方 勇

未—來無人化戰(zhàn)爭的引領(lǐng)者美國艦載無人攻擊機(jī)X-47B發(fā)展及影響

方 勇

專題—改變未來戰(zhàn)爭形態(tài)的無人裝備

近年來，以無人攻擊機(jī)為代表的智能化無人系統(tǒng)成為軍事強(qiáng)國發(fā)展的熱點(diǎn)。美國X-47B無人攻擊機(jī)成功完成自主空中加油試驗(yàn)，美國海軍無人水面艇開展集群攻擊演練，地面仿生機(jī)器人極大提升了單兵的安全性和作戰(zhàn)能力。隨著無人系統(tǒng)自主技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、通信技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的突破，其作戰(zhàn)領(lǐng)域正在從情報(bào)監(jiān)視與偵察，向打擊任務(wù)拓展；從傳統(tǒng)的信息支援保障裝備，逐漸融入主戰(zhàn)裝備體系。美國智庫新美國安全中心在2014年1月發(fā)布的《20YY：為機(jī)器人時(shí)代的戰(zhàn)爭做好準(zhǔn)備》報(bào)告中提出，“機(jī)器人時(shí)代戰(zhàn)爭已經(jīng)不是科幻小說”，并強(qiáng)調(diào)對(duì)于美國及其盟友、伙伴和對(duì)手而言，在一個(gè)新的時(shí)代里，無人和自主武器系統(tǒng)將在未來戰(zhàn)爭中扮演核心角色，呼吁美國必須為此做好準(zhǔn)備。未來，作為改變作戰(zhàn)規(guī)則的顛覆性裝備，無人空天飛行器、智能機(jī)器人、無人攻擊機(jī)、無人水面艇等智能化無人系統(tǒng)，將使信息化戰(zhàn)爭模式發(fā)生巨大改觀。無人化戰(zhàn)爭正在向我們走來。

專題特約顧問 方勇

2015年4月22日，美國X-47B艦載無人攻擊機(jī)成功完成自主加油試驗(yàn)，這是X-47B驗(yàn)證機(jī)繼完成艦上彈射起飛、攔阻降落、與有人機(jī)輪流著艦后，取得的又一重大進(jìn)展，標(biāo)志著艦載無人攻擊機(jī)技術(shù)向?qū)嵱没~出重要一步。美國海軍將在2020年前，在X-47B驗(yàn)證機(jī)的基礎(chǔ)上，研制出實(shí)用化艦載無人攻擊機(jī)—艦載無人空中監(jiān)視與打擊系統(tǒng)（UCLASS）。作為一種集遠(yuǎn)程偵察及打擊于一體的隱身平臺(tái)，UCLASS一旦服役，將對(duì)未來戰(zhàn)爭形態(tài)產(chǎn)生重大影響，

突出的隱身和巡航能力

機(jī)身外形采用隱身化設(shè)計(jì)。與有人作戰(zhàn)飛機(jī)相比，無人攻擊機(jī)沒有飛行員座艙和儀表盤這些主要的雷達(dá)信號(hào)反射源，在隱身化設(shè)計(jì)上具有先天優(yōu)勢(shì)。此外，X-47B還采取了一系列隱身措施：采用無尾飛翼布局、蛇形發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道和特殊設(shè)計(jì)的尾噴管，優(yōu)化了飛機(jī)前/后緣，提高了背部圓滑性，采用了吸波材料和整體式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，消除了蒙皮鉚接對(duì)隱身性能的不利影響，顯著降低了雷達(dá)散射截面和紅外信號(hào)特征。據(jù)專家測(cè)算，X-47B的雷達(dá)散射截面大致相當(dāng)于F-22戰(zhàn)斗機(jī)的1/3。

作戰(zhàn)半徑和滯空時(shí)間遠(yuǎn)超有人艦載機(jī)。由于無人機(jī)沒有座艙及相關(guān)生命保障系統(tǒng)，在相同重量下能攜帶更多油料，作戰(zhàn)半徑更大。X-47B在不接受空中加油的情況下，作戰(zhàn)半徑的目標(biāo)值可達(dá)到3700千米，約為F-35C艦載攻擊戰(zhàn)斗機(jī)的3倍。有人艦載機(jī)受飛行員生理極限的限制，在接受空中加油的情況下，最長滯空時(shí)間一般不超過10小時(shí)。相比之下，無人攻擊機(jī)無此制約，可長時(shí)間執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。美國海軍要求未來UCLASS的不加油續(xù)航時(shí)間能達(dá)到14小時(shí)，空中加油后將達(dá)到50小時(shí)以上，是有人機(jī)的5倍多。

