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美国陆军无人机系统编配现状和发展趋势

2017-08-18

现代兵器 2017年7期
关键词:现役美国陆军直升机

据预测,到2020年前后,美军战斗力将有四分之一来自无人化平台。美国陆军非常重视无人化装备,尤其是无人机系统的发展,已为旅战斗队和火力旅编配了RQ-7B“影子”200、RQ-20A“美洲狮”、RQ-11B“大鸦”无人机系统,为战斗航空旅编配了MQ-1C“灰鹰”无人机系统,并经历了在伊拉克和阿富汗的实战检验。目前,在继续改进现役无人机系统的基础上,美国陆军还正在大力发展便携式无人机体系和有人/无人协同作战能力及陆基感知与规避系统。

美国陆军编制体制模块化改革和优化概况

美国陆军已于2012年年底全部完成模块化改革:地面战斗部队转型为机动旅,即旅战斗队(BCT),其他作战与作战支援部队转型为支援旅。旅战斗队按兵力结构又分为3种类型:轻型部队称为步兵旅战斗队,编制人数为3300~3400人,主要由轻型步兵、空降步兵和空中突击步兵组成;机械化部队称为重型旅战斗队(2012年2月16正式改称为装甲旅战斗队),由装甲兵和机械化步兵组成,主要装备“艾布拉姆斯”主战坦克、“布雷德利”步兵/骑兵战车、“帕拉丁”155毫米自行榴弹炮及M113A3履带式装甲人员输送车等,编制人数为3700~3800人;中型旅称为“斯特瑞克”旅战斗队,主要装备由10种车型组成的“斯特瑞克”系列轮式装甲车以及“悍马”和中型战术卡车等,编制人数为4000~4100人。支援旅又分为多功能支援旅和特种功能支援旅,多功能支援旅按功能分为火力旅、战斗航空旅、战地侦察旅、机动作战加强旅和保障旅5种类型;特种功能支援旅包括防空炮兵、工程兵、军事警察、防化兵、军事情报兵、通信兵、爆炸物处理兵、军需兵、医务兵、后勤支援部队和民事及心理战部队等功能的支援旅。

为贯彻“新国防战略”,落实亚太“再平衡”战略,美国陆军在《2013年陆军战略规划指南》中明确提出建成一支能够“预防冲突、塑造环境、打赢战争”的“2020年陆军”。“2020年陆军”的主要内容是从2013年10月开始,在缩减陆军规模的基础上,重点从以下三个方面调整、完善、优化旅战斗队的编制体制:一是将步兵旅战斗队和装甲旅战斗队合成战斗营由2个增至3个——将被裁旅战斗队的合成战斗营增编到被保留的旅战斗队中;二是增加工兵力量,为所有步兵旅战斗队和装甲旅战斗队在特种勤务营(也称特业营,编制营部及营部連、军事情报连、通信连、战术无人机排、工兵连等)的基础上,增加1个工兵连,组建工兵营(即取消特种勤务营,组建工兵营),“斯特瑞克”旅战斗队则将隶属于旅部的工兵连扩编整合为工兵营;三是扩编旅战斗队所属火力营。届时,“2020年陆军”的装甲旅战斗队、“斯特瑞克”旅战斗队、步兵旅战斗队的人数将分别为4708人、4481人、4462人。

美国陆军无人机系统编配现状

旅战斗队无人机系统编配 美国陆军三种旅战斗队的工兵营都编配一个RQ-7B“影子”200近程战术无人机排,即1套RQ-7B“影子”200近程无人机系统,包括2个地面控制站、4架无人机、4部遥控视频终端和天线、1辆无人机运输发射拖车、2辆人员/设备运输拖车,人员包括1名排长、1名准尉、1名中士、12名无人机操作手。维修分队包括1个多功能维修小队、1个人员/设备运输小队和7名维修人员。到2015年年初,美国陆军共装备104套“影子”200无人机系统。“影子”200无人机由导轨发射,并能在幅员大致相当于1个英式足球场的无障碍地域回收;它装备电光和(或)红外遥控(EO/IR)探测器,因而能进行昼夜目标搜索,能提供约125 千米以上的建制目标侦察距离。到2013年9月,驻阿美军(第10山地师第3旅战斗队)装备的“影子”200无人机排已完成5060个小时的作战飞行,为旅、营级单位共提供了1170架次的支援;该排能在空中观察战场总体态势,在无需派人冒险渗透到敌后的情况下向友军提供敌情,其情报覆盖能力对战地指挥官调兵遣将非常重要;该排还在当地建立了完整的战斗保障体系,10名遥控操作员每天能够维持4架“影子”200无人机交替飞行22小时,向部队提供全动态视频和图像信息。

