李云偉,張賾,紀紅霞,石雋生
95894部隊
中空和高空無人機始終是美軍無人機發(fā)展的重要方向,近年來在作戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用。當前,美國國防戰(zhàn)略重心已從反恐轉(zhuǎn)向大國競爭,美軍的作戰(zhàn)對象已從恐怖分子轉(zhuǎn)為與其進行全球競爭的大國,美軍中空和高空無人機將面對“反介入/區(qū)域拒止”強對抗環(huán)境,有人機/無人機協(xié)同作戰(zhàn)、體系對抗等新作戰(zhàn)樣式應(yīng)運而生。本文總結(jié)美軍現(xiàn)役中空、高空無人機在近年戰(zhàn)爭中的作用和暴露的問題,結(jié)合美國大國競爭國防戰(zhàn)略和在研新型中空和高空無人機項目,闡述美軍無人機的重要發(fā)展方向。
2021年2月,美國總統(tǒng)喬·拜登在慕尼黑安全會議上發(fā)表講話,表明大西洋兩岸關(guān)系重新開始。雖然特朗普時代已經(jīng)結(jié)束,但其外交政策的一個重要方面仍然穩(wěn)如磐石,那就是大國競爭。拜登總統(tǒng)向與會者表示,美國人必須一起為長期戰(zhàn)略競爭做好準備,美國與中國的競爭會很激烈。
2021年8月30日,美國中央司令部司令麥肯齊宣布,美軍在阿富汗已完成撤軍。至此,歷時20年的阿富汗戰(zhàn)爭宣告結(jié)束,美國國防戰(zhàn)略正在從反恐轉(zhuǎn)向大國競爭。
大國競爭國防戰(zhàn)略由時任特朗普政府國防部長馬蒂斯在2018年1月19日簽發(fā)的《國防戰(zhàn)略》提出。該文件直接宣稱,國家間競爭而非恐怖主義是當前美國國家安全的首要關(guān)注點,應(yīng)對亞洲國家和俄羅斯的長期競爭是國防部的首要任務(wù)。這標志著美國政府重新將所謂的大國“威脅”作為本國安全的主要挑戰(zhàn),威脅判斷層面完全回歸到冷戰(zhàn)時期的傳統(tǒng)軌道上。美國國會研究服務(wù)局(CRS)指出,重回大國競爭國防戰(zhàn)略將對美國國防經(jīng)費支出、軍事技術(shù)研發(fā)、部隊和裝備建設(shè)、作戰(zhàn)概念、盟國合作等多個方面產(chǎn)生重大影響。
重回大國競爭國防戰(zhàn)略將促使美軍各軍種開發(fā)新的作戰(zhàn)概念,尤其是在印度-太平洋地區(qū)對抗亞洲國家的“反介入/區(qū)域拒止”作戰(zhàn)時,將使用新的力量部署。為應(yīng)對大國競爭,美軍提出的新作戰(zhàn)概念包括陸軍和空軍“多域作戰(zhàn)”、海軍陸戰(zhàn)隊“遠征前進基地作戰(zhàn)”、海軍“分布式海上作戰(zhàn)”。這些新作戰(zhàn)概念的核心是使美國軍事力量在陸、海、空、天、電磁、信息、賽博等多個作戰(zhàn)域中有效融合,部隊將采用去中心化的分布式部署,更加依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使分散的部隊融為整體,并加大無人系統(tǒng)的使用。
美國是無人機的研發(fā)與使用大國,其無人機技術(shù)一直居世界前列。無論是海灣戰(zhàn)爭中伊拉克軍隊向美軍無人機舉起白旗,還是2020年美軍無人機對伊朗卡西姆·蘇萊曼尼將軍發(fā)動襲擊,無人機發(fā)揮了重要作用。
美軍無人機主要實施戰(zhàn)場偵察監(jiān)視打擊、誘餌、電子干擾、目標指示、通信中繼和毀傷效果評估等任務(wù)。目前,美軍已擁有大、中、小型,高、中、低空,遠、中、近程,戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)機型組成的完整無人機裝備體系。其中,高空長航時無人機多為戰(zhàn)略偵察機,例如RQ-4“全球鷹”無人偵察機,具有實用升限高、作戰(zhàn)半徑大、續(xù)航時間長等特點;中空和高空無人機多為察打一體無人機,包括MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”無人機,它們可掛載“海爾法”等精確制導(dǎo)彈藥執(zhí)行察打任務(wù)。
