依托于四代机为核心的攻击型无人机作战体系

1、简述概念

在四代机逐渐成为当今世界的制空霸主的时代,除去具备自主研发制造四代机的中、美、俄三国外,更多的国家通过参与F-35的开发或是前期投资,得以装备世界一流水平的四代机,而随着我国周边国家开始列装F35以及来自美军的F22向亚大前沿部署,我国国土防空安全环境更加严峻。

作为一名一直关注着无人机领域的航模爱好者,本人对无人机在四代机机群空战中的定位有自己的一些看法。

2、外军应用

“忠诚僚机”项目:

美国空军实验室(AFRL)于2015年提出了忠诚僚机作战概念,旨在通过对F16战年进行智能化改造,装备人工智能模块,使其具备无人驾驶情况下的自主作战能力,由此诞生了QF16,与F35形成高低搭纪,发挥四代机的信息优势和三代机的火力优势但是,F16本身并不具备隐身性,是否会成为F35的累赘尚且不提,而且其在设计上本身是为有人而服务的,大量的系统设备更换和浪费座航冗余空间以及并不具备强大临场反应的人工智能,反而让人质疑其战斗力,其单机高昂的价格也并不符合美国空军的“低成本消耗飞机技术”(LCAAT)理念。

最近,该项目又有了新的进展,克瑞托斯防务公司根据美国空军实验室的忠诚僚机计划研发的XO-58A“女武神”战斗无人机在亚利桑那州尤马试验场的首飞成功,让这一计划再次得到大家关注,该机具备隐身性,高亚音速(0.85马赫),航程大(近4000公里)等特点,并具备一定的对地打击能力(272公斤有效载荷),美方尚未透露其是否具有携带制空武器的能力:然而作为一款定位为战斗机僚机的无人机,这个载弹量略显鸡肋。哪怕美军新世纪以来一直强调精确打击能力,但以这个载荷量想要融入到踹门任务的四代机机群作战,作战效率仍然显得不尽人意。

2月27日,澳大利亚阿瓦隆航展上,澳大利亚国防部长揭幕了隐身无人战机模型,这是波音为澳大利亚皇家空军研发的空中力量编人系统(ATS),同样是基于美国“忠诚僚机”项目,旨在以澳大利亚现有的三代机为基础,无人机作为补充战力,以相对低廉的成本填补澳皇家空军目前因捉襟见肘的国防经费造成的战斗力空白;从澳公布的模型分析,尖锥形机头,进气口使用了两侧DSI进气道,一反目前公认为隐身性最好的机背半埋/埋入式进气口,强调了大迎角机动能力,由此可见,ATS在设计理念上就考虑了直接参与空战,从这架无人机模型上能看到多款先进隐身机的影子,F35的DSI进气道,B2轰炸机的机翼后缘折角线设计,YF-23技术验证机的蝶形尾翼;可以携带两枚中距弹或者两枚格斗弹,或是携带对地精确制导武器,在这样的挂载下,航程依然能达到3700公里;如果真的达到设计指标,那么就算纳入四代机作战体系仍然有巨大价值。

3、战术延伸

然而,本人却有另外的看法,四代机的最大优势在于其信息不对称,包括本机获取信息能力和信息被获取能力,信息获取能力简单说就是战场态势感知能力,包括本机侦查设备的直接信息,或是来自于体系作战数据链的信息(四代机重点依赖于后者),而信息被获取能力,则是被敌方侦察设备获知本机状态信息的能力,四代机评判标准中的超隐身性、超视距打击都是建立在信息不对称这个基础上。

而四代机只要存在于战场上,并受到已方作战体系支撑,即使它一弹不发的游离于战场,也是对敌高价值军事目标的巨大威慑。对四代机的反制手段除了对其本体进行直接打击外,就是对作战体系的关键节点打击,使其信息不对称优势淡化,间接性的削弱四代机作战能力。

因此,四代机要发挥出所谓真正的压倒性代差优势,除了本机需要强大的战场生存能力(即隐身,超音速巡航,超机动),还需要依托庞大的情报体系给予数据链支持。但是四代机的作战环境必定是深入敌后的,其情报体系是否能够准确、迅速的向作战本机更新战场态势成为了重中之重,敌必定通过技术手段对我作战体系节点进行打击,达到迟滞甚至摧毁我数据传输能力,而作战本机一但在敌后被锁定,就将面对拥有完整体系支撑的三代机,代差优势将无法发挥,甚至自身难保。

