时间长、时效性强等特点,可以实现非接触、零伤亡的作战效果, 因此在现代信息化战争中体现出越来越强大的综合作战效能。


侦察/打击一体化无人机的发展现状

02

由于侦察/打击一体化无人机在现代战争中的重要作用和显著优势,当前世界主要军事强国均大力研究发展这类装备,其中的典型代表包括美国、欧洲、以色列、土耳其等。

(一)美国

美国作为世界无人机技术和装备的绝对领导者,近年来先后研制装备了世界上数量最多、种类最全、技术成熟度最高的察打一体化无人机系统。其中的典型代表是“捕食者”系列无人机和“火力侦察兵”无人机。

1、“捕食者”系列无人机

美国的“捕食者”系列无人机是世界上装备最早、性能最为成熟的察打一体无人机,也是目前世界范围内实战运用次数最多,技战术水平最为成熟的一个系列的察打一体无人机[1]。该无人机由美国通用原子公司研制,主要用于战场持续侦察、监视和实时目标打击任务。到目前为止,该系列主要包括捕食者ABC三个系列型号。其中捕食者A于1994年7月首飞成功。该无人机最早来源于美国空军的RQ-1型无人机,在该无人机的基础上,通用原子公司为其加装了机载激光瞄准装置和相关武器发射挂架,使得其能够发射机载AGM-114反坦克导弹。

2002年美军正式将捕食者A型无人机命名为MQ-1无人机,并于次年正式形成作战能力。此外,美军还于2004年启动了MQ-1C的增程型“天空勇士”的研制工作,并于2007年形成作战能力。美军目前已多次将捕食者A系列无人机投入作战,并取得了不俗的战绩:该无人机于2001年10月17日在阿富汗成功摧毁了一辆塔利班的坦克,2001年11月3日又在阿富汗击毙了本拉登的副手,2002年该无人机在中东先后多次空袭当地地面目标,并有在伊拉克和也门成功摧毁地面目标、造成人员杀伤的成功战例。

尤其是在2003年的伊拉克战争中,捕食者”无人机表现优异,它在巡逻时借助机载激光目标指示仪,照亮目标,引导其它飞机发射导弹攻击目标。据称,“捕食者”无人机共攻击并摧毁了12个地面目标,有防空导弹连、导弹发射装置、伊拉克电视台雷达和卫星设施等。一套捕食者无人机系统包括4架无人机、1个地面控制站和一套地空数据分发系统。

捕食者指标:

无人机翼展约14.8米
机长8.13m
最大起飞重量1020kg
任务载荷204kg
巡航速度126~162km/h
最大平飞速度204km/h
实用升限7260m
活动半径926km
最大续航时间超过40h

该无人机所携带的打击武器包括每侧机翼下挂载的1枚AGM-114反坦克导弹(即海尔法导弹)。同时,它还配备了包括机载光电红外、激光测距照射器、合成孔径雷达在内的机载侦察载荷和包括LN-100机载GPS/捷联组合惯性导航系统、C波段和卫星数据链在内的机载数据链系统,能够实现基本的视距内和视距外信息传输。

美国空军在内华达州克里奇空军基地(Creech AFB)的第11、第15及第17侦察营总共装备了102架MQ-1“捕食者”。除美国外,意大利空军从2004年开始引进MQ-1,英国空军从2006年开始引进装备该型无人机。

捕食者B系列无人机(美军代号MQ-9死神)是在MQ-1的基础上改进升级发展而来的,该无人机具备更强的ISR能力,可以为地面部队提供近距空中支援(CAS),还可以在山区和危险地区执行持久监视与侦察任务。该无人机翼展约20m,机内可携带360kg载荷,机外还可挂载约1360kg的武器,载荷能力已经接近第一代捕食者的10倍,最大飞行速度达到第一代捕食者的2倍,满载时巡航飞行高度达9000m。

该无人机所携带的机载武器在第一代捕食者的基础上种类进一步扩展,主要包括: GBU-12激光制导炸弹、AGM-114 海尔法空地导弹、GBU-38 联合直接攻击弹药( JADM) 和小直径炸弹等,武器种类大大拓展。具备一次携带14枚海尔法空地弹,进行空对地火力打击的能力。

捕食者C系列无人机(即复仇者无人机)是该系列无人机的第三个发展型号,该无人机主要是着眼于满足美军新的无人作战需求,结合捕食者系列无人机前期发展和使用过程中的一些经验教训,进一步提高飞行速度、扩大作战半径并增强任务载荷能力:

  • 作为捕食者无人机家庭中的新成员,该机型相比于MQ-9B无人机,机身加长了1.46米,并加宽机身,显著增大机身内部空间,为载荷、武器和动力系统提供了更大的容积,可搭载1362kg的载荷;

  • 由于其采用了加拿大普惠公司的PW545B涡扇发动机,使得最大飞行速度达到了740km/h,几乎是MQ-9的两倍;

  • 该无人机通过发动机进气道遮蔽和武器舱内置的方式,进行了一定的隐身设计,进一步提升了该机的隐身性能和生存能力;

