重型武裝直升機後座升級為任務指揮官也挽救不了重武直_風聞
尖端防务-科谱一下12分钟前
Ka52重型武裝直升機
前面我們討論了重型武裝直升機已經在技術上過時的問題,我們説武裝直升機的未來發展趨勢是無人化、小型化、傾轉旋翼化。討論區卻有人稱重型武裝直升機的後座可以用來指揮無人僚機。那麼這樣一個辦法能避免重武直被淘汰嗎?我們想説這樣做在技術上是完全不現實的。想説清楚這個問題並不容易。我們需要從軍用作戰飛機實現無人化的基本發展邏輯談起。在軍用作戰飛機中最早實現無人化的是固定翼的偵察機,然後發展到察打一體無人機。然後是無人直升機,而戰鬥機的無人化尚未真正開始。我們這裏以實際服役型號為討論基準,沒有服役的型號暫不做詳細討論。
掛載翼下的BQM-34火蜂無人機
我們常説需求是牽引裝備發展的動力,而技術的進步是裝備能夠發展進步的技術基礎。以最早實現無人化的偵察機為例,早在上個五十年代美弟就開始裝備BQM-34火蜂無人機,剛開始只是充當靶機,後來發展成無人偵察機。其發展初衷就是避免飛行員的損失。因為在非戰爭時期,使用軍用偵察機越境進入敵方領空進行軍事偵察是一件政治風險非常高的事情。比如在1960年一架美弟的U2偵察機在蘇聯領空被擊落,飛行員被俘,引起國際輿論譁然,美弟在輿論上非常被動,嚴重衝擊了美蘇關係。但是使用偵察機深入敵方腹地進行軍事偵察又是非常必要的,因為以上個世紀的偵察技術水平,軍用偵察衞星的性能還是有限的,有人駕駛的軍用偵察機能提供分辨率遠超偵察衞星的的軍事情報。
D21無人偵察機
所以此後就誕生了火蜂無人偵察機,甚至是D21這樣三馬赫飛行速度的無人偵察機。而能夠誕生這些無人偵察機的前提條件是自動駕駛技術和程序控制技術的成熟。雖然當時的自動化技術水平不高,但是仍然足以支撐軍用無人偵察機的發展。到了後來又出了無線電遙控技術和衞星通信技術,無人機開始實現遠程化和人在迴路的遙控工作方式。此時偵察無人機只需要單向的信息拾取就可以,不需要將信息返回實現信息閉環。
MQ-1無人機
而在2008年美國就曾使用察打一體無人機轟炸了阿富汗境內的恐怖分子,而操縱無人機的操縱人員並不在阿富汗境內而是在美國國內。此時不但實現了信息的上行,也實現了信息的下行,也就是操縱人員通過遙控向無人機下達了攻擊命令。在近些年又有人工智能技術在無人機上投入實際應用,用以協助進行航路規劃、目標識別、目標跟蹤、戰術決策、打擊效果評估等工作。
我軍現役CR500金雕無人武裝直升機
雖然這些先進技術在戰鬥機上也有所應用,但是戰鬥機並沒有率先實現無人化,反倒是直升機先實現了無人化。典型的例子就是我國的CR500金雕無人武裝直升機服役。CR500已經具備了察打一體能力,可以攜帶偵察光電設備,使用反坦克導彈執行對地打擊任務。那麼是什麼原因導致直升機率先開始無人化呢?這主要是直升機的作戰環境決定的,直升機特別是武裝直升機的生存環境遠比戰鬥機更惡劣。因為武裝直升機是以超低空飛行為主的。飛超低空可以利用地形地物躲避偵察和攻擊,主要是為了躲避雷達和防空導彈。
米24重型武裝直升機
但是飛超低空更危險,會進入更多防空武器的射程,比如單兵防空導彈、高炮、高射機槍都能有效打擊武裝直升機,甚至連步槍都曾經打下過武裝直升飛機。而武裝直升機的飛行員往往沒有足夠的反應時間就被擊落。超低空飛行戰術的大量使用導致出現了嚴重的直升機飛行員損失。正是因為直升機有避免飛行員損失的強烈需求,而自動化技術、通信技術也提供了這樣的技術可能性,所以武裝直升機就率先實現了無人化。
受地球曲率的限制無人機使用的地面無線電通信距離最多200公里左右
但是在同樣的技術基礎上戰鬥機卻沒有實現無人化,這主要是因為現有的自動化技術、通信技術、自主決策技術還沒達到讓戰鬥機實現無人化的技術水平。因為一旦戰鬥機上沒有了飛行員。對於自主決策能力就提出了非常高的要求,而目前完全依靠人工智能技術還不能完全代替人。在這種情況下能採取的手段最多隻是人在迴路的遙控方式,但是這又受到通信技術的限制。因為現有的無人機通信要麼依賴地面無線電通信,要麼依賴衞星通信。因為地面無線電通信受地球曲率的影響只能被限制在200公里左右,而更遠的距離就必須依賴通信衞星。
翼龍無人機頭部裝有衞星通信天線
而目前無人機使用的通信衞星都是三萬六千公里軌道高度的同步軌道通信衞星。時間延遲比較大,因為無線電信號一上一下就是七萬兩千公里,至少要用掉0.24秒,再加上信息處理所需的時間,實際的時間延遲就會更大,對於空戰這樣瞬間就可以決定生死的任務顯然是不能勝任的。所以後續還要改成低軌道通信衞星通信,以便把延遲降低到可以接受的水平。而且還要進一步使用人工智能技術提高戰鬥機的自主決策水平,才有可能實現戰鬥機的無人化。