可配備多種偵察與武器載荷。X-47B能夠搭載光電/紅外傳感器，合成孔徑雷達(dá)，地面移動(dòng)目標(biāo)指示器，AN/ALR-69電子支援設(shè)備和Ku、Ka波段的Link 16數(shù)據(jù)鏈；載彈量超過2000千克，能夠搭載2枚常規(guī)尺寸的激光制導(dǎo)彈藥或者8枚小直徑炸彈。根據(jù)美國海軍的最新要求，未來UCLASS的最大起飛重量將達(dá)到7~8萬磅，接近F-22的最大起飛重量，載荷能力大大提高。美國海軍還要求UCLASS未來能夠裝備GPS制導(dǎo)的聯(lián)合直接攻擊彈藥。

表面平滑、邊緣多邊形的設(shè)計(jì)減小了雷達(dá)散射截面積

X-47B各組件示意圖

無人攻擊機(jī)可能改變未來作戰(zhàn)模式

無人攻擊機(jī)低可探測(cè)性以及持久作戰(zhàn)能力，使其具備了目前多數(shù)有人作戰(zhàn)飛機(jī)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。美國UCLASS艦載無人攻擊機(jī)一旦服役，必將對(duì)未來作戰(zhàn)樣式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，也將對(duì)西太地區(qū)安全構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

大幅提升航空母艦在防區(qū)外的遠(yuǎn)程打擊能力，嚴(yán)重削弱對(duì)手的“反介入”能力。根據(jù)美國海軍的要求，未來具備空中加油能力的UCLASS作戰(zhàn)半徑將達(dá)到F/A-18E/ F的2倍、F-35C的3倍以上。據(jù)諾斯羅普·格魯曼公司分析，由12架X-47B組成的飛行中隊(duì)，按每架飛行50小時(shí)計(jì)算，可在航母戰(zhàn)斗群外形成6支作戰(zhàn)半徑320千米的空中戰(zhàn)斗巡邏小隊(duì)。據(jù)測(cè)算，從夏威夷火奴魯魯?shù)脚_(tái)灣海峽的飛行距離是8426千米，在巡航速度450節(jié)的情況下，X-47B經(jīng)過兩次空中加油能夠在10小時(shí)內(nèi)飛完全程。由此，美國航母將具有在遠(yuǎn)離大陸約3000千米以外的區(qū)域利用各種艦載無人作戰(zhàn)飛機(jī)發(fā)起攻擊的能力。目前美國航母使用的有人駕駛飛機(jī)，最多可以打擊370~830千米內(nèi)的目標(biāo)，而X-47B則顯著擴(kuò)展了打擊范圍。隨著UCLASS上艦，美國海軍可將航空母艦遠(yuǎn)離戰(zhàn)區(qū)部署，既可確保航空母艦的安全性，又能對(duì)他國沿海乃至縱深地區(qū)的目標(biāo)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。UCLASS的高隱身性能，將使對(duì)手防空體系的預(yù)警時(shí)間和預(yù)警距離大大縮短，反航空母艦手段無法發(fā)揮威懾作用。艦載無人攻擊機(jī)將可能憑借其良好的隱身性能和無人加油能力，為美國航母平添一只打得更遠(yuǎn)的隱形“長拳”。

將為航空母艦建立海上持久偵察打擊圈，對(duì)時(shí)敏目標(biāo)構(gòu)成持久壓制。美國諾斯羅普·格魯曼公司的計(jì)算表明，經(jīng)空中加油后，X-47B驗(yàn)證機(jī)在距起飛地點(diǎn)1800、2300、2800千米位置的持續(xù)作戰(zhàn)時(shí)間分別為28.2、20.5、12.9小時(shí)，而現(xiàn)役艦載機(jī)則僅為3.0、0.9、0小時(shí)。未來UCLASS上艦后，將使美國海軍具備前所未有的持久偵察打擊能力。一方面，UCLASS將為航空母艦編隊(duì)形成嚴(yán)密的預(yù)警偵察圈。目前，由于航空母艦搭載的預(yù)警機(jī)數(shù)量有限，航空母艦編隊(duì)只能在重點(diǎn)方向或重點(diǎn)時(shí)段保持預(yù)警能力，預(yù)警體系存在漏洞。美國海軍計(jì)劃，將利用UCLASS為每艘航空母艦建立2個(gè)空中巡邏圈，每個(gè)巡邏圈配置3～6架無人機(jī)，在航空母艦編隊(duì)周圍實(shí)施全向、全天候持續(xù)巡邏預(yù)警，大幅降低被敵方成功偷襲的可能性。另一方面，UCLASS將使美軍具備對(duì)廣域范圍內(nèi)時(shí)敏目標(biāo)的持久壓制能力。諾斯羅普·格魯曼公司在X-47B論證時(shí)曾提出，配備無人攻擊機(jī)的多個(gè)航空母艦編隊(duì)可在距離海岸線3700千米的地方，利用100架無人攻擊機(jī)，對(duì)相當(dāng)于美國西部16個(gè)州的區(qū)域進(jìn)行每周7天、每天24小時(shí)的偵察覆蓋，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，15分鐘之內(nèi)即可做出反應(yīng)。未來UCLASS可憑借其隱身性能，在敵方國土上空長時(shí)間巡邏偵察，一旦發(fā)現(xiàn)彈道導(dǎo)彈發(fā)射車或剛開機(jī)的防空雷達(dá)等時(shí)敏目標(biāo)，即可快速打擊。這種持久壓制和快速反應(yīng)能力是過去的主戰(zhàn)裝備所不具備的。

