管窥外军典型无人化作战装备
2020-10-13杨振华
杨振华 冷 沙
2020年5月27日,据全球国防安全军工业新闻网消息,爱沙尼亚的米尔雷姆机器人公司试图通过开发用于机械化单位的新型无人跟踪IFV(步兵战车),将其称为Type-X机器人战斗车(RCV),来彻底改变全球国防工业。随着科技的不断发展,无人化作战成为未来战争不可逆转的趋势。经过多年探索,无人作战装备和系统开始陆续走上战场。无人化作战立足信息化,关联智能化,已成为未来军队发展的重要方向。当前,世界主要国家在该领域展开激烈竞争,力争抢占该领域制高点,形成压倒性优势。各国加大投入力度,大力发展无人化作战装备。
机器人战车势头强劲
机器人战车可以分为3种:轻型(RCV-L)、中型(RCV-M)和重型(RCV-H)。RCV-L是全重约7吨的轻型平台,它携带一套完整探测系统和轻武器,可以引导其他平台精确打击。RCV-L拥有较强的传感器配置,并可以搭载反坦克导弹或者轻型低后坐力武器。由于其重量轻,可使用直升机或运输机运输并快速部署到战场上。低廉的造价使其被定义为战争中的可消费品。RCV-M是重量约10~20吨的中型平台,配备中口径机关炮和反坦克导弹,中口径火炮或者大口径低后坐力武器,可由C-130运输机运输和部署到战场上。RCV-H是重量在20~30吨之间的重型平台,它可以搭载大口径直瞄火炮或者其他武器,具有很强的火力和战场生存能力。但是RCV-H难以运输,一架C-17运输机只可以空运两辆RCV-H战车。
目前世界各国在机器人战车方面都取得了很多成果,发展相对成熟。美国黑骑士无人战车由BAE系统公司研发,配备的武器是一门25毫米的机关炮和一挺7.62毫米的机枪。此车的最大航速可以达到77千米/小时,具备良好的机动能力,能伴随主战坦克进行作战。战车的感知和控制模块包括高灵敏度的摄像机、激光雷达(LADAR)、热成像相机和GPS。依靠先进的传感器设备,战车具备完全的无人驾驶能力。
俄罗斯天王星-9无人地面作战车武器系统有4个9M120-1攻击反坦克导弹发射器,每侧各2个,炮塔包括1个30毫米2A72自动火炮用于防御地面和低空飞行的空中目标,以及1个卡拉什尼科夫PKT/PKTM 7.62毫米同轴机枪用于对抗地面轻型装甲目标;还配备6个93毫米口径火箭推进什米尔-M反应火焰喷射器,在炮塔两侧各3个。其他武器包括4枚艾格拉地对空导弹,9K333 Verba单兵便携式防空系统,和6枚9M133M Kornet-M反坦克导弹。
美军黑骑士无人战车
英国魔爪无人车展开时长86.4厘米,宽57.2厘米,高27.9厘米,地面间隙7厘米。它能携带45千克的有效载荷,带夹持器的拖曳能力可达77.11千克,牵引能力340千克,最大臂举能力9.07千克。它可以爬行边坡45°斜坡和38厘米厚度雪地或拆迁的废墟,通过岩桩和导航。通过双向无线电或光纤链路由防水操作控制单元(OCU)控制。
法国内尔瓦无人车长35厘米,宽31厘米,高15厘米,重4.5千克。速度可达每小时15千米,续航时间为2小时。它可以在开阔地形条件下收集1千米范围内的信息,在城市地区收集300米范围内的信息。配备360°高清摄像机、热成像/红外相机,允许在低光/夜间条件下操作。可以手动操作,也可以半自动操作。在半自动模式下,机器人可以通过按照预先定义的路径点进行自主导航。
以色列守护者无人车可以搭载300千克的有效载荷,包括摄像机、夜视仪、各种传感器、通信设备以及轻型武器系统等模块化装备,这些都可以根据用户的需要来选择。它的遥控指挥控制系统非常容易操作,有固定式、移动式和便携式3种,控制人员可以根据需要控制数辆守护者来完成相应的任务。
加拿大任务大师无人车可加装20毫米机关炮及中型和重型反坦克导弹。4个导航雷达在其顶端平台可加装设备实现多用途,任务范围包括物流运输、侦查、保护、医疗疏散、灭火、核化生检测和通信中继。具备高速的移动能力、可改装的自主性,以及跨越任何地形的能力。
乌克兰幻影无人地面战车装备一门12.7毫米×108毫米重型机枪,安装在一个顶部安装的远程控制炮塔上。尾部携带4枚集装箱发射的障壁反坦克导弹,可与装备有复合装甲、主动保护系统、间隔装甲和爆炸反应装甲(ERA)等保护系统的装甲战车交战。任务能力包括作战、侦察、向前方作战基地运送弹药以及从战场上撤离伤员。