在这里,我们加入一个无人机作战体系概念对四代机进行支援,情况将截然不同,从外军在无人机作战方面的研究来看,都是追求的单一作战平台,无论是作为侦察型的全球鹰,或是察打一体的捕食者,又或是高超音速的X-47B.强调的都是对地的侦查打击(包括XQ-58),我国目前也是同样的战术应用,要想将其纳入未来高效率的四代机战场,明显不适,即使是具备空战能力的澳大利亚ATS概念机,也是脱胎于“忠臣僚机”项目,从“僚机”二字上已经看出美国对无人机在四代机空战中的定位。

而无人机作战体系概念即指由多型不同功能的无人机组成一个最基本的攻击型空 战体系结构单位,随同四代机前往目标区域执行高危任务,整个无人机作战体系不仅要为四代机飞行员提供局部空域内的战场态势信息,还要有作为补充打击手段的直接作战平台,作为制电磁权的电子战无人机等。

作为提供战场态势感知的无人机因为其本身是一个雷达辐射源,做大量的隐身化处理毫无必要性,所以从雷达布局上可能颠覆传统,将在机身前中段的中线两侧各布置一台有源相控阵雷达,通过两侧的进气道高速冷空气散热,由于不受机头尺寸和散热方面大大的影响,雷达面积和功率可以进一步的做大。因采用了两侧雷达布置,面对早期三代机的脉冲多普勒雷达时,这种飞行方向垂直于敌雷达扫描方向的作战形式将会导致敌机的雷达脱锁,同时其具备数据链中继制导能力。

直接参与作战的无人机则可以视为四代机的武器库,强调隐身性,作为武器的直接载体,不需要先进的对空雷达,但是必须搭载有先进全面的光电探测系统,使其具备良好的对空近距离作战和对地搜索、打击能力,近距离作战由雷达无人机导航至敌机后半球,其隐身能力配合光电使用红外制导格斗弹,再加上大过载机动和大离轴角发射,近距离作战能力值得期待;远距离作战时,由雷达无人机或者四代机的雷达对目标进行照射,武器库无人机从截然不同的地方发射中距弹,通过数据链进行A射B导,敌机的雷达告警将会更长时间的处于错误的来袭方向预警,等到接收到导弹导引头锁定的正确预警的时候,恐怕为时已晚。灵活的应用数据链相信还会行生出更多战法。

长久以来,无人机不受人体生理限制,拥有比人类更加冷静、高效的计算能力这些优势广为人知,人们将这些优势广泛应用,而其中一项如果纳入空中作战体系,将会给现代空战带来巨大的变化一一无人靶机,没错,就是我们在演习中或者武器性能试验中常用的靶机平台。

当然,并非是真的造靶机送到前线给敌军打,这是一种概念:一架具备超机动性的无人机,通过电子欺诈、温度控制手段对作战本机的RCS、红外等特征信息进行模拟,诱导对我方四代机或者其他高价值空中单位展开攻击的导弹导引头错误识别到本无人机上,而无人机可以凭借机体承受过载大于有人机(有人机受飞行员可承受的最高过载限制)做出更高过载的机动,同时,机载计算机可以根据来袭导弹的型号,对比事先收集的该导弹的飞行包线数据,做出最优化的规避机动,这两点都是人类飞行员所不能比拟的,甚至可以通过某些技术手段主动摧毁来袭导弹,如强电磁干扰,甚至是动能拦截手段。就算被导弹击中,其保护我方高价值空中单位的目的性同样达成,这将从根本上大大提高四代机的战场生存能力,以此打造一把插在敌人身上的“不断钢刀”

