美陸軍位菲測(cè)試太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)態(tài)勢(shì)分析

據(jù)美國(guó)防務(wù)網(wǎng)站報(bào)道，2024年5月4日，美陸軍第

多域特遣隊(duì)在菲律賓巴斯科“肩并肩”演習(xí)期間對(duì)K1000ULE無(wú)人機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)飛行，驗(yàn)證其在拒止條件下參與南海偵察飛行的可能性。此前，據(jù)英國(guó)簡(jiǎn)式防務(wù)網(wǎng)報(bào)道，美陸軍“會(huì)聚工程-2022”（ProjectConvergence 2022）曾使用多架K1000ULE太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)以“蜂群”形式組網(wǎng)，為戰(zhàn)場(chǎng)提供通信覆蓋。該型無(wú)人機(jī)具有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、后勤依賴小、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)人機(jī)群根據(jù)地面態(tài)勢(shì)變化不斷調(diào)整相互位置，確保地面部隊(duì)在地形阻擋情況下仍能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。在菲部署應(yīng)用后，未來(lái)可在南海低烈度沖突中部分替代美軍高端情監(jiān)偵平臺(tái)，戰(zhàn)時(shí)在區(qū)域拒止環(huán)境下轉(zhuǎn)變?yōu)榭上膽?zhàn)術(shù)平臺(tái)。

基本情況

K1000ULE是由克勞斯航空航天公司開發(fā)的超長(zhǎng)續(xù)航固定翼無(wú)人機(jī)。按照美國(guó)無(wú)人機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)，K1000ULE無(wú)人機(jī)屬于第二類無(wú)人機(jī)，尺寸小、輻射特征弱，相比其他同類無(wú)人機(jī)具有更高升限和更長(zhǎng)滯空時(shí)間。K1000ULE無(wú)人機(jī)采用由特殊材料生產(chǎn)的復(fù)合機(jī)身，彎曲的機(jī)身表面可以使無(wú)線電波反射偏轉(zhuǎn)，減少電磁波向外輻射。2019年“先進(jìn)海軍技術(shù)演習(xí)”中，美海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用探測(cè)對(duì)空探測(cè)雷達(dá)對(duì)K1000ULE進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該型無(wú)人機(jī)的雷達(dá)信號(hào)特征較低。此外該型無(wú)人機(jī)還具有噪聲小和熱輻射少等特性，具有較高的隱身性。

性能參數(shù)

平臺(tái)性能

K1000ULE太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)長(zhǎng)2.3m，翼展5m，最大起飛重量11kg，無(wú)人機(jī)低空低速性能優(yōu)異，巡航速度僅74km/h，升限約6100m，采用地形匹配模式時(shí)飛行高度僅40m。無(wú)人機(jī)裝備的智能飛行控制系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的氣流，智能切換工作模式。當(dāng)升力不足時(shí)開啟主動(dòng)推力模式；當(dāng)升力充足時(shí)折收螺旋槳，轉(zhuǎn)入無(wú)動(dòng)力滑翔模式。無(wú)人機(jī)經(jīng)優(yōu)化之后，理論留空時(shí)間可達(dá)340h（試驗(yàn)記錄為30h），其中只有約20％的時(shí)間需要主動(dòng)提供推力。

載荷性能

K1000ULE太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)采用開放式架構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)不同作戰(zhàn)任務(wù)更換不同載荷，典型任務(wù)及載荷配置包括：一是攜帶Link16數(shù)據(jù)鏈、Mesh網(wǎng)狀通信設(shè)備等用于執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)通信任務(wù)；2020年美陸軍在尤馬試驗(yàn)場(chǎng)開展K1000ULE飛行試驗(yàn)，據(jù)ArduPilot網(wǎng)站透露，該型無(wú)人機(jī)可能使用了Silvus科技公司研發(fā)的Stream Caster Al通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用突破性的MIMO（Multiple-InMultiple-Out）無(wú)線電技術(shù)，該技術(shù)具有波束調(diào)節(jié)范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸量高、低延遲、抗干擾等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多天線同時(shí)收發(fā)信息，有助于構(gòu)建具有抗干擾能力的“移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)”（MANET），支持多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)。二是攜帶光電/紅外/電子偵察載荷執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)情監(jiān)偵任務(wù)。常用光電載荷和電子偵察載荷能夠完成日常偵監(jiān)任務(wù)。

太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)可用于執(zhí)行情監(jiān)偵任務(wù)，發(fā)揮偵察威懾作用。2020年4月，美戰(zhàn)略與評(píng)估中心（CSBA）在《偵察威懾：無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵作用》報(bào)告中首次提出“偵察威懾”概念，建議美軍在大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮非隱身長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在西太平洋關(guān)鍵地理區(qū)域保持實(shí)時(shí)、持續(xù)的態(tài)勢(shì)感知，懾止對(duì)手可能采取的軍事行動(dòng)。太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)理論上擁有長(zhǎng)達(dá)數(shù)十天、甚至數(shù)月的續(xù)航時(shí)間，能夠晝夜不斷監(jiān)視某一固定區(qū)域，提前發(fā)現(xiàn)對(duì)手異動(dòng)征候，使軍事行動(dòng)透明化、公開化，降低對(duì)手發(fā)動(dòng)突然襲擊的可能性。

太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)可用于執(zhí)行通信中繼任務(wù)，增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)彈性。美國(guó)太空發(fā)展局（SDA）提出的國(guó)防太空架構(gòu)（NDSA）包含數(shù)百顆“傳輸層”衛(wèi)星，太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)可作為空中信號(hào)塔，搭載Link-16數(shù)據(jù)鏈或“戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)”（BACN）載荷，為低軌衛(wèi)星和地面部隊(duì)之間提供通信中繼服務(wù)，增加通信鏈路多樣性。太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)還可在灰色地帶行動(dòng)中發(fā)揮作用，作為可消耗平臺(tái)抵近并試探對(duì)手底線，以可接受損失降低沖突升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)。

