军用无人机的前世今生
作者:莱茵船长2002 年 11 月3日夜,也门境内的马里布沙漠地区,一辆看似毫不起眼的卡车正拖着砂尘向前疾驰。突然间,一道闪光以迅雷不及掩耳之势呼啸而至正中卡车!后者随即在爆炸声中化为碎片。这并不是一起意外事件,卡车上乘坐的人也非同寻常,其中一人正是基地组织位于也门的一名高级领导人、恐怖大亨本.拉登的贴身保镖阿布.哈里,情报显示此人与袭击美舰“科尔”号以及法国油轮爆炸案事件有关,同时毙命的还有 5 名基地组织其他成员。而这道从天而降的闪光则是来自一架美国中央情报局所属的 RQ-1A“捕食者”(Predator)无人机从数千英尺高空发射的一枚“地狱火”空对地导弹!更令恐怖份子没有想到的是,这次攻击的遥控操纵者竟是位于数百英里外吉布提的一个秘密指挥部的作战人员,因此整个攻击行动来无影去无踪,根本无从防范。RQ-1A“捕食者”(Predator)无人机无人机已经锁定这辆皮卡,随时可以发动攻击 这就是号称“空中机器人”的现代军用无人飞行器(UAV)完成的一次典型的对地精确制导攻击战例。事实上,无人机并不是近年来才出现的新兵器产物,早在 1917 年,采用无线电控制和惯性制导的一架无人驾驶飞机就曾进行过飞行试验。有趣的是,第一架实用型的军用无人机并不是用来攻击敌方目标,相反却是作为防空部队的靶机使用的。第二次世界大战的爆发为攻击型无人机提供了一显身手的战场,但当时的无人控制飞行器技术主要用在了导弹武器的定向和制导上。到了战后的 20 世纪 50 年代,军用无人机开始承担起空中侦察的任务,这也成为现代军用无人机在此后近半个世纪里的主要战术使命。军用无人机的首次大规模使用是在越南战场上,美军的无人机完成了多达数千架次的空中侦察任务,这对于有人驾驶侦察机而言几乎是无法做到的。随着数字摄像、卫星导航以及计算机微处理器技术的发展,当今世界军用无人机技术有了显著提高,从航模一般大小的微型无人机,到翼展几乎与喷气式作战飞机同样大小的远程无人机,其种类和任务能力也有了很大变化。近年来甚至有观点认为,在不久的将来,下一代军用无人机将彻底取代有人驾驶军用飞机!
波音为美国海军研究的第六代战斗机 F/A-XX 概念,有人/无人机共用一种机体设计
捕食者前传——军用无人机的早期岁月
遥控无人驾驶飞机最早出现在第一次世界大战期间。受有限的控制和导航手段影响,作为飞行员替代品的无人机飞行控制系统还很不成熟。在最初的岁月里,军用无人机是和导弹技术的发展如影随行的。但导弹与之还是存在根本的不同:无人机的设计思想从一开始就是要求其在完成任务后返航并进行回收,而导弹显然在命中(或错失)目标后就将爆炸。
埃尔默.斯佩里在演示一个陀螺原理装置 1909 年,美国发明家埃尔默.斯佩里(Elmer Sperry)发明了一种陀螺仪装置以控制飞行器的稳定性,这便是现代惯性导航系统的前身。当时的美国海军对此颇感兴趣,希望在此基础上发展一种所谓的“空投鱼雷”,而这其实就是现代巡航导弹的雏形。为了改善早期陀螺仪的有限性能,提高“空投鱼雷”的导航精度,美国西部电气公司成功开发了专用于无人机的无线电控制系统。而惯性导航与无线电控制技术共同构成了遥控无人驾驶飞机在其后 80 多年里的核心技术。1917 年 12 月,名为“寇蒂斯-斯佩里”的“空投鱼雷”成功完成了首飞。受这次成功试飞的鼓舞,美国陆军航空队也采纳了查尔斯.凯特林(Charles Kettering)的方案,研制出了“自由鹰”式“空投鱼雷”。无独有偶,远在大洋彼岸的英国也对无人机产生了浓厚兴趣,索普威思、德哈维兰以及皇家飞机工厂均开展了类似的研制项目,但遗憾的是都没能进入试飞阶段。到了 1918 年,人们意识到采用现有的技术无法缔造出真正实用的无人机,热情因此也在逐步消退。当时只有美国海军和英国皇家海军深信遥控无人驾驶飞机的军事潜力,至少认为在防空作战领域作为靶机进行作战训练是非常可行的,这一设计思想一直延续了近半个世纪。
