2013年5月、7月，美國(guó)海軍艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)X-47B先后在“布什”號(hào)航母上成功完成彈射起飛和攔阻著艦，標(biāo)志著航母艦載無(wú)人機(jī)技術(shù)取得了根本性突破，引起世人的廣泛關(guān)注。美國(guó)海軍從2000年開(kāi)始提出航母艦載無(wú)人機(jī)研究計(jì)劃以來(lái)，先后歷經(jīng)航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃（UCAV-NATP）、聯(lián)合無(wú)人空戰(zhàn)系統(tǒng)（J-UCAS）、艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)系統(tǒng)演示驗(yàn)證（UCAS-D）、艦載無(wú)人空中監(jiān)視與打擊系統(tǒng)（UCLASS）和艦載無(wú)人空中加油系統(tǒng)（CBARS）等5個(gè)階段。按照《美國(guó)海軍航空兵2030愿景》，2025年美國(guó)海軍艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)將開(kāi)始取代F/A-18，與F-35混合編成，艦載無(wú)人機(jī)將成為編隊(duì)?？兆鲬?zhàn)的主力之一，大幅度提升海上態(tài)勢(shì)感知、高危區(qū)域突防以及遠(yuǎn)距離空中打擊等能力，將會(huì)給航母編隊(duì)的作戰(zhàn)樣式帶來(lái)巨大變革。

國(guó)外航母艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展情況

基于全球戰(zhàn)略調(diào)整和海上作戰(zhàn)需求考慮，美國(guó)海軍在航母艦載無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展方面起步較早、投入較大，其整體技術(shù)上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先英、法、俄等軍事強(qiáng)國(guó)。2000年，美國(guó)國(guó)防預(yù)研局（DARPA）與海軍啟動(dòng)UCAV-NATP計(jì)劃。2003年，美國(guó)國(guó)防部將UCAV-NATP計(jì)劃和空軍無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)（UCAV-ATP）計(jì)劃合并為J-UCAS計(jì)劃，但由于海軍、空軍需求的巨大差異，2006年，J-UCAS項(xiàng)目終止。從2006年起，美國(guó)海軍獨(dú)立開(kāi)展UCAS-D項(xiàng)目。2011年2月，X-47B驗(yàn)證機(jī)實(shí)現(xiàn)首飛。兩年后，2013年5月14日，X-47B從“布什”號(hào)航母上完成首次彈射起飛，7月10日完成攔阻著艦。至此，美國(guó)航母艦載無(wú)人機(jī)技術(shù)取得了根本性突破，具備轉(zhuǎn)入型號(hào)研制的條件。

在開(kāi)展技術(shù)驗(yàn)證的同時(shí)，2012年，美國(guó)海軍啟動(dòng)了首個(gè)航母艦載無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研制項(xiàng)目——UCLASS。波音公司、洛馬公司、諾格公司、通用原子航空系統(tǒng)等4家公司參與競(jìng)標(biāo)工作。美國(guó)海軍原計(jì)劃2014年第二季度發(fā)布技術(shù)發(fā)展階段的正式招標(biāo)書(shū)，從4家公司中選擇一家進(jìn)入工程發(fā)展階段。2016年，美海軍將UCLASS項(xiàng)目調(diào)整為CBARS，為艦載有人戰(zhàn)斗機(jī)加油，使更多的F/A-18E/F、F-35艦載戰(zhàn)斗機(jī)遂行打擊任務(wù)，提高航母打擊群的作戰(zhàn)效率和作戰(zhàn)半徑。美國(guó)海軍已證實(shí)艦載無(wú)人機(jī)加油平臺(tái)還將具備情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）、目標(biāo)指示以及發(fā)射導(dǎo)彈和投放炸彈等多任務(wù)能力，但偵察和打擊不是主要任務(wù)，為提高其加油能力還降低對(duì)隱身能力的需求。航母艦載無(wú)人機(jī)加油平臺(tái)正式命名為“黃貂魚(yú)”無(wú)人機(jī)（代號(hào)MQ-25A）。美國(guó)海軍計(jì)劃2017年夏天將發(fā)布最終的需求建議書(shū)（RFP），從波音、洛馬、諾格、通用原子航空系統(tǒng)4家公司的競(jìng)標(biāo)方案中選定MQ-25A構(gòu)型，2018年簽訂項(xiàng)目合同確定主承包商，2021年交付首架無(wú)人機(jī)。

