航母被稱為海上霸主,電影《復(fù)仇者聯(lián)盟》想讓航母這樣一個外形不符合空氣動力學(xué)要求的龐然大物飛行在空中,目前看還是個夢想,但以大飛機為母機,空中可以釋放、回收小型無人機的“飛行母艦”,真的要來了。
美國媒體近日報道,美國國防部高級研究計劃局主導(dǎo)下的一個項目,計劃以C-130運輸機或現(xiàn)有的戰(zhàn)略轟炸機、戰(zhàn)斗機為平臺,發(fā)射具備快速組網(wǎng)和協(xié)同能力的無人機“蜂群”,執(zhí)行對敵偵察、監(jiān)視、壓制和打擊任務(wù)。
在這個被美軍視為可顛覆未來交戰(zhàn)規(guī)則的計劃中,由C-130運輸機充當(dāng)“飛行母艦”,大量投放“小精靈”無人機,上百架小型“小精靈”像蜂群一樣,鋪天蓋地、席卷而來。作戰(zhàn)行動結(jié)束后,又悄悄被C-130運輸機空中回收。“飛行母艦”技術(shù)未來如果用于實戰(zhàn),將會給美軍的聯(lián)合作戰(zhàn)帶來很多優(yōu)勢。
概念科幻,由仿生而來
新材料技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、控制技術(shù),特別是智能技術(shù)的發(fā)展進步,給無人機帶來了廣闊的發(fā)展空間,也給人們帶來了對未來作戰(zhàn)樣式的無限想象。
“小精靈”是典型的無人機“蜂群作戰(zhàn)”概念下的研究項目。美軍2014年提出以發(fā)展“顛覆性技術(shù)”為核心的“第三次抵消戰(zhàn)略”,受自然界蜂群等動物集群效應(yīng)的啟發(fā),其各軍種紛紛圍繞無人機做起了文章,提出許多新型作戰(zhàn)概念。基于低成本、小型、智能化無人機的“蜂群作戰(zhàn)”概念就是其中之一,而“小精靈”項目與其他“蜂群作戰(zhàn)”概念不同的是,“蜂群”無人機可回收,其他項目的“蜂群”無人機是一次性使用,不可回收。
“小精靈”無人機項目以二戰(zhàn)期間賦予許多英國飛行員好運的惡作劇小游戲命名。整個作戰(zhàn)系統(tǒng)由多架無人機、無人機載機、發(fā)射回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。
該項目的基本設(shè)想是讓C-130運輸機充當(dāng)母機,在敵防御圈外發(fā)射具備快速組網(wǎng)和協(xié)同能力的“小精靈”無人機“蜂群”。“小精靈”無人機可裝備偵察、監(jiān)視、電子戰(zhàn)甚至戰(zhàn)斗部等載荷,無人機“蜂群”滲透到敵防空區(qū)之后,可執(zhí)行情報監(jiān)視偵察、電子攻擊、火力打擊、心理戰(zhàn)等作戰(zhàn)任務(wù)。
任務(wù)結(jié)束后,未被擊落的“小精靈”無人機再由發(fā)射“小精靈”的C-130在空中將其逐個回收。“小精靈”無人機要求可在對抗空域中重復(fù)使用20次,每次回收后由地面人員在24小時內(nèi)完成重置,等待下次使用。
“小精靈”項目對母機發(fā)射回收的要求是,每架母機可發(fā)射“小精靈”無人機8至20架。考慮到執(zhí)行任務(wù)的無人機“蜂群”會有一定比例戰(zhàn)損,不能全部回收的實際情況,要求30分鐘內(nèi)可回收4至8架。
“小精靈”無人機類似巡航導(dǎo)彈,機身細長,翼展較小,機翼可折疊,裝小型渦扇發(fā)動機。其航程、作戰(zhàn)半徑設(shè)計得較大,性能指標(biāo)最低要求是,作戰(zhàn)半徑為555公里,在作戰(zhàn)區(qū)域可空中巡航1小時,有效載荷為27.3公斤,最大速度為0.7馬赫。最佳性能指標(biāo)要求是,作戰(zhàn)半徑為926公里,可空中巡邏3小時,有效載荷可達54.5公斤,最大速度不低于0.8馬赫。
“小精靈”項目從2016年3月開始分三個階段展開,從2018年4月開始第三階段的研究工作,計劃于2019年年底進行C-130運輸機多架無人機的發(fā)射和安全回收試驗。整個“小精靈”項目將持續(xù)43個月,總體耗資6400萬美元。
技術(shù)前沿,離實戰(zhàn)運用并不遙遠
C-130運輸機要想成為“飛行母艦”,必須對飛機進行必要的改造,機艙要留出可以儲置一定量小型無人機的空間,依次施放無人機的滑軌、回收抓取無人機的機械臂等機構(gòu),還必須加裝特定的通信、指揮與控制等軟硬件模塊。
空中發(fā)射小型無人機相對容易。經(jīng)過幾年的科研實踐,美軍無人機“蜂群”發(fā)射技術(shù)已相對成熟。2014年以來,美軍多次成功用F-16和F-18戰(zhàn)斗機進行無人機“蜂群”發(fā)射。