军用无人机冲破云霄
无人机早在80多年前就已问世,但并没有像有人机那样很快就直接应用于战争,而是等了近半个世纪才开始作为侦察机走进战场,从而产生了真正意义上的军用无人机。自20世纪60年代无人机首次在越南战争中使用以来,军用无人机逐步得到重视,无论是型号种类、技术性能,还是作战使用范围和担负的作战任务等,都呈现出强劲的快速发展态势。
美俄作为世界两大军事强国,对无人机装备的研发都十分重视,不久前双方推出了各自最新的无人机装备。美军XQ-58A无人机是一种远程、高亚声速无人驾驶飞行器,该机的长度为9.1米,翼展8.2米,可以携带272千克的作战荷载,升限达到13.7千米,由空军研究实验室与Kratos无人机系统公司合作开发,该无人机是基于Kratos的低成本目标飞机设计理念进行设计,作为空军研究实验室低成本、有吸引力飞机技术(LCAAT)组合的一部分,其目标是打破战术相关飞机不断上升的成本轨迹。LCAAT计划的目标包括通过开发更好的设计工具来更快地设计和建造无人机,成熟和利用商业制造流程来减少建造时间和成本,所有XQ-58A被定义为“低采购和操作成本的无人机”,同时提供改变游戏规则的战斗能力。根据美国空军的说法,通过将XQ-58A等无人驾驶飞机与F-35或F-22组合,每个载人平台都可以以更低的成本覆盖更大的空间。
随着美军新型无人机稳步推进,不甘落后的俄罗斯不久后也进行了相关测试—Korsar战术无人机测试,由多架无人机和一部控制站组成。该机全重200千克,翼展6.5米,机身长度4.2米,飞行航程达120千米,可以在高达5100米的高度以120~150千米/小时的速度飞行,航时可达到10小时,该无人机还装备了一个50马力的活塞发动机,最终的动力装置可提供70马力的动力。该无人机由俄罗斯联合仪表制造公司自主研发,定位为一款中程侦察无人机,适用于地区侦察、巡逻和观察飞行、航空摄影、空中测量、环境监测,此外Korsar无人机可用于对地面和水上目标进行24小时全天候空中侦察,打击敌方设施,以及向指定区域运送物资。
俄罗斯朱诺无人潜航器模型
在军用无人机发展的过程中,除美俄外,其他国家如英国、法国、德国、意大利、日本、印度等,也在加强无人机研究与开发工作。目前为止,世界上很多国家已经研制出多种型号的军用无人机,主要执行的任务包括侦察监视、空中预警、诱骗干扰、通信中继和火力打击等。军用无人机的作战能力和使用范围不断扩大,能够执行压制防空、对地攻击乃至对空作战等原本属于有人驾驶飞机专有的更为复杂的任务。未来,军用无人机将朝着高空长航时、高超声速的方向发展,更加重视侦察/打击一体化、标准化、系列化,更加突出网络化、集群化。
无人水面舰艇日渐成熟
美国在无人水面舰艇研发方面优势明显。2007年7月,美国海军发布了《海军无人水面艇主计划》,明确了美军无人艇规划发展的4个级别:X级、海港级、浮潜者级、舰队级。4个级别在长度上依次从小到大,续航力从小到大,模块从非标准级到标准级,任务从低层次到高层次,另外对布放方式和艇型的要求也不相同。2010年,新加坡航展上展出的Venus号无人艇可搭载水雷战、电子战模块、海上监视模块和精确火力等模块。2011年9月,美国海军研制的模块化三体无人快速侦察艇X-2号,既可利用风能也配备电动引擎,通过无线电和GPS来控制。
2014年8月,美国海军在弗吉尼亚州詹姆斯河进行了一次无人水面艇“蜂群”作战演示,安装了CARACAS系统、故障自动防护系统的13艘无人水面艇(5艘自主控制,8艘遥控)组成编队,利用舰载传感器网络,由护航模式转变为敌船拦截模式,以集群作战模式完成一系列复杂机动动作后,实施了对“可疑船只”的包围和拦截,成功完成了护航作战任务。美军从2015财年到2017财年对“海上集群”项目累计投资4350万美元,用于开展“蜂群”无人艇的单项战术任务验证。可以说,无人水面艇自主集群作战的理念在一定程度上创新了美国海军的作战方式。
