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艦載無人機的潛力有多大 探討各國艦載無人機
來源:軍工天地
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作者:解放軍報
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發布時間: 2021-04-19
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各國加快了艦載無人機的研發步伐。美國海軍2019年定購了38架MQ-8C“火力偵察兵”無人機，計劃將其部署在瀕海戰斗艦上.....
以色列Orbiter無人機
近年來，各國加快了艦載無人機的研發步伐。美國海軍2019年定購了38架MQ-8C“火力偵察兵”無人機，計劃將其部署在瀕海戰斗艦上。俄羅斯緊鑼密鼓建造的23900型直升機航母上，設計有4架艦載無人機。法國海軍已經組建首個艦載無人機中隊，該中隊將配備S-100無人機。英國去年則在“威爾士親王”號航空母艦上進行了艦載無人機測試。
有國家甚至提出，打造以搭載無人機為主的“準航母”。這些動向，預示著無人機將在各國未來艦載武器系統中占據重要地位，發揮更大作用。本期“兵器廣角”，讓我們共同走近艦載無人機的世界。
德國TANAN300無人直升機
作為新興海上作戰力量，艦載無人機正蓬勃興起，在許多“海上角逐”中展現出自己的力量。
當前，許多艦載無人機被賦予反潛職能。此類職能任務的擴充，顯然是基于一個事實：與有人駕駛的反潛機相比，艦載無人機有著得天獨厚的優勢。比如，它可以更便捷地從艦船上起飛，通過掛載吊放式聲吶或投放聲吶浮標等，迅速配合有人機及艦船，形成立體反潛網。
其實，反潛只是艦載無人機眾多任務之一。近年來，隨著現代戰爭對海軍信息化作戰能力要求不斷提升，艦載無人機的職能作用，從戰場偵察監視到目標捕獲，從反潛作戰到戰損評估，從電子干擾到通信中繼等，可謂無所不能。一些國家還在為其賦能，試圖使其擔負起信息化作戰指揮體系重要節點的重任。
憑借優越的起降性能，艦載無人機能方便快捷地向海島運送物資，完成應急保障任務；在抵近偵察、登陸滲透、定點清除等特種作戰中，艦載無人機可為特種部隊提供情報支持、目標指示、應急保障等服務；在島礁巡邏方面，與巡邏艇和艦船相比，它的飛行速度更快，巡邏效率更高。
世界軍事舞臺對艦載無人機的“垂青”與“關愛”并非偶然。最重要的一個原因，就是與軍艦、有人駕駛戰機相比，艦載無人機有著獨特優勢。這些優勢雖然其他無人機同樣具備，但海上獨特的作戰環境，更加彰顯了這種優勢。比如，機動靈活，對起降要求較低；飛行速度快，覆蓋范圍廣，出勤效率高；續航能力強，可實現不間斷監控；使用成本低，經濟性好；受其他因素和條件限制小，可執行高風險、高強度任務；兼容性強，任務載荷多樣，能執行多種任務，等等。這些，都為它的大行其道奠定了基礎。
奧地利Camcopter S-100無人直升機
目前，各國研制、使用艦載無人機的現狀是：中小型發展比較成熟，綜合型大型艦載無人機發展尚處于研發階段。
無論是大型、中型還是小型，艦載無人機在作用發揮上，基本上具有以下特點：一是“看家本領”越練越強，二是自主化程度明顯提升，三是功能作用不斷拓展。
“看家本領”越練越強。和陸基無人機類似，艦載無人機的基本功能也是兩個：“察”和“打”。多年來，隨著科技進步以及作戰需求牽引，艦載無人機的“看家本領”顯著增強。
