技術派|美軍無人機空中回收成功,“空中母艦”誕生為期不遠_風聞
钢铁沧澜-2021-11-30 11:12
作者:蘭順正
首發自:澎湃新聞
近日,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)表示,綽號“小精靈”的無人機在測試中首次成功被運輸機在空中回收。
DARPA稱,10月29日,在美國猶他州杜格威試驗場進行的這場測試中,首次成功使用一架C-130運輸機在飛行中捕獲了一架X-61“小精靈”(Gremlins)小型無人機。視頻顯示,“小精靈”無人機與從C-130運輸機貨艙內伸出來的回收臂進行了對接,然後收起機翼,再由回收臂將其運送到機艙內。

C-130運輸機在飛行中捕獲了一架X-61“小精靈”(Gremlins)小型無人機。
無人機“空中母艦”有何用處?
此次回收成功給人最直觀的感覺就是“空中母艦”即將成為現實。近年來,在一些科幻作品中都出現了“空中母艦”的身影。如在《復仇者聯盟》中的“空中母艦”就讓人影響深刻,在原著設定中這個空中巨無霸是一艘海陸空三棲作戰載具,配有4個巨大的渦輪引擎,為母艦提供垂直方向上的動力,能讓母艦在水面上完成垂直起降,而母艦尾端配備了發動機,可為母艦提供水平方向上的動力。母艦搭載了美軍F-35戰鬥機,擁有雙層甲板,可同時完成戰機的起飛和降落,還可發射核彈,是一座真正的“移動堡壘”。而在《哥斯拉2:怪獸之王》中,同樣出現一架外形酷似B-2轟炸機的“空中母艦”,身兼空中指揮所、火力打擊平台和戰機整備基地等多項職能,多次載着科學家們衝出險境,為最終挽救人類命運做出了巨大貢獻。其實“空中母艦”並不是什麼新鮮的概念,從大飛機上釋放小飛機的設想早已出現。自從航母出現並稱霸海洋之後,很多人就開始探索能在天上飛行的“空中母艦”。上世紀30-50年代,美、蘇、德等航空強國紛紛進行“航空母機”的研製。1931年首飛的蘇聯Zveno-1“子母機”(或稱寄生機),由一架TB-1轟炸機搭載兩架I-4戰鬥機。1932年6月,美國寇蒂斯公司將AKRON號和MACON號飛艇改裝成載機飛艇,分別可以攜帶3架和4架P-12戰鬥機,並且還參加了一次大型海空演習。在50年代初,B-36“和平締造者”重型轟炸機服役後,美國也進行了“Tom-Tom”計劃(將 F-84 戰鬥機直接掛在 B-36 機身下發射和回收,以增強遠程轟炸機的空中防禦能力)。德國在二戰期間也開發了“榭寄生”飛機,採用無人版JU-88背駝一架FW一190的組合。

1931年首飛的蘇聯Zveno-1“子母機”(或稱寄生機),由一架TB-1轟炸機搭載兩架I-4戰鬥機。
目前來看,像科幻片中的可以收放有人飛機的“空中母艦”比較難實現,但是無人機技術的成熟卻打開了另一扇窗。隨着當今無人機技術的快速發展,能夠讓無人機從空中起飛並返回的“無人機空中母艦”許多軍事強國或大國積極研發的對象。2014年12月15日,DARPA發佈了信息徵詢書,尋求使用大型飛機作為載機用以運載、發射和回收小型無人機的技術,每架無人機的重量不超過45千克。當時DARPA設想將大型飛機的速度、作戰範圍及續航能力與無人機廉價、無人員傷亡的優勢相結合,通過對現役大型飛機(如C-130運輸機或B-52轟炸機)進行改裝,將小型無人機送抵任務空域,隨後無人機從載機釋放執行情報、監視與偵察任務。在此次回收成功之前,從2020年10月開始DARPA就啓動了一系列的試飛,9次嘗試回收3架“小精靈”無人機,雖均以失敗告終,但是積累了豐富的經驗。此次DARPA表示,在測試中一架“小精靈”無人機被成功回收,另一架無人機損毀,研發團隊隨後對成功回收的無人機進行了翻新,並在24小時內再次用其進行了試飛。另外在這次測試中,兩架“小精靈”無人機還成功地完成了所有的編隊飛行測試和安全功能測試。未來,以無人機為主力的“空中母艦”出現之後,藉助其較長的滯空時間和航程,無人機的作戰距離將得到大大延長,不僅可以攻擊遠離基地的目標,而且由於可以藉助“空中航母”靠前部署,無人機的作戰反應時間也大大縮短。此次實驗成功後,DARPA表示希望該項目有朝一日能夠讓美軍有人駕駛的轟炸機、運輸機或是戰鬥機成為無人機的搭載平台,在未來作戰中有人載機將停留在遠離敵人防禦區域的外圍,然後派出無人機羣前往危險地帶,執行情報、監視、偵察或電子戰等任務。因此,大型有人機與小型無人機的結合,將使無人機的能力大幅提升,在熱點地區上空既可以通過不斷派出無人機對敵方保持壓力,也可以用“機海”戰術掩護 F-22、F-35 和 B-2等先進戰機作戰。

