全无人机航母研究

来源:知远战略与防务研究所 时间:2017-10-25
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日益增多的海上威胁(包括中国海上实力的迅速扩张)、美国造舰成本的增长以及美国国会对于投资扩充舰队实力的消极态度,给美国海军保卫国家重要利益的能力带来了越来越大的压力。“生成更多相似实力”的做法,并不能满足美国海上力量的需求。只有对技术的“颠覆性应用”,例如能够明显改变美国投送空海力量方式的力量倍增器,才能够使海军战胜这些挑战。生产一种能够全面开发利用无人机作战潜能的新型战舰,对于解答这一问题将大有帮助。

全无人机航母(CVQ)将结合各种不同的先进技术,从而形成远大于数量之和的战斗力。最新的先进技术,如自动化战斗机软件、人工智能和人机合作、电子弹射和舰船推进、舰艇及飞机隐身技术、自动化飞机着陆系统以及机器人装配线技术等,通过结合运用将使舰艇能够在高度对抗性的海上环境中发挥出极强的作战效能。

目前,无人机的战斗力受到了我们对于无人海上航空兵运用方式的思路。现在对于无人机的运用主要有两种方式:一是受水面舰垂直起降需求限制,以有限的功能执行任务;二是作为传统核动力航母(CVN)舰载机联队的一部分,发挥次级辅助性作用。但是,以无人机战斗部署为主要任务的舰艇,将提供类似于两次世界大战之间引进航母那样的转型性实力。

在其运用条令得以全面开发后,全无人机航母及其附属航空联队将全面发挥出应有实力。要确保这一点,就要保证全无人机航母由无人机专业军官指挥,就像有人驾驶飞机航母由飞行员军官指挥一样。

设计工作很关键

全无人机航母的设计,应当尽可能地最大化利用现有系统,尽量避开高风险技术。幸运地是,很多可以支持全无人机航母的技术和概念已经开始发展,包括电子弹射和推进技术、无人机和舰艇的隐身技术、海上垂直起降技术、火箭海上垂直降落技术、机器人装配线技术、人工智能的无人航空作战应用技术、极高速弹药和定向能反导防御武器等。

摆脱了有机驾驶飞机作战行动束缚的全无人机航母,将与现有传统航母大为不同。无人机垂直降落于航母上并随后操作转移至航母内部,也可以通过自动化装置弹射起飞。在移除了传统的飞行甲板之后,航母上可以安装导弹垂直发射系统和其他防御系统,从而提供了组织性自卫能力,减少了对于护航的需求。这些区别,使全无人机航母可以成为体型更小、隐身性更强、更易于防护的舰型。在未来对抗性海上环境中,全无人机航母在行动时所承受的风险要远远低于传统核动力航母。基本上,全无人机航母有可能采用排水量4000吨的“朱姆瓦尔特”(DDG-1000)级驱逐舰的升级舰型。

较高的任务需求

全无人机航母可以渗透进入对抗性区域,及早输送各种作战实力和火力,从而发挥对敌震慑作用。美国战略与预算评估中心(CSBA)最近所进行的一项未来舰队架构研究项目建议指出,应当把部署舰队分为威慑部队和机动部队两部分。其中,威慑部队能够提供“快速、高能火力,震慑那些意图迅速形成既定事实的对手,如中国或者俄罗斯。”更特别的是,西太平洋威慑部队可以由源于LHA/LHD级两栖舰的轻型常规动力航母(CVL)组成,“从而解放核动力航母,使其可作为机动部队的组成部分专注于高端多航母合成作战。”轻型常规动力航母上的打击战斗机“将执行打击、水面战(SUW)以及情报、监视和侦察(ISR)任务,拒止中国进军南中国海和东中国海,或者攻击第一岛链之外的中国海军和其他目标。”

相对于成本高昂的轻型常规动力航母而言,全无人机航母是一种更好的解决方案。如今的无人机,如“捕食者”、“死神”等,已经具备了良好的打击作战、水面战和情报、监视和侦察能力,已经开始以比有人驾驶飞机更低的风险和人力需求执行各种任务。后期,随着无人机能力继续提升,还将开发出空战能力。在足够成熟之后,无人机将凭借其良好的隐身性更擅长于空战任务。当然,全无人机航母将应用于高威胁度对抗区域,而不仅限于战略与预算评估中心所考虑的太平洋战区。