  • 同时,该无人机采用ku波段的卫星通信数据链,增强了超视距作战能力,此外还配备了高性能的“山猫”多模式雷达,能够支持合成孔径、地面移动目标指示和海上广域搜索等多种模式,最大探测距离可以达到80千米,目标探测和态势感知能力显著增强。

复仇者无人机的原型机于2009年4月实现首飞,同时通用原子公司也在同步研制复仇者无人机的增程型,已于2016年在美国加利福尼亚的格雷布特试飞基地进行了首飞。


2、火力侦察兵无人机

与捕食者无人机不同,“火力侦察兵”无人机是美国诺思罗普•格鲁门公司研制的舰载垂直起降战术无人机,其最初型号的军方编号RQ-8A。该机的采用民用Schweitzer 333型直升机作为基本载机平台。该无人机主要包括以下几种型号:用于海军的RQ-8A、用于陆军的RQ-8B以及用于多用途任务的MQ-8A、MQ-8B和MQ-8C。其中MQ-8C继承了大部分MQ-8B的有效任务载荷,同时改用Bell 407直升机作为载机平台,具备更强的续航能力和载荷携带能力。


(二)以色列

以色列作为世界知名的无人机研发制造大国,其代表性的察打一体无人机主要包括:


1、苍鹭TP无人机


苍鹭TP无人机是以色列研制的一款著名的高空长航时察打一体无人机,该机于2007年完成首飞,2010年正式列装以色列国防军,是以色列空军目前为止体积最大、续航力最强的无人机。该型无人机由以色列飞机工业公司(IAI)研制,机身总长约14m,翼展26m,装备一台 1200 马力的涡轮螺桨发动机,最大起飞重量 4650 kg,常规情况下可携带有效载荷总重 1000 kg,最大升限超过12000m,最大飞行速度 234 km/h,可连续飞行20h以上。苍鹭-TP无人机除了可以搭载光电、红外、激光指示和合成孔径雷达的常规机载侦察载荷之外,还可选配多种电子信号侦察载荷,并能够执行电子情报侦察、收集和电子干扰等任务。据悉,该无人机与美国MQ-9“死神”攻击型无人机总体性能接近,可配备美制AGM-114反坦克导弹和以色列研制的猎人超远程反坦克导弹。


2、HERMES-900无人机

HERMES-900无人机是以色列埃尔比特系统公司研制的大型无人机。该无人机翼展约 10m,采用1台活塞发动机,最大飞行速度 220 km/h,最大续航时间约36h。该无人机可携带300 kg的有效载荷,包括光学摄像机、超光谱传感器、电子侦察传感器、电子干扰装备以及海尔法导弹等装备和武器,于2009年试飞,2011年完成作战评估,2012年签订9000 万美元的生产合同,目前已经交付以色列空军,2011 年,智利采购了HERMES-900无人机,执行海岸侦察监视任务。[2]

  

(三)英国
1、雷神无人机

雷神无人机源自英国国防部研发中的最新无人战斗机(UCAV)。自2006年开始研发以来,“雷神”无人机曾作为秘密研发的隐身无人机项目,由BAE系统公司和英国国防部联合投资,其它参与的公司包括罗-罗公司(提供发动机)、奎奈蒂克公司和GE航空公司。“雷神”无人机长约12m,翼展约10m,重量超过4t,是世界上最大的无人机之一。英国军方为其选用了技术较成熟的“阿杜尔”系列发动机中的MK951型。该发动机设计了新型风扇,可提供强大推力。利用机内空间装载的大量燃料,“雷神”航程将达到数千公里。据悉,根据作战需要,该机可搭载4枚“地狱火”导弹、2枚“宝石路”炸弹等致命武器从英国基地起飞,对远在阿富汗的目标进行纵深打击,大大降低军事人员在前线作战的风险。前不久,英国首相戴维·卡梅伦表示,非洲反恐行动将要持续几十年。他的这番话也让外界推测,“雷神”无人机可能会被派往非洲反恐战场。

(四)土耳其
1、安卡(ANKA)无人机


安卡无人机是土耳其国产研制的察打一体无人机的典型代表之一,该机由土耳其航宇工业公司(TAI)研制。该型机的研制以以色列苍鹭无人机为蓝本,并在此基础上进行了多处改进,使得其整体性能更加先进。整个研制工作从2009年启动,2010年12月,第一架安卡无人机在土耳其锡夫里希萨尔(Sivrihisar) 空军基地成功首飞,随后开展了一系列的科研试飞并于2013年完成了地面验收试验。随后获得了土耳其国防部10套安卡BLOCK-B的合同。

安卡无人机采用一体化机身、可拆分机翼、V型尾翼以及可收放起落架,采用德国蒂勒特公司的涡轮增压四缸发动机。该机最大起飞重量达到1680kg,最大燃油重量230kg,实用升限9144m,续航时间达到了24h。

