筒射无人机的发展之路

来源:解放军报·中国军号
筒射无人机的发展之路
■赵富豪 梁 晨 龚诗尹
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近年来,在一些军事热点地区,无人机的“身影”频繁出现。如果探究这些无人机投放到战场的方式,有一种方式越来越普遍,这就是“筒式发射”。
筒射无人机一般采用发射筒、炮筒等作为发射平台,通过火药等动力源推动,将无人机从筒中高速射出。“筒式发射”的无人机可以快速抵达目标区域,不仅飞行半径得到拓宽,还拥有更大的活动幅度。
实际上,在传统陆上起降无人机“大放异彩”的过程中,筒射无人机的概念也在同步发展。如1999年,美国开始研制的“快看”炮射无人侦察机。多年来,各国对筒射无人机的研究从未停滞,平台也从陆基逐渐向多种方向发展,并能搭载各种先进设备,执行侦察、打击、通信等任务。如去年9月,法国海军的絮弗伦号核潜艇就成功发射了一款潜射无人机。
那么,筒射无人机有哪些优势?如今的发展状况如何?未来又将面临哪些挑战?请看本期解读。
借力飞升扬长补短
筒射无人机的概念,源于对更高效、更便捷无人机发射方式的追求。采用火炮及发射筒等平台进行发射,能够赋予无人机较大的初速度和精确的飞行方向,并快速抵达目标地域执行各类任务,这是筒射无人机较为明显的优势。
以传统的侦察无人机为例,其一般需要从安全地区起飞,再飞向目标区域,耗时较长。相比之下,依托“筒式发射”可以直接用火炮将无人机发射至目标区域,直接发起攻击或实时回传目标参数引导火力进行远程攻击,具备高效达成目标侦察和远程打击效果的能力。
如俄罗斯通过“龙卷风”火箭炮发射的9M534侦察火箭弹,在该火箭弹的战斗部里,可以释放出T90微型无人机。到达目标区域时,T90用自带的降落伞减速后,展开折叠机翼,便开始获取战场数据,实现即时发射、即时侦察。这种借力飞升的无人机投放方式,近年来受到越来越多的关注。目前,美国、俄罗斯、以色列等国家都研制了多种型号的筒射无人机。
具体而言,筒射无人机相比其他类型无人机还有一些独特的优势:
快速部署和隐蔽性。筒射无人机一般尺寸较小,携带、投放较为便捷,不需要对武器平台进行特殊改进。这一点使筒射无人机能够在敌方防御体系建立之前快速投入战斗,增加了突袭的突然性和成功率。以色列Ninox40无人机平时收纳在单兵背包里,可以在移动或掩体中进行发射,降低了单兵操作暴露的风险。从榴弹发射器中发射后,Ninox40无人机立即在空中展开,其配备的昼夜摄像头,可以增强战场态势感知能力,具有自动跟踪功能,无需操作员干预。
结构紧凑和轻量化。澳大利亚Drone40无人机的长度,仅比普通光盘的直径稍长一些,可以从40毫米榴弹发射器中发射,发射后展开机翼,变身为一个四轴飞行器,执行作战任务。“麻雀虽小,五脏俱全”,其可以配备多种小型载荷,包括全电动光学摄像头、电子战干扰装置、激光指示器等。正是因为Drone40具备体积小、重量轻、便于携带和发射的特点,成为战场上持续“走红”的武器。
多功能性。筒射无人机可以根据任务需求配备不同的传感器和武器系统,执行侦察、监视、打击等任务,能够适应多样化的战场环境和战术需求。阿联酋Hunter系列无人机通过发射平台,一次性可发射20余架无人机,车载操作平台可同时控制数十架无人机,对敌方装甲车队和高价值目标进行“蜂群”攻击。筒射无人机的出现,让战术的选择有了更多可能。
加速演进用途拓展
作为现代战场上一颗冉冉升起的“新星”,筒射无人机正在发挥着越来越重要的作用。从默默无闻到备受关注,筒射无人机的发展,是科技进步和军事需求共同推动的结果。这其中,精准、高效依然是筒射无人机发展的主要方向,相应的技战术也在快速演进。
筒射无人机在精确打击任务中具有显著优势。以色列Rafael公司研发的“萤火虫”无人机采用多旋翼、紧凑型设计,翼片可沿机身方向折叠,支架可伸缩,整体包裹后装入筒状容器,便于单兵携带。在城市作战中,能有效提升小规模地面部队的近距离精确打击能力。同时,陆上“蜂群”战术已经将筒射无人机和现行装备紧密地联系在一起,如美国“丛林狼”无人机,可从战车上进行批次发射。