斯佩里的“空投鱼雷”1917 年查尔斯.凯特林制造的“空投鱼雷” 两次世界大战之间,军用无人机技术主要朝导弹和无人靶机这两个方向发展。1918 年,法国的第一架无线电遥控飞机试飞成功;英国皇家航空研究院于 1922 年对其研制的 RAE 1921 型无人靶机进行了试飞,这是一种将空气动力学、轻型发动机和无线电技术有效结合起来的无人机,可在近 2 千米的高度上以 160 公里的时速飞行;1933 年,采用无线电控制技术的“仙后”靶机成功首飞。由于“仙后”靶机在 1932 年的皇家海军舰队防空试验中表现出色,英国人又于 1934 年至 1943 年间采购了 420 套在“虎蛾”双翼教练机基础上改装成的 DH 82B 型“蜂后”靶机。
英国皇家航空研究院在 RAE 1921 型的基础上于 1927 年研制的“喉咙”遥控靶机正在遥控DH 82B“蜂后”靶机的英军士兵 1920 年,美国陆军展开了一个名为“信使”的研究项目,这个项目的设想很简单,就是利用一种相对较廉价的飞行器代替传令兵来传达总部下达的命令。这次美军再次找到了斯佩里,希望他能设计一种名为“信使空投鱼雷”(MAT)的可以在各个作战指挥部间遥控飞行的无人飞行器。在研制过程中,斯佩里逐步改进了飞机的无线电控制和惯性导航系统,在航空导航技术的发展历程中发挥了重要作用。然而,由于 MAT 的概念在当时还不成熟,美军于 1926 年宣布取消了该项目。有趣的是,美国人将无人机用于靶机的想法却是来自于一个玩具模型制造商人。20 世纪 30 年代,雷吉纳德.丹尼(Reginald Denny)在他的无线电飞机公司里制造出了一架遥控飞行模型,并将其命名为 RP-1 并推荐给军方,遗憾的是当时美国军方对这种“小玩意”毫无兴趣。然而很快的,密布的战云改变了军方人士的想法——从 1939 年到二战结束期间,美军一口气采购了 15,000 多架这种遥控飞机,型号也由 RP-4 型发展到 RP-18 型。1946 年,经过再次改进的 RP-19/OQ-19 型无人机研制成功,并在 1946 至 1984 见间一共生产了 48,000 多架。1952 年,无线电飞机公司被诺斯罗普公司兼并,后者也因此成为当今世界最成功的军用无人机研制厂商。
雷吉纳德.丹尼和他的 RP-1 靶机RP-19/OQ-19 型无人机 拥有悠久航空史的德国也不甘人后。阿果斯发动机工厂的弗里茨.古斯洛(Fritz Gosslau)博士研制了一种名为 FZG-43 的靶机用于德国空军地面高炮部队的防空作战训练。到了 1939 年 10 月,阿果斯又提出了一个具有革命意义的大型军用无线电遥控无人轰炸机——“深火”(德语名:Fernfeuer),这种飞机可以携带一吨重的炸弹,而且还有有人驾驶的轰炸机型号。在向目标投掷完炸弹后,“深火”无人机将返回基地。从这一点上看,“深火”已经极大的有别于美国人斯佩里的“空投鱼雷”概念,从而成为现代意义上的“无人战斗飞行器”。尽管后来德国空军对此不够重视,但在此基础上完成的一系列研究成果却催生了后来的 FZG-76——这就是后来震惊世界的 V-1 导弹!
