無人機(jī)空投補(bǔ)給應(yīng)用研究

翟 超，周 纓，丁永良

(95829 部隊(duì)，湖北 孝感 432105)

在近年來以美國為主導(dǎo)的幾場戰(zhàn)爭中，美軍逐漸認(rèn)識到現(xiàn)有空投補(bǔ)給手段的局限性越來越突擊，直接影響戰(zhàn)場后勤保障效果，因此，開始探索更加安全、經(jīng)濟(jì)和能頻繁使用的新的空投補(bǔ)給手段。無人機(jī)已成為當(dāng)今航空武器發(fā)展的“熱點(diǎn)”之一。美國是世界上無人機(jī)技術(shù)發(fā)展最早、技術(shù)最成熟的國家，每年投入經(jīng)費(fèi)高達(dá)數(shù)十億美元，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已取得了豐碩的成果。其中一些成功的機(jī)型，例如“全球鷹”、“捕食者”等，在近年的歷次戰(zhàn)爭中，都能看到它們的身影。無人機(jī)的軍事用途十分廣泛，諸如戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、通信中繼、導(dǎo)航、電子干擾、誘餌、靶機(jī)、反彈道導(dǎo)彈、反巡航導(dǎo)彈、反輻射、反潛艇、炮火校正、突防壓制、縱深攻擊、爆破、生化武器探測、對污染區(qū)域進(jìn)行抽樣以及作戰(zhàn)效果評估等［1］。

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和性能的提升，美軍開始嘗試使用無人機(jī)進(jìn)行空投補(bǔ)給，并開始無人機(jī)后勤補(bǔ)給的專項(xiàng)研究，旨在使用無人機(jī)彌補(bǔ)有人機(jī)在空投補(bǔ)給應(yīng)用上的不足，使其成為戰(zhàn)場后勤保障的新手段。美軍的研究取得進(jìn)展，也為我國無人機(jī)的研究和應(yīng)用提供了啟示。

1 空投是軍事行動(dòng)中裝備、物資補(bǔ)給的重要手段

空投是使用航空器將武器、裝備等物資從空中投送到地面的行動(dòng)，它隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的產(chǎn)生而出現(xiàn)，并隨著航空技術(shù)的發(fā)展而普及。

早在18 世紀(jì)，載人氣球研制成功，在戰(zhàn)場上便開始有了空投活動(dòng)。1870—1871年的普法戰(zhàn)爭中，法軍曾利用氣球向被困部隊(duì)空投食物。20 世紀(jì)初飛機(jī)問世，出現(xiàn)了使用飛機(jī)進(jìn)行空投的活動(dòng)。當(dāng)時(shí)只是以人力進(jìn)行無傘空投，投放的物件小、數(shù)量少。第一次世界大戰(zhàn)期間，英國向作戰(zhàn)部隊(duì)空投過食品、郵件包裹等。后來隨著降落傘的投入使用，空投開始發(fā)展到具有實(shí)用價(jià)值的階段，在戰(zhàn)場上逐漸應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，空投已成為向敵后作戰(zhàn)部隊(duì)實(shí)施物資補(bǔ)給的重要手段。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)場環(huán)境更加復(fù)雜險(xiǎn)惡，物資補(bǔ)給的難度也隨之加大。同時(shí)，武器裝備的發(fā)展及軍事高科技技術(shù)的廣泛運(yùn)用，使現(xiàn)代戰(zhàn)爭的節(jié)奏明顯加快，對物資補(bǔ)給的精確性和時(shí)效性也提出了更高要求。由于距離、時(shí)效、地形、戰(zhàn)場環(huán)境等因素的限制，無法由地面實(shí)施物資補(bǔ)給時(shí)，空投仍是最直接、最有效的補(bǔ)給方式?？胀蹲鳛檠b備物資補(bǔ)給的重要手段，已成為各國軍隊(duì)競相發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)之一。

2 現(xiàn)有補(bǔ)給方式的局限性

武器裝備要適應(yīng)戰(zhàn)爭需要，而戰(zhàn)爭也不斷為武器裝備的發(fā)展注入新動(dòng)力。通過伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭，美軍發(fā)現(xiàn)在遍及戰(zhàn)場上廣袤地域的眾多特種作戰(zhàn)分隊(duì)、前進(jìn)作戰(zhàn)基地(FOB)和戰(zhàn)斗前哨(COP)等小規(guī)模作戰(zhàn)單位進(jìn)行補(bǔ)給時(shí)困難重重，需要尋求新的補(bǔ)給方式以滿足戰(zhàn)場后勤保障的需要。

