澳大利亞“掃描鷹”無人機從發(fā)射架上發(fā)射。盟軍無人機在西南亞戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用。
美國空軍預(yù)測在未來40年內(nèi),無人機將可以自動起飛與著陸,可以獨立規(guī)避惡劣的氣象條件、敵方飛機與其他威脅。與有人飛機一起飛行的無人機被稱為“翼人(wingmen)”,這種無人機可以在突破敵方防空系統(tǒng)過程中自動發(fā)射空對空或空對地導(dǎo)彈。一名領(lǐng)航員可以控制多架無人機。
2009年夏天,美國空軍在《無人機系統(tǒng)飛行計劃(Unmanned Aircraft System (UAS) Flight Plan.)》中展望了無人機運用的前景。該計劃并沒有認(rèn)為有人飛機的時代已經(jīng)結(jié)束,而是提出了一種將無人機融入現(xiàn)有空軍武器系統(tǒng)與作戰(zhàn)行動的方法,并表示無人機必將成為2047年空軍的重點,2047年也是美國空軍成立一百周年。
自從無人機部隊獨立以來,無人機已經(jīng)成為空軍的重要組成部分。投放原子彈之后,空軍將派B-17無人機偵察放射性物質(zhì)。無人機系統(tǒng)從此度過了漫長的被人們忽略時期,而且擁有非常光明的未來。
首先,隨著作戰(zhàn)節(jié)奏的加快,以及態(tài)勢感知任務(wù)的增多,越來越需要無人偵察機來提高空軍部隊的效率與效能。
例如,在反叛亂行動與反恐行動中,空中支援的目標(biāo)選擇與打擊需要在幾分鐘之內(nèi)完成。這種需求需要情報偵察力量持續(xù)作戰(zhàn),對廣闊區(qū)域進(jìn)行拉網(wǎng)式偵察,刺探敵方活動,死守關(guān)鍵地點幾個小時,甚至幾天時間等等。
負(fù)責(zé)偵察情報的副參謀長(deputy chief of staff)大衛(wèi)·德普圖拉中將在談到成功打擊伊拉克基地組織頭目阿布·穆薩卜·扎卡維(Abu Musabal Zarqawi)時重點指出了持續(xù)性偵察的重要性。德普圖拉中將說,兩架F-16戰(zhàn)斗機花6分鐘投放GBU-12炸彈(500磅)與GBU-38 聯(lián)合直接攻擊彈藥,但是“捕食者”卻要花費6000小時來跟蹤與定位扎卡維的位置。
很顯然,正是因為空軍需要持續(xù)的情報偵察,所以也需要為無人機部隊建立統(tǒng)一一致的路線圖。路線圖中寫道:“無人機系統(tǒng)具有非常高的持續(xù)性與機動性。”
在伊拉克“警戒與搜索聯(lián)合行動”中,第25步兵師陸軍中士丹尼·費爾普斯使RQ-11“烏鴉”無人機起飛。
無人機大家庭
事實是越來越多的無人機被運用于情報偵察領(lǐng)域。2006年10月之前,在伊拉克與阿富汗的盟軍無人機總飛行時間超過了400,000小時,“捕食者”與“收割機”使用數(shù)量激增。
2008年,國防部購買了775架無人機,其中包括5架大型“全球鷹”無人機,20架“捕食者”無人機,16架“收割機/勇士”無人機,28架“影子”無人機,以及超過700架便攜式“烏鴉”無人機。2015年之前,國防部將對無人機系統(tǒng)投資280億美元,超過從1950年以來對無人機的投資總和250億美元。
空軍正在設(shè)想建立無人機裝備體系,其中包括小型、中型與大型無人機。
最不為人所知的當(dāng)屬小型無人機。這些小型無人機中包括“戰(zhàn)場空中目標(biāo)選擇微型無人機(Battlefeld Air Targeting Micro Air Vehicle也稱為BATMAV)”。目前的這種無人機的數(shù)量達(dá)到了400架,這種重量只有一磅的“戰(zhàn)場空中目標(biāo)選擇微型無人機”可以飛行45分鐘,它安裝有前視與側(cè)視照相機,獲取的圖像信息可以發(fā)送給3英里之外的戰(zhàn)斗控制人員。
RQ-11“烏鴉”無人機相對大一些,可以在空中飛行90分鐘,高度達(dá)14,000英尺,與控制人員的距離最遠(yuǎn)為6英里。這種無人機可以依靠gps導(dǎo)航按照預(yù)先設(shè)定的程序飛行,在天氣良好的情況下操作人員可以全天“24小時”使用其電子光學(xué)設(shè)備(電視)與紅外照相機。