原型RQ-7A“影子”200机身长3.6米,翼展3.35米,重127.1千克(280磅),于2002年开始列装。现役改进型RQ-7B“影子”200机身长3.6米,翼展4.27米,重181.6千克(400磅),最大续航时间6小时,最大使用升限约4572米。最新改进型RQ-7B(V2)“影子”200机身长3.6米,翼展6.2米,最大续航时间9小时,最大使用升限约5486米。RQ-7B(V2)的主要改进包括使用了改进型机身、通用型地面控制站、通用型地面数据终端和改进型通用战术数据链,它与现役RQ-7B有80%的通用性。该机已于2014年5月底进行了试验评估,从2015年1月开始装备美国陆军现役部队的战斗航空旅,首支列装部队是第1装甲师属战斗航空旅的第1武装直升机营。根据计划,每个战斗航空旅将装备3套RQ-7B(V2)“影子”200无人机系统,并将逐步为旅战斗队换装该无人机系统。从2015年1月开始的未来5年内,美国陆军计划每月列装2~3套RQ-7B(V2)无人机系统,届时全部完成向该无人机系统的换装。

三种旅战斗队的一些部(分)队还装备有RQ-11B“大鸦”便携手抛式无人机和RQ-20A“美洲狮”小型无人机。“大鸦”主要装备班排级分队,使其具备态势感知能力和远视下一个山头的能力,该机机身长0.91米,翼展1.37米,重1.91千克,最大续航时间90分钟,最大作用距离10 千米,最大使用升限约91米,于2006年开始正式列装。装甲旅战斗队和步兵旅战斗队装备有14架“大鸦”,“斯特瑞克”旅战斗队装备有17架“大鸦”。

“美洲狮”从2008年开始装备美国陆军特种作战部队,近年来也开始装备陆军现役常规部队,主要装备营连级部(分)队,为其提供建制内超视距侦察、预警和目标捕捉能力。“美洲狮”机身长1.4米,翼展2.8米,重5.9千克,最大续航时间3.5小时,最大作用距离15千米,最大使用升限约152米。

火力旅无人机系统编配 模块化改革后的现役火力旅建制单位包括旅部与旅部连和目标侦察连、通信连、战术无人机连、保障营以及火箭/导弹营各1个。在战备阶段和作战阶段,火力旅最多可编入6 个火箭/导弹营和(或)榴弹炮营。目标侦察连编有测地分队、气象分队、目标处理分队、TPQ-37 炮位侦察雷达和轻型反迫击炮雷达分队,既能对旅战斗队提供增援,也能对火力旅、军、师以及支援旅提供职能性支援。战术无人机连编有1个连部排、1个“影子”200无人机排(编配7架“影子”200无人机)、1个地面控制站排(编配3个地面控制站)和1个非军人签约后勤支援分排。另外,在火力旅司令部连和各火箭/导弹连还都编配有3架“大鸦”无人机和1个地面控制站。战术无人机连的地面控制站排可对战斗航空旅装备的MQ-1C“灰鹰”远程/多功能无人机进行控制。

美国“2020年陆军”最终将编配2个战区火力司令部、3个军属火力旅(即第1军属第17火力旅、第3军属第75火力旅、第18军属第214火力旅)、10个现役师属火力旅、8个国民警卫队师属火力旅、32个旅战斗队属榴弹炮营。“2020年陆军”的师属火力旅亦称师炮兵司令部。