雖然如此，美國(guó)海軍并未停止對(duì)高隱身遠(yuǎn)程艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)的研究，2017年2月9日，美國(guó)戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心（CSBA）發(fā)布《恢復(fù)美國(guó)海權(quán)：美國(guó)海軍新艦隊(duì)結(jié)構(gòu)》報(bào)告，建議美國(guó)海軍在擁有空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)的同時(shí)，發(fā)展一型遠(yuǎn)程無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)，以應(yīng)對(duì)反介入/區(qū)域封鎖帶來(lái)的威脅，在擬議的艦隊(duì)結(jié)構(gòu)下，對(duì)機(jī)動(dòng)部隊(duì)最不利的沖突地點(diǎn)是亞太區(qū)域，機(jī)動(dòng)部隊(duì)可以從印度洋西海岸或太平洋中部出發(fā)，前往3219km以外沖突區(qū)域。然而，該距離將挑戰(zhàn)飛行員的耐力，可連續(xù)飛行10h的戰(zhàn)斗機(jī)由于體型巨大而難以在航母上起降。為此，CSBA建議美國(guó)海軍采用作戰(zhàn)半徑大于926km、可空中加油、具備優(yōu)秀隱身能力的無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)。

參與競(jìng)標(biāo)的4家公司航母艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)況如下：

（1） X-47系列

X-47系列艦載無(wú)人機(jī)由美國(guó)諾格公司研制。X-47A參加UCAV-NATP計(jì)劃，2003年首飛，采用類(lèi)似風(fēng)箏氣動(dòng)布局，配裝1臺(tái)普惠JT15D-5C發(fā)動(dòng)機(jī)，最大起飛重量約2.68t，翼展8.47m。2006年，諾格公司根據(jù)美國(guó)海軍UCAS-D要求，研發(fā)X-47B驗(yàn)證機(jī)，與X-47A相比，體積更大，機(jī)長(zhǎng)11.64m，翼展18.92m（折疊后9.42m），尺寸與F/A-18相近；采用無(wú)尾飛翼布局，擁有優(yōu)異的雷達(dá)和紅外低可探測(cè)性，被稱(chēng)為縮小版的B-2。最大起飛重量達(dá)到20.215t，最多可搭載2t武器，發(fā)動(dòng)機(jī)采用1臺(tái)普惠F100-220U渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，巡航速度Ma0.9，實(shí)用升限12190m，作戰(zhàn)半徑達(dá)到1481km。諾格公司以X-47C參與UCLASS方案競(jìng)標(biāo)，根據(jù)UCLASS系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)要求，預(yù)計(jì)X-47C相比X-47B作戰(zhàn)半徑、航時(shí)都將增加（UCLASS要求3704km），可搭載4536～9072kg武器彈藥＼任務(wù)載荷深入敵縱深執(zhí)行任務(wù)。

（2）“幻影射線(xiàn)”（Phantom Ray）

波音公司提出基于X-45C“幻影射線(xiàn)”的方案。X-45C于2011 年4月在愛(ài)德華空軍基地首飛，采用“箭頭”式飛翼布局，機(jī)長(zhǎng)10.9m，翼展15.2m，最大起飛重量16.556t，發(fā)動(dòng)機(jī)采用1臺(tái)通用電氣F404-GE-102D不帶加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，巡航速度Ma0.8，實(shí)用升限12190m。

（3）“海上復(fù)仇者”（ Sea Avenger）

“海上復(fù)仇者”是通用原子航空系統(tǒng)“復(fù)仇者”無(wú)人機(jī)的改進(jìn)型，正式名稱(chēng)是“捕食者”C，為滿(mǎn)足上艦要求，采用翼尖折疊、加強(qiáng)起落架和加裝攔阻鉤，動(dòng)力裝置配裝一臺(tái)普惠PW545B渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，采用彎曲進(jìn)氣以降低渦輪葉片造成的雷達(dá)反射，飛機(jī)V型尾翼可部分遮蔽尾噴口，從而降低紅外特征。與其他飛翼布局方案相比，“海上復(fù)仇者”隱身性能有限，但其大展弦比布局設(shè)計(jì)利于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行ISR任務(wù)（航時(shí)20h）。

