俄版“死神”

王峰+張健生

經(jīng)過多年的研制和發(fā)展，俄羅斯察打一體攻擊無人機已經(jīng)日臻成熟。據(jù)俄羅斯軍工業(yè)消息人士透露，俄羅斯研制的察打一體無人機——“牽牛星”大型無人機，已于今年7月中旬在喀山試飛。該無人機性能接近美國MQ-9“死神”，可對地面目標(biāo)進(jìn)行打擊，號稱俄羅斯的“死神”無人機?？偟膩碚f“牽牛星”的出現(xiàn)，完善了俄軍無人機作戰(zhàn)體系，填補了相關(guān)領(lǐng)域空白。

技戰(zhàn)術(shù)性能

俄版“死神”無人機為上單翼和V型垂尾結(jié)構(gòu)，翼展約28.5米，機長11.6米，起飛重量約為5噸，屬于中空長航時無人機。據(jù)有關(guān)報道，俄版“死神”無人機最大飛行速度可達(dá)280千米/時，最大升高超過0.8萬米，續(xù)航里程將超過0.7萬千米，可持續(xù)飛行時間18小時以上。該無人機將為模塊結(jié)構(gòu)，裝備電子光學(xué)設(shè)備、紅外系統(tǒng)、微光電視和合成孔徑雷達(dá)，具備很強的ISR（即Intelligence、Surveillance和Reconnaissance三個單詞的縮寫，指情報、監(jiān)視與偵察）能力和對地面目標(biāo)攻擊能力，并能在作戰(zhàn)區(qū)域停留數(shù)小時，更加持久地執(zhí)行任務(wù)。俄羅斯交通安全系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)研制機載電子系統(tǒng)、操控和導(dǎo)航系統(tǒng)，而機身將由喀山的“西蒙諾夫設(shè)計局”科研生產(chǎn)聯(lián)合股份公司研制。“牽牛星”無人機的總體性能達(dá)到了美國“死神”無人機的標(biāo)準(zhǔn)，但有一項性能完全落伍，就是發(fā)動機?！八郎瘛庇玫氖菧u輪噴氣發(fā)動機，飛得更高，實用升限15000米；而“牽牛星”沒有合適的小型渦噴發(fā)動機用，只能湊合著先用柴油發(fā)動機?！盃颗Ｐ恰迸鋫鋬膳_“賴赫林”航空發(fā)動機公司的柴油動力螺旋槳發(fā)動機，實用升限不超過9000米。對于機動能力很差的大展弦比長航時無人機而言，實用升限高低，很大程度上決定了戰(zhàn)場生存能力的高低。“牽牛星”飛得低，就更容易被發(fā)現(xiàn)，被擊落。

“牽牛星”項目的保密級別之高與T-50戰(zhàn)斗機不相上下，2014年開始研制后，只有一次因梅德韋杰夫去生產(chǎn)工廠廠家“喀山工廠”視察，才得以首次露出真容。因此，發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)速、推重比等具體性能參數(shù)還不得而知。

“牽牛星”無人機有一個創(chuàng)新，是沒有采用世界通行的尾吊式方案，而是選擇了翼吊式發(fā)動機布局，將兩臺發(fā)動機放置在主翼靠機身內(nèi)側(cè)機翼下。這是因為無人機墜毀率奇高，比有人機高出十倍百倍，“牽牛星”的雙發(fā)翼吊布局比起“捕食者” “全球鷹”的單發(fā)尾吊布局安全系數(shù)更高，即便一個發(fā)動機失效，也能用另一臺發(fā)動機飛回來。從這點看，俄羅斯人不盲從“權(quán)威”，善于根據(jù)實際情況自主研發(fā)的“優(yōu)良傳統(tǒng)”在“牽牛星”無人機上得以繼承延續(xù)?！盃颗Ｐ恰睙o人機項目試制經(jīng)費約10億盧布。根據(jù)計劃，“牽牛星”將在2017年初完成試飛并進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段，俄羅斯空天軍和海軍航空兵都計劃裝備這種無人機，使之成為未來俄羅斯無人機部隊的核心力量。

