潛艇放飛無人機——美海軍XFC無人機解析

現(xiàn)代潛艇單兵戰(zhàn)力越來越強，它們不僅能夠在水下發(fā)射魚雷、彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈，而且能夠布設(shè)水雷、實施水下偵察。近年來，美國等軍事強國的潛艇又將偵察探測的觸角伸向了天空。前不久，美國海軍宣布成功從核潛艇上發(fā)射了一種名為XFC的新型無人機，還半遮半掩地公布了相關(guān)畫面，在炫耀先進技術(shù)的同時，又使其增加了不少神秘感。那么XFC到底是一款什么樣的無人機？它的試驗有何現(xiàn)實意義？本文將為您一一道來。

著眼實戰(zhàn)需求

潛艇在海戰(zhàn)中的優(yōu)勢已經(jīng)無需贅述。很多實力相對較弱的國家，寧可放棄發(fā)展大型水面艦艇，也要發(fā)展常規(guī)潛艇來擔任海戰(zhàn)“殺手锏”，實現(xiàn)與海上強國的非對稱力量平衡。核潛艇的海戰(zhàn)優(yōu)勢更為巨大，尤其是美國海軍核潛艇，素以運行相對安靜、續(xù)航時間超長、偵察打擊能力突出而著稱。然而，隨著各國反潛技術(shù)的日益進步，潛艇面臨的威脅也越來越大，尤其在面對先進的航空反潛力量時，也會處于被動挨打的狀態(tài)。此外，它們在使用被動偵察設(shè)備獲取情報時，作用距離十分限制，一些主動偵察方式卻又會增大暴露自身位置的風險。為了改變這種不利局面，同時維持對其他國家的技術(shù)和裝備優(yōu)勢，美國很早就開始提出潛射無人機的概念。

潛射無人機是指那些由潛艇攜帶，通過魚雷發(fā)射管、導(dǎo)彈發(fā)射筒、垃圾處理裝置或其他專用設(shè)備發(fā)射的無人機，其主要用途包括情報、偵察與監(jiān)視（ISR）、通信中繼、目標打擊、毀傷評估、海空電子戰(zhàn)等。20世紀90年代，美國率先開始研制潛射無人機，先后研制了“海上搜索者”、“鸕鶿”、“海上哨兵”三型潛射無人機；進入21世紀，美國又開發(fā)了“彈簧小折刀”無人機的潛射型號，據(jù)稱這款無人機參加了“環(huán)太平洋2012”演習。

近年來，美國各個軍種越來越青睞靈巧實用的小型無人機。以“彈簧小折刀”為例，它雖然是為陸軍開發(fā)的，但海軍陸戰(zhàn)隊看到陸軍和特種作戰(zhàn)司令部利用這一武器取得的成功，便也加入了積極采購的行列。在無人機的使用和開發(fā)方面，美國海軍更是積極的推動者。幾年前，為了滿足特種作戰(zhàn)部門的需要，美國海軍研究辦公室“沼澤工廠”和美國國防部快速反應(yīng)技術(shù)辦公室共同出資，希望開發(fā)出一種能夠從潛艇上發(fā)射、使用燃料電池的全自動ISR無人飛行系統(tǒng)。美國海軍研究實驗室利用不到6年的時間，成功地開發(fā)出了一種試驗型燃料電池（XFC）無人飛行系統(tǒng)，簡稱XFC。

XFC一飛沖天

2013年12月5日，美國海軍發(fā)布信息，宣布在8月初成功地完成了XFC的潛射試驗，并簡要介紹了相關(guān)過程。據(jù)美國海軍研究實驗室稱，XFC是一種一次性折疊翼無人機系統(tǒng)，配備了標準的輕型軌道發(fā)射器，其起飛接地面積很小，甚至可以在陸地輕型皮卡和水面小型艦艇上發(fā)射。

但在這次試驗中，XFC既不是在陸地、也不是在水面發(fā)射，而是利用潛艇從水下進行發(fā)射，具體地說是從“洛杉磯”級核攻擊潛艇“普羅維登斯”號（SSN-719）的魚雷發(fā)射管中發(fā)射出去。它裝載在名為“角魚”（Sea Robin）的運載系統(tǒng)中，這種發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計安裝在潛艇的“戰(zhàn)斧”式巡航導(dǎo)彈發(fā)射筒內(nèi)。離開潛艇之后，“角魚”搭載XFC爬升到海面，其露出海面的部分看起來像一個柱狀浮標。隨后，它根據(jù)“普羅維登斯”號指揮官發(fā)出的許可指令，通過電力輔助起飛機構(gòu)，將X F C垂直發(fā)射出去。XFC升空后，展開可折疊十字形機翼，在氫燃料電池動力系統(tǒng)的驅(qū)動下，成功地飛行了數(shù)小時，并展示了向“普羅維登斯”號核潛艇、水面支持艦艇和諾福克基地傳輸實時影像的能力。驗證飛行結(jié)束后，XFC在位于巴哈馬安德羅斯島的美海軍海上系統(tǒng)司令部大西洋水下測試和評估著陸。