2.1 偏遠(yuǎn)山區(qū)，陸路補(bǔ)給困難重重

美軍在阿富汗戰(zhàn)爭中，逐漸認(rèn)識到阿富汗的多山地形對陸路補(bǔ)給帶來了諸多障礙，人員傷亡、車輛損壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。一是山路崎嶇難行，輪式車輛難以到達(dá)補(bǔ)給點(diǎn);二是路途中可能遭受敵方和路邊炸彈的攻擊，造成車輛和人員的損失;三是路程遠(yuǎn)，難以滿足補(bǔ)給的時(shí)效性要求。由于陸路補(bǔ)給方式的局限性，使對偏遠(yuǎn)山區(qū)作戰(zhàn)的分隊(duì)進(jìn)行所需的燃料、武器、藥品和食物等補(bǔ)給時(shí)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

2.2 運(yùn)輸機(jī)機(jī)型大，容易受到攻擊

歷來空投補(bǔ)給都由運(yùn)輸機(jī)實(shí)施，這種空投補(bǔ)給方式可以在一定程度上解決對山區(qū)及分散作戰(zhàn)分隊(duì)補(bǔ)給的問題，但是存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。一是運(yùn)輸機(jī)機(jī)體大，防護(hù)力弱，易遭受攻擊。運(yùn)輸機(jī)在抵達(dá)空投區(qū)域過程中，處于敵方對空火力的打擊范圍之內(nèi)，因此由運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行空投補(bǔ)給時(shí)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)非常大;二是航行時(shí)間長，增大攻擊概率。以運(yùn)輸機(jī)對分散部署的作戰(zhàn)分隊(duì)進(jìn)行補(bǔ)給，需要進(jìn)行多架次的飛行，或者沿補(bǔ)給點(diǎn)飛行，從而延長了航行時(shí)間，增加了受攻擊概率;三是空投補(bǔ)給的精確性難以得到充分保障。運(yùn)輸機(jī)在行至補(bǔ)給點(diǎn)途中，為防止遭受地面防空火力的打擊，將提高飛行高度，同時(shí)盡可能減少飛機(jī)滯空時(shí)間，尤其是在補(bǔ)給區(qū)域的滯留時(shí)間，這樣在很大程度上影響了空投補(bǔ)給的精確性;四是所需補(bǔ)給量不大的情況下，由運(yùn)輸機(jī)實(shí)施空投補(bǔ)給經(jīng)濟(jì)性不合理。

2.3 精確空投系統(tǒng)提高空投精度，但成本較高

為了提高空投的精度，減少空投時(shí)運(yùn)輸飛機(jī)受到的危險(xiǎn)，提高補(bǔ)給效能，美國、英國、德國等西方國家一直在尋求新的空投手段。他們先后開發(fā)了精確空投系統(tǒng)，采用具有優(yōu)越滑翔性能的翼傘，在戰(zhàn)區(qū)外空投，減少飛機(jī)的危險(xiǎn)。同時(shí)，采用導(dǎo)航制導(dǎo)和控制系統(tǒng)操縱空投物資的下降過程，最大限度的減少空投偏差，使空投物資安全及時(shí)地到達(dá)補(bǔ)給點(diǎn)。目前，精確空投系統(tǒng)的研究已取得了較大進(jìn)展。美軍開發(fā)的“Mircofly”、“Dragonfly”等不同等級的精確空投系統(tǒng)已在美國陸軍服役，并在阿富汗戰(zhàn)場得到運(yùn)用。經(jīng)實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，精確空投系統(tǒng)有效提高了空投精度，緩解了運(yùn)輸機(jī)補(bǔ)給和地面補(bǔ)給的壓力。但當(dāng)前的精確空投系統(tǒng)多為一次性使用，空投后回收困難，造成補(bǔ)給成本的提高。即使現(xiàn)在開發(fā)的可以將主要部件拆卸的精確空投系統(tǒng)，也只能在將主要部件取回后才能再次使用。

因此，美軍開始探索更加安全、經(jīng)濟(jì)和能頻繁使用的新的空投補(bǔ)給手段。而無人機(jī)在近幾場戰(zhàn)爭中的突出表現(xiàn)，使美軍更加重視無人機(jī)的作用。無人機(jī)相對有人機(jī)具有很多方面的優(yōu)勢［2］:(1)設(shè)計(jì)靈活，體積小，重量輕;(2)續(xù)航時(shí)間長，空間利用率高，載荷能力強(qiáng);(3)隱身性能好，生存能力強(qiáng)，費(fèi)用低廉;(4)安全系數(shù)高，自主控制能力強(qiáng);(5)無人員傷亡，可在高風(fēng)險(xiǎn)空域飛行。為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭后勤保障需要，美軍開始加大對無人機(jī)在空投補(bǔ)給領(lǐng)域的研究力度，旨在為戰(zhàn)場補(bǔ)給提供新的手段。