圖1 MQ-9“死神”無人機。
2001年,阿富汗戰(zhàn)爭爆發(fā),美軍無人機大規(guī)模運用于實戰(zhàn),承擔(dān)了大量作戰(zhàn)和勤務(wù)任務(wù),特別是攜帶武器的察打一體無人機投入使用,讓空地協(xié)同作戰(zhàn)和無人機應(yīng)用取得了前所未有的效果。由于阿富汗山地峽谷多,地面部隊很難展開行動,對縱橫交錯的溝壑進行搜索困難重重。所以,美軍無人機在阿富汗戰(zhàn)爭中承擔(dān)了眾多任務(wù)。在阿富汗戰(zhàn)爭初期,美軍無人機主要為地面小分隊提供周邊環(huán)境偵察和預(yù)警,同時承擔(dān)日常巡邏任務(wù)。隨著戰(zhàn)爭的發(fā)展,美軍開始為無人機配置各種武器,從而開發(fā)出察打一體無人機。這種無人機掛裝合成孔徑雷達、光電/紅外吊艙等高精度偵察系統(tǒng),對目標地區(qū)進行偵察和監(jiān)視,并且攜帶一定數(shù)量的武器,對突然出現(xiàn)的時間敏感目標實施空對地精確打擊。在阿富汗戰(zhàn)爭初期,美軍使用“捕食者”無人機發(fā)射“海爾法”導(dǎo)彈,成功擊殺了“基地”組織一位領(lǐng)導(dǎo)人穆罕默德·阿提夫。該型無人機采用平直翼設(shè)計,續(xù)航時間長,不僅用于巡邏和偵察,還能直接對塔利班的重要目標發(fā)動精確打擊。例如,美軍現(xiàn)役MQ-9無人機,其續(xù)航時間長達15h,在滿載狀態(tài)下,依然可以輕松在9000m高空飛行,不裝載彈藥情況下,甚至可以飛到15000m。MQ-9無人機在如此高的高度飛行,地面部隊根本聽不到發(fā)動機的噪聲,所以地面目標可以說毫無防備(有完善的防空體系除外),一旦MQ-9突然發(fā)射空對地武器實施精確打擊,地面目標已然成為被打擊的終結(jié)者。
RQ-4“全球鷹”無人機作為目前世界最先進的無人機之一,擁有續(xù)航時間長、航程遠、飛行高度高等優(yōu)勢。2003年8月,美國聯(lián)邦航空管理局向美國空軍頒發(fā)了授權(quán)證書(COA),允許美國空軍的“全球鷹”無人機在國家空域飛行。該機安裝有合成孔徑雷達、電視攝像機、紅外探測器等多種偵察設(shè)備,以及防御性電子對抗裝備和數(shù)字通信設(shè)備?!叭蝥棥笨蓮拿绹就疗痫w,到達須要執(zhí)行偵察任務(wù)的地點。
在未來戰(zhàn)爭中,無人系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。因此,各軍事強國都在加大無人機的研發(fā)力度。但現(xiàn)役無人戰(zhàn)斗機只具備偵察、打擊等能力,距離掌握制空權(quán)仍面臨許多難題。例如,無人戰(zhàn)斗機的飛行速度尚無法達到現(xiàn)役超聲速有人戰(zhàn)斗機的水平。大部分無人機的任務(wù)載荷重量較小,難以攜帶先進對空搜索設(shè)備,在空對空作戰(zhàn)中,無法有效搜索目標。由于無人機對機載武器重量的要求很苛刻,尚無法裝載重型空空導(dǎo)彈,因此現(xiàn)有無人戰(zhàn)斗機所掛載的武器系統(tǒng)通常為對地攻擊,無法進行對空火力作戰(zhàn),從而難以爭奪制空權(quán)。敵我識別、態(tài)勢感知、自主空戰(zhàn)、遠程通信與防電磁干擾等能力是執(zhí)行空戰(zhàn)任務(wù)的無人機安全飛行并完成空戰(zhàn)任務(wù)的關(guān)鍵,但是目前無人機欠缺這些能力,只有人工智能、信息感知與融合、數(shù)據(jù)鏈路等技術(shù)取得突破,這些能力才能提升。
