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九峰





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发表于 2017-4-2 09:57 PM  资料  个人空间  短消息  加为好友 
无人机战争时代不远了

  •       来源:观察者网

关键字: 质安站无人机留空时间彩虹十一院康天科技无人机战争时代
        【文/ 观察者网专栏作者 席亚洲】
        本周,观察者网应邀参观了位于北京的航天科技集团气动研究院,这里也就是最近因为成功向沙特大量出口而出名的“彩虹”系列无人机的“老家”。
        这次交流令笔者印象深刻的,不仅是近距离观看CH-4\CH-5无人机,或者太阳能临近空间无人机,或者“彩虹”系列无人机训练设施犹如游戏一般的操作方式。与CH-5无人机总师石文的交流更是让笔者感觉打开了新世界的大门。

“彩虹”究竟为何能够成功,无人机的未来路在何方?我们下面聊。
彩虹的成功秘诀
        这次彩虹无人机成功出口沙特在网上广受关注,我们首先自然也关心这个问题。究竟“彩虹”无人机是如何赢得沙特青睐的呢?
        事实上,国内“彩虹”、“翼龙”无人机都在中东地区有所收获,作为查打一体无人机,它们的尺寸、外形、部分性能参数和美国MQ-1\MQ-9“捕食者”、“死神”等也相似。那么彩虹如何脱颖而出呢?

        其实这个原因也是老生常谈——“实战检验”,作为目前在非洲、中亚、南亚、西亚、东南亚若干国家手中得到大量实战检验的无人机,“彩虹”系列的性价比、贴近实战需求的能力是很强的。
        笔者在交流中,有一种感觉,现代的查打一体无人机,就像是两次世界大战间的飞机,属于正在快速发展,世界各国都明白它已经有了革命性的进步,但却没有成熟使用模式的一种武器。
        在这种情况下,很多时候都只能依靠想象、推测来进行设计,随后寻找实战机会进行检验。上世纪30年代的历次战争有飞机参与的作战,都因此带上了浓厚的试验色彩。
        这其中最典型的莫过于激发了《永别了武器》《丧钟为谁而鸣》《格尔尼卡》等文学、艺术杰作的那场南欧国家内战。在那场战争中,间战时期人们为新式飞机所设想的种种战术、技术得到了检验。战略轰炸、战场遮断、近距离空中支援等这些后来在第二次世界大战中得到广泛运用的概念,最早就是在这场战争中得到检验。同时一些不合时宜的技术,例如30年代曾风靡一时的“快速轰炸机”概念,则被证明并没有什么用处。

博取黑死神之名的JU87A轰炸机就是在西班牙首次登上战场

而今正在中东、西亚到南亚、非洲进行的反恐战争,可能正是我们时代的“西班牙内战”。美国F-22战斗机在利比亚首次投入实战;俄罗斯Su-35、Su-30首次在叙利亚参加作战;俄罗斯海基、空基巡航导弹也同样在叙利亚得到检验。旷日持久的冲突让各种新技术得到了实战检验的机会,就连恐怖分子都开始使用民用商业无人机进行侦察和袭击。
        对于我国而言,美国禁止对外输出查打一体无人机,恰好成为我们占领市场的机会——现在,就算美国回来,他们也已经无法挽回这些习惯了中国无人机的国家的心了。
“性价比”今天是一个大家都明白的概念。但是在军事领域,如果性能达不到一定要求的话,价格再低也是没有意义的。如何把握这个微妙的“度”,就需要经验和远见了。
        而“彩虹”无人机在这方面,经过多年锤炼,已经达到了一个很难把握的微妙平衡。用石总的话来说:“你要达到80分的性能,很容易,但要追求100分,那付出的成本可能就要80分的十倍。而同时80分的性能已经可以满足用户绝大部分情况下的使用要求。”当然,实际操作中,如何选定这个“80分”就要看设计师的水平了。
        在“彩虹”无人机的结构设计和性能选取中,处处透露出气动院设计团队的这种“选取”。
        例如,彩虹-5选用重油燃料活塞式发动机,因此飞行速度较慢,网上有不少军迷因此认为这款飞机比较“低档”。
        但事实上,据透露,在中东地区实战环境下,“彩虹”和另一款国产长航时无人机相比,实际留空时间的差距比都在各自理想条件下测定的数据差值(根据双方各自根据理想环境下试飞结果的数据差值不过一两个小时)大得多。在某一实战特定条件下,“彩虹-5”的留空时间甚至可以接近竞争对手的2倍。
        因此,“彩虹5”得了一个“超低轨道静止卫星”的诨名。石总表示,用户认为,留空时间比最大飞行速度的实用意义更大。即使是飞行速度达到2倍音速的战斗机,在紧急待命的前提下,飞到指定目标上空实施打击,也远比已经在战区上空徘徊的低速无人机的打击来的慢得多。因此,彩虹-5选取重油发动机并不是因为国内发动机技术不行,而是考虑用户的实际需要进行的选择。