無人機“空中母艦”可進一步提升無人機的作戰能力。
美國多項無人機技術處於領頭羊地位
從更為深入的角度分析,此次無人機空中回收的成功,再結合近來美軍在相關領域的進展,不難看出,美軍正紮實有序的推進無人作戰力量建設。目前,美國在無人機領域仍處於領頭羊的地位,作為第一個在戰場環境中使用軍用無人機的國家,現在的美國擁有世界上最多的無人機研究人員,也是最大的無人機生產國和使用國。美國現役軍用無人機技術先進且種類繁多,配備數量較多的機型主要包括 MQ-1C“灰鷹”、MQ-9 “收割者”、RQ -7“影子”、RQ-180和RQ-4“全球鷹”等。在數量和質量優勢的基礎上,美軍更是有一些獨門的裝備和技術。如至今一直保持神秘的RQ-180無人機,有分析認為該無人機採用和B-2隱身轟炸機一樣的飛翼式佈局,機身和機翼覆蓋新型隱身材料,突出全隱身性,機上裝備兩台渦扇發動機,具備洲際飛行能力,主要執行情報、監視與偵察任務。同時在無人機蜂羣技術上,在2020年美軍已進行了“近戰隱蔽自主一次性飛機”(CiCADA)實驗,使用1架C-130運輸機空投了1000架蜂羣無人機,這一數量較2016年國防部戰略能力辦公室使用F/A-18E/F戰鬥機空投100餘架“山鶉”微型無人機的實驗增加了近9倍。根據資料,這個名為“超級蜂羣”的計劃源於美海軍研究生院工程系於2016年提出的設想,旨在研發由水面、水下和空中無人系統組成的規模超過10000艘/架的巨型無人蜂羣系統,以期徹底癱毀對手的態勢感知和判斷決策能力。現在美軍也認識到,目前面對愈加複雜的戰場環境和瞬息萬變的戰爭進程,指望無人機的智能系統在指揮和決策中迅速做出最優決定並不現實,鑑於人腦的思維與判斷優勢,因此美軍也正在着力打造有人-無人協同體系。以“忠誠僚機”項目為例,此項目以人工智能、機器人、無人機、指揮與控制技術等為基礎,目的是更好的迎合美軍近年來提出的“多域戰”等一系列新式作戰概念。

美國研製的XQ-58A無人機,該機可以作為有人戰機的“忠誠僚機”,協同作戰。
2015年空軍研究實驗室(AFRL)正式啓動了“忠誠僚機”的概念研究,發佈了需求公告。該公告要求應開發自主技術有效增強美空軍未來在對抗和拒止環境下的作戰行動和能力,此外應能夠將有人駕駛戰鬥機與具備自主作戰能力的無人機實現有效集成,完成協同作戰,提高作戰效能。在2021年3月,一架屬於“忠誠僚機”項目的XQ-58A“女武神”無人機在實驗中成功從彈艙中投放了一架ALTIUS-600小型無人機,顯示了“女武神”已經具備了一定的實戰能力。隨後在2021年6月,美軍MQ-25“黃貂魚”艦載無人加油機的T1原型試驗機,成功對一架F/A-18F“超級大黃蜂”艦載戰鬥機進行了空中加油試驗。另外在2021年10月美軍“橙旗”(Orange Flag)21-2軍演期間,“天空堡”團隊通過兩架MQ-20“復仇者”戰術無人機對自主核心系統(ACS)進行了數小時的飛行試驗,在試驗中兩架MQ-20不僅能夠自主飛行,相互通信,確保協調飛行,還可以響應導航命令,停留在指定的地理圍欄內,遵守飛行包絡。據悉,未來的“天空堡”實驗將探索有人駕駛飛機和多架自主核心系統控制的無人駕駛飛機之間的有人-無人編隊團隊協作戰力。除了研發技術和裝備以外,美軍也在積極進行相關戰術的演練和磨合。2021年4月美海軍在加州聖迭戈外海舉行了為期一週的“無人集成作戰問題”-21演習,這是該軍種首次舉行涉及多個作戰域的有人-無人系統大規模編組協同演習。演習共動用了29型無人系統,其中50%為無人水面艇系統,30%為無人潛航器系統,20%為無人機系統,其目的是在真實、複雜的任務場景中探索有人與無人系統如何在空中、水面和水下實現密切跨域協同,使後者成為顛覆性的能力倍增器。綜上,美軍現正在無人化作戰領域穩步推進,值得相關國家高度關注。