俄烏戰場上小型無人機的遙控距離都不遠
但是這樣的事情對於無人直升機來説往往不是問題,因為無人直升機主要是從事察打任務,而且無人直升機的遙控距離往往比較近,通常不超過200公里,甚至都不用通信衞星,所以通信信號延遲不是問題。一些公斤級的小型多軸旋翼無人機甚至都只有一二十公里的工作距離。這個時候是不需要考慮通信延遲問題的。甚至可以使用AR眼鏡第一視角遙控操作。當然以後無人機要擴大作戰半徑到200公里以上,還是要用通信衞星的。不過可以考慮以後直接上馬低軌道通信衞星星座,甚至是超低軌道通遙一體衞星星座通信。今年我國就會開始建設這類衞星星座。
低軌道通信衞星星座本身就有強大的生存能力
剩下的主要問題是解決通信抗干擾的問題,這個問題前面我們也談過。俄烏戰場上的民用無人機非常容易受到干擾,但是這是因為民用無人機根本就沒有考慮戰場上這種工作環境,容易受干擾是很正常的事情。這不等於軍用通信就不能抗干擾,相反軍用通信技術本身就有非常高的抗干擾能力,比如採用頻帶展寬、跳頻、跳時等技術,還可以使用定向窄波束技術,以及天線調零技術。
就是使用非常窄的定向發射相控陣天線進行通信,如果幹擾機無法進入工作波束就無法實現干擾。而天線調零就是使用數字陣列天線技術,可以把某個方向的信號挑成零,也就是可以不接收干擾設備發來的干擾信號。此外還可以使用抗干擾能力更強的激光衞星通信手段。國內已經做過10Gbps的星地間通信實驗以及衞星和飛機之間的通信實驗。甚至已經做過100Gbps的星地間通信實驗。這方面內容前面詳細説過,這裏不再展開,感興趣的可以看前面的文章。
激光通信抗干擾能力更強
換句話説通信技術並沒有成為武裝直升機無人化的限制。還有人説如果衞星被打掉怎麼辦,無人直升機會不會就瞬間崩潰了,我們只能説實在是想多了。首先低軌通信衞星都是上萬顆的,很難短時間內打掉大部分。而且我們有非常強大的快速補網發射能力,快舟一號、快舟2號、穀神星一號、捷龍三號、長征11號等一大堆在彈道式導彈固體火箭發動機技術上發展而來的快速補網運載火箭。這方面的能力我們就是妥妥的全球第一。 輪儲備數量,話説倉庫裏東風多着呢。另外如果沒了通信衞星,我們還有無人機可以做通信中繼服務,還可以靠無人機之間的數據鏈,以及地面無線通信,這都是現成的技術。
連垂直髮射筒都還留着的長征11運載火箭
然後我們重新回到重武直後座任務指揮官的話題上。那麼重型武裝直升機的後座能不能充當任務指揮官,然後指揮一羣無人僚機作戰呢。這個在技術上仍然是不大現實的。因為重型武裝直升機肯定還是以飛超低空為主的,超低空飛行要面臨的防空武器數量可能是飛中高空的戰鬥機所要面臨的防空武器數量的百倍以上。而且低空飛行障礙物多威脅多,反應時間只是戰鬥機的十分之一甚至是百分之一。你只要想象一下,在阿富汗的崇山峻嶺之中,阿富汗人是如何用高炮何伏擊蘇軍的米24武裝直升機的,你就能理解武裝直升機面臨的威脅。
看看這一堆開關和顯示儀表就應該知道操縱直升機同時操作無人僚機是否忙得過來
在這樣的作戰環境中,不光武裝直升機前座的飛行員高度緊張,連後座的武器操作員都可能忙得難以招架。他不光要操縱武器還要觀察戰況以及同後方溝通。你再讓後座的武器操作員在兼顧操作武器的同時,運籌帷幄從容調度多架無人僚機作戰,這得是多麼不靠譜的事情啊!既然是可以遙控,你幹嘛不讓任務指揮官坐在後方安全的基地裏,從容地操縱和指揮無人機呢?而無人機只要能支持到戰鬥機,為什麼一定要當僚機呢?飛遠一點不行嗎?這隻需要武裝直升機有足夠帶寬、時延和抗干擾能力的通信系統就可以做到。我們只要擁有前面談到的低軌道通信衞星星座就可以了。
單座的卡50重型武裝直升機
從俄羅斯卡50重型武裝直升機到卡52的演變也可以清楚地看到問題的關鍵所在。以前的卡50是單座的,但是後來發現單個飛行員根本就忙不過來,於是又從單座改成了雙座的卡52。而對於雙座戰鬥機來説讓後座充當任務指揮官就沒有問題,因為戰鬥機通常飛中空甚至高空,面臨的空中威脅數量可能只有超低空的十分之一甚至百分之一,反應時間也多出十倍甚至百倍。即使戰鬥機飛超低空,因為速度快,生存能力也比武裝直升機好很多。後座的任務指揮官會有足夠的反應時間及時指揮無人僚機作戰。事實可能正是如此,我軍的殲16已經採用了這樣的作戰模式。
所以説後座升級到任務指揮官這件事戰鬥機可以幹,而武裝直升機幹不了。武裝直升機走向小型化、無人化、傾轉旋翼化沒有任何技術障礙。武裝直升機重型化並不能挽救重武直被淘汰的命運。另外還有一問題我們需要説清楚,固定翼的無人機是無法替代武裝直升機的。固定翼無人機的起飛方式決定了這一點,代替重型武裝直升機的只能是小型化、無人化的傾轉旋翼機。