系統(tǒng)先進可靠

干式發(fā)射系統(tǒng)。無人機的水下發(fā)射方式類似潛射巡航導(dǎo)彈，根據(jù)封裝形式的不同，可以分為濕式發(fā)射和干式發(fā)射2種方式。濕式發(fā)射不采用密封的運載器，無人機以“裸機”的形式在水中航行，一般需要進行水密處理；干式發(fā)射則是將無人機裝在運載器內(nèi)，運載器從潛艇中彈出并在水中航行，一直將無人機送至水面，然后再發(fā)射升空。美國進行潛射無人機試驗時，更多地采用干式發(fā)射。根據(jù)美海軍公布的資料，可以看出XFC配有運載器，采用了干式發(fā)射方式。干式發(fā)射技術(shù)比較成熟，其最大優(yōu)點是無人機不存在適應(yīng)水環(huán)境的問題，研制過程中不需要過多考慮無人機本身的水密和水壓技術(shù)。當然，美國的潛射無人機也采用過濕式發(fā)射，例如，“鸕鶿”潛射無人機發(fā)射時就沒有采用運載器，而是用密封的保護套裝在“三叉戟”彈道導(dǎo)彈發(fā)射筒內(nèi)，彈出后在接近水面時再點燃2臺固體助推器，升空后再利用渦扇發(fā)動機提供動力飛行。

密封運載系統(tǒng)。運載器是干式潛射無人機的重要系統(tǒng)，它可以分為有動力和無動力2種類型，其主要區(qū)別是在水中航渡時有無推進力。無動力運載器的好處是能夠?qū)崿F(xiàn)寂靜發(fā)射，從而提高母艇的隱蔽性；同時它的流體動力外形相對簡單，減小了這方面的設(shè)計難度。有動力運載器的好處是能夠依靠自身動力機動，可以選擇在遠離母艇的位置上浮，同時發(fā)射深度限制較小，可從潛望鏡深度到潛艇最大下潛深度（但一般不能在靠近海底的位置）進行發(fā)射，這都有利于母艇的隱蔽。其不足之處是其本身會產(chǎn)生較大的水下噪音，易被對手偵察探測。XFC的“角魚”型運載器升到海面后，其外觀類似一個柱狀浮標，它應(yīng)該是一種圓柱形密閉容器，可能自身有動力，也可能沒有動力。考慮到美國較多采用無動力運載器，因此推斷其運載器采取無動力設(shè)計、利用魚雷管的彈射裝置將運載器發(fā)射出艇的可能性較大。如果真是這樣，那么XFC就能夠與魚雷共用潛艇上的發(fā)射與控制系統(tǒng)，并可以將其作為水面動作的控制平臺使用。此外，“角魚”系統(tǒng)具有電力輔助發(fā)射系統(tǒng)，它升到海面后，應(yīng)該是利用自身電力將XFC垂直彈射到空中，這樣才能最大限度地節(jié)約XFC的電能儲備。

電力驅(qū)動系統(tǒng)。X F C的動力完全由非混合燃料電池提供。與內(nèi)燃機驅(qū)動的無人機相比，電池驅(qū)動型無人機的優(yōu)點是噪聲和熱力信號特征低，隱身性能優(yōu)異，同時啟動、操作和維護都較為簡單。但其缺點是載荷量低和續(xù)航時間短，導(dǎo)致XFC研制初期飛行動力系統(tǒng)一直無法滿足設(shè)計要求。經(jīng)過長期努力，Protonex技術(shù)公司為其開發(fā)出了一種氫燃料電池系統(tǒng)，并成功地集成到XFC中，一舉解決了這些短板，延長了續(xù)航時間，并提高了載荷量。這樣，全自動的XFC就有能力以相對較低的成本，搭載光電/紅外設(shè)備在低空執(zhí)行ISR任務(wù)，其最高飛行時間可達7個多小時。2009年6月，XFC曾完成了6小時的飛行，并展示了以30節(jié)（約合每小時55公里）的速度巡邏和以52節(jié)（約合每小時96公里）的速度沖刺的能力。2013年8月的試驗，XFC也飛行了數(shù)小時，并利用傳感器進行了圖像實時傳輸，表明其電力驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)足夠強大，能夠較好地滿足XFC未來的作戰(zhàn)需要。

