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技術派|美國航母戰斗群+艦載無人機=?
美國航母戰斗群作為美國戰略快速機動力量,可以執行軍事威懾、對敵攻擊、兵力投送、保護海上運輸安全、人道救援等一系列戰時和和平時期的任務,其對美國的重要性不言而喻。但隨著各國海軍精確制導武器的大量裝備,它面臨的威脅也日趨嚴重。
艦載無人機如X—47B和智能飛行技術的出現,將從三個方面極大地擴展航母戰斗群偵察、攻擊和防御的能力,美國航母戰斗群主宰戰場的能力可以繼續保持。
X-47B艦載無人機。作戰范圍大、隱身突防能力強、作戰費效比高
目前美國航母抗擊反艦彈道導彈、掠海反艦導彈、隱身巡航導彈的能力嚴重不足,航母的防御策略是待在對手導彈射程之外的海域機動,同時使用艦載機打掉對其構成威脅的導彈平臺。但由于目前航母有人艦載機若不經空中加油,其作戰半徑大多不超過800公里,空中待戰時間只有3-4小時,而多種反艦導彈的射程遠遠超越有人艦載機作戰半徑,航母要打擊對其構成威脅的岸基導彈發射平臺,就必須進入對手導彈射程內的海域,才能確保有人艦載機作戰半徑加武器射程可以覆蓋敵手目標,但這種方式使得航母自身安全受到威脅。同時,航母目前的作業方式導致日常運行費用太高,也需要削減成本。
X—47B無人機無空中加油時作戰半徑達到2750公里, 空中續航時間達到50小時。2014年,X—47B無人機已經多次完成了與有人駕駛加油機的空中加油試驗,而目前美國正在研發無人駕駛空中加油機。一旦技術成熟,X—47B無人機的空中續航時間將極大延長,可能從幾天延長到幾周甚至幾月。目前,航母使用的有人作戰飛機的最佳打擊半徑是400-800公里,X—47B在不進行空中加油情況下將輕易把航母的打擊半徑拓展到2800公里,航母的控制范圍會擴大12倍。
X—47B無人機機身采用了碳纖維為主的復合材料,吸收雷達波性能好,機體表面還涂覆了充電涂料層,外表具備一定的“變色龍”功能,并配備了小功率低紅外輻射的低噪音發動機。通過這些技術措施,其雷達反射有效截面積僅僅為0.01平方米,紅外特征和噪音也很小,總體隱身效果很好。同時,由于無人駕駛無需考慮人體機能限制,X—47B的機動性超過有人飛機,許多高難度的飛行動作如倒飛、急劇大過載轉彎飛行等,X—47B能夠輕松實現。因此,它的空中隱身突防能力較有人機大為提高。
無人機沒有飛行員,就無需生命保障系統,故而結構簡單,尺寸小,重量相對輕。若使用商業成熟技術和零部件,可以把研發費用、生產成本、后期維護費用降低許多。X—47B的單價只有3000萬美元,不到F-35c的四分之一。而且,由于其尺寸僅為F-35C的67%,航母的載機數量可以更多,對航母戰斗群戰斗力的維持有很大意義。同時,由于沒有飛行員,就無需進行飛行員訓練,還可以節省天文數字的飛行培訓費用和大量的培訓時間。
F-35C。無人、有人混合編組,有人控制無人,作戰編成靈活可靠
從目前美國海軍對X—47B無人機的試驗分析來看,未來美國航母戰斗群對無人機的配置將采取有人、無人機混合編組,共同執行作戰任務的方式。
將無人機與F-35C、F/A-18E/F混合編成空中攻擊戰斗群,將同時具備奪取制空權、對敵海上和陸地目標發動攻擊的綜合能力。F-35C具備隱身性能,有超音速飛行能力,以及強大的信息探測和交互能力,但由于作戰半徑小,內置彈倉容量有限等缺陷,無法同時兼顧對地打擊能力,只適合配備空空導彈實施空中格斗奪取制空權。F/A-18E/F既可以執行奪取制空權的任務,又可以擔負對無人機實施空中加油的任務。無人機作戰半徑大,但目前還不具備實施空中格斗的能力,只適合執行對海對陸攻擊和探測、監視與偵察任務。無人機與F-35C、F/A-18E/F混編使用,接受有人機的控制,充當“投彈戰機”和“隱形偵察機”,可以將航母戰斗群的攻擊和偵察半徑至少提高到2800公里。
將無人機與E/A-18G“咆哮者”電子戰飛機混合編成空中信息戰斗群,將極大提升航母戰斗群信息作戰的半徑,對奪取戰場信息優勢有重大的戰術價值。E/A-18G“咆哮者”電子戰飛機具備超音速、空中加油和空戰自衛能力,與無人電子戰飛機混合編成作戰編隊,可以實現“咆哮者”控制無人機,提供空中掩護和空中加油,并由無人機抵近到受對手威脅的空域實施信息壓制作戰的模式。這樣既可以擴展信息作戰的范圍,又能夠確保有人機的安全。