隱身設(shè)計

“牽牛星”無人機的氣動外形沿襲經(jīng)典的V型尾翼氣動布局設(shè)計，機頭呈錐形，機身為流線形短艙，機翼展弦比比一般同類無人機小，翼根弦長較長，考慮到起降振動較大，同時翼下需要掛載武器載荷，希望能夠增加機翼與機身連接剛度?！盃颗Ｐ恰睙o人機采用了大展弦比上單翼布局，而不是中單翼。中單翼的優(yōu)點就是氣動阻力小，但是缺點就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量較大，特別是翼盒不能穿過機身，需要對翼根進(jìn)行加強，降低了機身容積利用率。上單翼的優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)重量較輕，翼盒可以機身底部通過，有利于在機身中部布置油箱，但缺點是氣動阻力大。不過經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，可以將阻力降低到能接受的程度，所以現(xiàn)在許多遠(yuǎn)程飛機特別是客機均傾向于采用上單翼。此外，“牽牛星”無人機的機翼有一定的后掠角，類似于美國的“復(fù)仇者”和“全球鷹”無人機。“牽牛星”無人機在隱身方面的優(yōu)化還包括，機身有一條明顯的折線，上下表面向內(nèi)傾斜，對于側(cè)面照射的雷達(dá)波有一定的折射能力。

“牽牛星”無人機機頭處設(shè)有明顯的大面積口蓋，里面應(yīng)為飛機的設(shè)備艙，以便安裝導(dǎo)航、通信天線、信號處理設(shè)備等電子設(shè)備，設(shè)備艙之后是燃油艙，其燃油艙體積較一般同尺寸無人機更大，這是考慮近距起降，以此增大飛機的作戰(zhàn)半徑和航程。機身尾部安裝有發(fā)動機，采用三葉彎扭式刀形葉片，這種葉片比平直葉片有更好的氣動效率，能增加飛機的推進(jìn)效率，降低油耗。由于機體內(nèi)的設(shè)備和重量主要集中在前部，因此尾部設(shè)置有較長的聯(lián)合式雙尾撐尾翼，尾撐桿從機翼翼根后部伸出，這種聯(lián)合布置可以使機體連接更加堅固，雙尾撐的兩片垂直安定面高度很高、面積較大，是為起降過程中有效抗衡水面較大的側(cè)風(fēng)，保持航向穩(wěn)定?！盃颗Ｐ恰睙o人機體形小，采用翼身融合設(shè)計，引入S形進(jìn)氣道與內(nèi)置彈艙等隱身設(shè)計，進(jìn)氣道先向外拐而后再向內(nèi)收至發(fā)動機，從而完全遮住了發(fā)動機，其雷達(dá)散射截面積（Radar-Cross Section，RCS）低于0.1米2。

傳感器系統(tǒng)

“牽牛星”無人機是一款察打一體無人攻擊機，采用了大量新的技術(shù)和操縱系統(tǒng)，可攜帶大量偵察設(shè)備和武器系統(tǒng)，對目標(biāo)實施偵察和攻擊。

多平臺信息獲取和多傳感器信息融合技術(shù) 據(jù)外軍資料分析，“牽牛星”無人機具備紅外、白光、雷達(dá)多光譜探測能力和無線電多頻段、多通道、多數(shù)據(jù)鏈通信和遙控能力，偵察到的信息回傳、控制和指令下達(dá)可與其它平臺互聯(lián)互通，如果飛行過程中離開其它平臺較遠(yuǎn)，還可與空中信號中繼或指揮平臺如無人中繼飛機、有人駕駛飛機機的互聯(lián)互通。而“牽牛星”作為無人機，機體空間小，就必須采用多傳感器融合技術(shù)，將各個傳感器融合布置，在保證功能的前提下盡量縮小所占機體空間和任務(wù)載荷。從無人機尺寸和大小看，“牽牛星”無人機的頭部載荷空間不超過1立方米，載荷重量幾十千克，可以說將極小的空間和載荷利用發(fā)揮到了極致。