作戰(zhàn)潛力巨大

高效ISR任務(wù)平臺。成功的試驗已經(jīng)證明XFC具備實時傳輸圖像的能力，也就是說它已經(jīng)具備一定的ISR能力。如果其有效載荷采取模塊化設(shè)計，未來根據(jù)不同任務(wù)加裝相應(yīng)模塊，則可以相應(yīng)執(zhí)行圖像、信號等偵察任務(wù)，并實時向多個單位分發(fā)情報，極大提高潛艇的情報偵察效率和針對性。同時，也能夠施隱蔽、突然的戰(zhàn)略偵察。

特種打擊任務(wù)平臺。美軍許多飛機的實際用途和任務(wù)類別都超出了其最初的設(shè)計目標，許多攻擊飛機可以執(zhí)行ISR任務(wù)，許多ISR飛機也能夠執(zhí)行打擊任務(wù)。近年來，以MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”為代表的無人機更是深化了這一趨勢，它們成為兼具高效ISR和強大攻擊能力的偵察打擊一體化無人平臺，并在打擊恐怖主義的特種作戰(zhàn)行動中大顯身手。XFC雖是一種潛射小型無人機，但它也具備執(zhí)行偵察打擊一體化的潛力。它被定義為一種一次性無人ISR系統(tǒng)，正常情況下不需要進行回收，為避免落入敵手，應(yīng)該配有自毀系統(tǒng)。如果自毀系統(tǒng)換成威力較大的戰(zhàn)斗部，就有能力直接對目標實施打擊破壞。未來，如果XFC的載荷量進一步增大，裝上特制的彈頭，就可以利用自身的偵察設(shè)備鎖定戰(zhàn)術(shù)目標（例如敵方反潛航空器），自動或者根據(jù)潛艇指揮官的指令對目標實施攻擊。從這方面來看，XFC就像是一種高度智能化的潛射巡航導(dǎo)彈，這對潛艇的特種作戰(zhàn)和反潛作戰(zhàn)具有很大的現(xiàn)實意義。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)平臺。美國軍方為了拓展?jié)撏У淖鲬?zhàn)能力，進行了以網(wǎng)絡(luò)為中心的系統(tǒng)革命，他們認為無人機是這個系統(tǒng)不可或缺的一部分。這里所說的無人機，當然應(yīng)該包括未來列裝的潛射無人機。它們從潛艇發(fā)射，能夠提供一次或多次的空中ISR、火力打擊支持，將和潛艇一道為戰(zhàn)區(qū)指揮官提供新的作戰(zhàn)選擇。潛射無人機配備相應(yīng)傳感器，可以執(zhí)行ISR和潛艇通信中繼任務(wù)，擔當海上網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的重要節(jié)點，保障情報信息和作戰(zhàn)指令在潛艇、水面艦艇、岸上基地和指揮中心的無縫傳遞。未來如果裝備了相應(yīng)傳感器和打擊兵器，X FC將成為集ISR、通信中繼、電子對抗和火力打擊等多任務(wù)于一體的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)無人尖兵。此

外，如果X FC裝備了“舒特”等無線網(wǎng)絡(luò)攻擊系統(tǒng)，就會搖身一變成為“黑客”無人機，瞬間癱瘓敵人的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。

XFC尚未進入實戰(zhàn)化部署，如果未來它能夠定型量產(chǎn)，就有可能根據(jù)不同任務(wù)發(fā)展出更多衍生型號。目前，它的許多潛在戰(zhàn)力都沒有經(jīng)過實踐檢驗，距離正式列裝還有很長的路要走，但是它與其他潛射無人機一樣，代表了潛艇裝備發(fā)展的一個重要方向。隨著潛射無人機技術(shù)的不斷進步，XFC等潛射無人機將逐漸走向成熟并最終進入實戰(zhàn)部署。屆時它們憑借強大的作戰(zhàn)能力，必將成為潛艇作戰(zhàn)的力量倍增器，不僅能夠扭轉(zhuǎn)潛艇在應(yīng)對航空反潛時的被動局面，而且可能使海戰(zhàn)模式發(fā)生革命性變化，甚至有可能催生專門搭載潛射無人機實施作戰(zhàn)的水下航母。

責任編輯：唐鳴雨