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雄心勃勃美国陆军首次规划未来无人机系统 文/ 温杰今年8 月，美国陆军在国际无人系统协会举办的2012 年度会议（AUVSI 2012）上透露，尽管在阿富汗的作战行动已经接近尾声，但仍将按计划扩大无人机系统（UAS）的装备使用范围，准备把小型无人机系统（SUAS）配备到班级建制，使各个小建制部队的作战能力与敌军的排级或师级部队相当，从而获得更好的态势感知优势，以便打败任何一个对手。2010 年4 月15 日，美国陆军首次公布了美国陆军无人机系统路线图（2010 2035）（ 以下简称路线图），提出了现役飞行平台在未来25年内将逐步转变为全无人驾驶飞行模式的设想。同一天，美国陆军副总参谋彼得卡莱利将军在美国陆军航空协会举办的年度会议上做了一次政策演讲，公开表示美国陆军装备的UAS 必须提供更强的作战能力，不仅可以观察战场上的一举一动，而且能够左右战场的胜负。卡莱利将军再三表示，路线图不是一项预算草案或者采购策略的文件，只是提出了一个战略愿景。但是，美国陆军正在通过各种途径，不断扩大无人机的机队规模，加速建设自己的高技术空中力量。美国陆军的这一举措不仅会削弱美国空军在无人机领域的主导地位，同时也引起了世界各国的广泛关注。描绘战略愿景美国陆军在路线图中并未沿用美国空军的“遥控驾驶飞机”（RPA）这个术语，而是广泛使用了“可选有人驾驶飞行器”（OPV）这个新术语。路线图长达140 页，为美国陆军的空中力量勾勒出一系列雄心勃勃的目标，旨在帮助工业界理解美国陆军希望获得什么样的无人作战能力。相比之下，美国空军在发展规划中预测：在未来30 年中，有人驾驶作战飞机仍然是主要的攻击平台。路线图强调了有人驾驶飞机与无人机协同作战使用和采用通用控制系统的重要性，旨在实现跨系统的通用控制，这主要由两个基本要素决定：开放式体系结构和通用性。美国陆军认为，只有采用开放式体系结构，才能降低成本，从而负担起多层次的情报、监视和侦察方案。美国陆军同时指出，工业部门之间应该积极沟通，以便能够按照陆军发展战略来研制相关产品。在这份文件中， 美国陆军将UAS 发展战略分为3 个时间段： 近期（2010 2015 年）、中期（2016 2025年）和远期（2026 2035 年）。概括来讲，路线图在近期将重点关注如何将现有各项技术快速综合到目前装备的UAS中，在中期将把优先发展权转向将UAS完全融入到作战行动的各个方面，在远期则希望借助于技术进步，通过减小尺寸、减轻重量和较低动力需求, 增加无人机的续航能力和有效载荷能力。在3 个阶段中，作战概念方面的最大变化将出现在2016 2025 年的中期阶段，预计AH-64D“阿帕奇”和OH-58D“基奥瓦”将发展成为一种OPV，同样的变化也将出现在UH-60“黑鹰”和CH-47“支奴干”上。目前，西科斯基飞机公司已经将一架UH-60M 直升机改装成一架OPV 型验证机，进行关键技术测试。从路线图可以看出，在未来25 年，美国陆军的空中力量将从目前几乎全部是有人驾驶平台，转变为由大多数无人机和OPV 组成的机队。目前，美国陆军航空兵高层官员已经接受了由无人机承担货物补给任务的设想，估计到2020年前后，由无人机或OPV 来承担1/4 的补给任务。无人机不仅将承担货物补给等新任务，还将配备新型传感器和武器，包括小型激光武器。到2035 年，无人机还将承担起攻击和武装侦察等任务，但是，可以自主发射武器的无人机并不是美国陆军未来发展计划的一部分。