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美海軍發展無人空中加油機推動航母戰力升級

2017年6月12日,美國海軍航空系統司令部決定對「德懷特·D·艾森豪威爾」號(CVN-69)和「喬治·HW 布希」號(CVN-77)航母進行改裝升級,使其可搭載正在發展中的MQ-25A「黃貂魚」無人機。7月20日,美國海軍艦載無人機項目主管馬克·達拉(Mark Darrah)少將透露,已經完成最後一版的MQ-25A「黃貂魚(Stingray)」無人空中加油機的需求建議書,將於今秋正式向四家承包商發布。這標誌著美國海軍航母艦載無人機已經從概念設計進入到項目研製及實質性部署階段。美國海軍下一步的工作重點,是讓無人機『融入』航母艦載機聯隊的工作環境,推進有人和無人的整合,通過無人空中加油機增加有人飛機作戰距離,實現航母戰力升級。

發展艦載無人空中加油機,是美海軍落實國防部「第三次抵消戰略」推進人-機編組,以實現和維持相較潛在對手的技術優勢的重要一步。美海軍最初設想發展主要擔負偵察和打擊任務的航母艦載無人機,並於2010年制訂了「艦載無人空中偵察和打擊系統(UCLASS)」計劃。2013年,諾斯羅普•格魯曼公司推出的X-47B無人機還在「喬治·H·W·布希」號航母上進行了試飛。但到了2016年,美國海軍出於現實考慮,暫時放棄了偵察打擊無人機上艦的計劃,轉而發展無人空中加油機。這與美海軍航母戰力目前面臨的現實困難密切相關。

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美海軍航母戰力的現實困難

在美海軍看來,隨著潛在敵手反介入/區域拒止武器系統的不斷發展,航母的作戰優勢正在逐步削弱,與此同時,新型戰機研發進度滯后,造成現役戰機損耗過快,部隊換裝不及時等問題,使得航母戰力缺口日漸突出。

1航母作戰距離需要擴展,空中加油力量不足

航母之所以能夠取代戰列艦成為海戰的核心,並一直持續至今,根本在於航空兵大大擴展了兵火力投送的距離,能夠在敵方防禦力量作戰範圍以外發起攻擊。在過去30年裡,這種情況已經發生了重大的變化。一方面,新興的反艦巡航和彈道導彈

大發展,潛在敵手能夠對美軍航母實施遠距離打擊的手段越來越多,航母作戰的距離優勢逐步削弱。另一方面,由於冷戰結束后美國海軍沒有近對等敵手,實施「由海向陸」戰略,原來應對前蘇聯飽和攻擊的多種遠程武器,被對陸兵火力投送武器所取代,其艦載機聯隊的作戰距離從900海里縮減到500海里。美航母在戰場上將非常危險。舉例來說,發展的「航母殺手」東風-21D導彈,使美國的超級航母戰時無法進入離岸1000英里(869海里)範圍內。

擴展艦載機的作戰距離,主要靠增加作戰飛機的載油量。因為飛機的載重量有限,載油量和載彈量此消彼長,所以空中加油是一個更好的辦法。美國海軍從20世紀50年代開始就已經為艦載機配備專用加油機。越戰中,A-3「天空衛士(Skywarrior)」飛機可以攜載30000磅的燃油為A-4、A-7和A-6飛機加油,打擊中南半島縱深目標。F-35C不進行空中加油的作戰航程為630海里;F/A-18 Block III作戰航程為650海里。為了能夠打到敵軍目標,航母需要搭載專用任務空中加油機。

2先進防空系統需要對付,F-35研發進度滯后

過去,美軍戰機在戰場上「如入無人之境」,如今要面對俄羅斯的S-400和HQ-9這樣強大的地對空導彈系統。美軍航母需要搭載作戰航程更遠、突防能力更強的戰鬥機。當下,F-35戰鬥機是美國海軍奪取未來優勢的主力。

然而,F-35戰鬥機項目的發展卻遠不如人意,成本超支且進度嚴重滯后,給美國海軍的戰備水平帶來嚴重影響。2010年,F-35項目的整體金額已經超支30%。美國國防部調整后,項目整體進度拖延7年,初始作戰能力形成從2012年推遲到2019年。2013年,蘭德公司發布報告,指出F-35項目嚴重超支,在經濟上否定了該項目。