圖2 RQ-4“全球鷹”無人機。
在21世紀初的反恐戰(zhàn)爭中,MQ-9“死神”、RQ-4“全球鷹”等無人機面對的敵人幾乎都是沒有完善防空能力的恐怖分子,恐怖分子采取的措施很難對在中空和高空執(zhí)行任務(wù)的無人機造成有效威脅。現(xiàn)在,美軍作戰(zhàn)任務(wù)正在從反恐轉(zhuǎn)向大國競爭,在具備完善防空系統(tǒng)的對手面前,飛行高度不足20000m,巡航速度不超過640km/h,且不具備隱身能力的這兩型無人機的生存力令人堪憂。
2019年6月19日,一架美軍無人機在霍爾木茲海峽國際空域作業(yè)時,被伊朗地對空導(dǎo)彈擊落。伊朗軍方擊落“全球鷹”使美軍意識到,這款無人機的生存能力愈發(fā)脆弱,根本無法應(yīng)對中國、俄羅斯等國的現(xiàn)代化防空網(wǎng),甚至都能被伊朗擊落。正如美國智庫萊克星頓研究所專家洛倫·湯普森所言,當無人機被伊朗這樣的國家用國產(chǎn)導(dǎo)彈擊落時,并不是一個好跡象。
在美軍看來,與“全球鷹”面臨的問題相似,MQ-9無人機也即將過時。作為本世紀初投入使用的一款察打一體無人機,MQ-9為美國軍方效力已近20年。即便美國空軍擬終止MQ-9無人機的采購合同,但也不可否認,它依舊是美軍在中東和非洲地區(qū)打擊恐怖分子和其他重要目標的最有效武器之一。然而,隨著MQ-9無人機的大規(guī)模使用,其性能和特點也逐漸被對手摸清。阿富汗塔利班、也門胡賽武裝等均擊落過MQ-9無人機,這令美國空軍非常尷尬。正如美軍發(fā)言人所言,MQ-9無法抵御先進防空導(dǎo)彈和先進戰(zhàn)斗機,比如中國和俄羅斯的產(chǎn)品。
美軍現(xiàn)役中空和高空長航時無人機之所以能在反恐行動中取得成功,原因之一是,它們基本都在無對抗的環(huán)境下飛行。但是,隨著許多國家擁有更強大的雷達以及防空系統(tǒng),無人機作戰(zhàn)面臨被監(jiān)視、被擊落的風(fēng)險大大增加,同時也導(dǎo)致無人機運用效能可能有所降低。無人機偵察是未來發(fā)展方向,但是在復(fù)雜環(huán)境下,有人機飛行員的作用無可替代。為此,在可預(yù)見的未來,美國空軍將平衡有人機和無人機的協(xié)調(diào)應(yīng)用,綜合發(fā)揮二者的優(yōu)勢。
重回大國競爭國防戰(zhàn)略使美國在制訂計劃和項目時,重新重視所謂的“高端常規(guī)作戰(zhàn)”(即與均勢對手開展大規(guī)模、強對抗、復(fù)雜技術(shù)條件下的常規(guī)作戰(zhàn))能力建設(shè)。美國應(yīng)對的主要對手不再是恐怖組織和所謂的“流氓國家”,而是與美國有競爭的大國。在無人機裝備建設(shè)層面,美國綜合運用科技優(yōu)勢,發(fā)展在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下具備生存力的新一代無人機。在信息化、網(wǎng)絡(luò)化和體系化對抗環(huán)境下,有人機與無人機組成編隊,實施協(xié)同攻擊等作戰(zhàn)方式,實現(xiàn)有人-無人協(xié)同作戰(zhàn)。
美軍新型無人機的空戰(zhàn)能力要求包括七個方面。
第一,無人機對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的敵方目標進行感知、識別和定位,同時具備單機或編隊執(zhí)行電子戰(zhàn)任務(wù)的能力。
第二,無人機單機或編隊應(yīng)與有人長機進行戰(zhàn)術(shù)協(xié)同,能夠根據(jù)優(yōu)先權(quán)和目標反應(yīng)在防區(qū)內(nèi)/防區(qū)外進行反輻射作戰(zhàn)。