安卡无人机采用了目前在大型军民用飞机上普遍使用的综合模块化航电(IMA)架构,按照ARINC653标准,采用飞控计算机作为作为机载数据链系统核心,实现对机上各类传感器及飞控机电设备的一体化管理。此外该机采用了VHF/UHF无线电、机载敌我识别系统和双余度Ku /C波段宽带数据链,还可选配卫星数据链。一套完整的安卡系统包括3~4架无人机和1~2套地面设施(包含地面控制站、地面数据终端、远距视频终端以及自主起降系统、图像获取系统、其它地面保障设备等)。

安卡无人机的基本机载载荷包括Aselsan公司的AselFLIR-300T 系统(具有光电/前视红外成像、激光测距等功能),还可以配置合成孔径雷达、信号情报收集等载荷,武装型的安卡无人机可搭载Roketsan公司的 Cirit激光半主动制导火箭弹[3]

2、Bayratkar TB2无人机

Bayratkar TB2 军用无人机由土耳其Baykar Makina 公司研制生产,目前该机已经在伊拉克北部和叙利亚完成了长达百万小时的战斗飞行。Bayratkar TB2为一款中空长航时无人机,用于执行战术侦察和监视任务,续航时间超过24h,能携带大约55kg有效载荷,预计今年还将完成向欧洲和中东地区两个国家装备交付的工作。

Bayraktar TB2战术无人机由土耳其Kale Group和Baykar Makina的合资企业研制。它于2011年5月在伊斯坦布尔举行的IDEF展览会上亮相,并于2011年11月与土军方签署研制合同。该无人机于2014年4月成功完成了首飞。目前已交付土耳其军方,此次在叙利亚境内执行防空压制任务的就是这种无人机

Bayraktar TB2战术无人机长6.5m,翼展12m,实用升限6858m(22500英尺),续航时间接近24h,最大起飞重量630kg。该机采用模块化复合结构,带有可伸缩的前起落架和固定的后起落架,配备三重冗余飞行控制系统和任务控制计算机单元,依靠多冗余的惯性导航系统和全球定位系统实现更高的可靠性和改进的导航系统。Bayraktar TB2无人机可携带机载光电、红外系统(EO/IR),同时配备激光指示测距仪。能够执行战场监视任务。可配装微型灵巧炸弹、激光制导弹药以及远程反坦克导弹等多种机载武器,可摧毁装甲车辆、工程设施、防御工事以及海上目标。据悉,目前该型无人机已经成功出口乌克兰和卡塔尔。


侦察/打击一体化无人机的发展趋势

03



(一)更强的战场生存能力

现代察打一体无人机已经开始越来越多的承担高强度的作战任务,这类任务往往需要深入到敌方腹地,在缺乏掩护和保障的情况下独立执行遂行打击和侦察等多种任务。因此,为了保证任务遂行效果,现代察打一体无人机必须具备较强的战场生存能力。首先应具备更加优良的飞行性能,如更快的飞行速度、更高的使用升限等,以确保无人机能够快速到达和脱离战区,躲避敌方防空武器的威胁;此外,察打一体无人机正逐步强化隐身能力,确保自身的低可探测性,从而不易被敌方雷达等传感器发现和跟踪,提高突防的成功概率


(二)自主作战能力不断提高


自主作战是无人机发展的关键问题之一,目前的各类无人机主要还是依靠人员在地面任务控制站(MCS)中完成相关的飞行和任务操控,这也意味着需要为多种类型无人机配备相应的地面任务控制站,并保持测控链路畅通,一旦地面站点被破坏或测控链路被干扰和切断时,很可能导致无人机无法继续遂行相关任务。具备高自主化作战能力无人机可以根据其所需执行的任务类型,结合具体所在的环境条件,完成任务的自主生成和实时更新,并完成自主航路规划、自主飞行控制、自主避障避险,当进入敏感区域后能够完成自主目标搜索、自主信息处理、自主判威胁定,从而减少对于地面设施和人员的依赖,缩短整个任务执行的时间延迟,提高任务执行效率。


(三)有望与有人机实现协同作战


采用无人机-有人机协同的模式遂行各类任务,可极大的提高作战效能,适应多种不同任务的需要。如当无人机与有人机进行协同作战时,可以发挥无人机的电子诱饵功能,引诱敌方雷达开机,从而使得我方有人战机在无线电静默的条件下截获敌方无线电信号,并掌握部分目标参数。实现有人机-无人机协同作战,需要解决多机种协同交互控制、机间高可靠性数据链路、协同航路规划等关键技术,确保各飞机能够满足巡航飞行、地形跟随/规避、指挥引导、协同侦察、计划/随遇攻击、返航等典型场景和阶段的任务要求,同时尽可能保证各飞机及时、可靠的飞临作战区域,从而有效的协同完成侦察和精确打击等任务



参考文献:
[1] 张建华赵晨皓吕诚中. 察打一体无人机发展现状及趋势[J]. 无人机,2018(2)
[2] 吴思亮,宁波,陈宇. 以色列军用无人机发展概览[J]. 航空世界,2016(4)
[3] 王子熙. 土耳其察打一体无人机新秀—安卡[J]. 无人机, 2016(1)

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