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“掃描鷹”無人機是所有小型無人機中最大的型號,重40磅,由飛機彈射器發(fā)射,飛行高度為2500英尺。無人機的塔狀照相機可以進(jìn)行光電與紅外偵察,具有監(jiān)視5英里之外車輛的能力。
目前,這些小型無人機用于戰(zhàn)場偵察、作戰(zhàn)支援、保衛(wèi)基地安全。美國空軍預(yù)測未來小型無人機將應(yīng)用納米技術(shù)與生物化學(xué)技術(shù),這些小型無人機將可以進(jìn)入建筑物內(nèi)部進(jìn)行偵察。
這些納米無人機運用更為廣泛,例如網(wǎng)絡(luò)攻擊、通信接力、信號收集、甚至致命性打擊。這些飛機將支援在城市空間、叢林、地下洞庫、碉堡等狹窄空間作戰(zhàn)的單兵或分隊。
為了充分發(fā)揮這些無人機的效能,需要改革組織機構(gòu);空軍計劃2010年前在空軍特種作戰(zhàn)司令部成立兩個專業(yè)的小型無人機中隊。
飛行中的“全球鷹”無人機。
無人機新的任務(wù)
“空軍計劃”解決了另外一個關(guān)鍵的問題——小型無人機中隊的訓(xùn)練與考核。為了解決該問題,空軍進(jìn)行了大膽創(chuàng)新。與大型的“捕食者”無人機與“全球鷹”無人機不同,小型無人機的操作與維護都由同一個人負(fù)責(zé)。許多情況下,小型無人機至多只能看成裝備的附屬品,而不是一架具有獨立作戰(zhàn)能力的飛機。
由于MQ-1“捕食者”無人機與MQ-9 “收割機”無人機為打擊基地組織領(lǐng)導(dǎo)人做出巨大貢獻(xiàn),我們對空軍中型無人機的能力非常熟悉。
以前,無人機的價值取決于其持續(xù)性與全息視頻(full-motion video FMV)。在阿富汗戰(zhàn)爭早期,“捕食者”無人機的持續(xù)作戰(zhàn)能力使其在偵察、跟蹤、打擊“塔利班”與“基地”組織方面發(fā)揮了重要作用,例如2001年11月成功地打擊了穆罕默德·阿特夫。
空軍越來越多地使用全息視頻,部分原因是由于其使用簡便,普通人可以輕松地使用和理解這種信息格式。
自從1999年盟軍首次使用“捕食者”無人機以來,其能力穩(wěn)步增長。“捕食者”無人機的光電/紅外照相機目前可以進(jìn)行信號收集與雷達(dá)成像,這兩種信息需要一定的專業(yè)技能。目前“捕食者”無人機與“收割機”無人機可以監(jiān)視單個目標(biāo)點,空軍引進(jìn)了大范圍空中偵察預(yù)警技術(shù),可以使單架飛機覆蓋5英里的區(qū)域,通過基于筆記本電腦的遠(yuǎn)程視頻接受機(Remotely Operated Video Enhanced Receiver簡稱為 ROVER.)為12個不同的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)空中控制員提供視頻信息。
“空軍計劃”為美國空軍中型無人機制定了遠(yuǎn)大的規(guī)劃。其中一些改進(jìn)包括增加中繼接力節(jié)點。2020年之前,空軍計劃更換“收割機”無人機。新的“收割機”無人機將安裝電子戰(zhàn)系統(tǒng)與打擊系統(tǒng),此外自動化程度要比目前機型更高。
未來10年,空軍的中型無人機不僅將執(zhí)行攔截或近距離支援任務(wù),而且還將壓制敵方防空系統(tǒng),救援人員,負(fù)責(zé)航空醫(yī)療后送,進(jìn)行空中加油。
按照“空軍計劃”的說法,不久的將來無人機將能夠攔截彈道導(dǎo)彈,支援防空任務(wù)。裝有空對空導(dǎo)彈的武裝化無人機并不新奇。2002年12月,空軍“捕食者”無人機在伊拉克向米格-25發(fā)射了AIM-92導(dǎo)彈。然而,米格-25更勝一籌,打掉了“捕食者”無人機。
空軍在內(nèi)華達(dá)州克里科空軍基地成立了第42攻擊中隊,主要裝備是MQ-9武裝無人機。
2009年,無人機系統(tǒng)作戰(zhàn)運用取得了突破性進(jìn)展,空軍將訓(xùn)練更多的無人機領(lǐng)航員,其總數(shù)超過了戰(zhàn)斗機與轟炸機飛行員的數(shù)量。
在飛行員與領(lǐng)航員訓(xùn)練方面,空軍發(fā)現(xiàn)必須放棄過去的做法,采取更具創(chuàng)新性的方式。