FZG-43 靶机FZG-76 V-1 导弹
无人攻击机的诞生
美国人从上世纪 30 年代末开始就开始了对大型无线电控制靶机的持续研究,并于 1941 年 3 月在新泽西州成立了 VJ-5 靶机中队用于对海军部队的防空炮手进行训练。后来有人提出了用无人机来攻击敌战斗机的想法,这就是美国海军的“蛇发女妖”防空导弹项目。同时,美国海军还启动了飞行控制和导航技术的改进计划(包括美国无线电公司的电视摄像头和海军研究试验室的雷达制导系统),使得对无人机的控制比无线电指令更精确。1941 年同年美国海军还开展了“无人攻击机”计划,这种无人机即可以用于制导导弹来攻击敌空中目标,也可以作为无人战斗飞行器使用对敌地面目标进行投弹轰炸。1942 年 3 月,美国海军开始批量采购 TDN-1 型无人攻击机。
航母上的 TDN-1 型无人攻击机,也可有人驾驶 由于单价较高,美国海军后来提出发展一种结构更简单成本更低的机型,这就是后来的 TDR-1 型无人机。据统计,美国海军共组建了 18 支 TDR-1 中队,其中包括 162 架 TBF“复仇者”控制机和 1,000 架 TDR-1 无人攻击机,不过此后这支部队的规模有所削减。1944 年 3 月,2 支特别空中特谴中队(SATFOR)被派往太平洋战场进行实战检验。9 月,TDR-1 无人机作为制导导弹首次用于在布干维尔地区攻击日军地堡和火炮阵地的战斗中。10 月19 日,该机又首次作为无人战斗飞行器向布干维尔以南巴拉列群岛地区的日军目标发动了攻击。硝烟散尽后,美国人发现没有 1 架 TDR-1 能顺利返回基地,而且攻击效果也不明显。
TDR-1 无人机TBF“复仇者”控制机和 TDR-1 的大小对比 回顾二战中无人机的使用,在早期的制导导弹与不同型号的无人靶机与无人战斗飞行器之间的联系是非常密切的。有几个国家还分别研制了无线电控制的遥控轰炸机用于攻击高价值目标,如美国的“阿芙罗狄忒”(Aphrodite)计划、纳粹德国的“槲寄生”(Mistel)以及意大利的无线电制导无人攻击机(Assalto Radioguidato)。值得一提的是,二战期间还首次出现了采用惯性、电视、无线电指令制导技术的精确制导导弹,如纳粹德国的“弗里茨-X”制导炸弹、Hs-293 反舰导弹以及美国海军研制的“蝙蝠”反舰导弹。
挂载 Hs-293 反舰导弹的 Do 217K
冷战铁幕后的无人空中侦察机
在整个上世纪 50 年代里,军用无人机几乎都被当做靶机用于训练,而其核心的控制技术的发展则全用在了导弹上。50 年代中期,美国陆军发现将无人靶机装上照相机用于战场侦察这个想法比较可行,首个付诸实践的是在 RP-71 型靶机基础上改进而来的无线电控制 AN/USD-1 战场无人监视机。这是世界上第一种实用型无人侦察机,该机可携带一部可拍摄 95 张照片的 KA-20A 型昼间照相机或一部只可拍摄 10 张照片的 KA-39A 型红外夜间照相机。AN/USD-1 无人机采用火箭助推方式起飞,作战人员通过无线电指令控制飞行,作战过程可由雷达跟踪,持续飞行时间可达 30 分钟,返航后通过降落伞回收。AN/USD-1 无人机共制造完成 1,445 架,1959 年至 1966 年间服役,该机可部署在美国陆军排一级单位,每个师通常部署 12 架。英军也曾装备过这种无人机用于战场观测。
