天空新威慑

作者: 高峰

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电影《天使陷落》中飞行的无人机

电影《天使陷落》中有这么一个令人震惊的桥段:国际雇佣兵发射了大量携带高爆炸药的微型自杀式无人机,这些无人机根据事先设定好的指令自动编队低空飞行,对地面人员进行人脸识别、自动匹配之后,便一头扎向各自的目标。装备精良的美国总统卫队根本无力招架,被炸得死伤惨重。从科幻镜头走向现实战场,近十年来,作为战斗力“倍增器”的军用无人机越来越频繁地出现在军事舞台上。

无人机分类比较复杂,可按照用途、机翼构造、技术角度、任务高度、活动半径等不同分类标准,划分成数十种类型。

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我国民航总局把无人机按质量划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ六类,无人机编队则按机队总重分类。

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军事领域的无人机技术走在全球无人机领域的前列。军用无人机按照作战功能,大致可分为侦察无人机、察打一体/攻击无人机、自杀式无人机、侦察校射无人机、通信/中继无人机、电战无人机、货运无人机等。这些军用无人机同样可根据上表中的分类标准进行细化分类。

军用无人机“四大金刚”

明察秋毫的侦察无人机    顾名思义,侦察无人机是利用无线电遥控设备和机载程序控制装置操纵的不载人飞机。其主要作战功能是运用机载设备,对指挥员关注的任务地域进行情报侦察和战场监视,以便情报分析人员进行判读并发现目标信息,供后续作战运用。侦察无人机根据任务性质,大致可分为战略无人机、战役无人机和战术无人机;根据战术性能,大致可分为高空高速无人机、高空长航时无人机、中空短距无人机、低空近距无人机等。

典型的战略无人机有美制“全球鹰”无人侦察机,它属于高空高速长航时无人侦察机,主要用于低、中强度冲突中实施大范围的连续侦察与监视。“全球鹰”全长13.4米,翼展为35.5米,最大起飞质量为11610千克,最大载油量为6577千克,有效载荷为900千克。该机型的最大飞行速度为740千米/时,巡航速度为635千米/时,航程为26000千米,一次飞行可续航42小时,能从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察,或者在距基地5500千米的目标上空连续侦察监视24小时,然后返回基地。机上载有合成孔径雷达、电视摄像机、红外探测器三种侦察设备,以及防御性电子对抗装备和数字通信设备。综合运用机载设备,一天就能扫过144270平方千米的地面范围,能区分地面小汽车和卡车;或者对地面1900个边长为2千米的方形区进行仔细观察,能区分静止和活动的人体目标。侦察设备所获得的目标图像通过卫星通信或微波接力通信,以50兆比特/秒的速率实时传回地面站。

战术无人机的典型机型繁多,如以色列的“搜索者”无人侦察机。该机型的前三点式起落架可在平地或跑道上滑跑起飞,必要时可用气压弹射器或助推火箭帮助起飞。“搜索者”全长5.15米,高1.16米,翼展为7.22米,最大起飞质量为372千克,有效载荷为63千克,最大飞行高度为4575米,最大飞行速度为194千米/时。“搜索者”无人侦察机每次出动的侦察飞行时间可达12小时,侦察飞行的活动半径在有无线电中继时为220千米,无中继时为120千米。其机载光电侦察设备包括电视摄像机、前视红外仪、激光目标指示器、激光测距仪,可全天候执行任务,并将侦察获得的图像通过机载传输设备实时传回地面站。此外,一些民用微小型无人机同样可以承担部分战术侦察任务。

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“全球鹰”无人侦察机

即察即打的察打无人机    作战时,从侦察无人机发现目标,到指挥员运用火力打击摧毁目标,必须经过侦察、判读、指挥、打击等作战流程,全链路往往需要数分钟到数十分钟不等。这种反馈时间,早已不符合现代战争“发现即摧毁”的作战要求。因此,一种发现目标就能实时打击的无人机走上历史舞台,这就是察打一体无人机。其典型机型有美制“死神”“捕食者”,土耳其的“旗手”TB-2和我国的“翼龙”“彩虹-5”系列等。这些大型察打一体无人机执行远程对地打击任务,因此大多续航时间长、飞行距离远。比如“彩虹-5”无人机能续航40小时,最大飞行距离将近1万千米,使用挂载的1000千克弹药打击地面目标。

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国产“彩虹-5”察打一体无人机

一些战术型察打一体无人机在俄乌冲突中发挥了重要的作用。这些无人机价格低廉,为分队级部队使用,大多采用多旋翼设计,如“大疆”系列,加以简单改装,即可挂载小口径迫击炮弹、手榴弹等轻型弹药,对近距离对峙的地面目标进行投弹攻击,不仅可以给敌军造成伤亡,而且可以使敌军的精神、心理趋于崩溃。