无人机在战场上空存在就能压制敌军,长留空的意义在于可以更好的保持战区内存在

        同样,彩虹-4、5都是在尺寸接近美国“捕食者”、“死神”的前提下,实际功率重量比小于后者。这其实也一样,并非因为技术不行,而是设计团队经过精心思考后设计的结果。因为对于无人机来说,功率重量比、机动性的意义并不大,关键的是能够尽量多带弹药、燃料,实现在战区上空长时间盘旋中搜索探测目标和打击的要求。
        同样,在机身结构、材料选择方面,彩虹-5也选择了性价比的“甜区”,其机翼没有采用新潮的全碳纤维结构,仍使用部分铝合金。这样飞机结构重量要比竞争对手机型重一些,因此部分飞行性能也会降低,但这样的设计可以让成本大幅度降低。总体考虑之下,某些性能上作出一些让步依然划算。
        在谈话中,可以感受到,“彩虹”设计团队通过中东地区用户大量的实战经验,对无人机的实战使用要求已经有了独特的理解。和主要考虑国内军方指标要求进行设计的其他国产无人机相比,“彩虹”可以说是专门针对国外特定用户“痛点”优化的“经济适用型”无人机,因此其极限性能指标看起来似乎比国内外同类无人机要低,但却能在市场上“无往而不利”。
        不过,也应该看到,即使是对于价格不甚敏感的沙特这样的用户,也为“彩虹”的实战性能折服。这其实已经不能完全用“价格战”来解释了。

低速保证追踪和攻击占位,长航时保证持续监视,大载弹量保证持续作战能力,中空飞行减轻防空武器威胁

“彩虹”无人机根据用户的需求,具有一些其他型号无人机所不具备的特点,这主要体现在其系统设计方面。据透露,根据中东地区用户的实战需要,“彩虹“具备使用非制导弹药的能力,例如,夜间从中空投掷非制导炸弹攻击地面固定目标时能够达到CEP 10米级的精度。这对于很多用户来说是极为实用的性能,但其他型号的无人机很少有类似的功能。
        还有不久前在巴基斯坦阅兵式上展示过的彩虹-3无人机编队飞行,据透露,这展示了“彩虹”无人机的导航定位系统能够做到亚米级的精度,这是编队飞行和使用非制导弹药精确轰炸的基本要求。
        而作为一个武器系统,“彩虹”无人机的地面站或许是更吸引许多第三世界国家的东西。我们有幸在培训中心试用了一下“彩虹”无人机的模拟控制台。两个只有一些飞行模拟游戏经验的“菜鸟”很容易就学会了使用机上的光电头搜索目标,然后使用半主动激光制导的导弹将目标摧毁。
        这其中完全没用到我们的“飞行技术”,因为控制台上的油门杆和操纵杆仅仅用于在起飞前检测飞机舵面和油门反应,操作飞机滑上跑道后就直接关闭,并被要求“不要去碰”,而是让控制系统软件完全接管,包括飞行最危险的起降阶段,全部由电脑自动控制。

操作员席亚洲锁定目标,准备摧毁

        操作员只需要在触摸屏上点击设定航迹点,飞机就会自动按照要求飞行——换言之,“彩虹”无人机的飞行员与其说更接近飞行员,不如说更像是在玩即时战略游戏。而使用光电头搜索目标和发射武器进行打击,也是直接在触摸屏上点击几下即可轻松搞定,唯一需要注意的只是射击距离不要超过射程。
        整个过程其实甚至比使用第二代反坦克导弹都简单,因为锁定目标的过程是完全自动的,只要在触摸屏上直接点击你要打击的点即可,系统会自动跟踪目标。
        在导弹向目标飞行的过程中,还可以改变瞄准点,选定导弹攻击目标的具体位置——在我们试操作的模拟过程中,有一个科目就是要求攻击一辆大货车的车头,而不伤及其货箱。
        据介绍,在某国的实战中,还出现过一个战例,在导弹发射出去之后,目标附近突然出现一个儿童,射手立刻改变照射点,让导弹偏离,避免了一场悲剧。

        这套模拟系统还有一个让人非常惊讶的特点,其主控操作台的界面设计,让人感觉就是一款游戏,甚至还有“关卡”,直接一点就能选定一个特定场景进行训练,典型场景包括:空中巡逻、保护VIP车队、搜索敌关键目标、长时间跟踪、复杂战斗环境下避免误伤平民等等,模拟器上的地形场景则是根据卫星照片和地理信息库建立的,完全模拟学员将来可能执行任务地点的场景。
        据介绍,在“彩虹”团队向用户提出的选拔无人机驾驶员的指导意见里,还专门提出了一条:具备玩射击类电脑游戏经验。

