另辟蹊径:美国潜射无人机计划
20世纪航母出现后,另一种在当时甚至现在看起来都有些异想天开的构想——研发潜水航母,在各海军强国纷纷展开。20世纪20年代,当时世界海军技术领跑者英国海军率先制造出了潜水航母的原型艇,但是受当时技术限制,英国最终放弃了这个项目,美、法、意等当时的海军强国也放弃了这方面的努力,唯有日本海军坚持并投入实战。1945年8月,日本1-400型潜水航母在向美国海军投降后被炸毁。60多年后的今天,潜水航母似乎又开始复活了。在新技术的推动下,无人机技术的快速发展使美国打开了发展潜水航母的新思路——潜射无人机。
早期潜射无人机发射方案
美国潜射无人机的发展
20世纪90年代美国海军就开始考虑研制从潜艇上发射无人机,使其成为潜艇预警侦察、攻防兼备的重要设备。随后,美国海军制定出“极详细的”潜艇基无人机作战方案文件。这些要求规定小型无人机飞行的升限要达到2440米,航程达到93千米以上。可能的发射方法包括:从核动力巡航导弹潜艇的导弹发射管发射;从鱼雷发射管发射,然后封装的无人机将展平并自行展开;从潜艇的废物处理装置(垃圾管道)发射。
美国最早的潜射无人机是20世纪90年代初由洛马公司和诺格公司联合研制的“海上搜索者”。它采用折叠机翼,可从潜艇标准的533毫米鱼雷发射管发射。美国海军1996年曾试验发射过一架海上搜索者,潜艇在潜航状态下将天线前端露出水面对该机进行控制,获得成功。该机除执行监视、侦察和目标搜索外,还配有5-10千克炸弹,可对目标实施攻击。
正在进行试验的“鸬鹚”无人机
20世纪90年代末,美国海军开始研制一种从三叉戟弹道导弹发射筒发射并可回收的多用途无人机“鸬鹚”。“鸬鹚”无人机是一种隐形、喷气动力的无人驾驶飞机,可以装备近程武器和侦察设备,由美国海军的“俄亥俄”级核潜艇使用。“俄亥俄”级核潜艇的发射管长约12米、宽约2米,这样狭小的空间并不适合容纳飞机,而且从潜艇上发射的飞机机舱必须能够承受水下45米的压力,还要能足够轻得飞上天。同时,作为侦察机,它的行动要足够隐秘,避免在飞回潜艇时泄露其行踪。
为解决这些问题,“鸬鹚”潜射无人机机翼的形状设计的像海鸟的翅膀,用铰链与机身连接,长长的机翼“折叠”起来后,飞机便可以藏身于导弹发射管里。“鸬鹚”用钛制造,可以防腐,每一个空间都用泡沫塑料填充以防被压坏。机身其余的部分填充惰性气体,而充气式密封技术让武器舱门、发动机入口和排气口罩不会进水。这种新式无人机的主要用途是进行侦察活动,也可携带数枚导弹对岸上目标实施攻击。此外,“鸬鹚”在加挂特殊吊舱的情况下,还可将特种侦察装置投放至敌后。
“鸬鹚”无人机的外形采用了复杂的隐身设计,飞机的进气口位于机头部位,呈三角形
按照设计,“鸬鹚”平时将被存储在发射筒中,使用时由潜艇在水下释放,然后利用火箭助推器的加速出水,并在空中展开机翼和启动涡扇发动机。在完成任务后,“鸬鹊”将返航至指定的回收点,自行关闭发动机、封闭进气道和尾喷管,展开一顶降落伞并以机头朝下的姿态降落入海,浮在海面上等待回收。
除此之外,波音公司正在考虑将研发中“扫描鹰”无人机改装成潜射型,目前设计工作已经展开。“扫描鹰”无人机翼展3米,携带载荷重1千米,留空15小时,主要用于通信中继节点,提供超视距侦察。潜射型将经密封包装装入潜艇鱼雷发射管中。在发射后,该机将展开机体并启动发动机,此后可飞行20小时或更长的任务时间,然后利用现有的回收系统在舰上或陆上回收。在执行任务时,该机将由母机、母艇或现有的地面控制站控制。
