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浅析美军潜射无人机的发展现状与作战运用

时间:2023-06-11 20:25:07 来源:网友投稿

李昭奕,王振浩,徐翊,刘念

95894部队

本文回顾美军潜射无人机的发展现状,介绍美军潜射无人机的典型作战样式,最后结合潜射无人机的特点,对美军潜射无人机的作战体系、运用场景及实战能力进行简要分析。

潜射无人机是指由潜艇携载并通过潜艇的鱼雷发射管、导弹发射筒或其他专用装置发射的无人机。潜射无人机可承担监视、侦察、目标定位、通信中继、电子对抗、战场毁伤效果评估、诱饵、攻击等作战任务。潜艇与无人机协同作战,能够有效克服潜艇水下侦察能力弱、水下通信困难等不足,从而提高潜艇的综合作战效能。

美国海军使命任务的改变影响了装备研发的方向

美国是率先研制潜射无人机的国家之一。20世纪90年代初,由于冷战结束后的两极格局终止,美国海军使命任务发生了根本性转变,由聚焦深蓝海域作战逐渐转向突出浅水海域及近岸地区的情报、监视、侦察和特种作战。当时,无人机技术已经取得重大突破,无人机开始执行情监侦、通信中继、目标定位、战场毁伤效果评估、目标打击等任务,并展现出巨大的优势。而后,美国海军陆续开展无人机与潜艇协同作战试验,并取得令人惊喜的试验结果。美军使用潜射无人机的需求不断增强,开发力度不断增大。无人机应用水平的提高和潜艇作战需求的不断增大,成为美军潜射无人机得以发展的重要因素。

美国海军验证潜艇控制无人机的技术

早在20世纪末,美国海军就已开始验证潜艇控制无人机的技术。1996年,美军首次成功验证了潜艇操纵从海岸起飞的“捕食者”无人机的技术。“芝加哥”号攻击型核潜艇控制“捕食者”无人机的任务载荷并接收来自“捕食者”无人机获取的成像信息。1996年12月,“阿什维尔”号攻击型核潜艇在潜望深度成功控制一架“海上搜索者”无人机执行任务,利用无人机任务规划、指控硬件及数据链装置,实现了对现有潜艇天线系统功能的弥补。2001年6月,美国海军军舰“杰斐逊城”号成功使用潜艇操纵无人机,完成了相关战技指标任务。在无人机飞行过程中,潜艇重新分配无人机的任务,潜艇与无人机之间实现了高效的指挥控制和数据传输。

调整潜射无人机任务,定位多型研发

近年来,美军先后启动了XFC、“海上搜索者”“鸬鹚”“海上哨兵”“黑翼”等潜射无人机研发项目,许多关键技术不断取得突破。目前,“黑翼”无人机已进入美国海军部队服役,多个潜射无人机研发项目处于论证、研制和试验阶段。相较于前期开发的“海上搜索者”无人机,“鸬鹚”潜射无人机的各项试验性技战术指标展示出更为强大的作战潜力。“鸬鹚”由“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇发射,可执行战役战术任务。虽然“鸬鹚”的潜艇适配性、水面降落与回收等技术难题有待进一步攻克,但基本实现了美国海军研发潜射无人机的初衷,即有效配合潜艇遂行侦察、支援等作战任务。美国海军列装部署“黑翼”潜射无人机,意味着该机已正式具备实战能力。“黑翼”成功实现了与潜艇间的通信互联,并通过数据链为战斗机提供目标信息,有效增强了潜艇部队的态势感知能力。“黑翼”潜射无人机与潜艇构建的新型作战组合,为潜艇防空作战和反潜作战提供了新思路,极大提升了美军反介入/区域拒止能力。

情报、监视和侦察

潜射无人机可对潜艇周边的海域进行预警侦察,也能对距潜艇较远的重点目标实施抵进侦察,搜集潜艇潜望镜视距外的战场环境信息,有效弥补潜艇侦察范围小、侦察距离短的不足。

打击引导

潜射无人机通过侦察、目标指示,引导己方水下潜艇、陆上防空力量、空中战斗机等作战单元,对敌方海上舰艇、陆上目标和空中目标进行打击。与传统潜艇的侦察装备执行目标侦察任务相比,潜艇发射潜射无人机进行目标侦察可有效避免潜艇位置易暴露的弊端,有效增强潜艇的隐蔽性和生存能力。此外,配装战斗部的潜射无人机可对水面和空中目标进行攻击,或采用蜂群模式对目标进行饱和式攻击。

图1 美军开发的XFC潜射无人机。

通信中继

潜射无人机可执行通信中继任务,通过通用数据链终端或通信卫星,将潜艇搜集的情报发送给己方指挥部或其他作战单元,实现战场信息网络节点的互联。作为海上网络中心战的重要通信节点,潜射无人机能够为潜艇、水面舰艇、岸上基地和指挥中心之间高效传输情报信息和作战指令提供保障,提高潜艇与各作战单元间的协同作战能力。

电子对抗

潜射无人机具备机动和突防能力,搭载通信干扰设备,直接干扰敌方雷达,也可将无源干扰设备投放在指定区域,间接干扰敌方雷达。此外,潜射无人机可释放烟雾,发射红外诱饵弹等,在战场上制造干扰和诱骗,从而保护己方潜艇的安全。