3 無人機(jī)的空投適應(yīng)性分析

現(xiàn)今開發(fā)的無人機(jī)平臺(tái)按功能可分為戰(zhàn)略類無人機(jī)、作戰(zhàn)類無人機(jī)、戰(zhàn)術(shù)類無人機(jī)［3］。隨著戰(zhàn)爭需求的變化，無人機(jī)的功能得到擴(kuò)展，無人機(jī)也表現(xiàn)出空投補(bǔ)給的能力。美軍在《美國陸軍無人機(jī)系統(tǒng)路線圖(2010 -2035)》中就提出發(fā)展無人機(jī)保障運(yùn)輸?shù)哪芰?，并將保?運(yùn)輸作為無人機(jī)作戰(zhàn)運(yùn)用的重要方面。無人機(jī)空投補(bǔ)給受載荷限制，無法承擔(dān)大規(guī)模的空投補(bǔ)給任務(wù)，可用于完成對分散作戰(zhàn)和在偏遠(yuǎn)山區(qū)作戰(zhàn)的分隊(duì)進(jìn)行空投補(bǔ)給，同時(shí)也可作為應(yīng)急后勤補(bǔ)給手段。

3.1 適用于需求量小的后勤補(bǔ)給

運(yùn)輸機(jī)載重大適用于執(zhí)行大噸位的空投補(bǔ)給，而在飲食、彈藥、藥品等物資補(bǔ)給需求量較小的情況下，使用運(yùn)輸機(jī)會(huì)造成機(jī)艙空間的浪費(fèi)和成本的提高。根據(jù)空投補(bǔ)給的載重量的要求，戰(zhàn)術(shù)類無人機(jī)更適用于實(shí)施空投補(bǔ)給。無人機(jī)空投補(bǔ)給較地面補(bǔ)給時(shí)效性要強(qiáng)，較運(yùn)輸機(jī)空投補(bǔ)給承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)要少，適合于為特種作戰(zhàn)分隊(duì)等小規(guī)模部隊(duì)提供包括彈藥、醫(yī)療用品，水和油料等補(bǔ)給需求量較小的空投補(bǔ)給。

3.2 適用于偏遠(yuǎn)山區(qū)作戰(zhàn)的后勤補(bǔ)給

偏遠(yuǎn)山區(qū)作戰(zhàn)中，后勤補(bǔ)給難以由陸路實(shí)現(xiàn)，適用于由空中補(bǔ)給。運(yùn)輸機(jī)機(jī)體大易遭受攻擊，風(fēng)險(xiǎn)較大。無人機(jī)機(jī)體小，受損傷概率相對較低。其次，無人機(jī)不需要生命維護(hù)設(shè)備提高飛行適應(yīng)性。再者，山區(qū)作戰(zhàn)，部隊(duì)分散，由多架無人機(jī)實(shí)施空投補(bǔ)給比由多架運(yùn)輸機(jī)來實(shí)施經(jīng)濟(jì)性和安全性更好，并且多架無人機(jī)可同時(shí)對多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)給，而由一架運(yùn)輸機(jī)實(shí)施需環(huán)繞飛行，延長了滯空時(shí)間，增大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，無人機(jī)可替代運(yùn)輸機(jī)完成偏遠(yuǎn)山區(qū)的后勤補(bǔ)給任務(wù)。

3.3 可作為應(yīng)急后勤補(bǔ)給手段

無人機(jī)空投作為后勤補(bǔ)給的新手段，緩解了現(xiàn)有戰(zhàn)場補(bǔ)給方式的局限，使戰(zhàn)場后勤補(bǔ)給手段更為完善。運(yùn)輸機(jī)執(zhí)行大量的物資空投，所需保障人員和設(shè)備多，程序復(fù)雜。相比之下，組織無人機(jī)空投所需保障人員和裝備少，空投物資裝載操作簡便。物資裝載、飛行、空投和返回所需時(shí)間短，因此，無人機(jī)空投補(bǔ)給具有較強(qiáng)的時(shí)效性，可作為應(yīng)急后勤保障手段，拓展了戰(zhàn)場補(bǔ)給的保障范圍，提升了戰(zhàn)場后勤保障能力。

4 美軍無人機(jī)空投的實(shí)現(xiàn)手段

美國是裝備無人機(jī)最多的國家，不同類型的無人機(jī)分別在各軍兵種服役。目前，美軍通過多種手段展開無人機(jī)空投的研究，并成功對幾類無人機(jī)機(jī)型進(jìn)行了空投的試驗(yàn)。