第三,無人機充當武器發(fā)射平臺,對有人長機指定的目標發(fā)動攻擊。
第四,對無人機探測到的目標群實施打擊。
第五,為有人長機吸引防空火力并摧毀威脅目標。
第六,無人機實施防區(qū)外干擾。
第七,無人機作為情報偵察信息融合節(jié)點。
新型無人機與有人機協(xié)同作戰(zhàn)須要滿足以下七方面要求。
第一,即使通信帶寬較低,無人機也能接收有人長機的作戰(zhàn)任務(wù)。
第二,無人僚機與有人長機建立通信聯(lián)系,并自主完成任務(wù)規(guī)劃。
圖3 伊朗展示“全球鷹”無人機的殘骸。
圖4 XQ-58“女武神”無人機。
第三,無人僚機與有人機保持通信傳輸順暢,并適時向長機報告作戰(zhàn)目標的可行性信息。
第四,無人僚機在得到授權(quán)后,能夠自主執(zhí)行任務(wù),完成作戰(zhàn)目標。
第五,當作戰(zhàn)環(huán)境或作戰(zhàn)目標改變時,無人僚機對作戰(zhàn)計劃進行動態(tài)修改。
第六,新型多功能無人機能夠為有人機、無人機提供綜合空中補給、通信中繼、情報保障,戰(zhàn)區(qū)全域監(jiān)視等任務(wù)。
第七,面對造價日益昂貴的有人機,美軍要求新一代無人機的性能應(yīng)與有人機形成互補,成本足夠低。在這種思想引導(dǎo)下,XQ-58“女武神”無人機應(yīng)運而生。
2019年3月5日,美軍XQ-58A“女武神”無人機原型機在亞利桑那州尤馬試驗場完成首次飛行。該型無人機是一種隱身、遠程、高亞聲速無人機,由美國空軍研究實驗室(AFRL)與克拉托斯(Kratos)公司合作開發(fā)。美國空軍研究實驗室公布的數(shù)據(jù)顯示,該機機長8.8m,翼展6.7m,內(nèi)置彈艙的任務(wù)載荷重量250kg,未來可能與F-35隱身有人戰(zhàn)斗機協(xié)同作戰(zhàn)。無疑,“女武神”首飛成功對未來空戰(zhàn)產(chǎn)生了巨大影響。
美軍近年來在有人機/無人機協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域的重點研究是,將F-35戰(zhàn)斗機與多架具備自主作戰(zhàn)能力的無人機組成編隊,完成協(xié)同作戰(zhàn),或者由先進無人機作為通信網(wǎng)關(guān)與通信中繼平臺,讓使用不同通信數(shù)據(jù)鏈的戰(zhàn)斗機之間實現(xiàn)通信。
圖5 XQ-58A 無人機與有人機協(xié)同作戰(zhàn)概念圖。
一方面,美軍設(shè)想將F-35與6架XQ-58A組成編隊,其中XQ-58A作為“忠誠僚機”,攜帶4枚GBU-39/B小直徑精確制導(dǎo)炸彈,輔助F-35執(zhí)行攻擊等任務(wù)。此外,美軍設(shè)想,XQ-58A攜帶多型小型自主無人機系統(tǒng),形成無人機編隊,為F-35與XQ-58A作戰(zhàn)編隊提供情報收集、偵察、打擊、反無人機、電子戰(zhàn)等任務(wù)支持。
另一方面,XQ-58A無人機是“忠誠僚機”項目的研究重點之一和空軍“天空堡”(Skyborg)項目的技術(shù)驗證平臺,而且是充當F-22與F-35之間網(wǎng)關(guān)的機型之一。美軍正在研究XQ-58A無人機如何為通信數(shù)據(jù)互不兼容的第五代戰(zhàn)斗機提供通信中繼,以進一步加強第五代戰(zhàn)斗機的聯(lián)合作戰(zhàn)能力。