全新的自動化識別和信息處理技術(shù)據(jù)外軍猜測，“牽牛星”無人機將采用全新的自動化識別和信息處理技術(shù)，將目標(biāo)信息、干擾信息、本機狀態(tài)信息、友機信息、指揮信息和干擾噪聲等所有信息進(jìn)行綜合化處理，利用事先設(shè)置好的程序去處理信息，得出目標(biāo)威脅程度和價值以及友機的位置，從而制定出最佳偵察決策和最佳攻擊決策。舉例來說，如果“牽牛星”無人機發(fā)現(xiàn)了兩輛車正在快速行駛，它就會自動識別兩輛車的快慢和尺寸的大小，并判斷優(yōu)先攻擊尺寸更大的或速度更快的車輛。

目標(biāo)準(zhǔn)確定位與精確打擊技術(shù) 從機身的著色來看，“牽牛星”無人機機頭隆起部分應(yīng)該是衛(wèi)星通信系統(tǒng)，下面是設(shè)備艙，機體下腹中前部，安裝有一個立式偵察吊艙，該轉(zhuǎn)塔可自主實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)和俯仰，轉(zhuǎn)塔上擁有三個偵察窗口，分別安裝可見光（CCD攝像機）、紅外和激光探測器，無人機通過激光、紅外、GPS等實現(xiàn)目標(biāo)的精確定位，根據(jù)姿態(tài)測量、激光測距并照射進(jìn)行目標(biāo)的精確指示，利用CCD攝像機的姿態(tài)信息、投影中心的三維坐標(biāo)信息、激光目標(biāo)指示器的測距信息來對目標(biāo)進(jìn)行定位。在CCD攝像機對機動目標(biāo)實施跟蹤時，激光目標(biāo)指示器以某一固定脈沖間隔對目標(biāo)連續(xù)測距，通過對獲取的一系列采樣點進(jìn)行計算，可以獲取機動目標(biāo)的速度、加速度和運動方向參數(shù)，從而引導(dǎo)機載打擊武器對目標(biāo)進(jìn)行精確打擊，完成作戰(zhàn)任務(wù)。

武器系統(tǒng)

“牽牛星”無人機采用模塊化方案設(shè)計，具備根據(jù)任務(wù)類型快速更換設(shè)備和武器的能力。該型無人機內(nèi)置彈艙則位于翼根附近，共2個，內(nèi)置彈艙空間很大，長4米，截面積為0.65 × 0.75米2，可攜帶0.8噸以上的武器，其中包括2枚激光制導(dǎo)炸彈和12枚空地導(dǎo)彈，227千克的俄制JDAM（聯(lián)合直接攻擊彈藥）和113.5千克的俄制小直徑炸彈。俄羅斯的精確制導(dǎo)炸彈種類齊全，其中包括600千克全星制導(dǎo)炸彈以及類似JDAM與JSOW（戰(zhàn)區(qū)外聯(lián)合攻擊武器）的低成本滑翔制導(dǎo)武器。后兩者在衛(wèi)星定位與滑翔翼的作用下射程可達(dá)數(shù)十千米，戰(zhàn)斗部重量超過300千克。這種衛(wèi)星制導(dǎo)武器如搭配無人機，便可使得整個投彈過程實現(xiàn)高度自動化，其射程與火力都超過美制無人攻擊機所能攜帶的武器。另外，“牽牛星”無人機最為突出的特點是能搭載Kh-31P超聲速反輻射導(dǎo)彈，射程可達(dá)110千米，增程型達(dá)200千米。即使是該型無人機的基本型，其射程也幾乎在各式中程防空導(dǎo)彈防御范圍之外，大大提高復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的生存能力。