在作战中,一个四代机任务小组指挥一个攻击型无人机作战体系编制,其组成部分大致10% (至少两架才能构成非持续性全向监视,三架构成连续性全向监视)的雷达无人机,40%的武器库无人机,50%的诱饵靶机,哪怕两架四代机在这样一个基数的无人机作战体系下,也可以从容应对两个飞行中队的同时进攻,当然,如果未来出现双座四代机,一架足以,而危险性较高的对地侦查打击同样可以交给搭载有先进光电探测设备的武器库无人机完成,携带反辐射导弹时更是具备着高于有人作战飞机的防空压制能力,敌人想要知道我方动态,就必须开机,由于我方大多数具备隐身性,较远的雷达无法探测,敌人不得不冒险让距离我方较近的雷达开机,一但开机,必将迎来我方快速的反辐射打击,防空压制从传统的人与人的心理对峙变成了人机,而无人机没有所谓的心理承受能力。

而四代机,则是作为整个体系中的指挥调度人员,承担着OODA (信息战领域概念,即观察,调整、决策、行动)中的调整,决策任务,使整个作战体系以人为本,避开了大众伦理不允许的机器人无人机“自主”攻击人类的敏感问题,而相比传统空战,飞行员安全得到进一步保障,整个体系表面看似脆弱,打击其雷达无人机是个不错的选择,但是,作为核心的四代机本身就具备一定的侦查打击能力,而且在诱饵靶机的重重保护下,远距空空导弹机动不足以至于有可能连诱饵靶机都打不下来的尴尬境地,距离稍近又将遭到本方四代机或是武器库的埋伏。

其实,读到这里,相信有人也发现了其中的奥妙,如果把整个体系比作一架普通战斗机的话,那么雷达型无人机就是雷达,武器库无人机就是挂载的武器,诱饵靶机则是应对攻击的反制手段(箔条,热洱弹,电子干扰吊舱),四代机则是飞行员与整机的人机交互所在。攻击型无人机作战体系就是将一架庞大的战斗机拆分为各子部分,分散开来,拓展战机作战范围,提高整体抗打击能力。

4、技术难点

作战理念固然先进,但是对技术的要求极高,甚至要对本身已经定型的四代机进行改造。三款无人机均要求超音速巡航或者至少要有较长时间的超音速阶段保持能力,两款强调超机动性,足够自主的Al技术,简洁高效的人机交互,单是这三款无人机的设计研发就不会此任何一架三代机简单,而且由于技术指标上讲,都是颠覆目前战机的设计基础的,很多地方毫无历史经验可以借鉴,要完全的开创新的设计基础,其中总得走不少弯路,这还仅仅是硬件方面,软件方面的数据链指挥系统同样是一个新的领域,如何完美兼容各子系统,恐怕也不是短时间内能够解决的难题,研发阶段所投入的经费不会比任何一款四代机便宜。而且机型多样化会给后勤带来压力,对机务人员的技术水平提出了新的要求,作战编制上势必会有所扩张。

5、发展前景

无人机作战理念必将在本世纪中叶得到证明,目前越来越多信息提醒着我们,五代机会向智能化靠找,这不仅是对四代机战力的一个提升,同时,也是对五代机的个探索。将来甚至引入无人加油机、运输机等一系列特种机(这一点上美国人领先一步,MQ-25黄貂鱼无人加油机)

我们可以降低部分技术指标将其应用到三代机上进行实际论证,待技术成熟后再引入四代机体系作战。

6、总结

但是我个人认为这是我们不得不去面对的一个事实,随着人类科技的高速发展,未来战争是高度智能化的,自动化的,伟人曾言“落后就要挨打”,我们必须去开拓新的领域,研究新的方向,寻求更多的可能性,我们现在距离世界绝对一流技术水平还有差距,尚且还处在一个“落后”的地位。

我国虽然具各自主研发生产四代机的能力,并且已经开始以稳定的速度列装空军部队,但是,相比之下,美国在上世纪80年代就已经开始了原型机的技术验证,20世纪末定型,2005 年年底已经具备初步作战能力,至今已近14年的时间,这段时间美国空军显然不会闲着,F22参与了大量军事演习,对四代机的战术战法应用是我方暂时无法企及的,而装备F35的国家更是通过F35的全球联网训练,更快的适应着四代机的应用,技术上我们虽有后起优势,部分性能指标实现弯道超车,战术战法上我们仍然有很长的路要。攻击型无人机作战体系便是其中一条。

(本文只代表个人的异想天开,欢迎大佬指出不足之处,不接待杠精)

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