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无人作战平台的制胜机理
2015年03月20日 08:11 来源:《中国社会科学报》2015年3月20日第716期 作者:董鸿波 字号

内容摘要:无人机编队蜂拥而来,用精密的仪器探测、侦察与反侦察,它们锁定目标后,从容地发射导弹。相信随着智能技术、自主可控技术的进步与应用,上述瓶颈最终都会得到破解,无人作战平台的应用前景将会更加广阔。

关键词:作战平台;无人机;F-22;侦察;发射导弹

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  无人机编队蜂拥而来,用精密的仪器探测、侦察与反侦察,它们锁定目标后,从容地发射导弹;自动编程的无人潜艇,执行水下搜索、侦察、排除水雷等多种任务;地面战场上,机器人负责弹药、医疗补给和食物的配送……文中描绘的很可能就是未来无人作战平台的作战运用场景。

  目前,以无人机为代表的无人作战平台成为世界各国争相研制的“热点”兵器,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都在争先恐后地发展无人作战平台。X-47B无人机航母成功起降,MQ-8“火力侦察兵”等无人机持续升级……作为目前装备无人机最多的国家,美国近年来动作频频,以保持其绝对领先地位;英国紧追美国完成“雷电之神”;法国联合瑞典、意大利、西班牙、希腊和瑞士等国,加紧研制验证“神经元”,欲与英国“雷神”争夺无人机第二把交椅;德国与西班牙联手,研制的“梭鱼”成为欧洲最大无人机;俄罗斯与米格公司签订合同,欲以“鳐鱼”无人机为基础实现赶超。据统计,迄今全球已有60多个国家的军队装备了无人机和无人作战平台,种类超过150种。美国《未来学家》预测,到2020年,战场上机器人的数量将超过人类士兵。为什么世界各国如此钟情无人作战平台,以无人机为代表的无人作战平台在未来战场上究竟有什么样的制胜之道呢?

  胜在使用代价小

  以最少的人员伤亡实现既定作战目标,历来是战场指挥者的追求。无人作战平台,最大特点和优势在于其不需要人员现场操作,而是通过遥控操作,或者按预编程序自主运作,这就大大降低了参战人员牺牲的概率。海湾战争期间,使用精确和智能武器的多国部队仅死亡149人,没有使用精确和智能武器的伊拉克军人死亡则达到2.5万—5万人。在空袭利比亚和“沙漠之狐”行动中,由于无人机的加盟,美军真正实现了战场上零伤亡。

  除此之外,受制于人的生理极限,过去诸如高温、高压、高辐射,甚至充当诱饵等特殊任务,根本无法实施,或执行成本极高。在无人作战平台出现后,这些任务的实施成为可能,使用成本也大大降低。1982年中东战争中,为了实现摧毁敌方防空体系而又不损伤本国战机这一几乎不可能完成的任务,以色列使用“侦察兵”和“猛犬”无人机作诱饵,引诱叙军SA-6导弹阵地制导雷达开机,然后发射导弹对SA-6导弹阵地进行攻击,一举摧毁了叙军部署在贝卡谷地20个导弹营中的19个。1991年海湾战争中,美军使用同样战术,利用无人机作诱饵,诱使伊拉克防空系统的雷达开机并发射导弹,致使伊军防空阵地在短短两天之内就全部瘫痪。除了充当诱饵外,高压、高温、高辐射等领域,也能看到无人作战平台的身影。如法国研制的“埃波拉德”无人潜水器,能在水下自由行动,并能在6000米深的海底进行摄影和探测勘察。

  胜在性能指标优

  据报道,在有关机构组织的一次无人机与F-22的对抗中,无人机在几项主要指标上完胜F-22。完胜的原因在于无人机设计时无需考虑人的生理限制而可以大幅度提高性能指标。

  以升空能力为例,理论上,无人作战平台的升空高度不受限制,可以达到临近空间,甚至太空和外太空。如美国的X-45A无人作战飞机飞行高度可达26000米。“全球鹰”无人机实际飞行高度也能够达到6万英尺,可持续飞行30小时。F-22设计实用升限为19812米,受制于氧气供应,其飞行高度通常在10000米以下,但即便如此,依然难以避免事故发生。2010年11月17日,因氧气系统失效,一架F-22坠毁于阿拉斯加,飞行员杰佛瑞·汉尼因供氧不足陷入昏迷而未能顺利弹射逃生。事后空军作战司令部的威廉·佛瑞瑟上将下令旗下165架F-22机队无限期停止作战飞行任务,并将训练飞行限制在2.5万英尺的高度以下,直到厘清肇事原因并完成相关改善为止。机动过载是衡量飞行器的另一重要指标,它直接决定飞行器的机动性和灵活性,进而决定战场生存能力。一般用重力加速度G来表示机动过载能力大小。现在技术条件下,9G的过载是人体可承受载荷的极限,无人战斗机的机动过载则可以提高到20G的标准,因此无人作战平台的机动性、灵活性大大领先于有人战机。无人战斗机在理论上已经可以靠机动动作摆脱现役空—空导弹,其格斗空战和突防性能将会远远超过有人驾驶的同类作战飞机。