將無人機與E-2D“先進鷹眼”預警機混合編成空中預警群,將極大擴展航母戰斗群對海、對空探測預警的范圍,對美國建立全球全時域監測網絡,建立全球“一小時”聯合打擊體系有重大的促進作用。無人機續航時間長、飛行半徑大,通過加裝新型雷達、搜索跟蹤設備、通信設備等方式,將其改造為無人空中預警機,不僅能夠執行偵察和監視任務,還可以擔任對艦艇、飛機等作戰平臺的指揮和控制任務,使之能夠完成目標探測、識別、跟蹤、打擊引導、效果評估等有人預警機才能完成的任務。
E-2D“先進鷹眼”預警機。具備攻擊、預警探測、作戰效能評估、信息交互中繼、反導等多任務能力
根據美國海軍“空海一體戰”的作戰思路,無人機上艦后,將替代F-35C擔負遠程隱蔽打擊任務,航母戰斗群將形成“遠程快速反應,中程連續介入,近程持久控制”的三階段火力打擊新模式,提升攻擊的速度,大幅縮短航母戰斗群應對全球性危機的反應時間。
遠程快速反應階段是指航母戰斗群在距離戰區6000公里時出動第一個無人機編隊,8小時內抵達戰區,在空中加油機的保障下連續作戰2-3天,實現對危機的快速反應,而航母戰斗群則經過2-3天全速航行,抵達距離戰區3200公里的預定作戰海區待機。該海區位于對手精確制導武器射程外,屬于威脅程度較低的海域。
中程連續介入階段是指航母戰斗群增加投入作戰的無人機數量,全面完成預定的打擊任務。近程持久控制階段是指通過持續攻擊,敵方對航母戰斗群的主要威脅消除后,航母前出到距離敵方戰區100-900公里的附近海域,使航母所有艦載飛機都可以參與作戰,完全實現對戰場的空中控制。
無人機超長的持續預警探測能力是航母戰斗群急迫需要的。受飛行員人體生理極限的制約,美軍條例規定艦載飛行員一次升空作戰時間不能大于10小時,而無人機續航時間只受其燃料數量限制。X—47B的續航時間是50小時,一架X—47B可以在1500海里范圍內執行2天的巡邏警戒任務,時間上多出E-2D“先進鷹眼”預警機10個小時,能夠大大加強航母戰斗群的持續警戒能力(包括情報、監視、偵察等)。若將配備不同類型傳感器的無人機以遠距離、大縱深的梯次配置靈活部署在航母戰斗群受威脅的方向,那么航母戰斗群可以獲得一把全空域全時域全頻譜的“保護傘”,有效改善航母戰斗群對遠程戰場態勢的感知能力,縮短艦載飛機發現、定位、跟蹤、識別、打擊、評估打擊目標的時間周期。
作戰效能評估一直是航母戰斗群的弱項,由于無人機可以搭載光學、紅外、合成孔徑雷達等多種探測偵察設備,且飛行距離遠,低空性能好,無安全隱患,因此可以在全天候條件下進行打擊效能評估,還可以對目標實施抵近偵察,甚至可以飛臨目標實施直接觀察。這不僅可以提高目標毀傷程度的評估精度,還可以降低偵察探測設備的性能要求。航母戰斗群對目標實施攻擊后,無人機馬上可以實施全天候、立體化的偵察,將攻擊效果信息實時傳送到作戰評估中心,為指揮員決策提供依據。
美軍設想無人機還可以執行反彈道導彈任務。如X—47B可以隨航母在幾周內部署到全球任何海域,利用其長航程和長航時的優點,對岸基1000公里范圍內的疑似彈道導彈發射平臺實施反導監控和攔截作戰。在戰時,可以將一架F-35C和3架X—47B混合編組,無人機在F-35C前方150-200公里處飛行,受F-35C控制,而F-35C則保持無線電靜默,只接受無人機、衛星或其他平臺傳送的目標數據。一旦接受到敵方導彈發射的信息,F-35C只需要發射二個短脈沖信息,即可指揮X—47B發射導彈實施攔截。
美軍通過計算發現,兩架遠程控制的X—47B就可以擊落一枚彈道導彈,一個由4-5架無人機組成的編隊可以確保兩架無人機不間斷空中巡邏,隨時對目標導彈實施攔截。從這個意義上講,美軍只需要兩架X—47B就可以實現對伊朗或朝鮮的全境監控,四架X—47B就可以完成對伊朗這樣規模國家的彈道導彈監控任務。
47B是美國海軍整體無人機項目中的一個子項目,屬于裝備科研性質,目前已經完美結束。美國海軍正在評估是否繼續深入開展47B的下一步科研項目,因為47B已經完成的航母起降、自主飛行、空中加油等內容只是驗證了47B有擔當航母艦載機的基本飛行能力,其是否具備攻擊、信息作戰、偵察預警的任務能力,還需要后續申請美國防部的科研項目組織研發,只有研發出47B專用的任務搭載系統,才能驗證其執行任務的能力;特別是47B與有人機協同作戰能力,還需要大量作戰試驗,需要對通信、指揮體系的諸多調整才可能成熟,因此,47B要上航母真正形成戰斗力,至少需要3至5年的時間。
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