（4）“深海幽靈”（ Sea Ghost ）

2013年4月，洛馬公司公布了“深海幽靈”方案概念圖，方案明顯強(qiáng)調(diào)隱身能力，采用飛翼布局，類(lèi)似擴(kuò)大版的RQ-170（圖4），采用類(lèi)似RQ-170和F-117的格柵式進(jìn)氣道，在中線(xiàn)以下有一個(gè)傳感器罩，武器艙在起落架舷內(nèi)。該方案利用了洛馬公司為RQ-170“哨兵”無(wú)人機(jī)、F-35C戰(zhàn)斗機(jī)和其他海軍項(xiàng)目所發(fā)展的各項(xiàng)技術(shù)，綜合考慮了適航性、機(jī)艦適配性和作戰(zhàn)安全性的要求。2017年3月，洛馬公司臭鼬工廠(chǎng)負(fù)責(zé)人稱(chēng)，按照美國(guó)海軍最新修訂的MQ-25A“黃貂魚(yú)”艦載無(wú)人加油機(jī)項(xiàng)目要求，需要修改設(shè)計(jì)方案。雖然洛馬公司認(rèn)為采用無(wú)尾飛翼布局具有較好的隱身性能，可在劇烈對(duì)抗環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)，但2017年美國(guó)海軍態(tài)度表明飛翼布局并非最合適的構(gòu)型，要求競(jìng)標(biāo)方重新設(shè)計(jì)機(jī)身機(jī)翼和尾翼，以提高載油量和生存能力，根據(jù)新的要求，洛馬公司表示將采用翼身融合及尾翼一體化布局方案參與新一輪競(jìng)標(biāo)。

航母艦載無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

航母艦載無(wú)人機(jī)的研制包括高隱身/長(zhǎng)航時(shí)/高升阻比總體設(shè)計(jì)技術(shù)、高推比低油耗渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、精確導(dǎo)引與著艦控制、態(tài)勢(shì)感知與航路重規(guī)劃、集成化機(jī)載任務(wù)載荷、自主飛行控制與空中加油等關(guān)鍵技術(shù)。

高隱身/長(zhǎng)航時(shí)/高升阻比總體設(shè)計(jì)技術(shù)

艦載無(wú)人機(jī)要在航母上操作使用，首先應(yīng)滿(mǎn)足艦上起降和轉(zhuǎn)運(yùn)的要求，對(duì)機(jī)體尺寸特別是翼展有嚴(yán)格限制；其次，艦載無(wú)人機(jī)要在百余米長(zhǎng)的航母甲板上起降，必須具備優(yōu)良的氣動(dòng)特性和加速性能；而為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離突防任務(wù)需求，航母艦載無(wú)人機(jī)應(yīng)具有盡可能大的作戰(zhàn)半徑和良好的隱身性能。

因此，艦載無(wú)人機(jī)在機(jī)艦適配性、飛行性能和生存能力方面，必須綜合權(quán)衡考慮。早期驗(yàn)證機(jī)X-47A采用“風(fēng)箏”構(gòu)型氣動(dòng)布局，雖然能滿(mǎn)足高生存力、空中壓制及打擊要求，但展弦比較小、升阻比低，不適宜執(zhí)行大航程長(zhǎng)時(shí)間偵察監(jiān)視任務(wù)；為減小操縱面配平偏角（同時(shí)為減阻/隱身），造成重心配置過(guò)于靠前、內(nèi)部空間利用率太小。為解決這些問(wèn)題，X-47B加裝外段可折疊翼，且外段機(jī)翼前后緣均與“風(fēng)箏”構(gòu)型后緣平行，外翼后掠角減小，提高了“風(fēng)箏”構(gòu)型的力矩上仰邊界，允許飛機(jī)以更大迎角、更小速度進(jìn)行著艦。采用的雙后掠外形綜合考慮了氣動(dòng)和隱身的結(jié)果，雖然犧牲了一定的隱身性能，但提高了氣動(dòng)性能。這說(shuō)明艦載無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮氣動(dòng)、隱身的要求，單純按照某一方面的要求都難以獲得滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)。

而要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)航時(shí)，必須在艦載無(wú)人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量采用高性能復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)全機(jī)結(jié)構(gòu)重量的輕量化，增加燃油的裝載量。X-47B艦載無(wú)人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中大量采用碳纖維復(fù)合材料，部分機(jī)體設(shè)計(jì)成模塊化結(jié)構(gòu)，可直接作為燃油儲(chǔ)存油箱，其全機(jī)空重不到最大起飛重量的1/3。

精確導(dǎo)引與著艦控制技術(shù)

航母飛行甲板面積只有陸地機(jī)場(chǎng)的1/30～1/20，而且母艦還存在橫搖、縱搖和升沉等運(yùn)動(dòng)，還有著艦區(qū)域的大氣紊流擾動(dòng)。在這種條件下，艦載無(wú)人機(jī)必須精確控制航跡，保持合適的速度、姿態(tài)以及相對(duì)航空母艦的位置，對(duì)準(zhǔn)著艦甲板中心線(xiàn)，在預(yù)定著艦點(diǎn)嚙合，才能安全實(shí)施攔阻著艦。