無人攻擊機(jī)與有人飛機(jī)協(xié)同編隊(duì)，將顯著增強(qiáng)體系作戰(zhàn)能力。在未來日益復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境下，單平臺(tái)所能發(fā)揮的作戰(zhàn)效能將極為有限，因此無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)模式由單平臺(tái)逐步發(fā)展為更靈活的多平臺(tái)集群作戰(zhàn)、有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)方式。美軍特別強(qiáng)調(diào)無人平臺(tái)的“互聯(lián)、互通、互操作”能力，為多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)打下良好基礎(chǔ)。無人作戰(zhàn)系統(tǒng)和有人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)，可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)彼此的不足，更加有效地完成作戰(zhàn)任務(wù)，多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)將成為未來無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)模式的重要方向。無人攻擊機(jī)、有人攻擊機(jī)、轟炸機(jī)各有特點(diǎn)、各具優(yōu)勢(shì)。無人攻擊機(jī)雖然續(xù)航時(shí)間很長，但載彈重量和種類都較少。F/A-18E/F和F-35C等艦載機(jī)載彈量都超過了8000千克，可搭載的彈藥種類更是比無人攻擊機(jī)多得多。但有人攻擊機(jī)不適合在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中作戰(zhàn)，即便是隱身飛機(jī)，其低可探測(cè)性也不及無人機(jī)。在未來的攻防對(duì)抗中，無人攻擊機(jī)可憑借高隱身性能，擔(dān)任“開路先鋒”，突破敵防空系統(tǒng)，對(duì)敵進(jìn)行持續(xù)偵察，并利用攜帶的武器摧毀敵方防空系統(tǒng)。之后，有人攻擊機(jī)和轟炸機(jī)進(jìn)入戰(zhàn)區(qū)，憑借更強(qiáng)大的對(duì)地打擊能力摧毀其他目標(biāo)。最后，可由無人攻擊機(jī)進(jìn)行毀傷評(píng)估，并對(duì)未被摧毀的目標(biāo)實(shí)施攻擊。X-47B與F/A-18E/F開展輪流著艦試驗(yàn)，表明美軍已實(shí)現(xiàn)無人/有人艦載機(jī)兩套著艦流程的無縫連接，有助于提升艦載機(jī)編隊(duì)出動(dòng)架次率。

用于彈道導(dǎo)彈防御，削弱反艦導(dǎo)彈威脅。反導(dǎo)作戰(zhàn)是X-47B最為獨(dú)特的運(yùn)用方式。美國一直將反艦彈道導(dǎo)彈視作最為忌憚的武器之一。實(shí)際上，早在2009年9月，美國空軍參謀長施瓦茨就向?qū)椃烙痔岢霭l(fā)展空基導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的建議，并將X-47B作為理想的反導(dǎo)作戰(zhàn)平臺(tái)。根據(jù)設(shè)想，X-47B將利用其長航時(shí)、隱身的特性及可機(jī)動(dòng)前沿部署特點(diǎn)，發(fā)射空射攔截彈，在彈道導(dǎo)彈助推段對(duì)其進(jìn)行攔截，大大削弱反艦導(dǎo)彈對(duì)航母編隊(duì)和宙斯盾艦的威脅能力。

