未—來無人化戰爭的引領者美國艦載無人攻擊機X-47B發展及影響

方 勇

未—來無人化戰爭的引領者美國艦載無人攻擊機X-47B發展及影響

方 勇

專題—改變未來戰爭形態的無人裝備

近年來，以無人攻擊機為代表的智能化無人系統成為軍事強國發展的熱點。美國X-47B無人攻擊機成功完成自主空中加油試驗，美國海軍無人水面艇開展集群攻擊演練，地面仿生機器人極大提升了單兵的安全性和作戰能力。隨著無人系統自主技術、協同技術、通信技術等關鍵技術的突破，其作戰領域正在從情報監視與偵察，向打擊任務拓展；從傳統的信息支援保障裝備，逐漸融入主戰裝備體系。美國智庫新美國安全中心在2014年1月發布的《20YY：為機器人時代的戰爭做好準備》報告中提出，“機器人時代戰爭已經不是科幻小說”，并強調對于美國及其盟友、伙伴和對手而言，在一個新的時代里，無人和自主武器系統將在未來戰爭中扮演核心角色，呼吁美國必須為此做好準備。未來，作為改變作戰規則的顛覆性裝備，無人空天飛行器、智能機器人、無人攻擊機、無人水面艇等智能化無人系統，將使信息化戰爭模式發生巨大改觀。無人化戰爭正在向我們走來。

專題特約顧問 方勇

2015年4月22日，美國X-47B艦載無人攻擊機成功完成自主加油試驗，這是X-47B驗證機繼完成艦上彈射起飛、攔阻降落、與有人機輪流著艦后，取得的又一重大進展，標志著艦載無人攻擊機技術向實用化邁出重要一步。美國海軍將在2020年前，在X-47B驗證機的基礎上，研制出實用化艦載無人攻擊機—艦載無人空中監視與打擊系統（UCLASS）。作為一種集遠程偵察及打擊于一體的隱身平臺，UCLASS一旦服役，將對未來戰爭形態產生重大影響，

突出的隱身和巡航能力

機身外形采用隱身化設計。與有人作戰飛機相比，無人攻擊機沒有飛行員座艙和儀表盤這些主要的雷達信號反射源，在隱身化設計上具有先天優勢。此外，X-47B還采取了一系列隱身措施：采用無尾飛翼布局、蛇形發動機進氣道和特殊設計的尾噴管，優化了飛機前/后緣，提高了背部圓滑性，采用了吸波材料和整體式復合材料結構，消除了蒙皮鉚接對隱身性能的不利影響，顯著降低了雷達散射截面和紅外信號特征。據專家測算，X-47B的雷達散射截面大致相當于F-22戰斗機的1/3。

作戰半徑和滯空時間遠超有人艦載機。由于無人機沒有座艙及相關生命保障系統，在相同重量下能攜帶更多油料，作戰半徑更大。X-47B在不接受空中加油的情況下，作戰半徑的目標值可達到3700千米，約為F-35C艦載攻擊戰斗機的3倍。有人艦載機受飛行員生理極限的限制，在接受空中加油的情況下，最長滯空時間一般不超過10小時。相比之下，無人攻擊機無此制約，可長時間執行作戰任務。美國海軍要求未來UCLASS的不加油續航時間能達到14小時，空中加油后將達到50小時以上，是有人機的5倍多。

可配備多種偵察與武器載荷。X-47B能夠搭載光電/紅外傳感器，合成孔徑雷達，地面移動目標指示器，AN/ALR-69電子支援設備和Ku、Ka波段的Link 16數據鏈；載彈量超過2000千克，能夠搭載2枚常規尺寸的激光制導彈藥或者8枚小直徑炸彈。根據美國海軍的最新要求，未來UCLASS的最大起飛重量將達到7~8萬磅，接近F-22的最大起飛重量，載荷能力大大提高。美國海軍還要求UCLASS未來能夠裝備GPS制導的聯合直接攻擊彈藥。

表面平滑、邊緣多邊形的設計減小了雷達散射截面積

X-47B各組件示意圖

無人攻擊機可能改變未來作戰模式

無人攻擊機低可探測性以及持久作戰能力，使其具備了目前多數有人作戰飛機不可比擬的優勢。美國UCLASS艦載無人攻擊機一旦服役，必將對未來作戰樣式產生深遠影響，也將對西太地區安全構成嚴峻挑戰。