AN/USD-1 战场无人监视机 在 AN/USD-1 之后,各国又相继研制了数个无人侦察/监视机方案,但多数无疾而终。要说其中原因,除了技术难题和开发成本过高外,其中最主要的影响因素就是无人机获取到的情报信息处理过程太过复杂和耗时。无人侦察机在回收后,首先要拆下照相机并处理拍摄到的胶卷,这对于大型的固定式的战略目标(如工厂、基地等)比较有效,但对于野战军事目标(如敌坦克集结地、战术导弹发射车辆等)而言,就在信息处理过程中可能就会发生移动和变化。也许电视图象可以做到实时战场监控,但在无人机发展的初级阶段,电视侦察系统还并不成熟可靠。
诺斯罗普 B-67“石弩”(Crossbow)无人机 冷战期间,美国空军方面也开展过无人侦察机项目,包括因为成本高昂而从未服役的诺斯罗普 B-67“十字弩”(Crossbow)无人机。上世纪 50 年代初,美国空军曾经设想将无人机作为诱饵投放到前苏联领空中,用于引开前来拦截美国战略轰炸机编队的前苏联截击机和防空导弹。美国空军相继研制了采用火箭动力的 GM-71“公鸭”无人机和地面发射的 SM-73“公牛鹅”无人机,而首架真正装备服役的无人诱饵机却是 1961 年研制成功的麦.道公司 GAM-72“鹌鹑”。这是一种喷气式小型无人机,可由 B-52 轰炸机携带和投放。该机一共生产了 600 架,一直服役至1972年。由于前苏联雷达技术的长足进步,这种诱饵形式已没有继续存在的必要了,然而一种所谓的“亚音速武装巡航诱饵”(SCAD)却演进成了著名的 AGM-86 空射巡航导弹。换句话说,既然这种诱饵能飞到敌方领空中去,那么何不为它装上战斗部去做点什么更实际的事情呢?
GM-71“公鸭”SM-73“公牛鹅”无人机GAM-72“鹌鹑”AGM-86 空射巡航导弹 1960 年 5 月,美国中央情报局所属的一架 U-2 高空侦察机在前苏联领空被 SA-2 防空导弹击落,正是因为这一事件的触发使得美国人对无人侦察机的兴趣大增,毫无疑问这比拿有人驾驶侦察机去冒这样的险划算多了。于是美国人很快启动了两个无人机项目——美国空军的“专用飞行器”(SPA)计划和中情局的 D-21“标签”超音速无人机计划。前者是在“火蜂”无人靶机基础上发展而来的无人侦察机。1960 年夏,赖安公司开始尝试将“火蜂”改进为一种具有低雷达可探测性、航程更远、操纵性更好的无人侦察机——147A 型,而 1962 年秋爆发的古巴导弹危机更加快了该计划的进程。美国空军很快根据试验情况改进完成了航程更远的 147B 型无人机,后来又根据前苏联防空导弹的特点研制成功了 147D 型“萤火虫”无人侦察机,该机装有可搜集 SA-2 地空导弹制导系统信号特征的电子情报模块(ELINT)。“萤火虫”无人侦察机可通过引诱 SA-2 地空导弹雷达开机并截获其信号特征,将其转发到 ERB-47 电子战飞机上。
黑鸟之上的黑鸟,D-21 无人机赖安无人机家族一架 C-130 可以挂载 4 架“萤火虫”无人机
越南上空的“萤火虫”
上世纪 60 年代里,随着中国空军防空部队击落 U-2 侦察机数量的增加,为了减少伤亡损失,美国人觉得已经很有必要加强“萤火虫”无人侦察机在南亚地区的部署了。1964 年 9 月初,“萤火虫”无人侦察机共进入中国领空 5 次,其中 2 次成功获取了情报信息。在接下来的几个月里,越南地区战云密布,“萤火虫”又多次进犯我国领空,其中多数是针对西南地区中越边境的侦察任务。由于飞行高度过高,当年 11 月至次年 3 月间的这一地区又处于季风时节,云层厚度加大,使得目标区域被恶劣的气象条件所掩盖,“萤火虫”几乎无所作为。为此,美军又改进出了 147J 型“萤火虫”无人侦察机,计划使用这种飞行高度较低的无人机对北越地区进行空中侦察。