過去,空軍主要從F-16戰(zhàn)斗機與A-10攻擊機飛行員中挑選人員到“捕食者”中隊。考慮到部隊滿員率的限制、培養(yǎng)一個飛行員的費用、日益增多的無人機系統(tǒng),美國空軍采取兩種方式來招募無人機領(lǐng)航員。
其中一種方式不同于傳統(tǒng)方式,不需要軍官進(jìn)行飛行員訓(xùn)練。2009年9月克里科空軍基地有8名無人機領(lǐng)航員畢業(yè),這些領(lǐng)航員沒有接受過任何傳統(tǒng)的飛行訓(xùn)練。
另一種方式是培養(yǎng)非常規(guī)戰(zhàn)爭特種飛行員。這些飛行員先學(xué)習(xí)理論課程,然后到不同的訓(xùn)練部隊,一批人成為無人機系統(tǒng)領(lǐng)航員,另一批成為飛行員。
與此同時,空軍認(rèn)識到需要新的方式來訓(xùn)練中型與大型無人機傳感器的控制人員。以前,這部分人員主要來自于圖像分析人員和飛行人員。盡管傳感器控制人員需要了解航空知識,但他(她)并不需要具備機組乘員的素質(zhì)。結(jié)果,空軍設(shè)立了新的無人機傳感器控制員這個專業(yè)。
空軍意識到需要協(xié)調(diào)整個軍種的人力需求。2010年前,空軍將增加15,000名飛行員、傳感器控制員、情報協(xié)調(diào)員與維修人員。其中主要是為了保障“捕食者”無人機與“收割機”無人機的行動。
大型無人機目前只有一種,也就是RQ-4“全球鷹”無人機。“全球鷹”無人機的操作人員主要來自于高空偵察機的機組人員。
“全球鷹”無人機可以取代U-2高空偵察機,能在60,000英尺的高空飛行30小時,要比常規(guī)偵察飛機具有更強的持續(xù)偵察能力。自從2001年部署以來,盡管還沒有投入實戰(zhàn),但是該無人機累計飛行時間超過了25,000小時。“全球鷹”無人機項目是螺旋式發(fā)展的。
盡管目前的“全球鷹”無人機可以為地面提供電子光學(xué)、紅外、雷達(dá)圖像,但是空軍仍然為其安裝信號情報傳感器。為了適應(yīng)阿富汗的山地條件,空軍將“全球鷹”無人機作為戰(zhàn)場機載通信節(jié)點,實時分享聲音與數(shù)據(jù)通信。
從“全球鷹”無人機的發(fā)展我們可以看到空軍將許多偵察任務(wù)轉(zhuǎn)移已經(jīng)到無人機平臺上。無人機的持續(xù)性使其效能最大化。例如,同樣是偵察達(dá)爾富爾的難民情況,一架U-2偵察機只能偵察3個小時,偵察覆蓋區(qū)域只占總區(qū)域的3%,而“全球鷹”無人機可以連續(xù)偵察20小時,偵察覆蓋區(qū)域可占總區(qū)域的58%。
中士德文·巴奎里與一等兵亞倫·溫丁頓為“捕食者”無人機安裝導(dǎo)彈。
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行為的轉(zhuǎn)變
空軍打算充分利用大型無人機。大型無人機將很快可以承擔(dān)起原來由E-3與E-8負(fù)責(zé)的戰(zhàn)場管理、指揮與控制任務(wù)。
問題是無人機平臺是否是提高空中指揮控制能力的最佳選擇。將無人機作為空中加油、空中運輸平臺也存在這樣的問題,然而,“空軍計劃”明確地認(rèn)為這些領(lǐng)域都是無人機將要涉足的領(lǐng)域。
大型無人機將承擔(dān)地面機動目標(biāo)指示、電子戰(zhàn)、信號情報或其他傳統(tǒng)的情報收集活動,這并沒有太大爭議。
空軍的無人機計劃可能會影響其他軍兵種,但肯定也會為其他軍兵種提供更多的機會??哲娦枰贫肪€圖,以適應(yīng)作戰(zhàn)環(huán)境的重大變化。
自從1947年建立小型的空軍部隊以來,空軍擁有了有史以來最快的作戰(zhàn)速度??哲妳⒓舆^伊拉克戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭,打擊過索馬里海盜,為美軍提供了全球范圍的機動性,以及對歐洲、亞洲、非洲的偵察情報預(yù)警。
空中作戰(zhàn)發(fā)生了改變。以前,戰(zhàn)斗機與轟炸機飛行員接到打擊一個目標(biāo)的命令,然后執(zhí)行任務(wù)。例如在“沙漠風(fēng)暴”行動中,20%的飛行員在起飛之后可能接受到打擊新目標(biāo)的命令;在“聯(lián)合部隊”行動中,43%的飛行員在起飛之后可能接受到打擊新目標(biāo)的命令;而在“聯(lián)合部隊”行動中,90%的飛行員在起飛之后可能接受到打擊新目標(biāo)的命令.
