未—来无人化战争的引领者美国舰载无人攻击机X-47B发展及影响

2015-01-04方勇

军事文摘 2015年13期

方勇

方勇

专题—改变未来战争形态的无人装备

近年来，以无人攻击机为代表的智能化无人系统成为军事强国发展的热点。美国X-47B无人攻击机成功完成自主空中加油试验，美国海军无人水面艇开展集群攻击演练，地面仿生机器人极大提升了单兵的安全性和作战能力。随着无人系统自主技术、协同技术、通信技术等关键技术的突破，其作战领域正在从情报监视与侦察，向打击任务拓展；从传统的信息支援保障装备，逐渐融入主战装备体系。美国智库新美国安全中心在2014年1月发布的《20YY：为机器人时代的战争做好准备》报告中提出，“机器人时代战争已经不是科幻小说”，并强调对于美国及其盟友、伙伴和对手而言，在一个新的时代里，无人和自主武器系统将在未来战争中扮演核心角色，呼吁美国必须为此做好准备。未来，作为改变作战规则的颠覆性装备，无人空天飞行器、智能机器人、无人攻击机、无人水面艇等智能化无人系统，将使信息化战争模式发生巨大改观。无人化战争正在向我们走来。

专题特约顾问方勇

2015年4月22日，美国X-47B舰载无人攻击机成功完成自主加油试验，这是X-47B验证机继完成舰上弹射起飞、拦阻降落、与有人机轮流着舰后，取得的又一重大进展，标志着舰载无人攻击机技术向实用化迈出重要一步。美国海军将在2020年前，在X-47B验证机的基础上，研制出实用化舰载无人攻击机—舰载无人空中监视与打击系统（UCLASS）。作为一种集远程侦察及打击于一体的隐身平台，UCLASS一旦服役，将对未来战争形态产生重大影响，

突出的隐身和巡航能力

机身外形采用隐身化设计。与有人作战飞机相比，无人攻击机没有飞行员座舱和仪表盘这些主要的雷达信号反射源，在隐身化设计上具有先天优势。此外，X-47B还采取了一系列隐身措施：采用无尾飞翼布局、蛇形发动机进气道和特殊设计的尾喷管，优化了飞机前/后缘，提高了背部圆滑性，采用了吸波材料和整体式复合材料结构，消除了蒙皮铆接对隐身性能的不利影响，显著降低了雷达散射截面和红外信号特征。据专家测算，X-47B的雷达散射截面大致相当于F-22战斗机的1/3。

作战半径和滞空时间远超有人舰载机。由于无人机没有座舱及相关生命保障系统，在相同重量下能携带更多油料，作战半径更大。X-47B在不接受空中加油的情况下，作战半径的目标值可达到3700千米，约为F-35C舰载攻击战斗机的3倍。有人舰载机受飞行员生理极限的限制，在接受空中加油的情况下，最长滞空时间一般不超过10小时。相比之下，无人攻击机无此制约，可长时间执行作战任务。美国海军要求未来UCLASS的不加油续航时间能达到14小时，空中加油后将达到50小时以上，是有人机的5倍多。

可配备多种侦察与武器载荷。X-47B能够搭载光电/红外传感器，合成孔径雷达，地面移动目标指示器，AN/ALR-69电子支援设备和Ku、Ka波段的Link 16数据链；载弹量超过2000千克，能够搭载2枚常规尺寸的激光制导弹药或者8枚小直径炸弹。根据美国海军的最新要求，未来UCLASS的最大起飞重量将达到7~8万磅，接近F-22的最大起飞重量，载荷能力大大提高。美国海军还要求UCLASS未来能够装备GPS制导的联合直接攻击弹药。

表面平滑、边缘多边形的设计减小了雷达散射截面积

X-47B各组件示意图

无人攻击机可能改变未来作战模式

无人攻击机低可探测性以及持久作战能力，使其具备了目前多数有人作战飞机不可比拟的优势。美国UCLASS舰载无人攻击机一旦服役，必将对未来作战样式产生深远影响，也将对西太地区安全构成严峻挑战。