战斗航空旅无人机系统编配 美国陆军共计划装备152架MQ-1C“灰鹰”无人机,为10个现役师属战斗航空旅(现役战斗航空旅将从13个缩减为10个)各编配1个“灰鹰”连,每个连128人,编3个排,每个排装备1套“灰鹰”无人机系统,每套系统包括3架无人机(作战部署时编满4架)。“灰鹰”连能够根据师指挥官的优先序列为师属火力旅、战场监视旅、旅战斗队、战斗航空旅以及其他相关的陆军部队和联合部队提供特定支援。到2014年年底,美国陆军已签约采购了152架“灰鹰”无人机中的133架,最后19架原计划于2015财年采购。美国陆军对最后19架进行了改进,称为改进型“灰鹰”(IGE)。

MQ-1C“灰鹰”无人机在正式定型列装前称为“蓝天勇士”。为应对反恐作战急需,驻伊美军于2008年开始装备“蓝天勇士”-A进行作战试用, Block 0型也于2010年1月开始在伊拉克执行作战任务。标准型(Block 1型)于2011年被正式定型为MQ-1C“灰鹰”并列装。“灰鹰”机身长8.53米,翼展17.07米,重1633千克,最大续航时间24小时,最大使用升限约7620米,最大作战半径400千米,最大载荷360千克,任务负载包括合成孔径雷达与地面移动目标指示器(安装在无人机的鼻锥部位)、AN/AAS-52多頻谱标定系统(安装在鼻锥下侧)、AGM-114“海尔法”导弹(4枚)、GBU-44/B“蝰蛇攻击”精确制导炸弹等,具备对地面目标实施精确打击的能力。

美国陆军共计划组建15个“灰鹰”连,除为10个现役师属战斗航空旅各编配1个“灰鹰”连外,还将为第160特种作战航空团编配2个“灰鹰”连。首个“灰鹰”连(隶属于第101战斗航空旅)于2013年年初完成了在阿富汗的实战部署任务后,被隶属于第1战斗航空旅的“灰鹰”连轮换;该连与第101战斗航空旅的有人驾驶飞机进行了编队飞行,在为期1年的部署期间累计完成1.3万个小时的作战飞行。陆军于2014年5月完成了第3战斗航空旅“灰鹰”连的列装工作后,开始为第10战斗航空旅列装“灰鹰”连,然后接着为国家训练中心列装“灰鹰”连。

作为美国陆军的过渡型师级无人机,6套MQ-5B “猎人”无人机系统正在被MQ-1C“灰鹰”无人机系统所取代,并计划于2018—2019财年取代完毕。“猎人”无人机机身长7.0米,翼展10.44米,重1451千克,最大续航时间20小时,最大使用升限约5486米,可携带光电/红外探测器、激光指示/照射器,主要用于目标侦察、监视和捕捉。

美国陆军无人机系统发展趋势

建立便携式无人机体系 2013年11月底,美国陆军建立“帆布背包”(Ruchsack)便携式无人机体系的计划获得批准。该体系包括3级无人机系统:第一级为远程侦察监视(LRRS)系统,初期将装备“美洲狮”无人机系统,共计划装备1213套;第二级为中程机动(MRM)系统,初期将装备“大鸦”无人机系统,共计划装备3604套(目前装备约1724套);第三级为近程微型(SRM)无人机系统。“帆布背包”便携式无人机体系将大大增强战场士兵根据具体任务需求使用便携式无人机系统的灵活性和实用性。这些无人机系统都能由士兵携带到野外进行手持发射,不需要任何场地或发射工具。受预算紧缩影响,近程微型无人机系统采用哪种系统、何时装备目前尚未确定,将可能在2017—2021财年的项目规划备忘录中发布“非拨付资金需求”。到2014年年初,美国陆军共采购装备了约1000套“美洲狮”无人机系统,但由于实战损失,目前实际上仅拥有总需求量(1213套)的一半,即大约600套“美洲狮”系统。