实施近期目标目前， 美国陆军根据作战需要，为作战旅装备了“影子”200（Shadow200）无人机，为连级和排级部队配备了手持式发射的小型“渡鸦”（Raven）无人机，并开始在阿富汗战场上部署MQ-1C“灰鹰”（Gray Eagle）无人机。截至2010 年4 月14 日，美国陆军的各种型号无人机的累计飞行时间已经超过了100 万小时，其中88是在伊拉克和阿富汗完成的。目前，美国陆军已经获得国防部的财政支持，着手展开无人机队的一轮大规模建设。按照路线图近期发展目标，美国陆军无人机队的核心平台将由“影子”和“灰鹰”无人机组成，目前已经装备使用了近100 架，未来5 年内还将采购300 多架。除了采购新型无人机外，美国陆军将为这些无人机配备先进的传感器、网络系统和各种武器，这将显著增强陆军实施空中作战的能力。美国陆军计划率先在“影子”无人机上加装执行信号情报和电子攻击任务的各种设备，然后再将这些设备加装到“灰鹰”无人机上。2010 年12 月28 日，美国陆军授予航空环境公司一份价值4622 万美元的合同，采购123 套RQ-11B“渡鸦”UAS。“渡鸦”是一种手抛式小型无人机，可全天候执行低空侦察和监视任务，任务载荷包括电耦合摄像机和夜间红外摄像机，作战半径在15 千米以内。美国陆军士兵通过使用RQ-11B 无人机，可以发现山后的敌方目标。目前，美国陆军已拥有78 套“影子”UAS，每套系统包括4 架无人机。根据计划，美国陆军在未来几年内会将其装备规模扩大一倍，达到148 套或更多，具体数字尚未确定。美国陆军正在通过采用电子燃油喷射发动机、改进航空电子设备、自主起飞和降落来升级现役的RQ-7B 无人机，还计划增大翼展，使续航时间延长3 小时，同时增加有效载荷。其他新特点包括加装激光指示器，用于引导武器投放，并为所有的通信链路加密。RQ-7C 型是一种经过改进的更大型号的无人机，性能也更加先进，将在不久获得批准。预计，RQ-7C 无人机有可能取代美国陆军曾经考虑采购的“火力侦察兵”无人直升机，从而简化后勤保障需求。此前，美国陆军在伊拉克部署了4架MQ-1C 无人机，2010 年7 月又将另外4 架MQ-1C 无人机运输到阿富汗，后一批次将配备专门改进的“海尔法”导弹。这种“海尔法”导弹是专门为无人机设计和研制的第一种机载武器，可以离轴攻击目标。五角大楼已批准了美国陆军采购两个中队所需的“灰鹰”，每个中队将配备12 架无人机、5 个地面控制站、卫星通信系统和传感器。除了当前的这些采购外，在未来5 年内，美国陆军每年将购买24 架“灰鹰”。随着五角大楼逐步调整预算，用于加强战区情报、监视与侦察（ISR）能力，“灰鹰”UAS 有望获得更多资金。美国陆军UAS 计划副主管蒂姆奥因斯表示，从2012 年财政年度开始，美国陆军预计将加快推进“灰鹰”计划，在每年采购3 套该系统。每套系统包括12 架无人驾驶空中飞行器和5 个地面控制站。这样，美国陆军在2014 财政年度之前可以完成当前的MQ-1C 采购计划。寻求新型平台路线图还展示了美国陆军计划采购一种新的小型UAS，用于配备营级部队。这种无人机在路线图中被描述为类似航空环境公司“美洲狮”（Puma）和霍尼韦尔的“ 狼蛛鹰”（TarantulaHawk，也缩写为T-Hawk），从而填补当前“渡鸦”无人机的不足。按照计划，美国陆军将在2012 年培养2000 多名UAS 操作员和维护人员，而在未来10年间，这一数字将以800的速度增加。与此同时，美国陆军正在制订循序渐进的方案，以研制和启用新型的垂直起降（VTOL） 无人驾驶飞行器。