HH-3E 回收第 556 侦察中队的“萤火虫”驻扎在南越边和空军基地的第 556 中队 1965 年底,装备“萤火虫”无人侦察机的美国空军第 100 战略侦察大队正式开始了在北越上空的作战任务。1966 年 2 月 13 日,一架装有新型反地空导弹侦察装置的 147E 型“萤火虫”无人侦察机在被击落前成功截获了北越防空部队的 SA-2 导弹指挥信号。为了既能获取有价值的情报,又能保证无人机的安全回收,美军在无人机的回收技术上也有了很大进步,于是很快出现了直升机载的半空回收系统(MARS),这种回收系统曾分别在 CH-3E 和 CH-53 直升机上进行过成功试验。就在并不漫长的越战期间,美军曾发展了多达 23 个型号的“萤火虫”改进型无人侦察机,其中还包括装备有照明装置的夜间侦察型、信号情报型(SIGINT)以及反辐射电子战型。1964 至 1974 年间,共有总数达 1,016 架的“萤火虫”无人侦察机在中国、北越和朝鲜上空完成了多达 3,435 架次的空中侦察任务,其中损失 544 架。根据统计,在所有损失的“萤火虫”中,又有 1/3 是因机械故障而自行坠毁的,其余则是被防空炮火、拦截战斗机或防空导弹所击落。值得一提的是,“萤火虫”无人机还直接造成了越战期间几架北越米格战斗机的坠毁!有的是在拦截该机的过程中失速坠毁,有的则是被己方的防空导弹误击。甚至有传闻说一架堪称“王牌无人机”的“萤火虫”间接击落了 5 架北越战斗机,这显然是有所夸大。越战期间北越方面宣称其地空导弹部队共击落 130 架“萤火虫”无人侦察机(这同样有所夸大),而北越战斗机部队则宣称击落 11 架。战前美军曾预计“萤火虫”的平均作战寿命为 2.5 架次,而事实表明这一数字平均多达 7.3 架次。而创造最长作战寿命记录的是一架 147S 型“萤火虫”无人机,这架被人戏称为“雄猫”的无人机在出击 68 次后才在 1974 年 9 月 25 日当天的空中侦察任务中失踪。
越战中第 556 侦察中队的 C-130 进行空射 AQM-34 任务最著名的”萤火虫“,“雄猫”号 越南战场是军用无人机发展史上的第一次大规模实战应用,而另一方面还以高度机密的形式朝着更先进的技术发展着。由于来自前苏联先进防空导弹的威胁进一步加大,为了替代速度较慢的 U-2,洛克希德的臭鼬工厂曾研制成功具备超音速飞行能力的 A-12 侦察机。在此基础上,中情局于 1962 年 10 月要求洛克希德公司开发一种新型无人侦察机,这种无人机可以由 A-12 携带投放。于是,母机 M-21 及其子机 D-21 分别研制成功,从命名上就很容易理解 M(Mother)和 D(Daughter)的含义。D-21 无人机安装在 A-12 侦察机的背部支架上,共生产完成了 2 架。该机可达到 3 马赫的飞行速度,航程达 3,450 英里。与那一时期其他无人机不同的是,D-21 并不具备回收能力,只能在完成任务后弹射出一个照相舱用于海上回收。1966 年 3 月 5 日,D-21 无人侦察机及其母机首次进行了飞行试验。在同年 7 月 30 日进行的试验中,因子机未能正常脱离母机,致使二者一起坠落,虽然母机驾驶员弹射逃生成功,但发射子机的操作员不幸丧生。美国人意识到这种发射投放方式太过危险,于是改用体积庞大的 B-52H 战略轰炸机作为经改进的 D-21B 无人机的母机,而且连接支架也改在了翼下。起初的几次试验又接连遭遇了失败,直到 1968 年 6 月 16 日的试飞才取得了成功。
