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TB-3无人机
MQ-9B舰载无人机
Transwing无人机
近日,土耳其一家公司研制的TB-3无人机首飞引发世界军迷“围观”。其备受关注的原因,首先在于该型无人机具有可折叠机翼,具备在两栖攻击舰短跑道上起降的能力。TB-3无人机的出现,是世界各国不断探索无人机上舰之路的缩影。在此之前,已有不少国家在进行同样的摸索。
此前的2022年5月,美国一家公司对外公布了其研制的MQ-9B舰载无人机,这型无人机配置了新设计的机翼和尾翼,可以在两栖攻击舰上起降;2023年,另外一家美国公司推出的“莫哈韦”无人机在一艘航母上进行了起降测试。以上两款舰载无人机,和以前一些舰船上应用的无人机不同,它们的体形更大,飞得更高更远,留空时间也更长,所携带载荷更大或更多。
舰载无人机发展之初
经常失控坠海一度沦为训练靶机
在很多人印象中,航母的块头很大,足以搭载众多战机。实际上,长期以来,舰上甲板空间有限,一直是影响舰载机发展的因素之一。这种影响,不仅波及一代代有人驾驶舰载机,也在一定程度上左右了无人舰载机的发展路径,使其发展不得不从无人舰载直升机“起航”。
20世纪60年代,美海军开始应用的QH-50无人舰载直升机是较早上舰的无人机,可以携带鱼雷执行反潜任务。之后,研制公司对QH-50进行了多次升级,但用无线电遥控的它,仍无法适应波涛汹涌的海上环境,隔三岔五失控坠海,让研发人员和其使用者头疼不已,后来它一度沦为训练靶机。
此类挫折也引发新一轮的探索。在随后的时间里,各国开始为舰载无人机“大脑”增智,即研制短程遥控无人驾驶或自动控制系统,提高此类无人机在舰船上使用的安全性,从而使无人舰载直升机得到持续发展。
以法国在这方面的发展为例,去年6月,法国空客公司研制的VSR700舰载无人机完成了在装有直升机甲板的民用船只上的起降。这型无人机在民用轻型直升机基础上改进而成,据称可在40节以上风速中安全起降。值得关注的是,借助空客公司研发的甲板探测器系统,以及另一家公司研发的无人驾驶系统,VSR700舰载无人机无需借力卫星导航及全球定位系统,就可完成在甲板上的起降。此前的2019年,法国海军成立了首个舰载无人机中队,该中队装备的S-100无人机同样采用了直升机构型。
远航程、大体形
新型舰载无人机成发展新趋势
但是,无人舰载直升机在发展过程中,也暴露出一些短板,如航程有限、飞行速度较慢、留空时间较短等。这些短板,让其无法适应对抗日益激烈的海上作战环境与需求。于是,发展远航程、大体形舰载无人机,成为各国的新选择。
去年9月,英国威尔士亲王号航母上进行了一次舰载无人机的测试。测试对象是“莫哈韦”无人机。该无人机从岸上起飞,通过自动控制与人工遥控相结合,完成了为航母“送快递”的任务。不同的是,“莫哈韦”无人机已不是直升机构型,而是较大型的平直固定翼无人机。事实上,对飞得更远更高、载荷量更大无人机的探索早已开始。1993年,美国空军提出“无人作战飞机有可能成为21世纪空中作战主导力量”的观点后,美国海军就启动了航母大型舰载无人机选型工作,提出发展“舰载无人监视与打击飞机”。X-47B舰载无人机的试飞,就体现着相关方面在这一领域的探索。
2021年12月,美国海军和相关公司完成了MQ-25A“黄貂鱼”空中无人加油机的首次航母甲板调度测试。据称,这型机长超过15米的无人机,一次可携带6吨多燃油,为多架有人战机加油。
舰载无人机所呈现出的潜力,吸引着一些国家及一些防务公司先后加大投入力度,展开对其的研发。据公开资料显示,俄罗斯也开始研发舰载无人机,计划将其部署在建成后的23900型通用两栖攻击舰上,推出海军版的“猎人”无人机是其可能的选项之一。在这方面,翼动力公司研制的Transwing无人机呈现出“走中间路线”的一面,通过将机翼设计成可调整位置的方式,该无人机获得了倾转旋翼机的一些效果。