發(fā)現(xiàn)-定位-打擊目標(biāo)的能力對于目前的空軍非常重要。數(shù)據(jù)鏈與靈活的指揮控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志著我們在這方面取得的成就。2000年,大約400架飛機安裝了數(shù)據(jù)鏈。目前,至少有3,400架飛機安裝有數(shù)據(jù)鏈。但是,只有當(dāng)擁有及時、準(zhǔn)確的信息的時候,數(shù)據(jù)鏈才能體現(xiàn)其價值。
盡管美國在研的無人機項目超過了160個,但是全球處于設(shè)計與生產(chǎn)階段的無人機項目有400個。英國、法國、德國都想投資無人機項目,令人吃驚的是巴基斯坦的無人機是俄羅斯的兩倍。
內(nèi)華達(dá)州克里科空軍基地,第432維修中隊人員對MQ-9“收割機”無人機進(jìn)行飛行前檢查。
未來的挑戰(zhàn)
空軍的“路線圖”是空軍保持在無人機領(lǐng)域中始終處于主導(dǎo)地位的關(guān)鍵。在聯(lián)合作戰(zhàn)中更是非常需要保持這種主導(dǎo)地位。2007年,聯(lián)合作戰(zhàn)司令提出了99個關(guān)鍵的能力需求,國防部認(rèn)為無人機可以解決其中的17項。
空軍的“路線圖”不僅涉及空軍怎么做的問題,還論述了何時,以及如何完成這些關(guān)鍵行動。為了滿足“路線圖”,空軍認(rèn)識到其面臨著許多的挑戰(zhàn)。配備人員與訓(xùn)練人員就是其中之一。將無人機系統(tǒng)融入美國的空天體系是其中之二。
許多年來,飛機飛行員為了避免空中相撞都嚴(yán)格遵守“看到并規(guī)避(see-and-avoid)”規(guī)則。甚至是當(dāng)在空中交通控制之下,仍然需要遵守這些航空規(guī)則。
通過地面領(lǐng)航員,空軍可以使用先進(jìn)、可靠的“感知與規(guī)避”技術(shù),以取代“看到并規(guī)避”這一航空規(guī)則。一架飛機戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)通過感知另一架飛機的應(yīng)答器,來確定其位置與高度。未來的“感知并規(guī)避”技術(shù)也可以通過這種方式,但是必須還得考慮沒有安裝應(yīng)答器的飛機。
另一個挑戰(zhàn)是通信問題。無人機在傳輸指令與信息的通信線路正常的時候才能正常工作。中型無人機與大型無人機的活動范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了控制站的目視距離,所以就需要使用衛(wèi)星通信。
“捕食者”無人機與“收割機”無人機使用的是商業(yè)的、非加密的數(shù)據(jù)鏈,這就可能使傳輸?shù)男畔⒈唤孬@。多數(shù)無人機控制都使用的是Ku頻段,該頻段主要是為控制衛(wèi)星服務(wù),而非用于空對地通信。結(jié)果,無人機控制沒有放在一個重要的地位,空軍不能隨便使用這個頻段。
為了克服這些困難,空軍認(rèn)識到寬頻帶全球通信衛(wèi)星,或類似技術(shù)可以提供更安全的通信數(shù)據(jù)鏈。此外,空軍想使用高空飛行來替代衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),例如比空氣還輕的飛機來充當(dāng)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。
除了為數(shù)據(jù)鏈提供備份之外,代理衛(wèi)星概念還可以在緊急時期建立網(wǎng)絡(luò),還可以使無人機在“直線傳輸”模式中實現(xiàn)高傳輸率。
也許,空軍“路線圖”面臨的最大挑戰(zhàn)是改變空軍的文化,承認(rèn)無人機與有人機是同樣重要的。
在一次采訪中,空軍學(xué)院的初級學(xué)員在談到他們可能會駕駛F-22與F-35的時候非常激動。當(dāng)談到無人機的時候,他們不得不承認(rèn)使用無人機是一種必然趨勢。
難道“無人機飛行計劃”預(yù)示著飛行員的終結(jié)嗎?
“毫無疑問不是這樣,”退役中將丹尼爾·立夫認(rèn)為,他為空軍參謀部制定了作戰(zhàn)能力需求。當(dāng)談到無人機的時候,立夫建議說:“我們既需要無人機,也需要常規(guī)飛機;所以我們既需要領(lǐng)航員,也需要飛行員。”
作者:邁克爾·W·伊舍伍德
編譯:知遠(yuǎn)/Forest