2010年5 月11 日，奥因斯表示，VTOL 无人机计划可能包括3 个阶段，最初将把重点放在执行ISR 任务上。首先， 美国陆军计划列装集成了ARGUS-IS 传感器的A160T“ 蜂鸟”（Hummingbird） 无人直升机。ARGUSIS为“自主式全方位对地实时监视成像系统”的缩写，是一种用于探测和跟踪小型活动目标的广域监视传感器。其次， 美国陆军希望就一整套的VTOL 快速反应能力进行招标，可能有两个承包商团队提出各自不同的解决方案参与竞标。美国陆军通过竞标可以进一步了解目前的技术状况，这样就能知道可以买得起什么样的装备。最后，美国陆军可能会筛选出一个平台，并据此进行首批VTOL 无人机的生产。美国陆军正在物色一种在高温条件下能飞到1828 米高度、可持续飞行12 24 小时的VTOL 系统， 但不一定需要旋转翼飞行平台。该系统最初将把重点放在提供ISR 能力上，不过美国陆军希望VTOL 无人机最终还能够提供货物运载能力。VTOL 无人机平台被认为是充当运载货物以及搭载广域侦察传感器、合成孔径雷达的理想飞行器，因为它们能够在保持相对平稳的情况下缓慢盘旋或飞行。另一方面，美国陆军在2010 年开始测试和评估“弹簧小折刀”（Switchblade）无人机，希望购买并部署此类飞行器。然而，紧张的预算和这种一次性飞行器的价格成为制约采购的主要因素。依据订购的数量, 每套“弹簧小折刀”价格仍超过1 万美元。如果它受到部队的欢迎, 就必须满足更多的需求，这可能会让不断削减的军队预算显得更加紧张。“弹簧小折刀”重1000 克，是一种装备炸药的一次性无人机。它由自己的运输存储管中发射，机翼弹出，由电池供电的推进器开始旋转，随后摄像机开始将影像传送给控制者。“弹簧小折刀”可以通过军用直升机上使用的70毫米火箭筒发射, 其飞行速度最高可达1000 米/ 分，可以在空中停留20 40分钟，取决于它是否装备了炸药。装备炸药的“弹簧小折刀”可以飞抵目标并引爆，爆炸效果与一枚手榴弹相当，因此地面部队可以利用它攻击藏身于目视不到的地点的敌人。从严格意义上讲，“弹簧小折刀”是一种制导导弹，但其作为侦察工具的用途促使研制人员将其称为无人机。提出中期计划根据路线图提出的中期计划，美国陆军到2026 年将可以应用一系列非常先进的技术，包括密集编队、辅助认知软件和完全满足适航要求的感知与规避技术。凭借这些先进技术，飞行员将能够从有人驾驶飞机的座舱中控制多架无人机。从2010 年开始，经过升级的“阿帕奇”武装直升机已经能够从座舱内操纵无人机。届时，飞行员将从地面人员手中接过无人机的控制权，在它们完成预定作战任务后，再将控制权交还给地面人员。对此，“阿帕奇”直升机发展项目的经理有一个形象的比喻：这就像是在观看一场足球赛时，借助于一部摄像机与借助于多部摄像机，现场画面会存在明显的差异。这一技术显著改善了飞行员和地面人员的态势感知，而在过去，飞行员必须依赖于语音和数据链来获得信息。目前，OH-58D 侦察直升机通常与一架“影子”无人机协同飞行，飞行员借助于“影子”无人机可以获得更全面的态势感知，从而更好地了解地面上所发生的各种情况。一旦飞行员们可以从座舱内控制无人机，就可以从多个方向观察目标，从而能够更加清晰地观察到山脉或建筑物的另一侧所出现的各种情况。这一战术显著增强了有人驾驶飞机与无人机编队的作战效能，二者可以充分发挥各自的优势，从而更加有效地执行各项任务。因此，美国陆军航空兵已经停止了有关“有人/ 无人编队”的争论，开始着手验证各种战术。