指揮控制

每架“牽牛星”無人機都配備一名飛行員和一名傳感器操作員，在地面控制站內(nèi)實現(xiàn)對無人機的作戰(zhàn)操控。飛行員大多來自蘇-27、蘇-30等飛機的飛行員，俄羅斯空軍計劃設(shè)計一種更加先進(jìn)的“駕駛員座艙”，提供更多的操作信息，方便飛行員操控。傳感器操作員來自現(xiàn)役無人機部隊，大多都是剛從技術(shù)學(xué)校學(xué)習(xí)回來的學(xué)員，主要負(fù)責(zé)圖像分析。為此，空軍準(zhǔn)備招募或選配精通飛行導(dǎo)航技術(shù)、了解飛行流程、經(jīng)驗豐富的飛行員，并培訓(xùn)一批優(yōu)秀的傳感器操作員。飛行員一般坐在控制站屏幕的左側(cè)，關(guān)注著主屏幕和幾個分屏幕上顯示的信息，查看從無人機傳回的圖像，觀察各系統(tǒng)的工作狀態(tài)。飛行員可通過操縱桿操控?zé)o人機，也可以通過鍵盤進(jìn)行操控。一些分屏幕上還可顯示不同指揮控制單位發(fā)布的實時交流信息，飛行員也可以通過音頻或文字與地面部隊進(jìn)行交流。傳感器操作員的操作間與飛行員的操作間十分相似，但傳感器操作員所連接的操作系統(tǒng)更多，包括照相機紅外系統(tǒng)、雷達(dá)以及其他傳感器系統(tǒng)。傳感器操作員接到上級下達(dá)的作戰(zhàn)命令后，機組人員首先要進(jìn)行無人機起飛前的準(zhǔn)備工作，認(rèn)真檢查機載武器、校準(zhǔn)激光系統(tǒng)和其他設(shè)備確定一切就緒后即可請示啟動飛往作戰(zhàn)區(qū)域。飛行員雖然不是在空中親自駕駛，但手中依舊操縱著控制桿，同樣擁有開火權(quán)，而且還要觀測天氣，實施空中交通控制，進(jìn)行多樣作戰(zhàn)，采取作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)，同樣是在作戰(zhàn)。當(dāng)“牽牛星”無人機執(zhí)行空中巡邏作戰(zhàn)任務(wù)時，一般會出動4架飛機，由一個地面控制站和10名機組人員配合操控。據(jù)報道，該型無人機能自動平衡內(nèi)油載荷以便保持其重心，并且在飛行中向地面報告故障，跟蹤航標(biāo)，在衛(wèi)星通訊和地面中斷后自動在提前指定地點盤旋。作為參照，“掠奪者”或“死神”無人機，在通訊中斷一段時間后，可以自動飛回基地，在靠近基地處盤旋，等待降落回收人員使用視距內(nèi)C波段通訊系統(tǒng)遙控?zé)o人機降落。

作戰(zhàn)運用

現(xiàn)代軍用無人機多被用于執(zhí)行偵察、搜索等任務(wù)，但隨著無人機技術(shù)的井噴式發(fā)展，察打一體無人攻擊機將成為未來戰(zhàn)場的急先鋒。在未來的反恐作戰(zhàn)中，俄軍可以使用“牽牛星”無人機執(zhí)行偵察任務(wù)和打擊任務(wù)。該型無人機的掛載能力堪比攻擊機。