雖然目前美軍已經生產了數百架F-35戰鬥機,但由於研發過程仍沒有完成,實際上都還屬於「原型機」,沒有真正完備的作戰能力。日前,洛克希德·馬丁公司表示,F-35的研發工作要到2019年2月才結束,4月份進入全速生產階段。F-35C艦載機於2010年6月6日在沃斯堡首飛,今天仍然在進行各項測試。該型機暴露出諸多問題:捉勾長度不足,無法準確勾住航母的攔阻索;前起落架在扣住彈射器時會產生抖動,可能需要重新設計;駕駛艙感受的震動可能危害飛行員健康;頭盔可能會造成飛行員頸部損傷等。這些問題的整改大大影響發展進程。此外,該型機裝備了迄今為止美軍最先進、最複雜的軟體,軟體研發升級耗時耗力。

3艦載戰鬥機勤務損耗大,影響總體戰備水平

過去十幾年的反恐戰爭,讓美海軍航母艦載機成為了所謂的「高需求/低密度」資產,戰鬥勤務重,戰場使用率高,維修保養相對不足,損耗速度加快。再加上F-35C發展進度滯后,艦載機換裝時程延緩,戰備問題日漸突出。2017年初,美海軍高層官員透露,美海軍正面臨著53%的飛機無法執行飛行任務的可怕局面:大約四分之一到三分之一的飛機無法獲得固定保養。戰鬥機的問題更加嚴重,F/A-18C/D「大黃蜂」和F/A-18E/F艦載戰鬥機作為航母的核心作戰力量,有62%無法執行任務。海軍航空兵面臨著100架飛機的缺口。特別是,F/A-18E/F艦載戰鬥機部分要擔負空中加油任務,導致航母打擊戰力規模受限。

針對這種情況,美國海軍只能將封存的F/A-18C重新啟用來彌補戰機數量不足,甚至可能對F-35戰鬥機的發展「不再等待」,直接再向波音公司下訂單,購買F/A-18E「超級大黃蜂」戰機。

從現實困難出發,美海軍的基本思路是:為航母增配專用無人空中加油機,既可以讓現有的打擊戰鬥機專註於打擊任務,提升航母火力規模,又可以增加戰鬥機作戰航程,擴展航母作戰距離,同時無人機發展和有人/無人整合方面的步伐更審慎。

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艦載無人機的海戰場角色

美軍在無人機的戰場運用上已經有了幾十年的歷史,積累了豐富的經驗。航載無人機在航母作戰中無疑將會發揮重大的作用,主要體現在以下三個方面。

1情報、監視與偵察

情報、監視與偵察是任何軍事行動的前提和基礎。無人機可以搭載感測器平台,大大延伸艦船編隊的感測探測距離。美海軍目前擔負情報、監視與偵察的艦載無人機主要包括:由Schweizer 333民用直升機改型而成的MQ-8B「火力偵察兵」無人機,主要部署在導彈護衛艦上,執行艦載情報、監視和偵察任務;以貝爾407直升機為基礎的MQ-8C「火力偵察兵」無人偵察直升機,可為美海軍提供陸地和海上的態勢感知和精確目標支持。

MQ-8B無人機在阿富汗戰場的表現非常出色,與特種部隊

協同作戰已經有12000小時,任務完成率高達90%。「佩里」級導彈護衛艦搭載MQ-8B無人機的海上部署也非常成功。無論是亞丁灣的反海盜監視巡邏,還是利比亞衝突中的監視情報支援,MQ-8B無人機的表現都可圈可點。此外,美國海軍還從英斯圖(Insitu)公司租用「掃描鷹(ScanEagle)」小型無人機,從德事隆公司租用Aerosonde小型無人機執行艦載情報、監視與偵察任務。

2遠程打擊

早在20世紀50年代,美海軍就曾研製裝備QH-50 DASH反潛無人攻擊直升機。當時的驅逐艦艦載雷達已能探測到近 20 海裡外的潛艇,超出了艦載武器的攻擊範圍,美國海軍希望驅逐艦探測到敵潛艇目標后從艦上釋放這種攜帶魚雷的無人直升機執行攻擊。這可以說是早期的艦載遠程打擊無人機。

同等載重量的情況下,無人機不需要裝載適應飛行員需要的系統,可以搭載更多的燃油和武器。這使得無人機具備了更遠程打擊的條件。美海軍對艦載無人機的期望很高,希望能夠彌補現役有人艦載機在隱身性能和作戰半徑上的不足,不僅隱身性能要好,而且作戰半徑要超過現役有人艦載機、具備空中加油能力、可在防區外發起作戰。

諾斯羅普·格魯曼公司為早前的「艦載無人空中偵察和打擊系統(UCLASS)」計劃研製的X-47B無人機,就已經讓艦載無人遠程打擊具備了條件。該型機巡航速度0.7馬赫,一次加油最大航程3889公里,作戰半徑1500公里,滯空時間6小時,最大載荷2000公斤,符合美海軍遠程打擊的構想。

