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美国空军演练卫星控制MQ-9无人机自动起降

2024-08-15孙妍张洋

无人机 2024年2期

美国空军第49联队是MQ-9“死神”长航时察打一体无人机系统的正式训练单位,该联队于2023年7月14—24日参加了名为“伟大战士”(Grand Warrior)的“敏捷战斗运用”(ACE)演训,期间对50多名MQ-9无人机系统操作学员进行了包括情监侦、近距空中支援、空中遮断、打击协同和侦察、基本地面交战、杀伤链行动以及基本飞行技能等科目的训练。

值得注意的是,刚刚接触MQ-9自动起降能力的学员在第49联队的驻地新墨西哥州霍洛曼空军基地,通过卫星控制北达科他州大福克斯空军基地的两架MQ-9进行了自动降落,这是该联队历史上首次完全使用卫星控制MQ-9执行包括起降在内的全部任务过程。该联队所有在训MQ-9操作学员都已获得了在模拟器上进行自动起降能力训练小时,预计通过进入作战中队后的后续训练,获得自动起降能力认证。

卫星控制自动起降

重要升级

卫星控制自动起降是美军升级MQ-9的一项重要改进。MQ-9无人机是通用原子公司研发的中高空、长航时、非隐身的大型武装无人机,于2003年11月首次交付给美军。截至2022年9月底,美国空军已经列装MQ-9无人机338架,使其成为美军列装规模最大的一型长航时察打一体无人机。

MQ-9无人机支撑着美国空军在全球60个以上的大气层内不间断战斗空中巡逻圈(CAP),为美军提供了重要的情监侦(ISR)、通信中继、“刺杀行动”、对地打击等作战能力。尽管美国空军2020年曾表示该型无人机不适应高端冲突,并希望寻求未来的替代品,但近年来,为满足备战大国战争需要,美国空军和该型机制造商通用原子公司一直在充分挖掘该型机的潜力,进行各种改进。这些改进包括加装自主任务规划能力、扩展和升级任务载荷、配装自防护设备(已试验或实装的包括AIM-9X近距空空导弹、自卫干扰吊舱、ADM- 160“微型空射诱饵”、“亮云”诱饵等)、配装空射小型无人机等。此外,增加卫星控制自动起降能力也是其中的一项重要改进。

卫星控制自动起降的关键技术是适应实战环境的卫星通信技术。美军为MQ-9开发的自动起降能力(ATLC)包括自动开关机、自主滑行及自动起飞和降落能力。对该型机来说,整个过程无论是否完全自动/自主完成,都需要通过卫星通信向远后方的控制站传递无人机及机载系统参数和前方摄像的图像,因此“卫星控制”的内涵既包括通过卫星发送指令来遥控起降,也包括在完全自动/自主模式下通过卫星接收数据进行监控。相对而言,使无人机自身实现自动起降较容易,国外多型无人机都已具备该能力;但要想满足作战需求,卫星控制自动起降还需解决卫星通信的时延、移动中通信、作战时的韧性等问题。

关键技术

通用原子公司为MQ-9无人机系统开发了移动中卫星通信(SOTM)技术,利用可靠的“军民商盟”通信卫星网络,实现不间断的高带宽低延时卫星通信,为MQ-9完全实现卫星控制起降提供了技术保障。美国空军于2021年演示了MQ-9能够在没有地面控制的情况下自动起降;2022年在“勇敢之盾”演习中,使用卫星控制自动起降将1架MQ-9从夏威夷飞到关岛,再飞到帕劳,为演习的关键任务提供态势感知;2023年在三次演习中,分别成功试验了从公路上起飞、在土路上降落以及在极地运行MQ-9无人机的能力;最近在波兰成功进行了专为欧洲和非洲战区开发的卫星发射和回收包(SLR-P)的技术概念验证。

此外,通用原子还开发了至少两项相关技术:

一是激光卫星通信技术。为提供低可截获概率/低可探测概率及更低延迟的保密卫星通信,通用原子公司为该型机开发了机载激光通信系统(ALCoS),可在1.064μm和1.550μm两个光波波长下工作,2020年2月成功与“阿尔法星”地球同步轨道卫星联通,其数据传输速率达到传统卫星通信系统的300倍,这也是中空长航时无人机激光卫星通信系统的首次演示;随后美国空军部太空发展局与该公司合作,于2021年发射激光互联和网络通信系统卫星(LINCS),但随后卫星出现问题,未能与MQ-9的光通信终端之间建立光链路,无法进行测试。

二是超视距高频通信技术。2020年12月,该公司在美国本土完成首Ug0wMvon84b7m+eH94TW5Q==次能力演示,在不使用卫星通信情况下,配装软件定义高频无线电的MQ-9实现最大距离约12874km的超视距通信,使该型机可在卫星通信受限或拒止环境中执行作战任务。

运营优化

卫星控制的自动起降能力已将MQ-9对前沿人员的需求削减至不到先前的五分之一。以往,因卫星链路时延过长,MQ-9需要由起降分队在跑道附近利用目视链路执行手动起降,并且需要空勤人员在跑道上手动输入起降参照点。因此,前方基地需部署地面控制站和驾驶员,由地面数据终端为驾驶员提供不间断信号;还需部署相应的其他设备和维护人员。

具备卫星控制自动起降能力后,美国空军无需在前方部署起降分队,只需要少量空勤人员使用便携式飞机控制站(PACS)起动无人机并将控制权转交给后方的任务控制分队,还可以利用机上光电/红外传感器获取的信息灵活生成自动起降参照点,能够在全球任何地点滑行和起降。

根据美国空军发布的统计数据,过去进行MQ-9操作需在前方部署55名维护人员,所有设备需要用C-17“环球霸王”大型运输机投送;具备卫星控制自动起降能力后只需要部署10名人员,人员减少至不到1/5;且所有前出设备可安装到一个托盘和半个货架上,小到可以用一架CV-22“鱼鹰”倾转旋翼机或C-130“大力神”战术运输机投送。在本次“伟大战士”演习中,美国空军第49联队同样也只向MQ-9起降所在的大福克斯基地派出10名维护人员。

影响分析

MQ-9将更加适应“敏捷战斗运用”概念。美国空军认为,推广卫星控制自动起降技术可明显提升MQ-9的灵活部署、分布作战能力,对该军种已形成条令、高强度常态化全机种演练的“敏捷战斗运用”概念具备更好的适应性。尤其是在西太平洋“跳岛”部署和作战场景下,卫星控制自动起降的MQ-9能在偏远/简易基地运行,无需固定基地,可为美国空军提供关键的情监侦、通信中继、打击等作战能力。

MQ-9的生存力以及相关人员的安全性将进一步增强。美国空军认为,MQ-9因其非隐身易被发现、前方部署人员和设备过多的特性,在未来强对抗环境中生存力堪忧。卫星控制自动起降可大幅减少运用该型机所需前出部署的人员和设备踪迹,且卫星链路更难被截获和干扰,结合MQ-9的其他改进,可增强MQ-9的生存力,并大幅减少置身险境的作战人员数量。

MQ-9与美军作战体系的融合程度将进一步提高。卫星控制的自动起降能力可大幅简化MQ-9参加演训和实战所需的协调工作,并使MQ-9不再需要单独的目视链路设备在前沿控制起降,而可与美军其他装备一样使用“军民商盟”卫星星座,从而更充分地利用美军发展强韧太空体系的成果,包括未来可能利用“星链”“星盾”进行卫星通信。这将加深MQ-9与美军作战体系的融合程度,使MQ-9无人机系统能更容易获得体系支援,并更好地为体系提供贡献。