大幅提升航空母艦在防區外的遠程打擊能力，嚴重削弱對手的“反介入”能力。根據美國海軍的要求，未來具備空中加油能力的UCLASS作戰半徑將達到F/A-18E/ F的2倍、F-35C的3倍以上。據諾斯羅普·格魯曼公司分析，由12架X-47B組成的飛行中隊，按每架飛行50小時計算，可在航母戰斗群外形成6支作戰半徑320千米的空中戰斗巡邏小隊。據測算，從夏威夷火奴魯魯到臺灣海峽的飛行距離是8426千米，在巡航速度450節的情況下，X-47B經過兩次空中加油能夠在10小時內飛完全程。由此，美國航母將具有在遠離大陸約3000千米以外的區域利用各種艦載無人作戰飛機發起攻擊的能力。目前美國航母使用的有人駕駛飛機，最多可以打擊370~830千米內的目標，而X-47B則顯著擴展了打擊范圍。隨著UCLASS上艦，美國海軍可將航空母艦遠離戰區部署，既可確保航空母艦的安全性，又能對他國沿海乃至縱深地區的目標構成嚴重威脅。UCLASS的高隱身性能，將使對手防空體系的預警時間和預警距離大大縮短，反航空母艦手段無法發揮威懾作用。艦載無人攻擊機將可能憑借其良好的隱身性能和無人加油能力，為美國航母平添一只打得更遠的隱形“長拳”。

將為航空母艦建立海上持久偵察打擊圈，對時敏目標構成持久壓制。美國諾斯羅普·格魯曼公司的計算表明，經空中加油后，X-47B驗證機在距起飛地點1800、2300、2800千米位置的持續作戰時間分別為28.2、20.5、12.9小時，而現役艦載機則僅為3.0、0.9、0小時。未來UCLASS上艦后，將使美國海軍具備前所未有的持久偵察打擊能力。一方面，UCLASS將為航空母艦編隊形成嚴密的預警偵察圈。目前，由于航空母艦搭載的預警機數量有限，航空母艦編隊只能在重點方向或重點時段保持預警能力，預警體系存在漏洞。美國海軍計劃，將利用UCLASS為每艘航空母艦建立2個空中巡邏圈，每個巡邏圈配置3～6架無人機，在航空母艦編隊周圍實施全向、全天候持續巡邏預警，大幅降低被敵方成功偷襲的可能性。另一方面，UCLASS將使美軍具備對廣域范圍內時敏目標的持久壓制能力。諾斯羅普·格魯曼公司在X-47B論證時曾提出，配備無人攻擊機的多個航空母艦編隊可在距離海岸線3700千米的地方，利用100架無人攻擊機，對相當于美國西部16個州的區域進行每周7天、每天24小時的偵察覆蓋，一旦發現目標，15分鐘之內即可做出反應。未來UCLASS可憑借其隱身性能，在敵方國土上空長時間巡邏偵察，一旦發現彈道導彈發射車或剛開機的防空雷達等時敏目標，即可快速打擊。這種持久壓制和快速反應能力是過去的主戰裝備所不具備的。

無人攻擊機與有人飛機協同編隊，將顯著增強體系作戰能力。在未來日益復雜的作戰環境下，單平臺所能發揮的作戰效能將極為有限，因此無人作戰系統的作戰模式由單平臺逐步發展為更靈活的多平臺集群作戰、有人/無人協同作戰方式。美軍特別強調無人平臺的“互聯、互通、互操作”能力，為多平臺協同作戰打下良好基礎。無人作戰系統和有人系統協同作戰，可以充分發揮兩者的優勢，彌補彼此的不足，更加有效地完成作戰任務，多平臺協同作戰將成為未來無人作戰系統作戰模式的重要方向。無人攻擊機、有人攻擊機、轟炸機各有特點、各具優勢。無人攻擊機雖然續航時間很長，但載彈重量和種類都較少。F/A-18E/F和F-35C等艦載機載彈量都超過了8000千克，可搭載的彈藥種類更是比無人攻擊機多得多。但有人攻擊機不適合在高風險環境中作戰，即便是隱身飛機，其低可探測性也不及無人機。在未來的攻防對抗中，無人攻擊機可憑借高隱身性能，擔任“開路先鋒”，突破敵防空系統，對敵進行持續偵察，并利用攜帶的武器摧毀敵方防空系統。之后，有人攻擊機和轟炸機進入戰區，憑借更強大的對地打擊能力摧毀其他目標。最后，可由無人攻擊機進行毀傷評估，并對未被摧毀的目標實施攻擊。X-47B與F/A-18E/F開展輪流著艦試驗，表明美軍已實現無人/有人艦載機兩套著艦流程的無縫連接，有助于提升艦載機編隊出動架次率。