預(yù)警探測 未來，“牽牛星”無人機可以編隊的形式部署，進(jìn)行多層次的偵察，在空域上構(gòu)成嚴(yán)密的探測預(yù)警體系。裝備不同傳感器的“牽牛星”無人機可靈活配置在地面部隊受威脅或進(jìn)攻的主要方向，呈縱深梯次交錯配置、信息互交的結(jié)構(gòu)布勢。這樣不僅可以實現(xiàn)頻率互補，頻率分集，實現(xiàn)空間互補，更可以實現(xiàn)空間分集，降低漏警概率。編入“牽牛星”無人機后，空中預(yù)警機中隊的滯空時間及持續(xù)預(yù)警能力將大大提升，情報、監(jiān)視與偵察能力也更強，可有效改善遠(yuǎn)程戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力，是預(yù)警探測系統(tǒng)的“排頭兵”。

指揮控制 指揮控制能力已經(jīng)成為制約現(xiàn)代乃至未來戰(zhàn)爭勝負(fù)至關(guān)重要的因素，同類型飛機與其它類型飛機之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力也成為戰(zhàn)爭必備殺手锏。與有人駕駛飛機不同，“牽牛星”無人機不具備超聲速飛行能力，也不適用于指揮與控制平臺。但它能將信息傳送給岸基或海基指揮與控制中心，通過其它與無人機保持聯(lián)絡(luò)的平臺來實施指揮與控制任務(wù)，指揮官可位于另外的平臺上，通過“牽牛星”無人機提供的信息來實施指揮與控制，并靈活分配任務(wù)引導(dǎo)其它平臺上的導(dǎo)彈對目標(biāo)進(jìn)行精確打擊，在分散的模式中加強作戰(zhàn)中心指揮控制能力。預(yù)警機統(tǒng)領(lǐng)整個電子戰(zhàn)飛機對敵防空系統(tǒng)進(jìn)行電子壓制，“牽牛星”無人機進(jìn)行偵察并將實時圖像和相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到友機和控制中心，實現(xiàn)有人機與無人機之間的信息共享和聯(lián)合作戰(zhàn)。因此，俄軍將可把分散部署的傳感器、決策者和實施者聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，加強與其它兵力的協(xié)同，以聯(lián)合全球力量形成“合力”，共同維持特定區(qū)域優(yōu)勢。

火力打擊 “牽牛星”無人機的主要任務(wù)之一是為地面部隊提供近距空中支援，可以利用其長航時的特性，在戰(zhàn)場上空保持持續(xù)性的警戒，隨時對敏感目標(biāo)發(fā)起攻擊。利用其強大的隱身性能，在夜間、在雨雪天氣、在云層中，悄然飛至目標(biāo)附近，用精確制導(dǎo)武器，對敵進(jìn)行出其不意的精確打擊，特別是打擊在山區(qū)和危險地區(qū)的小股武裝分子，是反恐的“神兵利器”。

打擊效果評估 隨著任務(wù)載荷的加裝，“牽牛星”無人機將成為集信號信息、合成孔徑雷達(dá)、光電/紅外等多種傳感器偵察于一體的綜合性偵察平臺，探測距離大幅增加，偵察效能不斷提高，并能夠在全天候條件下進(jìn)行打擊效果評估。一旦目標(biāo)被打擊，“牽牛星”無人機可構(gòu)成多任務(wù)系統(tǒng)，協(xié)同實施多批量、全天候、立體化的全向偵察，搜集打擊效果評估信息，并及時傳送到己方岸基評估中心。“牽牛星”無人機的另一大優(yōu)勢是可以對目標(biāo)實施抵近偵察，甚至可以飛臨目標(biāo)上空幾十米的高度進(jìn)行拍攝。這可提高傳感器識別目標(biāo)毀傷部位能力，還大大降低了傳感器的性能要求。“牽牛星”無人機具有較強的數(shù)據(jù)下傳能力，攜帶的數(shù)據(jù)鏈能實時地將傳感器獲取的打擊效果評估信息傳輸?shù)酱驌粜Чu估中心。這樣既能保證無人機與控制站之間信息和數(shù)據(jù)的傳遞，還能保證編隊無人機之間信息和數(shù)據(jù)的實時收集、傳遞和處理。