在大國競爭背景下,斗爭雙方的最終勝利不僅依賴于在前沿的武器裝備、人員素質(zhì)、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)水平,戰(zhàn)場綜合保障、補給能力,增強主要作戰(zhàn)力量的作戰(zhàn)持久能力也是決定勝利的重要因素。美軍認為,把最優(yōu)裝備和有限的人員從保障工作中解放出來,投入到主要作戰(zhàn)方向,是制勝法寶之一。為此,針對新一代中空和高空多功能無人機的研制項目,美軍強調(diào)其具有提高整個作戰(zhàn)體系能力的優(yōu)勢,而不僅僅是平臺自身能力的提升。
2021年8月18日,波音公司MQ-25“黃貂魚”無人加油機與E-2D預(yù)警機首次空中加受油測試圓滿完成。這是MQ-25驗證機今年夏季開展的第二次空中加油測試,第一次是6月為F/A-18F戰(zhàn)斗機空中加油測試。按照美國海軍的計劃,MQ-25無人機將在明年上艦,海軍將部署新一代多功能無人機平臺,承擔(dān)空中加油任務(wù),替換原有戰(zhàn)斗機的伙伴加油,降低陸基加油機的出動頻率,讓更多戰(zhàn)斗機解放出來,以執(zhí)行更重要的作戰(zhàn)任務(wù)。后期,美軍將不斷拓展新一代中空和高空多功能無人機的功能,利用新平臺執(zhí)行戰(zhàn)場指揮、通信中繼、空中預(yù)警、區(qū)域威脅攔截等任務(wù),以及承擔(dān)低威脅情況下的綜合持續(xù)保障任務(wù)。
太空戰(zhàn)略空間是美國多年來的野心所向。美國太空探索(SpaceX)公司“星鏈計劃”極大支撐了美國實現(xiàn)全球霸權(quán)的野心。按照該計劃,在2024年之前,美國太空探索公司將在低軌道近地空間布置12000顆“星鏈”衛(wèi)星。據(jù)稱,該公司還計劃再投放30000顆,使總數(shù)達到42000顆。其中,約2/3的衛(wèi)星將被置于距地面550km的低軌道上,4000顆衛(wèi)星被置于距地面1200km的軌道上,數(shù)量如此之大的衛(wèi)星將形成覆蓋全球的空天網(wǎng)絡(luò)。該公司部分發(fā)射基地為美國空軍基地,其衛(wèi)星驗證也須與美國空軍合作。由此可知,“星鏈”系統(tǒng)未來必將被美國軍方征用,成為美軍的超級殺手锏。一方面,“星鏈”系統(tǒng)將與美軍現(xiàn)有偵察衛(wèi)星組成一張嚴密的全球衛(wèi)星監(jiān)視網(wǎng);另一方面,美軍新型中空和高空無人機可充分利用該系統(tǒng),改變現(xiàn)有中空和高空無人機在執(zhí)行偵察任務(wù)時單機飛行搜索區(qū)域有限、情報獲取手段單一的缺陷,在數(shù)萬平方千米的廣域范圍進行多機組網(wǎng)和信息傳輸,發(fā)揮攜帶任務(wù)平臺多、補位機動靈活的優(yōu)勢。在廣域監(jiān)視范圍內(nèi),無人機獲取光學(xué)、雷達、頻譜信息,高質(zhì)量完成戰(zhàn)場監(jiān)視、戰(zhàn)場預(yù)警、區(qū)域熱點跟蹤、態(tài)勢感知等任務(wù)。
圖6 MQ-25 與E-2D 預(yù)警機進行空中加受油試驗。
技術(shù)領(lǐng)先是保障美國高端常規(guī)作戰(zhàn)能力的重要因素。美國國防部一些官員擔(dān)憂,美國軍隊的技術(shù)和質(zhì)量與其他國家相比,其優(yōu)勢正在衰減,甚至部分領(lǐng)域的優(yōu)勢隨著其他國家,尤其是主要競爭對手軍力的提升而被抹平。為此,在下一步新型中空和高空無人機的研制與發(fā)展過程中,美軍必將加大新技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用,其發(fā)展方向也從注重區(qū)域偵察和對地攻擊逐漸發(fā)展到有人-無人協(xié)同作戰(zhàn)、空地一體化作戰(zhàn)、空海一體化作戰(zhàn),從降維打擊發(fā)展到體系對抗,以繼續(xù)保持其在無人機領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢?!?/p>