按“E”可进入飞机,按“W”加速

        说实话,这套系统的操作过于简单和符合普通电脑游戏玩家的经验,以至于我们两个经常玩飞行模拟游戏的“学员”刚摸到操纵杆的时候有点无所适从——推杆的时候屏幕向上移动让人还要适应一下……有意思的是,据介绍,某国来培训的飞行员里面就有已经驾驶先进喷气式多用途战斗机2000小时经验的“老鸟”,他们适应这套系统的时间反而比那些仅有玩“使命召唤”经验的大学生还要长一些。
        虽然我们没有试过别的无人机系统实际操作的感觉,但是至少从公开资料来看,美国“捕食者”、“死神”无人机的驾驶员是要在起降阶段亲自“驾驶”无人机的,因此所有驾驶无人机的飞行员都被要求具有驾驶有人机的飞行经验。
        不过,操作系统“傻瓜化”并不意味着操作这套系统的人也可以“傻瓜”,虽然对他们的飞行技术、操作导弹系统的技术基本没有什么要求,但实际上要使用无人机进行作战依然对人员素质有很高的要求,只不过是表现在其他的领域。
        首先,是操作者必须要有“大局观”,必须对战场敌我友情报能够准确分析和掌握。石总给我们介绍,某种程度上来说,“游戏”里面模拟的场景难度要比实战高。对于那些经常操作无人机执行作战任务的操作员来说,通过观察地面上人员的活动规律,车辆的行驶规律,各种蛛丝马迹,都能透露出哪些是恐怖分子,那些是当地居民。这些是在模拟场景里无法学习的经验,也是通过高科技传感器无法直接获取的信息。
        某种程度上,这也是为何美国的无人机误炸率高,搞的巴基斯坦民众怨声载道的根源,美国的那些无人机操作员,都是驾驶F-15\16战斗机的“老鸟”,通过这一个小小的屏幕让他们仔细去分辨地面上聚集朝天放枪的人群究竟是恐怖分子还是正在庆祝婚礼的当地居民,他们恐怕也没那么多闲心,可能直接一发导弹就下去了。

炸中的也有可能是盟军英国的武士步战、美军自己的悍马,毕竟中东方面各方的车辆互相缴获来缴获去谁都有

        其次,驾驶无人机实战其实是一个很枯燥的过程,因为实战中,这些无人机很多时候是在执行日常巡逻任务,一次任务一般是十余个小时。如果要监视一个特定目标,则可能要飞行数十个小时。整个过程中的大部分时间是看不到什么有价值的情况的。
        因此在培训阶段,会有模拟数十个小时长时间任务的情况,教练员往往会观察飞行员已经疲劳松懈的时候,设定一个目标出现,看他们是否能够保持一定的警惕性去完成任务,这其实是对于耐力的极大考验。也正是因此,整个模拟器上有多种“防呆”设计,来保证在疲劳情况下的误操作不会造成不可挽回的结果。
        可以说,如果说“彩虹”无人机的机体设计,乃至其所使用的数据链、卫星链路,都是航天气动院通过与国内其他单位合作获得的“货架产品”的集合,体现的主要是该团队的系统整合能力,甚至可以说是用类似手机的“华强北”模式制造出来的,那么这套凝结了大量实战经验和设计人员巧思的操作系统,才是最体现“中国智造”的部分。
        石总在给我们介绍“彩虹”系列的时候,表示:“我们作为航天企业,要想堆技术,咱们什么高精尖没有?但关键是市场的需求啊,关键是实战的要求啊。”这听起来颇有“戴着镣铐跳舞”的感觉,而“彩虹”现在可能是这个舞台上最好的舞者。
“彩虹”无人机的最大特点是从市场需求出发,为市场而生。这个市场不仅是国际无人机市场,也一样包括国内市场。
        目前,“彩虹”已经在国内矿产开采等方面获得了相当的应用。例如,“彩虹3”优良的超低空飞行特性能使之高效完成很多地质勘探,矿产勘探的任务,目前该机已经承担了不少此类任务。

厂房内的“彩虹”-3

而关于国内未来可能的军用需求,我们也向石总求教了相关问题。据介绍,目前“彩虹”系列团队也在积极考虑这方面的问题。事实上,作为已经在国际上经历了大量实战,并且根据客户国家的实战需求进行了大量研发工作的“彩虹”无人机可以说也是国内实战经验最丰富的察打一体无人机,说没有考虑国内需求,恐怕也不会有人相信吧。
        对于解放军航空兵部队而言,首要考虑的肯定不会是“彩虹”现在在国际上进行的这种“治安战”,对于我军而言,是必须考虑与势均力敌对手的“正面硬扛”需求的。
        关于这一点,“彩虹”-5设计师石总表示,网上现在很多看法其实是存在观念上偏差的。