因此，艦載無(wú)人機(jī)對(duì)進(jìn)近導(dǎo)引、動(dòng)態(tài)定位和飛行控制的要求極高。從功能上講，航母應(yīng)將飛行甲板的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不斷傳送給無(wú)人機(jī)，而無(wú)人機(jī)也需通過(guò)多種機(jī)載傳感器（如雷達(dá)/激光/紅外等）測(cè)定并預(yù)估飛行甲板著艦區(qū)域的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，其飛控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)處理大量位置和運(yùn)動(dòng)信息，具備在紊亂氣流中精確控制飛行軌跡的能力。據(jù)分析，航母艦載無(wú)人機(jī)著艦時(shí)的定位精度要比有人艦載機(jī)提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，如三級(jí)海況時(shí)著艦位置精度為：對(duì)中±0.3m、前后±1.0m，六級(jí)海況時(shí)為：對(duì)中±1.0m、前后±3.0m。

美國(guó)海軍利用艦載飛機(jī)自動(dòng)著艦系統(tǒng)（Automatic Carrier Landing System，ACLS）來(lái)提高艦載機(jī)著艦的安全性和成功率。ACLS相當(dāng)于艦載飛機(jī)飛行員的“延伸”，可以部分取代飛行員完成艦載飛機(jī)進(jìn)艦著艦的控制。ACLS的控制精度和抗擾動(dòng)能力不僅取決于導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)量精度和性能，還和飛機(jī)本身以及機(jī)載飛行控制系統(tǒng)的性能有關(guān)。

自主控制技術(shù)

自主控制水平是衡量一個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的最重要標(biāo)志。自主控制能力既包括無(wú)人機(jī)的航路飛行控制，也包括機(jī)載傳感器對(duì)周邊態(tài)勢(shì)的感知，以及對(duì)威脅的自主判斷與自動(dòng)規(guī)避，還包括航路重規(guī)劃、與有人機(jī)的協(xié)同飛行和控制等技術(shù)水平。

通常，艦載無(wú)人機(jī)需攜帶多種探測(cè)設(shè)備，如雷達(dá)、光電/紅外傳感器、電子偵察設(shè)備等，并可通過(guò)衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)或他平臺(tái)獲取戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，使艦載無(wú)人機(jī)具備對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、目標(biāo)位置以及威脅程度等感知與判斷的能力。航母艦載無(wú)人機(jī)按照預(yù)先規(guī)劃方案飛往戰(zhàn)區(qū)，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，如果情況發(fā)生一些變化（如由于事先的情報(bào)不準(zhǔn)，目標(biāo)位置發(fā)生變化；或者事先目標(biāo)已消失取而代之出現(xiàn)了新的目標(biāo)等），艦載無(wú)人機(jī)必須在人不干預(yù)或極少干預(yù)的條件下，及時(shí)自主做出決策，進(jìn)行任務(wù)/路徑重規(guī)劃，在目標(biāo)機(jī)動(dòng)規(guī)避或喪失即時(shí)打擊時(shí)機(jī)之前，進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和打擊。

未來(lái)海戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)獲取、指揮控制、火力打擊以及后勤保障通過(guò)綜合電子信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，作戰(zhàn)雙方實(shí)施“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”，強(qiáng)調(diào)“體系對(duì)抗”。艦載無(wú)人機(jī)需要具備多機(jī)協(xié)同、集群自主控制能力，作為海上C4ISRK網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)，與艦載有人機(jī)/無(wú)人機(jī)密切協(xié)同，共享戰(zhàn)場(chǎng)信息，以多平臺(tái)協(xié)同攻擊為主要作戰(zhàn)模式，擔(dān)負(fù)傳感器到射手的種種使命任務(wù)，增強(qiáng)編隊(duì)的綜合作戰(zhàn)能力。

推重比大、油耗低高性能渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

航母艦載無(wú)人機(jī)要實(shí)現(xiàn)高亞聲速巡航、長(zhǎng)時(shí)間留空，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較高的推重比、更低的耗油率、良好的可靠性。為滿(mǎn)足飛翼式布局飛行控制需要，動(dòng)力裝置還需采用推力矢量控制技術(shù)，減少對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)舵面的依賴(lài)。

未來(lái)采用自適應(yīng)變循環(huán)結(jié)構(gòu)的技術(shù)的先進(jìn)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)將有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)除了傳統(tǒng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓核心機(jī)和低壓外涵道，還將在外圈增加可以開(kāi)合的第三涵道。第三涵道可在起飛和超聲速加速的時(shí)候關(guān)閉，降低涵道比并增加推力；在巡航和徘徊待機(jī)期間則打開(kāi)，可以提高涵道比并降低油耗。第三涵道氣流能夠用作發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件、加力燃燒室和尾噴管的冷卻氣流，部分氣流還可以用來(lái)填充飛機(jī)尾部的低壓區(qū)，達(dá)到降阻的效果。第三涵道的引入可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況在所有推力范圍達(dá)到最優(yōu)，顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總油耗。

