英军现役无人机系统及未来发展计划

2021-11-11 08:56王小刚霍鹏
无人机 2021年5期
关键词:保护者僚机蜂群

王小刚,霍鹏

本文根据英国防部2017年8月发布的《无人机系统联合纲要》,梳理英军装备和使用的5种无人机系统。为满足作战需要,英军下一步将采购和研发新机型,并依靠新技术重点发展无人机蜂群和无人僚机项目。

近年英军在阿富汗和伊拉克战场投入多型无人机,执行侦察、监视和打击任务,并对无人机作战表示非常满意,因此越来越重视无人机的开发和应用。英国防部2017年8月发布的《无人机系统联合纲要》透露,英国陆海空部队均已装备无人机系统。下一步,英国防部还将研发、采购和装备新型无人机系统,满足未来作战需求。同时,随着自主和人工智能等新兴技术的快速发展,英军还将积极推进无人机蜂群和无人僚机等概念及技术发展,并努力形成作战能力。

现役无人机系统

根据英国防部2017年8月发布的《无人机系统联合纲要》,英国军方装备有5种无人机系统。陆军使用“黑色大黄蜂”、“沙漠鹰”Ⅲ和“守望者”无人机,皇家海军装备“扫描鹰”,皇家空军装备“死神”无人机,其中前4种系统属于非攻击型,只执行情报、监视和侦察任务。“死神”无人机装有武器,但主要执行情报、监视和侦察任务,以2014年10月至2015年9月伊拉克飞行期间为例,“死神”无人机只在20%的任务中发射了武器,总数比同期有人机任务少。

图1 英国陆军“黑色大黄蜂”无人机。

图2 一名皇家炮兵第32团操控员在发射“沙漠鹰”Ⅲ无人机。

“黑色大黄蜂”无人机

该机最大起飞重量16g,巡航速度10m/s,航程300m,续航时间20min,采用电池驱动,充电时间20min,手抛发射,可提供实时视频和图像。全套系统装在一个手提箱中,包括2架无人机、1套充电系统和1个手持控制器,2017年英军装备160套。据英国防设备和支持中心发布的一份报告,为满足英陆军微型无人机系统项目需求,计划再采购30套“黑色大黄蜂”无人机,总费用预计130万英镑。

“沙漠鹰”Ⅲ无人机

该机最大起飞重量3.2kg,巡航速度59km/h,最大飞行速度81km/h,航程15km,续航时间60min,飞行高度一般在61~305m之间。该机采用电池驱动,手抛发射,通信采用视距内数据链,回收和再次发射时间少于5min。“沙漠鹰”Ⅲ挂装有360°光电/红外传感器,可提供昼夜战术视频和图像。英军目前共装备34套系统,每套系统有8~10架无人机。

“沙漠鹰”Ⅲ使用小型传感器,因此最适合对特定区域实施侦察监视,主要执行巡逻和侦察监视、威慑、信息收集、目标指示、作战损伤评估和简易爆炸装置监测、爆炸性军械处理等任务。

图3 “扫描鹰”无人机在舰船甲板上被发射。

图4 一架“守望者”无人机在英国上空试飞。

“扫描鹰”无人机

该机重22kg,巡航速度111km/h,最大飞行速度148km/h,可以距离载舰130km执行任务,续航时间12~16h,正常飞行高度457m,但可达4572m,采用内燃机提供动力,使用气动发射器发射,以天钩系统回收,装备有性能稳定的昼夜光电/红外传感器。该型无人机定期部署在皇家海军23型护卫舰和辅助船,由700X海军航空中队人员指挥行动,民用承包商负责维护。2017年后该系统无后续资金支持。

“守望者”无人机

该机最大起飞重量450kg,包括150kg任务载荷,巡航速度120km/h,最大飞行速度167km/h,航程150kg,续航时间12~16h,通信采用视距内数据链。“守望者”动力装置为内燃机,可在简易机场起飞,使用拦阻索着陆,起飞时可抗最大侧风风速7.7m/s,逆风风速12.9m/s,起降采用雷达自动导航系统,惯导/全球定位系统作备份。“守望者”无人机安装有昼夜高清光电/红外传感器、激光测距仪、目标指示器、合成孔径雷达和地面移动目标指示器,能够向地面部队和编队指挥官提供战术级影像和情报。英陆军共装备有54架该型无人机,由皇家炮兵第47团操控。

MQ-9A“死神”无人机

该机最大起飞重量4760kg,巡航速度296km/h,最大飞行速度463km/h,盘旋速度222km/h,航程约5900km,取决于任务载荷重量,续航时间约18h,随任务载荷重量而变化,飞行高度通常为7620m及以下,最高达15240m,使用涡轮螺旋桨发动机,跑道起降,可挂载红外传感器、彩色/单色昼间传感器和图像增强器,“山猫”Ⅱ合成孔径雷达和地面移动目标指示器、激光测距仪和目标指示器,武器包括4枚“海尔法”导弹和2枚共227kg的“宝石路”Ⅱ制导炸弹。英皇家空军已装备10架该型无人机,由驻扎在皇家空军沃丁顿基地的第13中队和驻扎在美国克里奇空军基地的第39中队操控。一套完整的“死神”系统包括4架无人机、2部地面控制站。“死神”无人机可提供等同于许多有人机的情监侦能力,其主要任务是情报收集和态势感知,为战术、战役和战略级指挥官和情报专家提供实时数据,还可以为

地面指挥官或其他能够使用全球定位系统制导的武器系统提供地理位置信息。

未来发展计划

据《2015年国家安全战略、战略防卫和安全审查报告》,英国政府宣布计划再购买两种无人机系统,即“西风”无人机和“保护者”无人机。目前,英国防部正在对已采购的3架“西风”无人机进行情报、监视和侦察能力测试。“保护者”无人机按计划在2020年前后取代“死神”无人机。不仅如此,英国将大力推进无人机蜂群和无人僚机技术开发和应用。