发展有人/无人协同作战能力 以Block II型AH-64D“长弓·阿帕奇”武装直升机为基础改进而来的AH-64E“阿帕奇·卫士”武装直升机(最初称为Block Ⅲ型AH-64D“长弓·阿帕奇”,美国空军在2012年9月发给陆军的备忘录中告知该机被重新命名为AH-64E)于2012年8月被批准进入全速生产,美国陆军第一个AH-64E武装直升机营已于2013年11月21日具备初始作战能力。插入26项新技术的AH-64E具备网络中心战能力,能够与现役无人机实现互操作。所有安装战术通用数据链的无人机都可由AH-64E机组乘员在50千米外的地方进行控制,直升机可直接接收无人机传感器数据并传输至100千米外的地面站,大大提高机组乘员和地面指挥官的态势感知能力,从而实现直升机和无人机之间的数据实时共享和有人/无人协同(MUM-T)作战,进一步提高美国陆军的信息化作战能力。2011年9月16日,美国陆军组织了首次有人/无人系统集成能力演习,成功地演示了空中平台之间、地面平台之间以及空中与地面平台之间的互操作能力,表明有人/无人协同作战模式正在逐渐成熟。参与此次演习的包括Block II型AH-64D“长弓·阿帕奇”武装直升机、“基奥瓦勇士”武装侦察直升机和美国陆军整个无人机系统编队。由于美国陆军2014年年初决定全部退役“基奥瓦勇士”,所以更加重视提高AH-64E的有人/无人协同作战能力。美国陆军在2014年夏季进行的试验证明,“灰鹰”、“影子”200无人机的有效载荷、武器系统和飞行路径都可以从AH-64E直升机的驾驶舱中进行控制,最新版的单系统遥控视频终端(OSRVT)能够用来控制无人机。

随着OH-58D“基奥瓦勇士”武装侦察直升机的逐步退役(2015年9月底已退役358架中200架,计划到2017年上半年全部退役),美国陆军已决定组建有人/无人混编陆航营,为现役师属战斗航空旅的攻击直升机营编配24架最新改进型AH-64E“阿帕奇·卫士”攻击直升机和1个MQ-1C“灰鹰”无人机系统连,为重型攻击侦察营编配24架AH-64E和3个RQ-7B(V2)“影子”200無人机系统排。首个重型攻击侦察营已于2015年3月组建完毕,计划到2019财年完成10个营的组建,并全面具备有人/无人协同作战能力。从2007年开始到2015年10月,陆军航空兵已进行了585万小时的有人/无人协同训练飞行和作战飞行。

有人/无人协同作战将大大降低士兵面临的风险,过去需由有人机遂行的越过山岗观察和找到目标的任务,现在可由无人机来执行。美国陆军有人/无人协同作战能力亦称为互操作等级(LOI,Level of Interoperability),共分为5级:第1级(LOI 1)是指有人机能接收和传输无人机的辅助图像或数据;第2级(LOI 2)是指有人机能直接从无人机接收图像或数据;第3级(LOI 3)是指有人机能控制无人机的有效载荷;第4级(LOI 4)是指有人机能控制无人机的起降,从而减少无人机的起降次数;第5级(LOI 5)是指有人机能全面控制无人机包括起降在内的所有功能。

美国陆军目前的有人/无人协同作战能力仅仅是AH-64E“阿帕奇·卫士”武装直升机与“灰鹰”无人机和V2型“影子”200无人机之间的协同。到2015年10月,美国陆军有人/无人协同作战能力达到的水平是:在实战中达到了LOI 2级水平,即AH-64E机组人员能通过非战术通用数据链的一体化多频带数据链,接收无人机系统传感器的视频流,并能转发给其他类似的“阿帕奇”直升机或装备有单系统遥控视频终端(OSRVT)的地面部队;在试验中则达到了LOI 3级和LOI 4级水平,所有安装战术通用数据链的“灰鹰”和“影子”200无人机系统均可由AH-64E机组人员在50千米外的地方进行控制,直升机可直接接收无人机传感器数据并传输至100千米外的地面站,大大提高直升机机组人员和地面指挥官的态势感知能力、目标探测能力,进而提高网络中心战能力——AH-64E机组人员位于前方武器装备及燃料补给站(FARP)时就能控制“灰鹰”无人机沿着作战方向飞行50~60千米,从而提前观测到前方情况,在直升机投入作战行动时机组人员已对战场目标了如指掌。