美國(guó)空軍和海軍為了2020年后下一代作戰(zhàn)飛機(jī)（有人或無(wú)人）的研制做準(zhǔn)備，于2007年8月啟動(dòng)了“自適應(yīng)通用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”（ADVENT）計(jì)劃，其目標(biāo)是采用自適應(yīng)變循環(huán)結(jié)構(gòu)技術(shù)，降低全包線(xiàn)范圍的總油耗，使油耗降低25%和航程增加30%。目前，通用電氣公司和羅羅北美公司已贏得ADVENT計(jì)劃驗(yàn)證機(jī)的合同，目前正在開(kāi)展試車(chē)試驗(yàn)。

模塊化、集成化任務(wù)載荷技術(shù)

航母艦載無(wú)人機(jī)要承擔(dān)ISR、對(duì)地對(duì)海打擊等作戰(zhàn)任務(wù)，任務(wù)范圍廣，需要具有良好的多用途能力以提高任務(wù)靈活性和海上適應(yīng)性。航母甲板面積有限，對(duì)載機(jī)數(shù)量和尺寸有嚴(yán)格限制，因此要求新型艦載無(wú)人機(jī)能夠一機(jī)多用，最大限度地發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的任務(wù)載荷，作戰(zhàn)時(shí)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的變更，迅速地更換不同的任務(wù)載荷模塊，可以使單架無(wú)人機(jī)滿(mǎn)足多種作戰(zhàn)任務(wù)的需要。而且減少載機(jī)種類(lèi)也有利于提高艦面保障效率。

高集成度的機(jī)載電子與武器任務(wù)系統(tǒng)是先進(jìn)航母艦載無(wú)人機(jī)的重要標(biāo)志之一。因此，必須采取高度集成技術(shù)，把多種電子設(shè)備功能相結(jié)合，使傳感器與機(jī)身結(jié)構(gòu)相融合。首先，要研制高性能小型相控陣?yán)走_(dá)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警探測(cè)和電子偵察功能的集成。其次，要采用高度集成技術(shù)，研制小型機(jī)載光電/紅外傳感器、適合內(nèi)埋的高能制導(dǎo)武器。通過(guò)設(shè)計(jì)特殊構(gòu)型機(jī)翼、機(jī)身或尾翼，采用有源天線(xiàn)與機(jī)翼共型、瓦片數(shù)值陣列模塊、智能蒙皮結(jié)構(gòu)等技術(shù)，滿(mǎn)足傳感器天線(xiàn)全向掃描要求，提高無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)重量效率，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與傳感器的一體化。

任務(wù)載荷模塊化是提高無(wú)人機(jī)多用途能力的有效手段。若要實(shí)現(xiàn)模塊化任務(wù)載荷，不同的任務(wù)載荷必須具有相互兼容的機(jī)械、電氣、信息接口，從而對(duì)任務(wù)載荷研制提出了新的約束條件。而飛機(jī)的系統(tǒng)軟件也必須具有開(kāi)放性的構(gòu)架，能夠滿(mǎn)足“即插即用”的要求。此外，在有限的內(nèi)部空間里布置多種任務(wù)載荷不僅要考慮對(duì)無(wú)人機(jī)飛行性能的影響，更要解決不同有效載荷的散熱、電磁兼容等技術(shù)難題。

自主空中加油技術(shù)

為了能進(jìn)一步提升作戰(zhàn)半徑、增加留空時(shí)間，顯著提高航母在遠(yuǎn)距離部署，執(zhí)行作戰(zhàn)、打擊縱深目標(biāo)和持久壓制與監(jiān)視等任務(wù)的作戰(zhàn)效能，航母艦載無(wú)人機(jī)需要具備空中加油能力；此外，艦載無(wú)人機(jī)在等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、著艦不成功復(fù)飛等導(dǎo)致燃油不足的情況下，為確保有足夠的油量安全著艦，也需要艦載無(wú)人機(jī)具備空中加油能力。