“西风”无人机

该机最大起飞重量60kg,任务载荷重量5kg,飞行速度56km/h,续航时间3个月,飞行高度超过21km,以太阳能为能源,手抛发射需要5人。任务载荷可能包括高清晰度光电/红外传感器、移动通信和自动识别系统。

“西风”无人机最初由英国奎奈蒂克公司开发,但目前该项目被空中客车公司收购,成为空客公司高空伪卫星方案的组成部分。据官方记录,早期“西风”7验证机续航时间为14天,飞行高度超过21km。“西风”S在2017年进行了作战测试和性能评估,有望在安全领域和未来战场承担多种任务。

“西风”无人机任务载荷重量虽然较轻,但目前的技术允许搭载高性能视频或通信设备。例如,“西风”7在19.8km高空测试飞行中,可以实时回传给地面分辨率为50cm的高清视频。因为无人机在平流层飞行,很大程度上不受天气影响,可以在地球表面固定位置上空长期“悬停”,提供类似卫星的服务,因此该系统经常被称为“伪卫星”系统。然而,天气可能会限制该无人机发射和回收的时机和地点,无人机下方的云层将影响需要采集的影像数量和类型。

图5 承包商在阿富汗坎大哈机场组装皇家空军“死神”无人机。

图6 “西风”无人机正在起飞。

图7 “保护者”RG Mk1无人机完成首飞。

图8 20架5种不同类型的无人机集群飞行测试。

由于部署和回收无人机需要的时间长,该机爬升到21km需要1天时间,飞行速度慢,很可能执行特定支援行动。如果重新调整航线,需要花费时间才能到达新轨道。由于采用太阳能转化成电能以提供动力,该机可实现在南北纬40°全年飞行,由于在A类空域上限飞行,A类空域高度可延伸到18288m,因此该无人机不会与正常空中交通发生冲突。

“保护者”无人机

2016年4月,英国防部宣布,选择美国通用原子航空系统公司(下称通用原子)MQ-9B“天空卫士”无人机改进型作为“保护者”无人机,取代英军在阿富汗和中东地区广泛使用的“死神”无人机。与“死神”无人机相比,“保护者”无人机翼展更长,飞行速度略低,但航程和续航时间提高,情报、监视、侦察、打击能力增强,天气应变能力提升。该机有望获得感知与规避能力认证,与通用航空飞行器一样,能够在英国和欧洲领空飞行。

2020年9月,英国国防部宣布,通用原子生产的第一架“保护者”RG Mk1无人机完成首飞,该国新一代长航时中高空无人机引进迈出了重要一步。2020年7月,英国国防部宣布,与通用原子已签署一份价值约6500万英镑,约合5.67亿元的采购合同,采购首批3架“保护者”无人机,其中包括3部地面控制站。英国方面称总计采购16架,除此之外,英国还可能继续加购13架无人机及相关支持设备。按照计划,首架“保护者”无人机于2021年交付,2024年中期服役,部署在英国东部沃丁顿空军基地。

无人机蜂群与无人僚机

英国国防部近年来一直在积极发展无人机蜂群技术和提升无人机蜂群作战能力。2020年6月,英国政府披露,在国防部开展的未来无人机能力建设中,三个关键项目即“蚊子”技术验证项目、“多架无人机轻松工作”项目以及网络化无人机蜂群项目进展顺利。

“蚊子”技术验证项目旨在开发一种无人僚机验证机,可以为有人战斗机提供“附加能力”。该项目类似于美国“忠诚僚机”计划。美国蒂尔集团全球无人机市场专家史蒂文·扎洛加指出,美空军目前非常热衷于“忠诚僚机”概念,这类系统可能是未来发展的热点,而不是在全球反恐战争中发挥核心作用的遥控无人机。

“蚊子”项目分为两个工作阶段,第一阶段已经结束,英国防部目前正在评估第二阶段建议。由于“蚊子”项目是一个技术验证项目,预计不会产生作战能力。2021年1月,英国皇家空军宣布选定美国势必锐航空系统(Spirit AeroSystems)公司研制“蚊子”无人僚机验证机,要求该公司尽快完成原型机制造,以开展飞行试验验证。

“多架无人机轻松工作”项目旨在探索由一位操控员控制20架小型无人机集群的技术可行性和军事用途,该项目现已进入最后阶段即第三阶段。英国国防部于2016年10月启动“多架无人机轻松工作”项目,该项目由多家企业联合开发,其中以英国蓝熊系统研究公司为主,该公司于2020年3月成功完成第一次试验。测试中,一名操控员在超视距条件下控制5架固定翼无人机完成了一系列协同飞行,5架固定翼无人机在恶劣天气条件下,4天共完成15h飞行测试。据最新披露的试验情况,蓝熊公司目前已完成20架5种不同类型无人机集群飞行测试。测试中,5种异构集群无人机携带6种不同任务载荷,在3名操控员控制下,使用蓝熊公司移动指挥控制系统,执行了具有代表性的任务。测试使用的5种无人机是“蓝熊”公司“鬼魂”/“模块化鬼魂”垂直起降无人机、“红鸢”、“眼镜蛇”常规布局无人机和小型手抛“扁平箱”无人机系统。

为进一步发展蜂群技术并将蜂群作战能力引入部队,英国皇家空军于2020年4月1日在沃丁顿空军基地组建了第216试验中队。英国国防部表示,无人机蜂群将成为英国皇家空军未来空中作战力量的重要组成部分。

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