美军潜射无人机作战体系包括战术控制系统(TCS)、战术通用数据链(TCDL)等系统。该体系使用高数据率(HDR)天线和Ku波段战术通用数据链进行数据传输,拥有超视距(BLOS)低数据率卫星通信能力。潜射无人机发射出水、起飞后,按照预设航线自主执行任务,潜艇上的操控员通过战术控制系统以手动方式控制潜射无人机飞行。在潜射无人机执行任务期间,潜艇在潜望深度与无人机保持联系,艇员对控制系统及附属控制站进行操作,战术通用数据链上行链路的控制信号激活无人机的任务载荷。在获取战场环境信息后,潜射无人机通过战术通用数据链、高数据率天线、通信卫星将信息回传潜艇。当完成任务后,潜射无人机飞到指定海域上空,收到控制信号后关机,等待回收或自毁。

美军早期潜射无人机的发展受冷战影响,作战运用更加强调攻击能力,美军更倾向于提升无人机机载武器的性能。近年,美军调整了潜射无人机作战任务的定位方向,正在拓展潜射无人机的情报、监视、侦察能力和机舰适配性。综合考量美军启动的几个潜射无人机项目,我们不难发现,“海上搜索者”“海上哨兵”“黑翼”三型无人机的任务载荷重量较小,旨在遂行情报、监视、侦察任务。相比而言,“鸬鹚”无人机机体尺寸更大,任务载荷重量更重,旨在遂行目标定位、打击、战场毁伤评估和特种支援任务。综合来看,小型潜射无人机技术门槛和研发成本比大型潜射无人机更低,在一定时期内拥有较好的发展前景。值得一提的是,美军《2005—2025财年无人机系统路线图》并未提及“鸬鹚”无人机,而且“鸬鹚”潜射无人机项目已经被搁置。

与潜艇协同作战,补短板

在传统作战模式中,潜艇主要依靠自身携带的侦察设备、岸上指挥所通报或舰队共享信息等手段获取目标和环境等战场态势信息。潜艇与反潜航空兵等力量的对抗呈现了不对称性,通常只能采取自主规避和水声对抗等方式。因此,在实战运用中,潜艇受自身生存性的限制,难以充分发挥作战能力。潜射无人机运用可在一定程度上抵消这种不对称性。例如,潜射无人机在潜艇周边的海域上空进行侦察,可有效扩大潜艇对海搜索范围,为潜艇提供目标指示信息,延长敌方行动的预警时间,甚至担负通信中继、打击效果评估、目标打击等任务。

充当网络中心战的通信中继节点

水面舰队、水下潜艇各自为战的传统模式在很大程度上已经无法适应未来的信息化海战。

近年来,美国海军不断提升装备模块化水平,尝试为潜艇配置潜射无人机。潜射无人机充当通信中继节点,打破了以往通信技术和手段的限制,实现了水面舰艇和水下潜艇间的信息互联,使潜艇融入作战体系,提升了潜艇的体系对抗能力。在信息化海战背景下,潜射无人机将充分发挥空中优势,远程精准地获取敌方兵力信息,并将这些信息传回母艇,或者直接分发给己方其他作战单元。同时,潜射无人机能够获取己方兵力分发的战场信息,将这些信息转发给潜艇,从而发挥战场通信中继的作用。以美军最新列装的“黑翼”潜射无人机为例,该型无人机配装了全球定位系统(GPS)和惯性导航系统。作为通信中继节点,“黑翼”无人机将有人潜艇、无人潜航器以及水面舰艇收集的数据,通过美国航空环境公司开发的加密数字数据链(DDL),发送给己方指挥部。同时,“黑翼”将指挥部的指令信息和指挥部分发的战场环境信息,传给潜艇或其他作战单元。潜艇利用“黑翼”无人机提供的信息,可实现对敌方潜艇的超视距侦察和定位,大幅增加了通信覆盖范围和作战距离。

有效提升战场态势感知能力

图2 “黑翼”潜射无人机充当网络中心站通信中继节点的想象图。

在未来海战中,潜艇在战场上将面对由太空侦察卫星、空中反潜机、岸基侦察装置、水面舰艇、水下潜艇、无人潜航器以及海底侦察装置等组成的反潜力量。这种全方位、多层次网络化综合反潜体系,将对潜艇的隐蔽作战带来前所未有的巨大威胁。而潜艇装备潜射无人机后,可利用无人机完成作战海域侦察,极大提升了战场态势感知能力,增强了自身隐蔽性,并获得必要的态势信息保障,能够更好地遂行预定作战任务和有效规避威胁。

现阶段,潜射无人机的实战能力已经在部分小型无人机的应用中得到有效验证。但受限于航程和任务载荷重量,潜射无人机尚未完全发挥作战潜能。因此,大型潜射无人机技术成为关键发展方向。未来多架小型无人机发射升空,并在空中实现群体作战,这种作战概念或许会成为现实。随着无人机各项关键技术的不断突破,在未来信息化海战中,潜射无人机作战运用将更具隐蔽性和灵活性,并为现有海域作战体系取得突破提供新的作战思路,甚至对未来信息化海战产生深远影响。

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