战术优势

全无人机航母运用于高端海上作战,将使海军进一步推动新技术的发展,形成比以前类似舰艇更强的作战能力。更为明显的是,由于此航母能够依靠自动化操作极大降低人力需求,因此都具备全天24小时任务能力。最近的麦肯锡(McKinsey)自动化工作研究项目指出,“在可预知的环境中执行物理活动或者运转机械”,如飞机操作、加油、武器重装等工作,是“对自动化最为敏感”的任务。全无人机航母的设计工作将把飞机的很多操作工序变为自动化流程,从而突破传统舰载机联队甲板机组人员的限制。

摆脱了飞行人员生理性限制之后,海军无人机也可以完成有人驾驶飞机所难以维持的机动动作,以较高过载弹射起飞,根据风向自主起飞,或者折起机翼变成舰载巡航导弹。尾座垂直降落无人机(如海军的“TERN”无人机项目)甚至可以折翼降落,从而节省更多空间。虽然垂直降落可能会影响到无人机的性能,但由于取消了轮式降落架,无人机的重量和复杂度也会降低。在无需人眼目视的情况下,无人机可以在近乎零可见度的条件下降落,正如现代客机可以凭借自动驾驶功能在恶劣天气和可见度条件下降落一样。

极高的续航力也将使无人机成为一个强有力的力量倍增器。防御性防空巡逻机、空中电子战(AEW)飞机和反潜机都可以长时间停留在空中,只会在必须加油或者维护时停止,其飞行时间可以长达数天而不是几小时。盘旋中的无人机可以成为半永久式通信节点,在通信卫星失效时向所在地区的其他无人机或者舰艇提供高空视距内通信连接。

全无人机航母本身可以为非本舰载无人机提供降落平台,为其补充油料,使其再次重返空中巡逻任务,或者与本舰无人机集结执行更大规模的打击任务。在低威胁度区域,全无人机航母上的无人加油机可以为途经的有人驾驶战机补充油料。

另外,由于海军无人机无需机上飞行员,因此指挥官就具备了和平时期和战争时间运用飞机的更大灵活性。就算没有警戒直升机、护航舰艇或者救援人员,无人机同样可以执行飞行任务。无人机可被派往其作战半径两倍之处打击高优先级目标,在弹药耗尽时可以以“自杀式”撞击去攻击敌方飞机或者水面舰。在需要时,如果回收的可能性较小,无人机可以在低剩余油量飞行,并在复杂气象条件下降落。作战损失对于航空联队的士气极乎没有影响,因为可以从其他战区甚至从友方无人机舰队放飞更多的无人机。通过遥感技术对于无人机作战损失的迅速分析,能够形成提高和应用新战术的软件补丁,这一点要比通过飞行员训练获得快得多。

克服障碍

对于无人战斗机运用于通信中断条件下的高端海上作战的最大反对声音,来自于关于自动化致命性武器运用的道德层面或者政策层面的争议。实际上,自动化无机战斗机的海上运用只会在海上、空中环境中开辟极小的空间。美国武装部队已经装备了很多致命性自动化武器系统,如“宙斯盾”(Aegis)防空和导弹防御系统、“爱国者”(Patriot)地空导弹系统、密集阵近距武器系统、自导鱼雷、封装鱼雷反潜水雷系统、反舰巡航导弹等。把无人机运用于针对特定目标或者特定区域的防空、打击或水面战任务中,与现有制导武器在高端海空作战中的预期效能并无大的不同。

推进这种作战性和技术性急速进步所附带的技术风险,带来了对于全无人机航母概念的更多关注。但是,其中所需的各种技术大多数已经处于发展之中,有些已经开始应用。其中最大的风险,可能会存在于集成和测试工作中。战略与预算评估中心关于未来舰队架构的讨论中,以现有的大甲板两栖舰作为轻型常规动力航母概念的试验平台。全无人机概念也可以用同一方式进行试验。在加装了垂直降落模块、自动操作系统、电子弹射装置、指挥控制设施后,两栖舰完全可以作为全无人机航母的原型平台用于测试相关概念、验证规程和条令,更快速地将这些能力交付到作战人员手中。

由于对计算机和网络的依赖性,潜在网络风险对于无人机而言尤其值得关注,无人机设计工作必须重视防御系统的引进。相对于潜在作战效能,全无人机航母概念所附带的风险是值得承担的。比较好的方面是,这种大范围、创新性作战挑战所具备的技术性、条令性问题,正是美国工程师、海上官兵和飞行人员所擅长解决的。

建造全无人机航母,将需要对海上、空中实力的运用的思考模式转变,但必将增强美国海军保卫西太平洋乃至全球国家利益的实力。(全文完)

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责任编辑:笋溪

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