美国海军现役水面舰艇和大甲板两栖舰均配备有两种长度的刚性充气艇,即一种船体坚硬、外围还包有一层充气式外壳的小艇,其长度分别为7米和11米,船体上安装有标准设备基座和具有可互换特征的工作任务模块设备。例如,基本型斯巴达侦察兵无人艇,艇长11米,吃水0.91米,重1674千克。该艇的最大航速达50节,最大巡航时间为48小时,最大航程为1000海里,可在1小时内完成配装多种“即插即用”型任务模块。保护者号是一种硬壳充气艇,艇长11米,最高航速可达40节,排水量4吨,有效载荷1000千克。该艇传感器系统主要是导航搜索雷达和Toplit多任务光学系统,后者涵盖了前视红外传感器、照相机/摄像机、激光测距仪、关联跟踪器等。在武器方面搭载了机枪、自动榴弹发射器、计算机火控系统等一套综合无人作战系统。
美国海军海上猎手号无人水面舰采用三体船型,船身用碳复合材料制成,使用模块化设计组装而成。长约为40米,宽12.19米,重140吨,装备有两台引擎,最高时速27节,具有很强的自主能力,无需人工维护可在海上连续工作60~90昼夜,能在5级海况下持续操作,在7级海况内能保证航行与生存。在无人操控情况下具有7200千米续航能力,在无需人工维护状态下在海上维持60~90天,在浪高1.2~2.4米有效载荷与稳定操作,并在浪高2.4~4米的情况下生存。
无人潜航器蓄势待发
无人潜航器(UUV)也可称为无人水下航行器、无人水下运载器等。UUV利用自身的各种传感器和武器,可执行远程通信中继、反潜警戒、水下侦察与监视、反水雷等一系列重要军事支援任务。UUV主要分为遥控式水下航行器(ROV)和自主式水下航行器(AUV)两类。ROV后面拖带电缆或光缆,由人员控制进行工作。AUV自带能源,采用自治控制方式,灵活方便,可广泛应用于侦察/监视、情报收集、跟踪、预警、通信中继、水下攻击等方面。为了完成上述多方面的海上作战任务,美军提出了发展4种不同级别的UUV。
小型便携式UUV,直径仅在70~230毫米之间,重量在45千克以下,可以从潜艇的各种小型发射管中发射出来,例如从声纳浮标和水声对抗器材的发射管中发射出来。其航程仅在10英里左右,作业时间在10~20小时范围。这类UUV可执行的任务有:情报、监视和侦察,浅水域反水雷、监视和扫雷,一次性通信/导航网络的节点。
轻型UUV,其直径为324毫米,可利用现役轻型鱼雷装具实现发射和回收,连续工作时间可达到20~40小时,主要完成港口的情报搜索、监视和侦察,对水雷区域的侦察,作为移动式通信/网络的节点,以及采集海洋信息等。
重型UUV,其直径达533毫米,可利用现役潜艇鱼雷发射管发射,重量达到1000千克以上,低载荷下可连续工作40~80小时,其任务包括战术性情报搜集、监视和侦察、反水雷,以及作为潜艇模拟器诱骗敌方鱼雷等。
大型UUV,直径在1米左右,排水量可达10吨,在高载荷下可工作100~300小时。这种UUV适用于在大多数美国攻击型核潜艇上安装,其任务是持续地进行情报搜索、监视和侦察任务、特种作战和紧急攻击任务、水雷战及反潜战等。
美军海上猎手号无人水面舰艇
未来的战场,无人作战平台将成为新的战争利器
曼塔(MANTA)是美国在21世纪初就开始研制的一种巨型UUV。美国海军计划在未来潜艇上装载4具MANTA。每具MANTA上可装载鱼雷、导弹或水雷等武器。初步设计的MANTA每具达到50吨量级,可携带4枚重型鱼雷。MANTA的另外一个重要特点是具有先进的水下传感器并采用了许多最先进的技术,如压电陶瓷发射机、高耐压水听器、高密度多通道记录仪、艇载电子设备和先进的处理算法。MANTA的艇速为4.5~10节,具有高精度导航的能力,具有水声通信和无线电通信能力,具有低速航行能力。通过装备的侧扫声纳可获得海底地形和深度,具有探测水雷和避障能力,可以向母艇提供众多的水下作战空间的详细信息。从MANTA上发射武器是正在解决的一项关键技术。
Bluefin机器人公司已经生产了该系列约50个AUV平台,包括装载在美国海军水面舰上的21英寸(533毫米)BPAUV,以VSW(极浅海)和M厘米(反水雷战)为目的的9英寸(229毫米)便携式Bluefin-9系统,和兼顾灵活使用和操作的Bluefin-12(324毫米)系统。潜航器上455千赫兹的侧扫声纳能提供7.5~10厘米分辨率的图像。根据合同,美国海军将购买BPAUV系统,包括潜航器和支援设备。BPAUV的总长为305厘米,直径为53厘米,重量为360千克,作业深度为270米。