作戰(zhàn)運(yùn)用

根據(jù)K1000ULE無(wú)人機(jī)性能情況，尤其是部署菲律賓后，主要用于在南海地區(qū)執(zhí)行隱蔽偵察監(jiān)視、持續(xù)戰(zhàn)場(chǎng)感知、“蜂群”網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù)，將對(duì)我海上行動(dòng)造成威脅。

隱蔽偵察監(jiān)視

K1000ULE采用模塊化設(shè)計(jì)，易于組裝、拆卸，整個(gè)無(wú)人機(jī)[機(jī)身+機(jī)翼]拆卸后僅為一個(gè)行李箱大小，便于攜帶和轉(zhuǎn)運(yùn)。無(wú)人機(jī)支持手持、車載、艦載等多種發(fā)射方式，對(duì)發(fā)射平臺(tái)要求低，擺脫對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道的依賴。前線小規(guī)模部隊(duì)可攜帶無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)部署，在不暴露自身的情況下隱蔽發(fā)射，通過(guò)快速機(jī)動(dòng)、降低信號(hào)特征躲避對(duì)手攻擊，只需要3人即可確保無(wú)人機(jī)24h不間斷運(yùn)行。該型無(wú)人機(jī)契合菲律賓主戰(zhàn)裝備少、性能落后的軍力實(shí)際，將其部署于運(yùn)補(bǔ)船上提前放飛，可長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視我海警船，尋找合適時(shí)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)其非法運(yùn)補(bǔ)目的。

持續(xù)戰(zhàn)場(chǎng)感知

K1000ULE無(wú)人機(jī)使用“日間太陽(yáng)能發(fā)電、鋰電池儲(chǔ)能，夜間鋰電池釋能”的能量管理模式，解決了太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)夜間動(dòng)力不足的問(wèn)題。采用軌跡優(yōu)化策略（“動(dòng)力爬升+無(wú)動(dòng)力螺旋滑翔”）和氣動(dòng)優(yōu)化策略（“爬升段螺旋槳打開、滑翔段螺旋槳收起”）提升續(xù)航，通過(guò)機(jī)載軟件自主檢測(cè)上升熱氣流，利用熱氣流降低功耗，創(chuàng)造美軍第二類（Group2）全電動(dòng)無(wú)人機(jī)最長(zhǎng)飛行時(shí)間紀(jì)錄。

2021年7月，無(wú)人機(jī)在不使用滑翔動(dòng)力的情況下，使用連續(xù)推力模式完成了26h不間斷飛行。該公司表示，正常情況下，該型無(wú)人機(jī)大約只有20％的時(shí)間需要推力，在理想天氣狀況下，甚至可以完全自主飛行約340h。它通過(guò)攜帶光電/紅外/信號(hào)情報(bào)傳感器，可長(zhǎng)時(shí)間在我南海敏感海域上空螺旋滑翔，或升高針對(duì)更大范圍海域開展廣域搜索。

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通信

K1000ULE無(wú)人機(jī)可以在6000m高空長(zhǎng)時(shí)間飛行，掛載網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，能夠執(zhí)行通信中繼、區(qū)域組網(wǎng)等任務(wù)。2021年，美空軍與克勞斯·哈姆達(dá)尼航空航天公司簽訂第二階段合同，合同重點(diǎn)是構(gòu)建以任務(wù)為中心的“蜂群”模式，實(shí)現(xiàn)多架無(wú)人機(jī)自主協(xié)同飛行，構(gòu)建并優(yōu)化空中通信網(wǎng)絡(luò)，為海上行動(dòng)提供偵察通信服務(wù)。

該型無(wú)人機(jī)內(nèi)置人工智能算法，如果蜂群中一架無(wú)人機(jī)失效，其他無(wú)人機(jī)可以重置隊(duì)形并重新分配任務(wù)。當(dāng)前，美軍特種部隊(duì)、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在防區(qū)內(nèi)作戰(zhàn)中缺乏戰(zhàn)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，可通過(guò)發(fā)射多架無(wú)人機(jī)搭建臨時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)百千米范圍戰(zhàn)場(chǎng)覆蓋。

近年來(lái)，美軍加大對(duì)太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)平臺(tái)的探索力度。自2018年以來(lái)，K1000ULE無(wú)人機(jī)先后參與了“聯(lián)合跨機(jī)構(gòu)野戰(zhàn)試驗(yàn)-2018”（JIFX2018）、“特種作戰(zhàn)司令部技術(shù)實(shí)驗(yàn)-2019”（USSOCOMTE 19）、“先進(jìn)海軍技術(shù)實(shí)驗(yàn)-2019”（ANTX2019）、“會(huì)聚工程-2021”（PC21）、“會(huì)聚工程-2022”（PC22）等多場(chǎng)綜合性實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵技術(shù)逐步走向?qū)嵱没Ｌ?yáng)能無(wú)人機(jī)是美軍落實(shí)“競(jìng)爭(zhēng)后勤”概念的一個(gè)典型應(yīng)用，解決前線部隊(duì)的能源依賴；也是幫助美軍“內(nèi)線部隊(duì)”開展偵察威懾任務(wù)、組建彈性通信網(wǎng)絡(luò)的一大有效途徑，尤其是美在菲測(cè)試該型無(wú)人機(jī)性能，強(qiáng)化其在南海戰(zhàn)略存在，威脅我海上安全，該型無(wú)人機(jī)未來(lái)發(fā)展動(dòng)向值得進(jìn)一步關(guān)注。