在“察”方面，艦載無人機留空時間相應變長，活動范圍明顯擴大，配備的感知系統越來越先進，數據處理與適應能力日益提升。這一能力的增加，一方面基于無人機平臺性能的改進，如發動機的升級換代等；另一方面則基于先進感知系統的廣泛使用。
以德國的TANAN300無人直升機為例，它配備有高清相機、攝像機以及紅外傳感器，擁有上百千米的活動半徑，可以裝備海上雷達和敵我識別系統，據稱還能在寒區和酷熱環境中執行任務。
奧地利的Camcopter S-100無人直升機，采用航空重油發動機和較為先進的雷達，配備有靈敏的傳感器系統，能在空中飛行較長時間，可在海上執行搜索和救援任務。瑞典的APID 60無人機雖然自重較輕，傳感器系統卻“功夫了得”，可以執行航拍、搜索、監測、邊界巡邏等任務。
在“打”方面，“反潛”可謂是艦載無人機的老本行之一。美國海軍的QH-50無人直升機，在20世紀50年代就可投放兩枚MK44魚雷。如今，各國艦載無人機這方面的“打功”，主要體現在與其他反潛武器裝備平臺的融合與“聯手”上。除反潛之外，近年來艦載無人機對地打擊能力也頗受關注。一些艦載無人機帶有多個武器掛架，掛架上既能掛載反坦克導彈，也可掛載小型滑翔炸彈，還可以通過攜載發射吊艙發射火箭彈。
自主化程度明顯提升。艦載無人機在發展初期，曾出現過兼有人工駕駛座艙的情形，如今的無人機大多采用封閉式結構。一些由直升機改造而來的艦載無人機，雖然仍保留有人駕駛功能，但自主化程度明顯提升。借助靈敏的傳感器系統、衛星導航設備、戰術通用數據鏈和飛行操控系統，大多數艦載無人機可以實現自動巡航和遙控飛行。人工智能的融入，使艦載無人機自主行動能力進一步提升。
加拿大的Talon Amphibious無人機是一種廉價的固定翼無人機系統，除了手動遙控模式外，它仍然具備自動巡航功能。完成任務后，它可以返回出發地，借助降落傘降落在陸地或者甲板上，甚至自主降落在水面上。
以色列Aeronautics公司研制的Orbiter系列無人機，可在起飛前輸入程序，以便不受干擾地抵達預定區域展開情報搜集。任務結束，無人機返回地面時還可釋放氣囊，保護機上的傳感器設備。
功能作用不斷拓展。當前，艦載無人機除“察”“打”功能外，其作用已拓展到運輸、加油、通信中繼平臺等領域。一些由有人駕駛多用途直升機改造而成的艦載無人機，在衛星導航系統幫助下，能夠攜帶3噸以上的物資飛行。有些由偵察直升機改裝而成的無人機可用作通信中繼平臺，搭載網絡攻防系統，使信號覆蓋400千米范圍內的地域。
另一些艦載無人機則采取模塊化設計，實現了一個平臺換用不同載荷即可執行不同任務。如貝爾公司在研的V-247“警惕”無人傾轉旋翼機，采用開放式架構和模塊化設計，據稱可攜帶空地導彈、輕型魚雷，也可搭載機載激光武器、雷達、中繼通信系統以及燃料加油模塊，承擔起防空、電子戰、空中預警和精確打擊等任務。
大型艦載無人機方面，由于受到起降場地、回收方式、作戰用途、體系構建、航時航程、功能效用等多種因素制約，大多數大型艦載無人機尚在研發中。
近年來，美國海軍不斷調整艦載無人機的定位，先是從 “長航程艦載打擊平臺”調整為“長航時無人加油平臺”，然后又漸漸回歸集加油、信息系統節點為一體的“艦載無人打擊平臺”。這一過程，既體現出無人機發展的多功能化趨勢，也折射出美海軍在大型艦載無人機定位與需求上的飄忽不定。
加拿大Talon Amphibious無人機
當前，陸基無人機發展日新月異，艦載無人機發展相對較慢。這是因為，無人機上艦不只是無人機往艦船上“挪個窩”。除了要攻克一些和陸基無人機相同的關鍵技術外，制約艦載無人機發展的技術瓶頸還有很多。