美国陆军UAS 办公室十分关注垂直起降和货物补给等技术的发展，同时也非常关切弹药和通信设备的减重问题。美国陆军航空部正在全面分析和探讨重建陆军航空作战部队的一些细节，计划在今后3 5 年内制定出空中机队的发展方向，逐步将UAS 集成到现有机队的编制中。具体而言，美国陆军正在考虑组建一个全任务作战航空旅，实现无人机与有人驾驶作战平台的混合编队。与此同时，美国陆军在陆军航空协会举办的年度论坛上首次透露, 正在着手将有人驾驶飞机和无人驾驶飞机混编于同一单位，接受统一指挥，旨在构建一个完整的情报、监视和侦察部队，及时地收集和分发战场重要信息。美国陆军希望能够升级现役直升机，执行无人机的任务，而不是购买昂贵的新型平台。美国陆军表示，购买大量无人机的想法是不切实际的，借助于OPV 技术，一部分有人驾驶飞机可以被改装为OPV 模式。目前，AH-64D、CH-47F 和UH-60M直升机都已经具备了无人驾驶飞行所必需的大多数电子设备，而西科斯基公司正在采用电传操纵技术对UH-60M 直升机进行升级，以便根据任务的不同而采用2 名、1 名或者无人驾驶来操纵飞机，预计，“黑鹰”直升机的OPV 技术有望在2015 年或更早实现。路线图为将现役机队改装为无人驾驶平台提供了额外的资金。美国陆军的设想是在驾驶舱内设计3 个开关：0 是用于无人驾驶和自主飞行状态，1是用于一名飞行员驾驶状态，2 是用于两名飞行员驾驶飞行。另外，驾驶舱内还应设计一个开关，用于控制一架无人机。这样，无人机可以跟随在有人驾驶直升机后面，执行空中护航任务。预计，到2035 年后，经过改装的“支努干”运输直升机也可实现无人驾驶。制订远期规划从长远来看，路线图在2026 2035 年间主要关注于无人航空的“系统生存、自主性、通用性和互操作性”。按照路线图的设想，像医疗救护等很大程度上依赖于飞行员的任务，将在远期规划的最后几年逐步过渡到无人驾驶方式。此外，美国陆军计划在这一时期将超微型无人机引入到作战分队，并且还计划装备一种RQ-X 无人机，同时“武装空中侦察兵”（AAS）直升机也将进入服役， 用于替代OH-58D 直升机。高层官员还强调，当前面临的一个严峻挑战是，很难探测和发现飞行高度低、飞行速度慢的小型无人机。因此，美国陆军航空兵必须努力获得更多新技术，并发展一些战术，才能战胜敌方的无人机。从长远来说，研制人员有可能发展一些“认知算法”，从而使无人机在以前各种经验的基础上，改变一些状态和性能。对此，美国陆军应用技术指导委员会认为，大多数研究需要探索和挖掘无人机的潜力，美国陆军不能保持着按部就班地改进无人机队的状态，必须产生一个质的飞跃。美国陆军在公开发布了路线图后，引发了UAS 在未来作战中处于何种地位的广泛争论。自从2003 年的伊拉克战争后，美国陆军已经通过引进许多新技术来加快自身转型， 其中UAS所产生的影响远远超过了其中任何一项技术。分析指出，美国陆军十分需要这种高度战术化的空中支援手段，很可能会借此组建一支无人化的空中力量，发展成完全独立的“第二空军”。对此，美国的国防杂志预测，美国陆军的无人机部队一旦发展到较为完善的程度，美国空军对天空的控制权将彻底被弱化。总体而言，美国陆军在首次规划发展UAS 的路线图中，没有提出具体研制计划，也未预言有关经费预算，只是提出一些抽象概念，即UAS 在未来如何与现有作战编队融为一体。可以预见，随着无人机种类和数量的不断增加，美国陆军的组织结构也将发生革命性变化，所承担的任务范围也将日益扩大，势必对未来作战模式产生重大影响。 -全文完-