大幅提升航空母舰在防区外的远程打击能力，严重削弱对手的“反介入”能力。根据美国海军的要求，未来具备空中加油能力的UCLASS作战半径将达到F/A-18E/ F的2倍、F-35C的3倍以上。据诺斯罗普·格鲁曼公司分析，由12架X-47B组成的飞行中队，按每架飞行50小时计算，可在航母战斗群外形成6支作战半径320千米的空中战斗巡逻小队。据测算，从夏威夷火奴鲁鲁到台湾海峡的飞行距离是8426千米，在巡航速度450节的情况下，X-47B经过两次空中加油能够在10小时内飞完全程。由此，美国航母将具有在远离大陆约3000千米以外的区域利用各种舰载无人作战飞机发起攻击的能力。目前美国航母使用的有人驾驶飞机，最多可以打击370~830千米内的目标，而X-47B则显著扩展了打击范围。随着UCLASS上舰，美国海军可将航空母舰远离战区部署，既可确保航空母舰的安全性，又能对他国沿海乃至纵深地区的目标构成严重威胁。UCLASS的高隐身性能，将使对手防空体系的预警时间和预警距离大大缩短，反航空母舰手段无法发挥威慑作用。舰载无人攻击机将可能凭借其良好的隐身性能和无人加油能力，为美国航母平添一只打得更远的隐形“长拳”。

将为航空母舰建立海上持久侦察打击圈，对时敏目标构成持久压制。美国诺斯罗普·格鲁曼公司的计算表明，经空中加油后，X-47B验证机在距起飞地点1800、2300、2800千米位置的持续作战时间分别为28.2、20.5、12.9小时，而现役舰载机则仅为3.0、0.9、0小时。未来UCLASS上舰后，将使美国海军具备前所未有的持久侦察打击能力。一方面，UCLASS将为航空母舰编队形成严密的预警侦察圈。目前，由于航空母舰搭载的预警机数量有限，航空母舰编队只能在重点方向或重点时段保持预警能力，预警体系存在漏洞。美国海军计划，将利用UCLASS为每艘航空母舰建立2个空中巡逻圈，每个巡逻圈配置3～6架无人机，在航空母舰编队周围实施全向、全天候持续巡逻预警，大幅降低被敌方成功偷袭的可能性。另一方面，UCLASS将使美军具备对广域范围内时敏目标的持久压制能力。诺斯罗普·格鲁曼公司在X-47B论证时曾提出，配备无人攻击机的多个航空母舰编队可在距离海岸线3700千米的地方，利用100架无人攻击机，对相当于美国西部16个州的区域进行每周7天、每天24小时的侦察覆盖，一旦发现目标，15分钟之内即可做出反应。未来UCLASS可凭借其隐身性能，在敌方国土上空长时间巡逻侦察，一旦发现弹道导弹发射车或刚开机的防空雷达等时敏目标，即可快速打击。这种持久压制和快速反应能力是过去的主战装备所不具备的。

无人攻击机与有人飞机协同编队，将显著增强体系作战能力。在未来日益复杂的作战环境下，单平台所能发挥的作战效能将极为有限，因此无人作战系统的作战模式由单平台逐步发展为更灵活的多平台集群作战、有人/无人协同作战方式。美军特别强调无人平台的“互联、互通、互操作”能力，为多平台协同作战打下良好基础。无人作战系统和有人系统协同作战，可以充分发挥两者的优势，弥补彼此的不足，更加有效地完成作战任务，多平台协同作战将成为未来无人作战系统作战模式的重要方向。无人攻击机、有人攻击机、轰炸机各有特点、各具优势。无人攻击机虽然续航时间很长，但载弹重量和种类都较少。F/A-18E/F和F-35C等舰载机载弹量都超过了8000千克，可搭载的弹药种类更是比无人攻击机多得多。但有人攻击机不适合在高风险环境中作战，即便是隐身飞机，其低可探测性也不及无人机。在未来的攻防对抗中，无人攻击机可凭借高隐身性能，担任“开路先锋”，突破敌防空系统，对敌进行持续侦察，并利用携带的武器摧毁敌方防空系统。之后，有人攻击机和轰炸机进入战区，凭借更强大的对地打击能力摧毁其他目标。最后，可由无人攻击机进行毁伤评估，并对未被摧毁的目标实施攻击。X-47B与F/A-18E/F开展轮流着舰试验，表明美军已实现无人/有人舰载机两套着舰流程的无缝连接，有助于提升舰载机编队出动架次率。