除此之外,美国海军研究实验室也正在研制一种潜射无人机XF C,该无人机为全电力、燃料电池动力、折翼型无人机,可搭载光电/红外有效载荷,执行ISR任务。2009年8月6日,海军研究实验室完成XFC的首次飞行试验,在30-52节速度下该机能自行展开折翼,可连续飞行6小时以上。2013年12月5日,XFC无人机从美海军“洛杉矶”级普罗维登斯”号核潜艇上成功发射,其后又执行了数小时的飞行任务。
X F C为全电力、燃料电池动力、折翼型无人机
XFC潜射和自主飞行包括五个步骤:一是将无人机装入运载器;二是将运载器装入“战斧”式巡航导弹发射筒;三是将导弹发射筒放入潜艇鱼雷发射管,由导弹发射筒将运载器发射到水面待命;四是收到潜艇指令后,运载器将无人机垂直发射到空中;五是无人机在升空过程中,展开折翼,并自行飞行。一旦运载器出现故障,不能在水面完成无人机发射,XFC可利用电动辅助起飞系统,可将无人机抛出运载器。
潜射无人机的作战使用
无人机由于具有体积小、隐身好、且留空时间长和飞行距离远等优势,加之加装各种高技术探测设备以及战斗部,使无人机战技性能和战术使用都有了较大的发展,并在几次局部战争中取得了上佳的表现。未来潜艇加装无人机可执行以下作战任务。
首先,防空作战。长期以来,潜艇在潜空对抗中始终未摆脱“空优潜劣”的被动局面,随着潜空导弹系统的发展,其格局有所改观,但潜艇依然处于被动防守的态势。而未来潜射无人机一旦成熟并投入实战,将有可能彻底改变潜空对抗中“空优潜劣”的局面。潜伏于海上交通要道和待机阵位的潜艇,适时发射无人机对作战方向和周边几十乃至上百千米的海域进行空中搜索侦察,一旦发现反潜直升机在此海域活动,即刻向潜艇通报直升机的坐标方位等参数,为潜艇发射潜空导弹提供预警准备时间。此外,配有战斗部的无人机也可在艇内操作手的引导下,对反潜直升机实施攻击,变被动为主动。
波音公司“扫描鹰”无人机,未来波音公司将会研制潜射型“扫描鹰”
其次,对海作战。潜艇单艇在海上执行作战任务时,除接收岸上指挥所发出的敌情通报外,主要靠潜艇的各种侦察观察设备获取相关信息,但在探测水面和水下目标的同时也会被敌方侦测。无人机可有效隐蔽己方潜艇的位置,同时还能扩大对海搜索范围,增加预警时间,并能确定目标攻击参数,提供中继制导和评估攻击战果,配有战斗部的无人机必要时可随时攻击目标。
再次,反潜作战。目前,反潜武器正朝速度快、射程远、打得准和威力大的方向发展,潜艇的作战距离也不断增加,为适应未来反潜战向超视距作战趋势发展,必须提高潜艇的探测距离。随着现代科学技术的不断发展,配有战斗部的无人机对在水面和潜望深度航行的潜艇构成巨大威胁,且加挂深弹、反潜鱼雷的潜射反潜无人机也会随之应运而生。
潜射无人机可以通过潜艇导弹发射筒发射,图为“洛杉矶”级攻击型核潜艇的导弹发射装置
最后,对陆作战。从近几年来的局部战争可以看出,潜艇对陆作战已成为潜艇的重要作战方向,利用无人机对几百或上千公里外的陆上敌方目标进行侦察,确定打击方位、坐标和目标指示,判定打击效果也将成为潜射无人机的重要作战任务之一。美军在2000年6月进行了持续3天的潜艇与陆上的特种部队协同作战试验。试验中,潜艇与特种部队不断变换无人机控制权,据美海军和国防高级研究计划局人员证实,这种作战试验的目的是为潜艇验证一种新的作战方式。