当前俄罗斯军用无人机特点及其发展趋势预判
上一次俄军投入无人机执行作战任务,还是在几年之前的叙利亚军事行动。由于俄军总计投入了70至80架无人机,大幅度提升了部队的作战效能,显著减少了人员的伤亡与装备损失,从而使得叙利亚战场的态势完全处于俄军掌控之中,为俄叙联军赢得战争的胜利发挥了显著的作用。与此同时,世界各国也通过此次军事行动中俄军的无人机在实战应用中暴露的问题与本国实际应用情况进行对比,均认为目前各国部队装备的无人机在战术性能与实战应用效果上还有很大的提升空间,因此,找出当前无人机装备的可改进之处,全面提升部队应用无人机进行作战的实际能力,很有必要。
一、在功能方面,需要从“单一侦察”向“察打一体化”转变:
俄军目前装备的无人机总共有2000余架(根据俄方公开数据),型号以“海雕-10”“前哨”“哨兵”“石榴-4”“副翼-3”“超光速粒子”等轻中型号为主,有效载荷小,探测距离短,主要任务为空中侦察、战场监控、炮火校正、打击效果评估、通信中继及搜索救援等。其中,“海雕-10”是俄军现役无人机中装备数目最多的型号,属于中型无人机。该机全重14千克,有效载荷4千克,飞行速度100~150km/h,最大使用半径为120千米左右,装备有昼夜摄像机与无线电作战设备,可在线传输视频,空中持续工作时间上限为14小时。
在叙利亚军事行动中,俄军所使用的无人机仅有中小型侦查机,这也暴露了俄军无人机数量装备不足、无法有效执行空中持续监视和露头即打的作战任务的弱点。2020年4月,俄军推出了“猎户座”长航时无人机系统,为陆军航空兵装备了3架该型号并通过了在叙利亚进行的实战测试。“猎户座”无人机由俄罗斯“喀琅施塔得”公司研制,与美国“捕食者”及以色列“苍鹭Ι型”无人机具有相似的功能,能够在“察打一体”的工作状态下长时间航行,可用于执行侦查监视及有限的精准打击任务。该无人机系统包含3~6架具备无线电技术侦察、光电侦察、高分辨率数码照相侦察和其它功能的无人机,可以自动跟踪地面及水面目标并进行激光测距和目标指示。与此同时,热成像和电视广角相机可以使无人机清晰记录战场环境,具有MF-2多功能X波段的雷达也赋予了无人机较强的探测能力。“猎户座”无人机的重量高达1100千克,最大起飞重量为1吨左右,有效载荷达到了200千克以上,可以携带4枚50千克的制导炸弹或导弹,升限7.5千米,标准载重下最大航时24小时,速度200km/h,最大使用半径约为250千米。可以说,“猎户座”无人机的出现,初步弥补了俄军缺乏该量级“察打一体”无人机的空白之处。
平心而论,在无人机技术应用方面,俄军与我军的实际水平已有了较大的差距。在本次俄乌冲突中,如果俄军能够多加应用轻型无人机进行战场侦察、中型无人机进行精准打击,想来能够避免很多地面巷战中的不必要伤亡。我们有理由认为:本次的俄乌冲突初步体现,由于军费和研究经费的长年短缺,俄军在无人机的装备与应用方面已经与中美拉开了不小的差距。
二、在续航方面,需要从段航时向长航时发展:
想要实现长时间的飞行,无人机首先需要具备良好的空气动力性能、装备有高质量的机身和节能的发动机。
续航时间和距离主要取决于飞机内部的燃料储备量,同时也受制于信号接收的有效范围。俄军大多数现役的无人机只能在距离地面控制站不超过250千米的有效无线电频率范围内工作,新一代研制中的远程攻击无人机配备有卫星通信链路,理论上能够使其航程仅受到所携带燃料的限制。当前,俄罗斯也意识到己方小型发动机研发方面的国际地位下降,已逐步加大了无人机尤其是小型无人机发动机及其有效载荷的研究投入力度,预计可以使未来装备的无人机的续航时间和航程都得到了有效提高。
“海盗”无人机的活动距离约在100千米,速度为100~180km/h,续航时间为7.5小时,飞行高度为100~4000米。“前哨”无人机已装备俄罗斯海军航空兵与海军步兵,并在叙利亚军事行动中完成了空中持续工作17个小时的作战任务。