發(fā)射出去的眾多“小精靈”無人機,如何能按照一定的通信、指揮與控制規(guī)則,像蜂群一樣群飛和作戰(zhàn),這是項目研發(fā)的關(guān)鍵。它要求“小精靈”無人機“蜂群”能無中心自組網(wǎng),沒有領(lǐng)導(dǎo)者,沒有哪個“小精靈”處于主導(dǎo)地位,“小精靈”間都可以進行相互通信和協(xié)作,其中任何一個“小精靈”的戰(zhàn)損都不影響群體功能。
C-130運輸機空中回收無人機是該項目第三階段的重難點。目前的解決方案是在C-130貨艙中和機翼上加裝回收“小精靈”的裝置,“小精靈”機身背部裝有伸縮式回收鉤?;厥昭b置分機械手和拖曳式捕獲器兩部分,均可伸出艙外,拖曳式捕獲器伸得更遠。
拖曳式捕獲器類似于軟管式空中加油的拖曳式錐套,用柵格控制尾翼保持穩(wěn)定。無人機利用光學(xué)傳感器和視頻攝像機將回收鉤插到拖曳式捕獲器中,很像軟管式空中加油作業(yè)。之后,“小精靈”逐步被拖近機械手,由機械手將其拖回貨艙或兩側(cè)機翼下,而無人機將折疊主翼,便于回收作業(yè)。作業(yè)時,C-130內(nèi)的操作員可在必要時人工干預(yù)回收作業(yè)。
目前雖然確定C-130是“小精靈”測試的母機,但整個項目的關(guān)鍵技術(shù)具有通用性,可以直接移植到其他轟炸機或戰(zhàn)斗機上。
對付“飛行母艦”的辦法很多
基于本國軍事技術(shù)高度發(fā)達,20年前美軍就提出了“零傷亡”的概念。所以,從上世紀(jì)90年代以來的歷次局部戰(zhàn)爭中,美軍都是最大限度地發(fā)揮高技術(shù)優(yōu)勢,使自己在戰(zhàn)爭中的傷亡大大減少。“小精靈”無人機作戰(zhàn)半徑在555公里以上,這可以讓母機遠離火力圈,讓飛行員遠離危險的第一線,能夠極大減少己方人員傷亡。
隨著軍事科技快速發(fā)展,防空兵器的速度越來越快、射程越來越大、探測手段越來越多,要想突破由戰(zhàn)斗機、雷達、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等編制的嚴密的空天防御網(wǎng)越來越難。美軍發(fā)展“飛行母艦”,就是試圖形成基于先進技術(shù)的無人機“蜂群”數(shù)量優(yōu)勢。大量具有隱身性、能低空超低空飛行的“小精靈”無人機,可集中于主要方向?qū)撤烙w系進行密集連續(xù)突擊,也可小編組、多方向同時突防,以數(shù)量優(yōu)勢消耗敵防御能力,使其防御體系迅速飽和,既可以消耗敵方高價值彈藥,也可用“漏網(wǎng)之魚”探測、攻擊敵人。
每架“小精靈”一旦聯(lián)網(wǎng)在一起,將產(chǎn)生1+1>2的效果。“蜂群”中的每個“小精靈”無人機都可攜帶傳感器,可瞬間協(xié)作完成對目標(biāo)的精準(zhǔn)定位;可聯(lián)合實施圖像偵察,形成完整的戰(zhàn)場態(tài)勢圖;可聯(lián)合進行多頻段電子干擾,實施全頻段壓制;可進行協(xié)同攻擊;可將信息傳送給火力圈外的遠程火力平臺,為遠程精確打擊進行引導(dǎo)。
“飛行母艦”雖然擁有良好的作戰(zhàn)潛力,但其局限性也很明顯。道高一尺,魔高一丈。對付“飛行母艦”的辦法很多。美國人自己就提前想出了一些方法,比如雷聲公司已經(jīng)論證用空空導(dǎo)彈和火炮發(fā)射帶有前向爆炸型碎片殺傷彈頭來獵殺“小精靈”“蜂群”。美國國防部高級研究計劃局提出設(shè)計開發(fā)中口徑制導(dǎo)炮彈,用制導(dǎo)技術(shù)結(jié)合火炮的速射,來對付無人機“蜂群”,也可以采用“密集陣”等傳統(tǒng)近防武器來對付它。
電子干擾也是對付“小精靈”“蜂群”的有效辦法。“小精靈”“蜂群”編隊飛行既然離不開無線電通信鏈路和GPS定位系統(tǒng),那就可以通過電子干擾手段對其進行干擾壓制。俄軍“薔薇”電子戰(zhàn)系統(tǒng)就能在半徑約10公里范圍內(nèi)從大量無線電信號中自動識別敵方無人機的遙控信號,可有效干擾壓制無人機“蜂群”。
高功率微波能夠擊穿電子元件,燒毀敵方電子設(shè)備,永久性地損壞電子系統(tǒng),也能很好地對付“小精靈”“蜂群”。采用具備區(qū)域性殺傷能力的微波武器,能夠瞬間燒毀一定范圍內(nèi)的無人平臺智能控制系統(tǒng),使無人集群失去控制。也可以用“以其人之道還治其人之身”的辦法,用獵殺無人機“蜂群”截殺和圍堵“小精靈”“蜂群”。