無(wú)人機(jī)自主空中加油難度比有人機(jī)間空中加油大得多，重點(diǎn)需解決高精度定位和自動(dòng)穩(wěn)定控制技術(shù)。首先，無(wú)人機(jī)的控制權(quán)要由地面/艦面交給加油機(jī)；其次，無(wú)人機(jī)需具備自動(dòng)精確跟蹤空中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力，還要在大擾流情況下使空中對(duì)接誤差在厘米級(jí)，并較長(zhǎng)時(shí)間保持無(wú)人機(jī)與有人加油機(jī)的間距。因此，必須采用諸多近距精確定位技術(shù)，如激光/紅外、雙目成像等定位技術(shù)。

X-47B在完成航母著陸試驗(yàn)后，第二架測(cè)試機(jī)將執(zhí)行美國(guó)空軍和海軍加油系統(tǒng)的自主空中加油試驗(yàn)（AAR），美國(guó)空軍使用伸縮套管加油機(jī)，而海軍加油機(jī)則使用套頭和錐管型加油機(jī)，X-47B將使用組合GPS/基于視覺(jué)的相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)，并配以飛機(jī)自身的自主飛行控制系統(tǒng)，在加油機(jī)和無(wú)人機(jī)之間建立和維持精確的距離。

通用化一體化艦面控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

艦船空間資源受限，艦面控制系統(tǒng)需要具備控制多型、多架艦載無(wú)人機(jī)的能力，因此，艦面控制系統(tǒng)需要采用通用化、一體化的體系架構(gòu)，與航母艦機(jī)一體化設(shè)計(jì)。美國(guó)海軍近日對(duì)航母無(wú)人航空任務(wù)控制系統(tǒng)（UMCS）進(jìn)行了首次測(cè)試，以未來(lái)加油和偵察任務(wù)為背景，對(duì)其軟件兼容性、數(shù)據(jù)通信能力、光電攝像頭進(jìn)行了評(píng)估。海軍航空系統(tǒng)司令部發(fā)布聲明表示，評(píng)估主要聚焦無(wú)人航空任務(wù)控制系統(tǒng)軟硬件與現(xiàn)有航母網(wǎng)絡(luò)集成和通信的能力，UMCS硬件采用已在DDG1000驅(qū)逐艦上裝備的通用顯示系統(tǒng)和通用處理系統(tǒng)組成，系統(tǒng)軟件采用開(kāi)放式、模塊化體系架構(gòu)，使得通用架構(gòu)內(nèi)的用戶(hù)界面和組件能非常方便地與不同無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)互操作能力。

航母艦載無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用

根據(jù)國(guó)外航母艦載無(wú)人機(jī)技術(shù)與裝備發(fā)展預(yù)測(cè)，未來(lái)10年可實(shí)現(xiàn)航母艦載無(wú)人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)、水面艦船等其他作戰(zhàn)單元進(jìn)行信息共享和協(xié)同作戰(zhàn)，在低強(qiáng)度沖突環(huán)境下獨(dú)立執(zhí)行打擊任務(wù)，在高強(qiáng)度沖突環(huán)境下與艦隊(duì)和友鄰飛機(jī)系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)；隨著無(wú)人機(jī)自主控制技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)20年航母艦載無(wú)人機(jī)可能遂行獨(dú)立作戰(zhàn)，使命任務(wù)會(huì)拓展到執(zhí)行高威脅空域的空戰(zhàn)任務(wù)。

航母艦載無(wú)人機(jī)與艦載戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)時(shí)，部署在艦載戰(zhàn)斗機(jī)前方，深入對(duì)方縱深區(qū)域或防空火力密集區(qū)域執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù)，可以為其他作戰(zhàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程打擊武器提供目標(biāo)指示信息，對(duì)敵防空系統(tǒng)的雷達(dá)實(shí)施電子干擾，并以自身攜帶的反輻射導(dǎo)彈實(shí)施打擊，對(duì)敵防空系統(tǒng)系統(tǒng)（地空導(dǎo)彈、防空高炮）進(jìn)行壓制和摧毀，為艦載戰(zhàn)斗機(jī)奪取制空權(quán)清除障礙。艦載戰(zhàn)斗機(jī)注重對(duì)空作戰(zhàn)，打擊敵方戰(zhàn)斗機(jī)，作戰(zhàn)過(guò)程保持電子靜默，只接收無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)機(jī)群、預(yù)警機(jī)、衛(wèi)星和地面指揮中心發(fā)出的信息情報(bào)和自身探測(cè)器的信息，或用極短的脈沖指令來(lái)指揮無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)實(shí)施攻擊。