筒射无人机可以携带导弹、炸弹等武器系统,通过遥控或自主导航系统实现精确制导,对敌方阵地、装甲车辆等目标进行打击。美国“弹簧刀”系列无人机,采用集成化设计,可由单兵便携式发射筒进行发射,通过GPS制导系统实现导航,能够在复杂环境中执行侦察、打击等任务。伊朗将AD-08“马吉德”地对空导弹和“卡拉”无人机兼容,采用火箭助推发射方式,可实施“自杀式”攻击。
筒射无人机在战场控制和辅助任务中也开始崭露头角。在与装甲车辆结合使用的过程中,筒射无人机利用装甲战斗车辆机动性、防护能力的加持,可以更好地协助装甲部队及时获取战场信息和情报。意大利“半人马座”坦克歼击车发射的无人机,能在较短时间内飞抵目标区域进行侦察,为指挥者提供战场情报,并执行适当的作战行动。
当筒射无人机与潜艇相互融合,效果同样不俗。无人机的“出水”,为潜艇作战能力插上了“腾飞”的翅膀,可有效克服协同指挥难、水下通信难、探测距离近等不足,提高潜艇的综合作战性能。美国“黑翼-10C”无人机平时封装在发射筒内,执行任务时可连同发射筒一起由潜艇上的发射器抛至海面,并在水面完成姿态调整。筒中的无人机会根据指令按照设定条件自行射向空中,发挥超视距侦察、警戒、协同攻击等作用。无独有偶,以色列一款名为“鹰鸮”-103的潜射无人机,同样能从潜艇上发出,并延迟离开水面发射到空中提供情报支持,支援部队作战行动。
去年9月,法国海军通过絮弗伦号核潜艇发射的无人机采用了浮筒式发射,该无人机可在水面上启动并执行任务,在任务完成后降落在海面等待回收。但是,局限于有限的续航力和通信能力,该型无人机只能在距离潜艇较近的区域活动,会在一定程度上造成暴露潜艇位置的风险。
前景广阔仍有缺陷
随着预警探测和防空反导系统的发展,传统的大型无人机在应对复杂作战环境时,其作战能力、生存能力将受到越来越多的反制,筒射无人机也因此被推向前台,扮演起更加重要的角色,成为未来无人装备建设和战法设计的一个重点方向。
当今世界,人工智能技术发展势头强劲,筒射无人机也必然会朝着智能化的方向迈进。未来的无人机需要能够自主决策、自动避障,甚至具备一定程度的学习和适应能力。这将使筒射无人机在复杂环境中更加灵活和高效,减少人为操作失误。未来筒射无人机也可能会集成更多的传感器和武器系统,融入信息化、智能化联合作战行动,形成以其为核心的联合作战能力。
虽然筒射无人机有着越来越广阔的应用前景,但我们也不能忽视它存在的缺陷。
首先,是能量源的问题。被发射筒、炮筒等平台发射到任务区域后,筒射无人机主要依赖电池作为能量源。然而,相对较小的体形、较轻的体重,决定了其电池容量的有限性。尤其是处于高空环境下,无人机更容易受到天气等外部因素的影响,更易消耗电池的能量。这种局限性无疑会削弱筒射无人机在执行复杂任务中的实用性和可靠性,需要其在电池技术、能源管理系统以及轻量化设计上进行创新,以提升续航能力。
其次,是操作控制问题。发射后的筒射无人机,其操作主要依赖于遥控系统。这就要求操作员必须具备较高的技术和反应能力,才能确保无人机飞行安全。即便如此,传统的操作方式仍然容易受到频谱干扰等因素的影响,导致操作失误。与此同时,无人机的信号传输和接收距离有限,但筒射无人机的发射距离一般较远,一旦超出范围,无人机的飞行安全和质量将无法得到保障,这便对无人机的遥控技术提出了更高的要求。
再次,是发射筒的材料问题。目前,大多数筒射无人机的发射筒都是采用玻璃纤维或碳纤维等复合材料制成,这些材料虽然具有一定的强度和韧性,但也存在着一些固有的缺陷,容易在发射过程中产生变形或卡滞现象。而且,对于执行多种任务的筒射无人机来说,载荷能力至关重要。只有通过不断改进结构设计、优化材料使用以及引入先进的动力系统,才能使无人机携带更多的传感器、武器或其他设备,执行更复杂的任务。
最后,是筒射无人机的数据安全问题。无人机在执行任务过程中会传输、存储和处理大量的数据。相对来说,“深入敌后”的筒射无人机,其数据被入侵和攻击的风险系数更高。一旦数据泄露或被篡改,将会对任务执行产生严重影响。与此同时,反无人装备也在逐渐更新换代,筒射无人机还将在与各类反无人装备的“斗法”中迎来更加艰巨的挑战,其未来的发展之路任重而道远。
供图:阳 明
图①:美国“丛林狼”无人机;图②:美国“弹簧刀-300”Block 20型无人机;图③:以色列“英雄-30”无人机发射器。
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(解放军报·中国军号出品)