        现在,有一些观点认为,“彩虹”系列无人机为了追求成本低,飞行高度、载荷、发动机功率性能上不如美国“捕食者”、“死神”、“全球鹰”,所以不能适应现代战场的要求。
        但实际上,由于采用大量复合材料,而且无人机尺寸本身就不大,因此实际RCS面积是很小的。而现代的野战防空系统对于飞行速度100多公里,RCS面积很小的目标,如果没有做过针对性设计的话,并不容易打。无人机的雷达信号甚至往往会被当做“杂波”过滤掉。这样一来实际上“彩虹”4、5这类无人机即使在大国之间正规战场景下也有一定的生存力,对于那些没有21世纪以后设计制造的真正现代化防空系统的国家来说,几乎就和“隐身”没有什么区别了。
        至于在正面战场上这些无人机能干什么的问题,石总解释,在实战条件下, 有人驾驶的战斗机其实很少像航展上那样,挂成一个“葡萄串“上天。例如一般F-16战斗机也就挂4枚250或500公斤炸弹,而无人机则一般都会携带较多弹药升空。一方面是因为无人机留空时间长,多带弹药可以增加一个架次可打击的目标数量,另一方面则是因为无人机不需要太高的飞行性能,像“推重比”、“功重比”这类性能不需苛求,因此可以携带更多的载荷。
        比如“彩虹4”和“捕食者”差不多大,但载弹量却比后者大一倍,彩虹-5如果携带轻型的AR-2导弹,更是可以化身“炸弹卡车”。

多样化的武器挂载能力

        而实际攻击威力方面,在实战中,以AR系列导弹常用的聚能破甲战斗部攻击类似中亚山区的石头房子的时候,因为能量集中释放,其实际威力可以和美国“死神”投掷250公斤炸弹差不多。
        换言之,一架“彩虹”如果执行近距离空中支援任务,其实际效果能和一架喷气式战斗机相仿。
        这样,一架“彩虹”无人机,在面对拥有针对低慢小目标优化的最先进防空系统面前,确实没有什么突防能力,但这类防空系统用来打现代化喷气式战斗机,一样有很好的效果。而如果它面对的是不那么先进的敌方防空系统,那就几乎是无法击落的目标,可以轻松的“收割”战果。
        按照这个逻辑,在正规战场上,这样的察打一体无人机一样会有用武之地。
        而如果将其作为侦察平台,“彩虹”无人机的用途会更多。石总介绍,目前他们的研究方向之一就是有人机、无人机联合作战。不久前美国B-2轰炸机空袭利比亚,就与无人机实现联合作战,进行攻击前侦察和轰炸后毁伤效果判定。而“彩虹4”无人机已经在国外与先进战斗机实现过联合作战。
        对于高速飞行的喷气式战斗机,尤其是单座战斗机飞行员来说,要在广阔的范围内搜索目标进行攻击基本是不可能的,所以需要地面人员来指示目标,也催生了越战期间出现的OV-10“野马”这类用于空地协同的轻型飞机,而未来这些任务自然就可以交给无人机来执行。
        而且,扮演这个角色的无人机的能力很可能得到进一步扩展,例如,结合多种远程探测手段,直接掌握100-200公里地面站场情报的无人机。实际上这就是一架小E-8,区别只是探测距离短一些,但足以实现同等的战场情报搜集和信息融合,并迅速下发打击任务的能力。
        而在我国目前仍存在相当短板的领域,例如海上巡逻任务,无人机发挥比P-3C这类载人反潜巡逻机更大的作用,因为它们可以时时刻刻覆盖目标海域,使用磁异探测仪、雷达,乃至声呐浮标,来实施反潜巡逻。由于无人机相对价格低廉,巡航时间长,可以在目标海域形成更加密集和持久的巡逻。对于敌方潜艇来说,这是一个无时无刻不覆盖在头顶的搜索网,其威胁比少数的载人反潜巡逻机大得多。
        用无人机实施运输也是当代世界各国所关注的焦点。11院在这方面也有自己的方案,对于很多战术运输任务而言,无人驾驶飞机是很好的运输工具,并没有必要一定要用人力来实施。在大片《伯恩的身份》当中就出现过用“捕食者“无人机运输少量物资的场景,而未来,这可能不是想象,而且运输能力当然要比这部电影里只能运送几片药物的无人机要强——事实上,我们在2016年珠海航展上已经顺丰等国内大型快递企业已经在考虑使用无人机运送快递,未来考虑到军用需求而设计的运输机水平自然要比这种快递无人机强多了。
        既然我们说到未来,这次我们在11院也参观了一些目前还是模型的新型无人机构想——不过,这些目前恐怕过于先进,无法展示了……敬请各位读者期待未来这些现在看来还有些匪夷所思的构想能够公开的那一天。那时,无人机主导战争的时代,或许就已经不远了。
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