航母艦載無(wú)人機(jī)的主要作戰(zhàn)使用方式有：

（1）持續(xù)偵察監(jiān)視

在航母編隊(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)行動(dòng)中，航母艦載無(wú)人機(jī)主要用于對(duì)作戰(zhàn)對(duì)象活動(dòng)海（地）域?qū)嵤﹤刹毂O(jiān)視，為編隊(duì)提供戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，為航母編隊(duì)實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊提供目標(biāo)指示信息，為打擊效果評(píng)估提供目標(biāo)毀傷信息。根據(jù)任務(wù)不同，主要采取兩種不同使用方式：

方式一：在進(jìn)攻作戰(zhàn)實(shí)施前，航母艦載無(wú)人機(jī)飛抵作戰(zhàn)任務(wù)區(qū)巡邏飛行，掌握任務(wù)區(qū)內(nèi)作戰(zhàn)對(duì)象活動(dòng)態(tài)勢(shì)，供編隊(duì)指揮員決策使用；根據(jù)打擊行動(dòng)需要，在任務(wù)區(qū)巡邏飛行的航母艦載無(wú)人機(jī)可應(yīng)召飛抵待打擊目標(biāo)附近空域，實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)信息，供引導(dǎo)遠(yuǎn)程打擊兵力占領(lǐng)陣位及為遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)武器目標(biāo)指示使用。

方式二：根據(jù)毀傷評(píng)估任務(wù)需要，在航母編隊(duì)對(duì)作戰(zhàn)對(duì)象波（輪）次打擊行動(dòng)結(jié)束后，預(yù)先部署至打擊目標(biāo)活動(dòng)海域附近的航母艦載無(wú)人機(jī)應(yīng)召抵近打擊目標(biāo)，獲取打擊目標(biāo)毀傷圖像信息，并實(shí)時(shí)回傳至航母編隊(duì)供目標(biāo)毀傷判讀使用。

（2）電子對(duì)抗

在航母編隊(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)行動(dòng)中，搭載電子干擾載荷的航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)可伴隨執(zhí)行火力打擊任務(wù)的有人作戰(zhàn)飛機(jī)對(duì)作戰(zhàn)對(duì)象實(shí)施電子壓制。根據(jù)任務(wù)需要，搭載電子干擾載荷的航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)編成無(wú)人電子干擾群，伴隨艦載機(jī)群飛抵作戰(zhàn)海域，對(duì)打擊目標(biāo)防空系統(tǒng)預(yù)先實(shí)施電子壓制，降低目標(biāo)防空系統(tǒng)抗擊能力，保障艦載機(jī)群實(shí)現(xiàn)有效突防攻擊。由于實(shí)施電子干擾的航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)干擾陣位距離目標(biāo)較近，危險(xiǎn)性較大，通常采取多機(jī)交替進(jìn)入干擾陣位接力開(kāi)機(jī)方式實(shí)施干擾。

（3）火力打擊

在航母編隊(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)行動(dòng)中，掛載武器載荷的航母艦載無(wú)人機(jī)可與艦載戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同使用（高危情況下可單獨(dú)使用），擔(dān)負(fù)對(duì)作戰(zhàn)對(duì)手重要目標(biāo)和作戰(zhàn)體系主要節(jié)點(diǎn)實(shí)施滲透火力打擊。

航母艦載無(wú)人機(jī)當(dāng)與艦載機(jī)協(xié)同實(shí)施火力打擊時(shí)，根據(jù)艦載機(jī)提供的目標(biāo)指示信息規(guī)劃航路對(duì)敵防空火力實(shí)施突防，并適時(shí)發(fā)射武器載荷對(duì)目標(biāo)實(shí)施火力打擊；當(dāng)航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)單獨(dú)執(zhí)行危險(xiǎn)區(qū)域打擊任務(wù)時(shí)，可根據(jù)編隊(duì)情報(bào)預(yù)設(shè)航路對(duì)敵防空火力實(shí)施突防，也可根據(jù)接收或自身獲取的目標(biāo)信息調(diào)整航路實(shí)施突防，并適時(shí)發(fā)射武器載荷對(duì)目標(biāo)實(shí)施火力打擊。

主要啟示

客觀地講，美國(guó)不但掌握了航母艦載機(jī)的研制技術(shù)，有充分的實(shí)戰(zhàn)使用經(jīng)驗(yàn)，而且其岸基中高端無(wú)人機(jī)飛行操控水平和任務(wù)管理能力也相當(dāng)成熟，但美國(guó)海軍在發(fā)展航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)時(shí)，仍然采用關(guān)鍵技術(shù)地面和海上試飛驗(yàn)證、多方案多公司間適度競(jìng)爭(zhēng)等方式，化解新型裝備的研制風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)分析多型艦載無(wú)人機(jī)發(fā)展歷程以及關(guān)鍵技術(shù)的剖析，主要啟示如下：