3空中加油和運輸

正是由於載重量優勢,航母艦載無人機也可在空中加油和運輸任務領域發揮作用。空中加油領域,航母搭載無人加油機可改善其艦載機聯隊缺乏加油機的現狀,大幅提升艦載機的作戰效能、生存力和使用靈活性。運輸領域,美海軍陸戰隊早在2011年就實施了首次無人空中貨運,相信未來有廣闊的運用空間。

美海軍未來要突破敵軍強大防禦體系肯定包括:FA-18E/F「超級大黃蜂」戰鬥機、E/A-18G「咆哮者」電子戰飛機以及F-35C聯合打擊戰鬥機。加油需求的重點應該是距離航母500至600海里範圍為6至8架F-35C戰鬥機加油。根據普惠和惠特尼F135發動機的燃油消耗率測算,每架飛機在500-600海里加油區需要8000磅以上的燃油。MQ-25A「黃貂魚」無人空中加油機能夠攜載16000至17000磅的燃油,為其它飛機加油。4架MQ-25無人加油機(一個中隊裝備5架)就可以為6至8架飛機加油,將航母打擊目標的距離擴展至1000英里以上。

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在有人/無人整合中創新

運用新型軍事技術,最終目標是提高軍事效能。用艦載無人空中加油機來實現航母戰力升級,是一項涉及有人/無人系統整合的重大創新課題。艦載無人機的研發,無論是空中加油無人機,還是偵察打擊無人機,都只是這項創新中的第一步。在美海軍看來,這項創新需要克服技術、制度和文化三個障礙,即發展出新型武器裝備

,改革相應的編製體制,培育艦載無人機的戰鬥文化。

1武器裝備研製將進入競標階段

美海軍在認真研究無人機技術發展成熟度和航母戰力現實需要的基礎上,在2016年做出研製MQ-25A「黃貂魚」無人機的決策。該型機的定位主要是加油機,也可執行情報、偵察和監視任務,預計在2020年中期可登上航空母艦服役,未來為F/A-18E/F「超級大黃蜂」戰鬥機或F-35C戰鬥機實施空中加油。

目前,美海軍已經完成最後版本的建議需求書,將於今年晚些時候向四家承包商——通用原子公司、洛克希德·馬丁公司、波音公司和諾斯羅普·格魯曼公司正式發布,並計劃於2018年簽訂樣機合同。美海軍還首先在 「卡爾·文森」號航母上設立無人機控制中心。2018年財政年度擬議預算包括2.22億美元用於研究和開發MQ-25A「黃貂魚」無人機。

2編製體制調整已積累一定經驗

新軍事技術的運用,離不開有力的組織保障,因此編製體制及時調整,才能促進實驗和自下而上的創新。美軍認為,更大的技術飛躍可能需要更多地偏離傳統的組織結構來優化使用。武裝力量調整自身結構來推進新技術的應用,最常見的辦法就是組建新的單位,例如在陸軍航空隊基礎上組建的美國空軍以及新世紀的美國網路司令部。

2015年,美海軍設立了無人機系海軍副司令(DASN UxS)和無人作戰系統總局(OPNAVN 99)辦公室,更好地協調發展無人機以支持海軍在空中、水面和水下的作戰行動。為了裝備使用MQ-4C「特賴登」海上偵察無人機,美國海軍在現有的有人海上巡邏和偵察機大隊之下設立了新的中隊;為了運用MQ-8「火力偵察兵」無人機,美國海軍將這些無人機直接配屬給了現有的艦載有人直升機中隊。這些舉措都有試驗性質,都有成本、安全和人力方面的考慮,但在無人/有人機整合實現長期軍事效能過程上已經積極了初步的經驗。無人機上航母,將會帶來美海軍航母艦載機聯隊內部結構上深刻的變化,後續值得高度關注。

3戰鬥文化培育是長期過程

有效的軍事創新是一個持續的過程。在有了先進可靠的無人機,並適時調整了編製體制之後,海軍航空兵不斷實踐無人機運用程序,並形成艦載無人機戰鬥文化之後,這個過程才真正算終結。

在這個方面,美國海軍目前有兩大任務。一是通過實驗開發出最佳作戰概念,確立最符合航母戰力需求、適應艦載無人機特點的艦載無人空中加油機戰術、技術和程序。這是為航母艦載機無人化長期趨勢確立框架的基礎性工作。二是扭轉整個航空兵部隊對有人駕駛飛機的習慣性偏好。這點在運用MQ-8「火力偵察兵」無人機的過程中已經逐步在實施。由於新技術的成熟需要時間,美國海軍需要對航母艦載無人機的發展進行一定的保護,避免最終出現因為技術不成熟而被航空兵拋棄的結果。

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