用于彈道導彈防御，削弱反艦導彈威脅。反導作戰是X-47B最為獨特的運用方式。美國一直將反艦彈道導彈視作最為忌憚的武器之一。實際上，早在2009年9月，美國空軍參謀長施瓦茨就向導彈防御局提出發展空基導彈防御系統的建議，并將X-47B作為理想的反導作戰平臺。根據設想，X-47B將利用其長航時、隱身的特性及可機動前沿部署特點，發射空射攔截彈，在彈道導彈助推段對其進行攔截，大大削弱反艦導彈對航母編隊和宙斯盾艦的威脅能力。

X-47B三視角圖

全自主智能化無人系統是未來發展方向

在復雜的戰場環境中，由于存在通信中斷、鏈路帶寬和距離受限以及人員操控能力等因素的限制，無人系統人機智能融合的交互控制模式存在很大的缺陷。因此，實現全自主控制是無人作戰系統未來發展的必然方向。目前，以X-47B為代表的無人作戰系統雖然具備較高的自主化水平，但距離真正的智能化無人系統仍有很長的路要走。

無人機能自主完成的操作還很有限。目前的無人機要完成起飛降落、飛行控制、航線規劃和障礙規避等操作，需要接受操作員的控制指令，或者根據預先設定的任務程序進行，尚不能實現完全自主控制。美國X-47B艦載無人攻擊機驗證機代表了當今世界無人機最高的自主控制水平，2013年實現了距離航母90千米區域內的精確著艦，實際降落點和預定降落點的偏差只有幾厘米。雖然X-47B表現出的控制精度很高，但實際上都是在操作員和預編程序的聯合控制下實現的。操作員利用戴在手臂上的控制顯示單元，操控了X-47B從移出機庫到彈射起飛前的一系列動作；而在觸艦復飛和阻攔降落時，雖然沒有人員的直接外部干預，但是在機載和艦載GPS的指引下，通過機載計算機的先進控制算法，完全是按照預編程序實現的。

無人機的自主目標檢測與識別水平低。當前的無人機只能判斷出偵察區域是否存在可疑目標，無法對目標的屬性、真偽進行足夠準確的識別，需要操作員時刻坐在屏幕前監視。聯合國在2013年10月發布的一份調查報告證實，自2004年美國利用“捕食者”“死神”等無人機打擊恐怖分子以來，僅在巴基斯坦就誤殺了400多個無辜平民，并多次將民房當做恐怖分子乘坐的車輛誤炸。究其原因，還是無人機目前的目標識別能力太弱。要實現自主識別，無人機就需要具備更加先進的態勢感知和圖像識別能力，對目標的識別準確率起碼應達到飛行員的水平。而目前的計算機科學、圖像比對分析、機器學習等技術，都還做不到這一點。

無人機尚不具備以目標為導向的自主決策能力。由于不能準確識別目標，目前的無人機必須在操作員的指令控制下才能對目標實施打擊，沒有自主攻擊的決策權。要實現這種自主決策能力，需要無人機具備復雜環境下的態勢感知能力和強大的計算分析能力，要求無人機在切斷人機交互作用的情況下，能夠模仿人腦的運行機理進行復雜思考、信息處理和分析推理，以便和人一樣作出科學、準確的決策。然而，目前的人工智能技術和腦科學研究都遠未達到這種水平，要實現真正意義上的智能無人系統需要人工智能技術取得突破性進展。

X-47B停在“杜魯門”號航母的甲板上

結 語

X-47B取得的一系列重大技術進展，體現了美國超前謀劃、領先數步于戰略對手的裝備發展理念。它作為一種改變作戰規則的武器裝備，將可能對未來戰爭形態帶來革命性影響。但也應看到，無人攻擊機在攻擊能力、智能化水平、后勤保障等方面仍面臨諸多難題，要想真正形成作戰能力仍然任重而道遠。

責任編輯：劉靖鑫