  由于无需考虑乘员空间,在确保实现相同作战功能的前提下,无人作战平台体积要比有人战机缩小35%—40%,这将极大地提高无人作战平台的机动性和隐身性能。由于不需要考虑乘员,无人作战平台可以实现微型化。采用纳米技术和微机电系统与技术,研制发展巴掌大小乃至昆虫大小的无人作战平台已不再是科学幻想。“微星”无人机,长度仅为15厘米,重量200克左右,装备有微型摄像机、GPS定位仪,能够逃过雷达或红外遥感器的视线。据美国国防部预测,未来几年内将有第一批微型武器组成的“微型军”诞生,在10年内有望形成大规模部署,“将来战场上将会出现‘小妖’战‘巨魔’、‘小鱼’吃‘大鱼’的壮观场面”。换一个角度,保持体积和重量不变,由于没有乘员,无人作战平台的有效载荷可以大幅度增加。

  胜在效能费用比高

  效能费用比简称效费比,是将国防活动所产生的效能与达到这些效能的花费进行比较,以评价国防活动成效的优劣。它是判别国防活动的经济效益高低的方法,是决策的重要依据。无人作战平台能够大行其道,另一个很重要的原因就是其超高的效能费用比。以战斗机为例,美国的F-15的研制费为20多亿美元,采购单价为3000万—5000万美元。尽管其采购单价似乎不太高,但其使用维护费很高,约占全部费用的60%甚至更多;号称第五代隐形战机的F-22,单美国空军在研究、开发和测试方面投资就达到了280亿美元,考虑到研制公司支出,其总费用支出将超过300亿美元,每架战斗机的成本估计为1.776亿美元。由于其成本长期居高不小,F-22猛禽战斗机于2011年停产,成为美国史上生产周期最短的战斗机。2008年以来,包括F-22战机、导弹防御系统、新型VH-71总统直升机项目和空军的C-17新型运输机等多个项目停产。无人机因为结构简单、重量轻、尺寸小、使用方便、易于操作和维护,故其研制费、生产成本和维护费要比载人飞机低得多,如美国的“全球鹰”无人机,即使将研制费用、使用费用和其他间接成本算在一起,“全球鹰”及地面站全系统单价也才7300万美元,批量生产后,每架价格可望降到2000万美元左右,而同功能的U-2飞机每架造价超过5200万美元。因此,价廉而效费比高的无人机无疑受到美国军方的青睐。

  无人机在制造完成后不需要频繁的维护和训练,可以将其按照类似战术导弹的储存方式进行长期存放,在安全储存周期里无人机既不需要维护也不消耗资源,在全寿命周期使用成本上具有常规作战飞机无法比拟的绝对优势。无人机由于没有战斗飞行员,不仅可以大量节省培训费用,而且在其使用与维护方面的成本优势更为突出。以训练为例,目前的对敌防空压制打击平台的寿命一般是8000小时,但其中的7600小时用于训练飞行,占全寿命周期的95%。而同功能的无人机的设计寿命为4000小时,其中2000小时用于训练,仅占其全寿命周期的50%。

  胜在功能战法活

  无人作战平台最初设计功能主要是针对专门任务设计,结构简单、功能单一。如无人机的主要任务是情报探测和监视,无人潜航器的功能是探测水雷、猎雷或者海洋环境监测等。而随着计算机技术、通信技术、人工智能技术的不断突破,特别是网络技术的不断创新,在操作人员的远程控制或平台自主控制下,无人作战平台能够完成多种作战任务,逐渐由原来的战场支援型向作战任务型发展,其功能不断拓展,战术战法也在不断更新。除此之外,无人作战平台在设计时,普遍地采用模块化和开放式结构设计。采用模块化设计,可以使平台根据任务需要随时更换相应的机载设备,实现一机多用和即插即用,使用灵活、携带方便。开放式结构设计,则允许无人作战平台随时可以接受新的子系统和新技术,满足不断变化的多种作战任务需求。不考虑技术进步因素,无人作战平台依然具有功能战法灵活的优势。同样基于无需考虑乘员因素,无人作战平台特别是中小型无人作战平台的作战使用环境和保障要求相对有人平台要大为宽松。如很多型号的无人机都能够在相对狭小的场地起降,甚至还能实现手抛等特殊方式起飞。因此,在野战恶劣环境和舰艇上,无人作战平台不受传统战术战法限制,有着广阔的应用前景。

  胜在发展前景大

  《今日美国报》曾发表一篇题为《新型机器人把战争带入下一个层次:无人战争》的文章,文中这样描述无人战争:无人机编队蜂拥而来,用精密的仪器探测、侦察与反侦察,它们锁定目标后,从容地发射导弹;自动编程的无人潜艇,执行水下搜索、侦察、排除水雷等多种任务;地面战场上,机器人负责弹药、医疗补给和食物的配送……这篇文章描绘了未来无人作战平台的作战运用场景。客观地讲,这种情景在短时间内还很难完全实现,无人作战平台的发展还有不少瓶颈,如无法对目标进行敌我识别、本身不能排除突发故障、与无人机操作人员交流困难等。无人作战平台的出现与发展,本身就是技术进步的结果。相信随着智能技术、自主可控技术的进步与应用,上述瓶颈最终都会得到破解,无人作战平台的应用前景将会更加广阔。

  (作者单位:解放军装备学院)

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