用于弹道导弹防御，削弱反舰导弹威胁。反导作战是X-47B最为独特的运用方式。美国一直将反舰弹道导弹视作最为忌惮的武器之一。实际上，早在2009年9月，美国空军参谋长施瓦茨就向导弹防御局提出发展空基导弹防御系统的建议，并将X-47B作为理想的反导作战平台。根据设想，X-47B将利用其长航时、隐身的特性及可机动前沿部署特点，发射空射拦截弹，在弹道导弹助推段对其进行拦截，大大削弱反舰导弹对航母编队和宙斯盾舰的威胁能力。

X-47B三视角图

全自主智能化无人系统是未来发展方向

在复杂的战场环境中，由于存在通信中断、链路带宽和距离受限以及人员操控能力等因素的限制，无人系统人机智能融合的交互控制模式存在很大的缺陷。因此，实现全自主控制是无人作战系统未来发展的必然方向。目前，以X-47B为代表的无人作战系统虽然具备较高的自主化水平，但距离真正的智能化无人系统仍有很长的路要走。

无人机能自主完成的操作还很有限。目前的无人机要完成起飞降落、飞行控制、航线规划和障碍规避等操作，需要接受操作员的控制指令，或者根据预先设定的任务程序进行，尚不能实现完全自主控制。美国X-47B舰载无人攻击机验证机代表了当今世界无人机最高的自主控制水平，2013年实现了距离航母90千米区域内的精确着舰，实际降落点和预定降落点的偏差只有几厘米。虽然X-47B表现出的控制精度很高，但实际上都是在操作员和预编程序的联合控制下实现的。操作员利用戴在手臂上的控制显示单元，操控了X-47B从移出机库到弹射起飞前的一系列动作；而在触舰复飞和阻拦降落时，虽然没有人员的直接外部干预，但是在机载和舰载GPS的指引下，通过机载计算机的先进控制算法，完全是按照预编程序实现的。

无人机的自主目标检测与识别水平低。当前的无人机只能判断出侦察区域是否存在可疑目标，无法对目标的属性、真伪进行足够准确的识别，需要操作员时刻坐在屏幕前监视。联合国在2013年10月发布的一份调查报告证实，自2004年美国利用“捕食者”“死神”等无人机打击恐怖分子以来，仅在巴基斯坦就误杀了400多个无辜平民，并多次将民房当做恐怖分子乘坐的车辆误炸。究其原因，还是无人机目前的目标识别能力太弱。要实现自主识别，无人机就需要具备更加先进的态势感知和图像识别能力，对目标的识别准确率起码应达到飞行员的水平。而目前的计算机科学、图像比对分析、机器学习等技术，都还做不到这一点。

无人机尚不具备以目标为导向的自主决策能力。由于不能准确识别目标，目前的无人机必须在操作员的指令控制下才能对目标实施打击，没有自主攻击的决策权。要实现这种自主决策能力，需要无人机具备复杂环境下的态势感知能力和强大的计算分析能力，要求无人机在切断人机交互作用的情况下，能够模仿人脑的运行机理进行复杂思考、信息处理和分析推理，以便和人一样作出科学、准确的决策。然而，目前的人工智能技术和脑科学研究都远未达到这种水平，要实现真正意义上的智能无人系统需要人工智能技术取得突破性进展。