環境適應性。艦載無人機要在復雜嚴苛的海上環境中發揮作用，不僅要面對海上高溫高濕、霉菌鹽霧的侵蝕，還要能抵御突如其來的惡劣天氣，因此對系統的環境適應性、抗腐蝕能力等有很高要求，必須從元器件、原材料、設計理念、制造工藝、使用維護等方面全方位突破，才能研制出合格的上艦無人機。
無人機起降技術。艦載無人機面對的環境特殊，如空間狹小、天線密集、電磁環境復雜等，這會給艦載無人機安全起降帶來很大困難。加上母艦在海上漂泊或航行帶來的基座移動，更增加了艦載無人機的起降難度。雖然有火箭助推起飛、彈射起飛、傘降回收、撞網回收、天鉤撞繩回收、垂直起降、滑跑起降等多種起降方式，但其可靠性和環境適應性仍不夠理想，亟須不斷改進甚至另辟蹊徑。
精確控制技術。艦船空間狹小并經常處于移動狀態，要求艦載無人機必須有良好的控制精度和可靠控制技術，這樣才能保證無人機航跡及姿態的精度。要做到這一點，必須從感知與測量、伺服與執行、算法與優化、自主與智能等多方面進行技術攻關。
先進動力技術。艦載無人機一般使用活塞發動機或渦輪噴氣發動機。對航空重油活塞發動機來說，如何不斷走向輕量化、提高可靠性等，仍是亟須破解的難題。渦輪噴氣發動機需要突破的技術瓶頸更多，如微小型軸流渦輪葉片、大尺寸高效率單級風扇設計制造技術等。這些技術的突破，同樣需要付出大量時間、財力來完成。
機艦協同技術。艦載無人機的機艦協同，核心是有人操作武器平臺與無人機作戰平臺聯合編組，實施協同攻擊。要實現這一點，必須大力發展相關作戰理論、裝備、技術，比如深度借力人工智能等。在突破關鍵技術同時，還需要加強信任度方面的探索，通過不斷摸索與試驗，來解決有人/無人機協同作戰中的信息分析、作戰管理、人機交互、通信組網等問題。
目前，信息化條件下的海戰正被注入更多新元素。艦載無人機發展除了支持傳統作戰模式外，已在以下幾個方面顯現出一定潛力和需求。
一是艦隊伴飛。隨著各種高速、遠程攻擊武器的發展，艦隊海上防空預警系統面臨不少新挑戰。大型航母戰斗群由于配有艦載預警機，往往具有較大預警范圍，但也存在預警機力量不足問題。普通的海上編隊往往靠艦載直升機進行近程預警，面臨的威脅更多。艦載無人機的出現，則可部分解決這一問題。尤其是高空長航時無人機的發展，將可能催生出可大大拓展艦隊態勢感知與預警探測能力的新型艦載無人機。
二是自主空戰。當前，世界各國都在加大投入，研發和裝備新型無人機。在忠誠僚機、集群作戰等新空戰概念引領下，艦載無人機在“察”“打”基本功能上，正在被賦予更“聰明”的大腦，以實現執行任務過程中的基本獨立自主化，通過人機系統智能融合，更好地達成作戰目的。
三是空中加油。當前，一些艦載無人機被用作空中加油機，可以增加有人戰機留空時間。另一些艦載無人機則進行了空中受油試驗?？罩惺苡湍芰Φ男纬?，將使艦載無人機作戰半徑明顯增加，使放飛它的母艦安全性得到提升。同時，在加油受油能力形成后，艦載無人機還有望進行伙伴加油作業，提高無人機群作戰半徑，降低有人加油機的風險。
四是跨介質飛行。未來艦載無人機還可能向融合空中飛行、水面機動、水下潛航能力于一體的跨介質飛行器方向發展，為適應未來作戰多樣性和靈活性提供能力支撐。
總之，隨著各國海軍對作戰環境單向透明化需求的不斷提升，艦載無人機系統將扮演越來越重要的角色。未來，艦載無人機系統的潛力究竟有多大，時間將給出答案。
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