玉石俱焚的自杀式无人机    为了加大对地面目标的威胁和实时打击能力,世界上很多军队都在不断研发自杀式无人机。其中首推头顶盘旋的巡飞弹。这些巡飞弹可由单兵、火炮或机载设备发射,快速进入作战区域,在距地面200~300米的高度巡航并搜索目标,具有留空时间长、作战范围大、空防能力强、战术使用灵活、能实时发现打击目标等作用。其代表型号包括美制“弹簧刀”“凤凰幽灵”,以色列的“陨石”,法国的“海鸥”,乌克兰的“sokil”等。以“弹簧刀300”单兵巡飞弹为例,整套系统包括巡飞弹、发射筒、地面控制器和背包。其中,巡飞弹以电动马达驱动螺旋桨,最大质量约2.5千克,装载0.32千克的定向战斗部,机身全长36厘米,翼展为61厘米,最大射程为10千米,巡航速度约20米/秒,最大持续飞行时间为15分钟,攻击精度为1米。为了对付装甲目标,美军后续还研发了“弹簧刀600”巡飞弹,最大射程扩展到40千米以上。各型巡飞弹以智能化、灵巧性、低成本、部署快、可多平台运用等优势被纳入军队装备系列,美陆海空军及海军陆战队都采购了大量的“弹簧刀”巡飞弹。

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发射“弹簧刀600”巡飞弹

民转军用的自爆穿越机    除了巡飞弹外,俄乌战场上还出现了“民转军”的自杀式穿越机。穿越机是多旋翼飞行器的一种,具有体积小、速度快、加速快的特点。由于速度极快,穿越机也被称作“空中F1”,百公里加速不到2秒,时速最高可达230千米。当捆扎炸药的穿越机高速撞击目标时,其威力往往可以摧毁一辆主战坦克。由于穿越机高速飞行时续航时间通常在5分钟左右,加上受地面控制信号和图像信号接收范围影响,飞行距离通常在1500米以内,因此,地面分队往往使用侦察无人机搜索定位目标,再引导装备FPV眼镜的穿越机飞手隐蔽贴近目标,放飞并操纵穿越机实施自杀式撞击。入门级的整套小型穿越机外加FPV系统所需的预算在2000元左右,较高级的配置也就在万元左右的价位。

制约无人机发展的四个关键因素

当前,世界无人机技术已经取得了显著的进步。‌由单机向系统方向发展,意味着无人机已成规模地融入军队装备体系之中,成为其战斗力生成的“倍增器”。但军用无人机作战运用仍受四大关键技术因素的影响与制约。

数据链    该技术主要用于对无人机及机载设备的遥控和遥测,以及对无人机的跟踪定位,对无人机实时获得的侦察信息的高速传输和处理,是决定无人机工作距离的重要因素之一。因此,数据链技术涉及无人机遥控及遥测、跟踪定位、图像处理、通信、自动控制等技术,是一项复杂的信息系统工程。

组网通信    该技术是无人机集群运用的重要基础。其主要目标是通过无线通信技术手段,实时共享网络中每架无人机的数据信息,使单架无人机更好地利用所获得的数据资源,可以增强无人机的工作效率和生存能力。该技术决定无人机集群运用的最大数量规模。

集群技术    2017年12月7日晚,在广州《财富》全球论坛招待晚宴特设的表演环节中,上演了由1180架无人机构成的灯光秀。之后,数千架的无人机编队在成都、西安进行了复杂的编队飞行,在特定空域中组成不同的图案和主题,且不会发生碰撞。无人机集群技术,就是将鸟类群体飞行原理应用于无人机集群飞行。无人机单独飞行具有简单的功能,但集群之后的群体行为则相当复杂多样。单一无人机可能因为故障而导致任务失败,而集群飞行时,即使有几架无人机失效,集群也能继续工作而不影响功效。集群技术涵盖单机控制、任务规划、集群协同、传感与避障、起降通道、通信组网等技术群,其难度不言而喻。截至目前,最大的无人机集群由1180架无人机组成。

自主技术    2020年3月,“卡古-2”攻击型四旋翼无人机被编程为在不依靠操作员的情况下攻击目标,跟踪并攻击了正在撤退的由哈夫塔尔指挥的“利比亚国民军”,导致一名利比亚国民军成员死亡。《新科学家》杂志引用了联合国的一项调查研究撰文称,这是有史以来第一例记录在案的无人引导的案例,当时这架“卡古-2”攻击型四旋翼无人机,是在没有人为命令的情况下,擅自做主发起攻击的。由此可见,当人工智能被优先运用到军事领域时,自主技术将大大提高无人系统的效率和效能,为作战提供战略优势。自主技术和机器人技术的进步可能促生全新的作战样式,彻底改变以往的作战概念。

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“卡古-2”攻击型四旋翼无人机

作为高新技术的集合体,军用无人机系统未来还将在互操作技术、网络安全技术、人机合作技术等方面持续发力,向协同化、专业化、智能化、集群化方向发展。

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