美国陆军于2016年6月7日透露,目前正在研发新型的有人/无人全面协同作战能力(MUM-TX),以使AH-64E机组人员能够控制美国陆军、空军、海军、海军陆战队所有装备了C-波段、L-波段、S-波段战术数据链的无人机,并达到LOI 4级水平。美国陆军共计划采购691架AH-64E,其中91架将为V1~V3型;109架将为V4~V5型;491架将为V6型,到2027年完成列装。截止2016年上半年,已签订合同的290架中的145架已完成生产。另外275架AH-64E的生产合同计划于2017年第2季度签订。AH-64E最先进的V6型升级组件计划于2019年完成研发,有人/无人全面协同作战能力增强组件大约也在同一时间完成研发。能够在直升机部队驻地进行改装的V6型升级组件包括新型海上目标探测装置,以及目标探测/分类辅助组件、多模激光成像合成组件、雷达频率干涉仪(RFI)、无源测距/距离拓展组件、火控雷达增强组件、“长弓”雷达一体化维护支援系统地面分析软件改进组件、交互式电子技术手册升级组件、士兵无线电波形(SRW)嵌入式诊断组件。

继续对现役无人机进行改进 近年来,美国陆军还在对现役无人机进行升级改进以提高性能。2013年7月26日,美国陆军改进型“灰鹰”无人机成功进行了首飞试验,改进型“灰鹰”采用205马力DEL-120柴油循环发动机取代160马力涡轮增压柴油机,使续航时间从约24小时增加到45~48小时。主承包商GA-ASI公司2016年7月19日宣布,已与美国陆军签订了交付19架改进型“灰鹰”无人机的合同,首架将于2018年9月交付。该机已于2016年12月开始进行飞行试验,研制成功列装后将进一步拓展美国陆军的有人/无人协同作战能力。陆军还正在探索通过安装“网络化电子战遥控操作”系统(NERO)以使“灰鹰”具备电子战能力、进而使旅级指挥官具备电子战能力的可能性。

美国陆军正在研制的M2“影子”200无人机将采用新型发动机及有效载荷,并将具备发射精确制导武器的能力。到2013年年中,已有4架M2“影子”200问世。现役“影子”200发动机重约17.3千克(38磅),功率为38马力;新型发动机重约20.4千克(45磅),功率为45~50马力。M2“影子”200总重约204.3千克(450磅)。新型发动机预计将于2017年签订生产合同。

另外,随着美军实施“再平衡”战略而移师亚太,陆军计划为“影子”200和“灰鹰”无人机研制“远征部队组件”,使它们能够编组飞行以提供72小时预警覆盖,满足浩瀚太平洋对无人机的长航时需求。美国陆军还于2013年8月签订了价值1340万美元的新型“大鸦”无人机生产合同。现役“大鸦”配备的是固定式传感器,而最新订购的新型“大鸦”将配装万向光电/红外传感器,此次合同还将对现役“大鸦”进行万向支架升级。

研制陆基感知与规避系统 美国陆军无人机系统项目办公室于2016年5月4日透露,陆军正在研制陆基感知与规避(GBSAA)系统,并于2016年下半年在5个陆军野外阵地和一些空军阵地进行操作使用。该系统将对陆军无人机系统的训练和演习大有裨益,对作战空域更大的MQ-1C“灰鹰”无人机系统更是如此。陆军是国防部指定的GBSAA系统研制的牵头者,目的是研制在国家空域管理系统(NAS)内进行操作使用的GBSAA系统,以支援美军无人机系统在美国空域的操作使用。已接近完成研制的Block 0型GBSAA系统是一个由建制跟踪雷达和非建制空中交通管制雷达组成的雷达网络,能将雷达数据馈入到中间设备进行通信,然后数据馈入到合成跟踪器进行综合处理后再传送到分类传感器,分类传感器滤除诸如地面车辆和空中飞鸟之类的杂波后,通过计算按优先顺序列出侵入飞机,并将数据传送到显示系统,以便进行空中交通管制和预警。Block 0型GBSAA系统能在给定空域同时支持6套无人机系统的操作使用。正在研制的升级型BlockⅠ型GBSAA系统能够在E级空域生成机动作战建议,计划于2017年在相同的野外阵地进行操作使用。GBSAA系统将与空军的机载感知与规避系统协同工作,如在完成无人机系统起降阶段的感知与规避工作后,将GBSAA系统的职能转交给机载传感器,以完成无人机系统在剩余飞行阶段的感知与规避。由于需要尽力滤除地面杂波,所以机载传感器并不是提供清晰低空空情图的最佳选择,最佳选择是GBSAA系统和机载感知与规避系统的高效协同。

(编辑/王路)

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