侦察兵到战士的迈进
无人战斗机的实用前景
UCAV的对空作战能力是在对地攻击能力后的另一个技术发展方向,本次航展上展出的无人机群中就出现了挂载TY90空空导弹的型号。无人机挂载空空导弹虽然在技术上并不存在大的问题,但是至少在目前为常规无人机装备空空导弹还是画蛇添足。无人战斗机的对空作战能力并不是装上空空导弹就具备了,高机动性和先进的导弹只是基本的条件,真正想使其取代常规空战战斗机,就必须解决几个重要的技术难关,依靠从气动、火控、武器到智能化自主控制等方面的综合作用。
2006年珠海航展上首次出现的“暗剑”是国内开发的高机动无人战斗机。具备隐身能力和高机动性能的“暗剑”是未来空中作战平台的概念机,同时参展的还有类似气动布局的有人战斗机,这种有、无人机通用平台的设计思想与美国下一代战斗机的发展方向基本相同。“暗剑”是一种在战术目标和技术思想上与“战鹰”完全不同的机型――“暗剑”没有“战鹰”那样重视突防能力和隐蔽性,而是通过气动布局上的考虑提高机动性能。“暗剑”虽然也具备低信号特征
和挂载对地武器的内部弹舱,但是明显的气动特征却表现出其重视空战性能的设计目标。“暗剑”是中国航空科研系统唯一公开的无人战斗机技术发展的项目,在设计手段和应用思想上表现出了国内航空产品中难得的创新精神。 美国很多航空技术人员认为无人化是未来先进战斗机的重要发展方向,因此其很早就开始对无人战斗机进行技术验证。国外相关资料和国内相关科研单位都对无人战斗机技术进行了系统验证。国外试验和国内模拟结果虽然支持了空战无人机的观点,但是也同样证明了现阶段无人机在空战能力上还无法与有人战斗机相比。现代无人机在空战技术发展上还存在多个短时间内难以突破的技术难关,如数据链和战术分配系统的自动化控制能力暂时还不能取代人的作用。无人战斗机自主作战的环境感知和战术态势判断能力存在明显不足,也无法解决集中控制多架无人战斗机协同作战的指挥条件。更为重要的问题是无人战斗机应对复杂作战环境时的反应能力不足,尽管在单机空战中能够表现出非常可观的战斗力,但在编队空战中却无法进行有效的协同作战,这个缺陷在控制信号受到干扰后被迫独立进行作战决策时将更加严重。
传感器技术的发展已经开始逐步克服制约无人战斗机应用的技术瓶颈。美国为F-35战斗机开发的合成孔径全景观察系统是一种高技术探测手段,该装置采用分布在机身不
同位置的传感器阵列,回避机身的遮挡以使飞行员获得真正无障碍的周视观察能力。F-35的全向观察传感器不但能够为飞行员提供前所未有的观察条件,同样也可以作为无人战斗机的态势感知传感器来使用。执行空战任务的无人战斗机在采用类似设备后,机载智能处理系统将获得飞机周边空域的各种目标和威胁信息,可以弥补对整体战场空间环境缺乏掌握的缺陷。无人战斗机只有使用比较完善的人工智能控制系统,才具备实用化的条件。人工智能控制系统将由计算机完成态势感知、任务决策、任务分配和信息传递,可以在战斗环境下自主完成系统间的战术协同和敌我识别。人工智能控制系统不但要有高可靠性和完善的“火-飞-推”综合装置,而且要解决控制系统的可靠性、通讯联络的保密性、反应的灵活性和成本的可控性。
现代战斗机的对空作战任务可以简单地分为防空拦截和空中优势两类,这两类对空作战任务虽然在装备上可以用同样的战斗机来完成,但是对无人战斗机则意味着完全不同的使用方式和技术难度。无人战斗机在争夺空中优势和格斗空战方面还存在技术不足,在国土防空的拦截作战时却可以发挥非常好的效果。美国和前苏联在冷战初期都为国土防空需要而建立了自动化引导攻击系统,采用该系统的战斗机可以在地面控制中心的直接控制下,自动完成从起降、搜索目标到发射武器攻击的全部工作,飞行员在理论上只需要在自