一是作戰(zhàn)理念的升華，才能實(shí)現(xiàn)艦載無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)的跨躍。

艦載機(jī)作為航母編隊(duì)的主要作戰(zhàn)武器，無(wú)人化和智能化是未來(lái)的發(fā)展方向。因此，需要進(jìn)一步提高新型艦載無(wú)人機(jī)在未來(lái)航母編隊(duì)作戰(zhàn)中作用的認(rèn)識(shí)，而在裝備技術(shù)和作戰(zhàn)理念上，既要跟蹤式發(fā)展，更需跨越式推進(jìn)。無(wú)人機(jī)由于不受飛行員生理限制的影響，飛行航時(shí)、作戰(zhàn)半徑、隱身性能相比有人機(jī)有很大提升，且不需要考慮飛行員海上搜救問(wèn)題。近幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)表明，無(wú)人機(jī)還可大大降低作戰(zhàn)運(yùn)用的門(mén)檻和政治外交風(fēng)險(xiǎn)。在航母艦載無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)發(fā)展方面，美國(guó)海軍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先世界其他國(guó)家，而俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、印度等國(guó)海軍由于航母艦載機(jī)作戰(zhàn)理念落后以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件限制，其航母艦載無(wú)人機(jī)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于美國(guó)。

二是只有以海軍主導(dǎo)，才能滿(mǎn)足航母艦載使用的特殊要求。

2003年，美國(guó)國(guó)防部曾將海軍UCAV- NATP計(jì)劃和UCAV-ATP計(jì)劃合并為J-UCAS計(jì)劃，旨在研制出一種能同時(shí)滿(mǎn)足空軍和海軍不同作戰(zhàn)需要的無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)。然而，美國(guó)空軍和海軍在無(wú)人機(jī)性能需求方面存在的分歧不可調(diào)和，直接導(dǎo)致這一項(xiàng)目在兩年后被迫取消。2006年以后，美國(guó)海軍主導(dǎo)發(fā)展的X-47B驗(yàn)證機(jī)穩(wěn)步推進(jìn)，并于2013年取得重大進(jìn)展和標(biāo)志性成果。而美國(guó)空軍的目標(biāo)是發(fā)展一種尺寸更大、航程更遠(yuǎn)的無(wú)人機(jī)平臺(tái)，目前正在發(fā)展的RQ-180無(wú)人機(jī)雖然也采用飛翼布局，隱身性更好，但大展弦比設(shè)計(jì)使其翼展達(dá)到近40m，根本無(wú)法滿(mǎn)足航母上起降使用要求。航母艦載無(wú)人機(jī)受到甲板嚴(yán)格限制，對(duì)自主起飛和降落控制要求極高，因此，只有以海軍為主導(dǎo)研制，才能更好地滿(mǎn)足航母艦載使用的特殊要求。

三是抓住核心關(guān)鍵技術(shù)，才能穩(wěn)步推進(jìn)艦載無(wú)人機(jī)的發(fā)展。

美國(guó)海軍從2000年6月正式提出無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)概念，到2007年8月最終選定X-47B驗(yàn)證機(jī)方案，美國(guó)海軍花了7年時(shí)間。而從選定驗(yàn)證機(jī)方案到現(xiàn)在，又花了5年多時(shí)間持續(xù)開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證工作，才基本攻克飛翼布局無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)彈射起飛和自動(dòng)著艦等關(guān)鍵技術(shù)。航母艦載無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)涉及的關(guān)鍵技術(shù)很多，難度也很大，只有抓住核心關(guān)鍵技術(shù)，合理規(guī)劃好技術(shù)路線(xiàn)圖，通過(guò)陸基驗(yàn)證和艦上試驗(yàn)等預(yù)先研究，才能穩(wěn)步推進(jìn)新型艦載無(wú)人機(jī)的發(fā)展。

四是積極引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，共同攻克技術(shù)難點(diǎn)，加速研制步伐。

在UCLASS和CBARS項(xiàng)目中，美海軍并不單單依靠在UCAS-D計(jì)劃中研發(fā)X-47B驗(yàn)證機(jī)的諾格公司，而是積極引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，將波音、通用原子和洛馬等3家公司也接納進(jìn)來(lái)。2016年10月美國(guó)海軍分別授予波音等4家公司各約4千萬(wàn)美元的合同，用于開(kāi)展降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的工作。這表明美軍在技術(shù)研究和型號(hào)研制過(guò)程中都充分開(kāi)展多家單位參與和全面競(jìng)爭(zhēng)的意圖。

（周磊 徐明 鄭震山，海軍裝備研究院）