目前俄军尚未装备重型无人机,但我们可以作出假设——俄军正在研制中的无人机一旦出现在战场上必然会展现出巨大的作战能力。几年之前,俄军便已经提出以重型无人机为基础来研制无人预警机的计划,并预测用20~25架无人机即可覆盖俄罗斯全境的侦察范围并完成预警工作。此外,俄军还计划在2040年之前设计建造完成采用无人驾驶模式的第六代战略轰炸机,设计出能够在航空母舰上使用的无人机平台并投入使用。(出于众所周知的原因——经费短缺,俄军的科研计划完成情况常常会打上不小的折扣。比如海军方面曾计划于2010年之后建造完成4艘航空母舰,该计划得到时任了总统普京的批准。)俄罗斯最新的国产无人机可以在一定条件下保持2000~8000米的飞行高度,持续留空时长可达两天左右。
三、在机身性能方面,需要大幅提高无人机的隐身性:
当前俄罗斯首款设计并试制的重型无人机“猎人”项目仍处于保密阶段,只公开了部分数据,但有些情况我们已经可以清晰认知。
“猎人”无人机长约19米,翼展长度14米,最大起飞重量20吨,机身可以内置弹仓,载弹能力2.8吨,外形与美国B-2轰炸机极其相似。按照苏霍伊公司的设计方案,这款无人机可以成为载人轰炸机的完全替代品,能够使用与轰炸机完全相同的武器。机身设计方面,采用了与X-47B相同的飞翼布局以提高亚音速巡航性能,且外形、机翼轮廓及发动机机身隐藏设计与美国的RQ-170的“哨兵”相似。机身使用特殊雷达吸波材料组成的复杂结构,用来最大限度减小在敌方雷达屏幕上的显示。在机身制造工艺上,无人机装有新型涂层且应用了独特的“真空浸渍”技术,部分炸弹放置于无人机的内置弹药舱内,从而使得隐身性能得到了大幅度提高。
此外,此款尾喷管的隐身处理选择了WV型,使得喷口的气动隐身和红外隐身能力得到了大幅度提高。机载无线电电子设备与“牵牛星”无人侦查攻击机相同,其中机载雷达及通信系统可以扩大其作战飞机的雷达视域并增加远程目标的指示距离。借助这种协同模式,其它协作作战的飞机可以在敌军防空系统射程外使用远程打击兵器。
从发动机的选择来看,“猎人”无人机使用了与苏57相同的航空发动机AL-31F,使其最大飞行速度能够达到1400km/h,航程更是能够达到5000千米。同时,此款无人机还配备了有源相控阵雷达(ASES),能够同时追踪十几个目标,具有突出的多目标攻击能力,在超音速低海拔突防、弹药携带方面已经具有很大的技术优势。
综合看来,这款无人机在许多领域都已经达到了世界领先水平。
四、在内置载荷方面,需要从单一载荷向多样载荷发展:
目前,俄军多款在研重型无人机的情况已经逐渐公开。从现有数据上看,这些型号在重量与载荷多样化方面与俄军现役无人机相比得到了不小的加强,不但能够搭载制导导弹、制导和非制导炸弹,还能够搭载激光武器、动能武器与其他武器。如“猎人”无人机的B型号,可以携带6吨的武器挂载,航程超过4800千米,相当于一个小型轰炸机。此外,该型号还可以携带空地导弹与空空导弹,就此打破了无人机无法携带空空导弹的约束条件。
“海盗”无人机是俄罗斯当前唯一一款配备有全套目标载荷的无人机,其标配可更换载荷包括光学电子目标载荷、红外透视摄像头、激光测距仪、目标指示器和六个探测管。通过这些载荷设备,无人机可以引导炮兵的火力覆盖,可以直接收集播报飞行时的天气数据,还可以在不同的飞行高度通过伸出探测管来记录气象数据并实时传输给战斗机。
五、在作战性能方面,需要向无人战斗机方向发展:
2019年9月,苏-57与“猎人”无人机配合组成编队,飞行了半小时左右,测试了有人驾驶战机与无人机配合作战的效能。凭借该无人机优异的隐身性能,苏-57战机可以得到更好的空战配合,从而进一步提升空战性能。
2020年,俄罗斯首次将S-70“猎人”无人机运送到导弹及电子战试验场进行测试,在伴飞苏-57时,可以看出两者的体型相差极小,在视觉角度上该无人机更像是一架轰炸机。目前俄军只有一架“猎人”的超音速无人战机原型机,从“俄罗斯第六代战斗机的原型”的设定来看,该机更像是俄罗斯由有人驾驶战机向无人驾驶战机的过渡型号。本次演习测试严格意义上来讲算不上是真正意义上的“空战”——外挂导弹不是真正的武器、机载载荷只有红外侦测设备和雷达导引头、没有引擎和战斗部。即便如此,根据此次测试披露的信息,加上之前公开的数据,我们完全可以认为该无人机可以加装短程甚至是中程的空空导弹。与此同时,俄罗斯军方也宣布重启了2012年暂停的“鳐鱼”无人机项目。看来俄罗斯极有可能走发展无人驾驶的技术路径,未来俄军的空战思路也会大幅度向该方向倾斜。