动化控制系统中起到监控和应付突发情况的作用。冷战期间发展的自动化截击引导系统就是将战斗机当成活动的“导弹发射架”,利用雷达和数据通讯系统控制这个“发射架”在适当的地点和时机发射导弹。这种简单直接的方法虽然缺乏灵活性,却能够满足最基本的使用要求。早期自动防空引导系统的技术和应用非常接近无人战斗机的作战条件,其实践应用的经验可以作为无人战斗机防空系统的参考,现代导航定位和电子技术的发展又可以改进和完善早期的指挥引导体系。现代无人战斗机在国土防空作战中可以利用早期自动截击引导系统的技术原理,利用现代电子技术和指挥控制手段彻底取代飞行员,利用地面控制中心和双向数据通讯系统来完成整个作战过程。
能够自主执行空中优势任务的无人战斗机具有取代常规战斗机的基础。根据国外航空技术人员对飞机性能和电子技术发展之间关系的评价,现役第三代战斗机是飞行员在计算机辅助下执行任务,机载航电系统向飞行员提供数据并执行其操纵动作;现役第四代战斗机是智能专家系统辅助飞行员进行决策,机载电子作战系统在提供数据的同时还会向飞行员提供建议,还可以在设计标准内进行包括威胁排序、辐射强度控制等自主决策。无人战斗机则是由人工辅助机载智能任务管理系统的独立决策,操作人员作为电子智能装置的后备方案以应付特殊情况。
作战无人机在海军中的应用前景
无人攻击机在对海攻击作战中的地位与作用要比对陆作战更有价值。因为海上目标往往更加明显,抗打击能力也相对比较脆弱,而对海攻击时的无人作战平台在技术要求和战术上也比较简单。现役UCAV能够有效执行在复杂地理条件下的近海配合小型
可用于无人机自卫空战的TY90导弹系统
舰艇作战,MQ-1或“长虹”-3这样的小型无人机就足以对轻型舰艇毁灭性的打击,适合作为空中侦察和打击力量配合排水量有限舰艇的作战行动。装备舰载UCAV的小型舰艇可以获得前所未有的打击力量。但常规无人机因为起落方式的限制而难以在小甲板舰艇上使用,因此,轻型舰艇的舰载UCAV更适合使用尺寸较小的旋翼机。美国海军早在1963年就开始在水面舰艇上装备QH-50型无人反潜直升机。虽然该机因为技术问题导致事故频繁,但是其装备数量高达746架也确实证明了水面舰艇使用无人旋翼机的能力。美国和欧洲国家从上世纪80年代就开始发展舰载无人旋翼机,早期被称为“飞行花生”的cL-227有效解决了舰上起落的问
题,美国开发的MQ-8也比较好满足了舰载使用要求,德国海军在护卫舰上使用S100无人直升机成功进行自主起落,也证明无人旋翼机在技术上已经满足装备小型水面舰艇的需要。中国海军如果能够利用现有旋翼无人机的技 术和观瞄武器系统,完全可以发展出类似MQ-8这样的舰载UCAV。装备无人旋翼机的022隐身导弹艇能够自主完成远程导弹的中继制导,还可以用UCAV挂载轻型导弹对“濒海战斗舰”或“光华”这样的目标进行攻击。
航空母舰和两栖攻击舰这类有全通甲板的军舰可以使用大型UCAV。“战鹰”这类隐身无人攻击平台非常适合作为舰载攻击机或侦察机使用,其相当于一枚带可分离弹头并可重复利用的巡航导弹。海上作战时攻击目标信号特征明显和战术要求简单的特点,适合作战无人机在规划任务的前提下完成必要的攻击/侦察任务,通过攻击/侦察无人机的装备缓解舰载战斗机数量与需求上的矛盾。美国海军早在上世纪末就在舰载机的项目中开始UCAV的研究。美国在2003年开始的J-UCAV(联合无人作战飞机计划准备利用与JSF类似的方法,为海、空军发展通用性较高和战斗力、生存能力与成本均可承受的机型。J-UCAV