X-47B三視角圖

全自主智能化無人系統(tǒng)是未來發(fā)展方向

在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，由于存在通信中斷、鏈路帶寬和距離受限以及人員操控能力等因素的限制，無人系統(tǒng)人機(jī)智能融合的交互控制模式存在很大的缺陷。因此，實(shí)現(xiàn)全自主控制是無人作戰(zhàn)系統(tǒng)未來發(fā)展的必然方向。目前，以X-47B為代表的無人作戰(zhàn)系統(tǒng)雖然具備較高的自主化水平，但距離真正的智能化無人系統(tǒng)仍有很長的路要走。

無人機(jī)能自主完成的操作還很有限。目前的無人機(jī)要完成起飛降落、飛行控制、航線規(guī)劃和障礙規(guī)避等操作，需要接受操作員的控制指令，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)定的任務(wù)程序進(jìn)行，尚不能實(shí)現(xiàn)完全自主控制。美國X-47B艦載無人攻擊機(jī)驗(yàn)證機(jī)代表了當(dāng)今世界無人機(jī)最高的自主控制水平，2013年實(shí)現(xiàn)了距離航母90千米區(qū)域內(nèi)的精確著艦，實(shí)際降落點(diǎn)和預(yù)定降落點(diǎn)的偏差只有幾厘米。雖然X-47B表現(xiàn)出的控制精度很高，但實(shí)際上都是在操作員和預(yù)編程序的聯(lián)合控制下實(shí)現(xiàn)的。操作員利用戴在手臂上的控制顯示單元，操控了X-47B從移出機(jī)庫到彈射起飛前的一系列動(dòng)作；而在觸艦復(fù)飛和阻攔降落時(shí)，雖然沒有人員的直接外部干預(yù)，但是在機(jī)載和艦載GPS的指引下，通過機(jī)載計(jì)算機(jī)的先進(jìn)控制算法，完全是按照預(yù)編程序?qū)崿F(xiàn)的。

無人機(jī)的自主目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別水平低。當(dāng)前的無人機(jī)只能判斷出偵察區(qū)域是否存在可疑目標(biāo)，無法對(duì)目標(biāo)的屬性、真?zhèn)芜M(jìn)行足夠準(zhǔn)確的識(shí)別，需要操作員時(shí)刻坐在屏幕前監(jiān)視。聯(lián)合國在2013年10月發(fā)布的一份調(diào)查報(bào)告證實(shí)，自2004年美國利用“捕食者”“死神”等無人機(jī)打擊恐怖分子以來，僅在巴基斯坦就誤殺了400多個(gè)無辜平民，并多次將民房當(dāng)做恐怖分子乘坐的車輛誤炸。究其原因，還是無人機(jī)目前的目標(biāo)識(shí)別能力太弱。要實(shí)現(xiàn)自主識(shí)別，無人機(jī)就需要具備更加先進(jìn)的態(tài)勢(shì)感知和圖像識(shí)別能力，對(duì)目標(biāo)的識(shí)別準(zhǔn)確率起碼應(yīng)達(dá)到飛行員的水平。而目前的計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像比對(duì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，都還做不到這一點(diǎn)。

無人機(jī)尚不具備以目標(biāo)為導(dǎo)向的自主決策能力。由于不能準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)，目前的無人機(jī)必須在操作員的指令控制下才能對(duì)目標(biāo)實(shí)施打擊，沒有自主攻擊的決策權(quán)。要實(shí)現(xiàn)這種自主決策能力，需要無人機(jī)具備復(fù)雜環(huán)境下的態(tài)勢(shì)感知能力和強(qiáng)大的計(jì)算分析能力，要求無人機(jī)在切斷人機(jī)交互作用的情況下，能夠模仿人腦的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行復(fù)雜思考、信息處理和分析推理，以便和人一樣作出科學(xué)、準(zhǔn)確的決策。然而，目前的人工智能技術(shù)和腦科學(xué)研究都遠(yuǎn)未達(dá)到這種水平，要實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能無人系統(tǒng)需要人工智能技術(shù)取得突破性進(jìn)展。

X-47B停在“杜魯門”號(hào)航母的甲板上

結(jié) 語

X-47B取得的一系列重大技術(shù)進(jìn)展，體現(xiàn)了美國超前謀劃、領(lǐng)先數(shù)步于戰(zhàn)略對(duì)手的裝備發(fā)展理念。它作為一種改變作戰(zhàn)規(guī)則的武器裝備，將可能對(duì)未來戰(zhàn)爭形態(tài)帶來革命性影響。但也應(yīng)看到，無人攻擊機(jī)在攻擊能力、智能化水平、后勤保障等方面仍面臨諸多難題，要想真正形成作戰(zhàn)能力仍然任重而道遠(yuǎn)。

責(zé)任編輯：劉靖鑫