4.1 通過對現(xiàn)有有人運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行無人化改裝

對有人運(yùn)輸機(jī)的無人化改裝，去掉人力支持系統(tǒng)，不僅提高載重量，也使無人機(jī)能適應(yīng)更嚴(yán)酷的戰(zhàn)場環(huán)境。美國陸軍和美國卡曼公司于2007年簽訂開發(fā)合同，在卡曼公司生產(chǎn)的K-MAX 有人直升機(jī)的基礎(chǔ)上，歷時(shí)三年聯(lián)合開發(fā)了無人機(jī)系統(tǒng)。2010年2月和4月，K-MAX 無人運(yùn)輸直升機(jī)接受了的運(yùn)輸能力測試和物資空投試驗(yàn)，在測試中，K-MAX 無人機(jī)在機(jī)身下懸掛680 kg 的載荷在3 600 m 的高空盤旋，在6 h 內(nèi)完成2 次280 km 的往返飛行，并投送1 360 kg 的貨物。這些測試成功驗(yàn)證了K-MAX 無人機(jī)具有物資運(yùn)輸和使用降落傘空投物資的能力。

4.2 研制可用于物資輸送的新型無人機(jī)系統(tǒng)

為更好滿足戰(zhàn)場補(bǔ)給的需要，美軍開發(fā)了可用于后勤保障的新型無人機(jī)。例如，美國格魯曼公司為美軍研制了可執(zhí)行補(bǔ)給任務(wù)的MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)［4］。經(jīng)驗(yàn)證，該型無人機(jī)可利用吊艙搭載重達(dá)約363 kg 的物品深入敵方領(lǐng)空，為己方部隊(duì)進(jìn)行補(bǔ)給后返回基地，能完成彈藥、衣物、食品、醫(yī)療物品、水和電池等物資的空投補(bǔ)給任務(wù)。

4.3 為可執(zhí)行空投任務(wù)的現(xiàn)役無人機(jī)開發(fā)適用的空投設(shè)備和系統(tǒng)

為適應(yīng)在阿富汗山區(qū)作戰(zhàn)的美軍分隊(duì)補(bǔ)給食品和彈藥的需求，美國陸軍研究中心已為“捕食者”等可執(zhí)行空投任務(wù)的無人飛機(jī)開發(fā)適用的精確空投系統(tǒng)，進(jìn)一步提高空投補(bǔ)給效能。在聯(lián)合能力技術(shù)驗(yàn)證(JCTD)項(xiàng)目中的聯(lián)合醫(yī)療遠(yuǎn)程支援和后送(JMDSE)試驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)，美軍進(jìn)行了使用無人機(jī)空投醫(yī)療物資的研究。該項(xiàng)目計(jì)劃使用無人機(jī)空投GPS 引導(dǎo)的精確空投系統(tǒng)，為作戰(zhàn)人員提供醫(yī)療物資和裝備，并研制了能攜帶血液和疫苗等醫(yī)療物資的供給吊艙。在該項(xiàng)目之內(nèi)，美軍已在尤馬試驗(yàn)場進(jìn)行了無人機(jī)空投試驗(yàn)，試驗(yàn)中，一架“虎鯊”無人機(jī)成功空投了一個(gè)裝有疫苗的專用吊艙。

5 結(jié)束語

空投是作戰(zhàn)行動(dòng)中后勤保障的重要方式之一。無人機(jī)空投根據(jù)戰(zhàn)爭后勤保障需求而得以發(fā)展，其在成本、時(shí)效性和安全性上與現(xiàn)有的空投補(bǔ)給方式相比具有的優(yōu)勢，使其更適合于為分散作戰(zhàn)和偏遠(yuǎn)山區(qū)作戰(zhàn)的小規(guī)模部隊(duì)進(jìn)行后勤補(bǔ)給。無人機(jī)空投補(bǔ)給的出現(xiàn)，拓展了戰(zhàn)場后勤保障手段。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)性能的提升和無人機(jī)空投技術(shù)的完善，無人機(jī)空投將成為戰(zhàn)場補(bǔ)給的重要手段之一。

［1］蔡朝林.無人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用及其發(fā)展趨勢.地面防空武器［J］.2000(4):23-29.

［2］胡中華，趙敏.無人機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.航空科學(xué)技術(shù)［J］.2009(4):3-5.

［3］吳立新，劉平生，盧健.無人機(jī)分類研究［J］.洪都科技，2005，(3):1-11.

［4］尚紹華，杜若.美軍無人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)現(xiàn)狀與動(dòng)向［J］.飛航導(dǎo)彈，2009(12):47-49.