[无人作战]海上无人机系统作战运用特性研究

2024-01-16 12:28:41

来源:军桥网

      
       当前,有人驾驶战斗机和直升机的运行成本越来越高,这激发了人们对开发机载和舰载无人机的兴趣。中东的军事行动、波黑的维和行动以及乌克兰与俄罗斯正在进行的战争表明,无人机已成为军事冲突的重要组成部分。
尽管目前无人机主要用于陆地战场,但许多开发商正在考虑改装现有作战平台,制造专门用于执行海军任务的无人机。俄罗斯已开发出多用途无人机,能够执行侦察、打击地面和海上目标、电子战、中继信号制导等各种任务。现代无人机,尤其是中高空无人机,航程远、续航时间长,可搭载不同的任务载荷。舰载应用需要无人机能够垂直起降(直升机型无人机),能够接收目指数据,有效地使用反舰导弹等毁伤性武器进行远程目标打击,扩大了无人机的作战半径。
海上无人机系统包括无人机集群、机载和舰载设备,以及飞行前和飞行后维护保障系统。目前,陆上无人机系统的基本功能要素、互联互通已得到很好的解决。然而,这并不意味着在设计海上无人机系统时可以直接应用陆上无人机系统。恰恰相反,在设计海上无人机系统时需要特别考虑海军的特殊需求,如海上目标搜索和探测设备能力以及搭载反舰导弹的信息保障需求。
此外,舰载无人机不仅要能从舰艇甲板上起飞,还要能在任务完成后顺利降落到移动的舰艇平台上,从而最大程度地满足舰船自主作战的要求,同时允许这些舰载无人机能重复使用。
因此,在建造海上无人机系统时必须考虑无人机在舰艇上部署和使用的特殊性,具体包括以下几个方面:
01.无人机作战应用与控制
无人机在舰艇行驶过程中要进行侦察,这就对解决无人机导航和系统控制技术参数提出了一系列要求。一方面,无人机既可在指定(静止)区域内进行侦察,也可在移动区域内进行侦察,相对于载具或舰艇编队中心的边界由无人机的航程和侦察区域所处方位(相对于舰艇或舰艇编队总航向的航向角)决定;另一方,无人机在起飞和着舰时由舰艇无人机指挥中心的飞行指挥员控制,舰艇指挥中心的作战控制人员将在任务区域内规划和控制无人机的使用;无人机应能够协同处理来自无人机和其他舰载信息源的信息。
02.无人机舰上基本保障
在舰艇上部署无人机舰基控制站等专用设备(包含通信天线装置、控制站、维护保障等设施),一方面要确保在摇摆条件下系统能可靠地运行,引导无人机按要求降落;另一方面要确保无人机起降平台和机库(储存区)的防爆和防火安全,以及无人机的救援和飞行后的维护、技术维护(加油、设备、维修等)等。
03.无人机舰载系统功能运行
首先,要考虑舰艇和无人机系统的无线电设备的电磁兼容性,确保在干扰情况下“无人机-舰艇”无线电线路的可靠运行和数据传输的稳定性。其次,在系统材料使用方面,必须考虑在海洋环境下长期运行的因素,确保无人机飞行安全。
04.论证无人机搭载反舰导弹的可行性
无人机在现代军事冲突中得到了积极使用,但较少搭载反舰导弹执行任务。一旦无人机配备反舰导弹,那么无人机就可以从相对较远的距离对抗拥有防空能力的敌方舰艇编队,大大提高无人机摧毁敌舰的能力。
为证使用无人机搭载反舰导弹的可行性,需要深入研究“无人机-反舰导弹”系统。这类无人机应具备1-2吨有效载荷,航程至少为500-700公里。现代战术性反舰导弹重量为800-1000公斤,射程可达300公里。因此,“无人机-反舰导弹”系统最远可在1000公里(从无人机发射场计算)范围内使用。
有效使用反舰导弹的重要条件是连续的态势监测和准确识别目标,并尽可能在很短的时间内做好击毁目标的准备。为了满足这些条件,需要有先验信息才能使无人机进入武器化应用阶段。
这些信息可从外部或无人机机载信息源获得。首先根据目指信息,为无人机制定飞行任务,其中包含沿航线飞行信息和将无人机引导至武器发射区的指令和编程信息、机载系统在指定模式下的操作信息和目标数据等。然后,机载雷达系统获取海上实时目标数据。攻击型无人机的机载主/被动雷达系统在高空以目标的视距线为基准进行目标识别(图1)。如果无人机在低空飞行,可以根据外部来源数据为无人机机载导弹提供信息保障(图2)。
       
                          图 1  基于无人机自身搜索设备数据使用反舰导弹        
       
图 2  基于外部信息源的目指数据使用反舰导弹
显然,这一过程都是在无人机地面控制中心操作员的控制下进行的。无人机编队起飞后,操作员将飞行任务通过无线电链路传送给无人机。如果无人机超过地面控制中心的直接控制范围,则通过飞行器信息中继器传送信息。无人机从高空使用反舰导弹的最佳选择是导弹导引头在导弹发射前直接观测目标。因此,无人机载体搜索设备获得的数据(以目标标记的形式)应直接输入导弹的控制设备,由导引头捕捉和自动监视目标,然后发射导弹,确保反舰导弹精准命中目标。

编译 | 彭传微
核对 | 梁莉
责编 | 胡志强 姜松
审核 | 陈嫣

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