六、在机载控制方面,积极提高信息化处理能力:
无人机是高度信息化的装备,其信息技术集成度一直都处于很高的标准,而自苏联解体之后由于一系列原因,俄罗斯的信息技术与集成电路技术一直都没有得到很好的发展。在“高加索-2020”战略首长司令部演习期间,俄罗斯展示了本国最新的无人机机群系统,该机群系统可以通过统一的指挥系统将若干无人机分队联通在一起,并实现了由一个指挥部实时控制相距数千公里的所有无人机机群的功能。此外,这些无人机不仅可以用于侦察,还可以干扰敌方的通信手段并对敌方目标造成一定程度的打击。经过对比,应用无人机机群作战之后,指挥系统的指挥效率提高了40%~50%。
2020年10月,俄罗斯空天军接收了首批“猎户座”多功能无人机及控制站,并预计在2021年底可以交付首批“猎人”无人机。(在本次俄乌冲突中第八天才见到该无人机型,不排除俄军工部门并未及时完工交付的可能性,也有可能该型号重型无人机不适用于避免伤及平民的精准打击。)根据叙利亚军事行动的经验,俄军引入了新的无人机作战方法——通过安装在无人机上的不同侦察设备获得实时信息,掌握整个作战区域的地方信息,从而为航空兵、炮兵、导弹部队和地面部队提供情报保障。
俄罗斯军方在构建无人机的侦察-打击和侦察-火力闭合链路方面投入了颇多的精力。在大规模使用无人机之前,进行火力准备需要很长的时间。在信息传递到相关指挥机构之前,可能目标已经离开火力范围或者已经完成隐蔽,因而失去了最好的时机。将无人机与自动化设备结合使用,可以将发现到击中目标的时间从几个小时缩短到几分钟。目前,无人机已装备俄军的各炮旅及导弹旅,包括装备了“伊斯坎德尔”导弹的部队。在之前几次公开的演习中,俄军无人机均能够不断地进行目标探测和坐标确定并将数据传送到炮兵火力指挥所,接着由无人机操作人员对火力打击效果进行评估和校射。
苏-57和S-70“猎人”无人机的编组协同,验证了有人机和无人机的联合作战效能,但也反映了当前俄军无人机的最大弱点——需要人为远程控制。如果有人机的驾驶员长时间用无线电控制无人机作战,既会受到距离限制,也会出现信号延迟。如果信号中断,无人机的数量再多也毫无用处。因此,俄罗斯的下一个设计方向应该是设计研制自主式无人机——在飞行前领取任务,然后在完全自主的情况下完成。可以预想,未来高度智能化的无人机除了对敌方目标实施打击之外,还会具有自主学习功能,即通过人工智能技术自主学习。这样,即便战场情况瞬息万变,无人机也可以在没有人员的操纵干预下就能接受指令、完成任务。当然,这一切都必须建立在未来数年甚至数十年俄罗斯政府能够拨给充足的研发经费支持并大规模更新换代的基础上。
七.在实战使用中,需要更加侧重无人机群的作战运用:
几年前,美军专家提出了运用无人机群作战的构想——在未来战争中,部队大规模出动携带导弹、制导炸弹的无人机低端攻击编队,通过数据链或者卫星信道获得攻击目标的坐标,从而使得无人机可以像蜂群一样蜂拥至预定目标上空,形成一个可以遮蔽一定空域的火力群对敌目标实施饱和攻击。俄罗斯方面军事专家也认为,想要在战场上占据主导地位,需要大幅度改进无人机的自动化和人工智能应用功能,提高无人机应用的所占比例。在使用无人机群时,想要使得行动效率更高,无人机之间必须做到能够相互联系、分配目标并同时发动攻击,且在出现故障的时候可以相互代替。俄军事专家在接受采访时表示,俄罗斯的“无线电电子技术”集团正在研究实施无人机群作战计划的可能性,预计能够在2022年左右完成。
虽然在本次的俄乌冲突中我们并未见到俄军方面大规模使用无人机作战的报道,但是根据现有情况分析,可以预测俄军将组建具有侦察、制导并携带高精度打击武器的无人机机群。如果联邦政府保证持续充足的资金投入,俄罗斯或将能够重新成为无人机研发使用的强国,并保持自己世界第二大军事强国的位置不动摇。在未来的战争中,无人机的应用必然会占据非常重要的地位。我军虽然相较俄军而言已经装备了大量的无人机,能够初步实现无人机机群作战。但是我军近四十年未经过实战,真正将无人机机群应用于现代战场的作战效果到底如何,本次俄乌冲突到目前为止并未提供给我们足够的参考资料来进行分析。