重量轻、配置灵活
让无人机上舰有很多好处
让无人机上舰,有很多好处。比如重量轻、配置比较灵活;较易维护、成本较低;能在更多环境中执行各类任务;操作人员面对的安全风险较低;即使损失也可承受等。也正因此,各国海军对发展舰载无人机的期望值较高。
然而,从实际情况看,舰载无人机的发展并非已“全面开花”,能够上舰的无人机“凤毛麟角”,目前所能达成的作战效果也差强人意。这是因为,让无人机上舰并不等同于把无人机搬上舰船,而是涉及到方方面面的难题。能否解决这些难题,直接决定着无人机是否可以上舰;而解决这些难题的程度,决定着无人机上舰的速度。
起飞降落难,狭小晃动的舰上甲板环境、来自多方面的电磁干扰等因素,给舰载无人机起降带来不小风险。能否在不断移动的舰船上,完成在晃动的甲板上的安全起降,是无人机上舰的“入门考试”。目前,虽然有火箭助推起飞、弹射起飞、伞降回收、撞网回收、天钩撞绳回收等多种无人机起降方式,但适用这些方式的无人机基本上体形不大。对正受到各国海军垂青的大型远航程无人机来说,一般会采用像有人舰载机那样的起降方式。据统计,即使是一些体形较小的舰载无人机,其在回收时发生的故障也占到整个任务期间所发生故障数量的80%以上。而要把块头较大的远航程无人机,像有人舰载机那样,安全地降落在甲板上,难度可想而知。
同陆基无人机相比
舰载无人机面临机舰协同难题
同陆基无人机相比,舰载无人机面临着机舰协同的难题。与短航程的无人舰载机相比,远航程、大体形的无人舰载机对机舰协同的要求更高。难度的递增,源于舰上操作人员必须“两只手弹琴”,面对同一个甲板,既要考虑有人舰载机的使用,也要考虑无人舰载机对甲板面积的挤占。尤其是随着一些国家要求远航程、大体形舰载无人机具备与有人舰载机“联手”的能力,更增加了舰机协同的难度。
当前,一些舰载无人机的智能化水平不断提升,有的甚至已达到大多数时间可自主控制飞行的标准,但在起降阶段,仍需要类似“人在回路中”的控制。以MQ-25A“黄貂鱼”空中无人加油机为例,尽管它采用了人工智能辅助决策,实现了一定程度的飞行自主可控,但起降阶段仍需要进行人工操作,这不可避免地给舰上操作人员带来了压力。
更大的体形、更远的航程,意味着将有更多的载荷长时间处于这种环境中,这不仅对建造无人机机体的材料提出了更高的抗侵蚀要求,而且对载荷的效能、无人机的飞控系统提出了更高要求。这一点,在美国研制X-47B舰载无人机的过程中有所体现。为研制该型无人机,相关方面前后耗时5年,投入10亿多美元。虽然试飞成功,但后来在乔治·布什号航母上两次试降均告失败的事实,以及后来该项目终因技术性能不达标被迫搁置的现实,都体现着研制此类无人机难度之大。
研发尚需时日
未来大量用于海上移动平台
近年来,在无人机上舰方面,伊朗与土耳其算是动作较大的两个国家。客观来说,这两个国家在无人机研制方面都取得一定成果,由于没有堪用的有人舰载机,两国不约而同地选择让无人机“登上”大型海上移动平台。伊朗的大型海上移动平台来自对货轮的改装,而土耳其的大型海上移动平台是阿纳多卢号两栖攻击舰。
与伊朗、土耳其不同,美国拥有不少核动力航母和现役的有人舰载机,因此,该国选择的路径是让无人舰载机“嵌入”当前海战体系,实现与有人舰载机的“联手”。不过,无论采用哪种方式让无人机上舰,其技术上的“关节点”没有本质的不同。随着尺寸更大、航程更远的舰载无人机上舰,短距起降或许将不再是此类舰载无人机的唯一选择。尤其是随着对舰载无人机出动效率和回收效率要求的提升,电磁弹射器和电磁拦阻装置很可能也会用于一些远航程、大载荷的舰载无人机。这就对电磁弹射和拦阻技术提出更高的要求,以便充分发挥其功率大小可调、力量控制精准且使用间隔时间短的优点,助力大型舰载无人机快速升空、精准回收。
据《解放军报》报道