挂载在 B-52 翼下的D-21B 无人机 美国人毫不迟疑的将其用在了 1969 年 11 月 9 日对中国境内罗布泊地区核武器试验场的空中照相侦察任务中,并且取得了一定成功。不过,尽管 D-21B 无人机完成了侦察任务,但却没能安全返航,而是坠毁在了蒙古境内。1970年12月16日的侦察任务中,尽管 D-21B 进入了回收阶段,却未能顺利弹射照相舱。1971年3月4日的第3次任务结果更令人懊恼——D-21B 顺利进入了回收阶段,而且成功弹射出了照相舱,但这次的问题却是负责打捞返回舱的美国海军驱逐舰错过了溅落地点,致使照相返回舱沉没。第 4 次也是最后一次空中侦察任务发生在 1971 年 3 月 20 日,当是的 D-21B 没能出现在回收区域上空,显然该机是被击落了。正是由于这些失败的经历背后所暴露出来的技术问题以及因丑恶的对华空中侦察活动而饱受批评,美国被迫终止了 D-21 无人机发展计划,改由侦察卫星执行侦察任务。
我军在云南找到的 D-21B 残骸
反潜无人攻击机
无人攻击直升机最早出现在上世纪50年代的美国,这就是美国海军装备的 QH-50 DASH 反潜无人攻击直升机。QH-50 是在一种早期的单人驾驶直升机的基础上研制的,后者由美国旋翼机公司设计,采用两组反向旋转的螺旋桨提供垂直升力。由于当时的驱逐舰的舰载雷达已能探测到近 20 海里外的潜艇,而这已超出了舰载武器的攻击范围,美国海军的想法则是在驱逐舰探测到敌潜艇目标后从舰上释放这种携带鱼雷的无人直升机执行攻击。QH-50 无人攻击直升机于 1960 年 8 月 12 日首飞,1963 年首次装备美海军驱逐舰。截止到 1969 年,QH-50 共生产了 810 架,广泛装备于近240艘美海军驱逐舰。同时,日本海上自卫队也装备了 24 架 QH-50 无人攻击直升机。事实证明 QH-50 是一种通用性极强的军用无人机,除了可执行反潜攻击任务外,还具备包括侦察、监视、火力校射、烟幕布放以及运输等多任务能力。越战期间,部分 QH-50 无人直升机还安装了摄像机用于执行炮兵校射任务,甚至在装备了“夜豹”和“夜瞪羚”等夜视传感器、机枪、榴弹发射器和炸弹后还投入到了夜间攻击任务中。
QH-50 DASH 反潜无人攻击直升机 到 1970 年夏为止,因和平时期使用中的故障等各种问题有近 440 架 QH-50 无人直升机坠毁,只有占不到 5% 的 QH-50 属于越战期间的战损。据统计,QH-50 的平均使用寿命仅为 145 至 185 飞行小时,而电子设备的可靠性差是其中最主要的原因。1970 年至 1971 年,美国海军装备的 QH-50 相继退出现役,新的 LAMPS 有人系统则取而代之。部分退役后的 QH-50 被美国陆军用来当作拖曳靶机使用,德国和以色列也引进了一批这种无人直升机用于海军无人飞行器的研究。尽管 QH-50 装备服役的时间不长,但这并不失为一种概念先进的无人攻击机。
QH-50 无人直升机安装的机炮吊舱
前苏联军用无人机的发展情况
事实证明,无人侦察机在日新月异的防空导弹技术下的脆弱性是毋庸质疑的,这也促使美苏两国投入更大的精力持续改进各自的无人侦察机。上世纪 50 年代末,前苏联在拉-17 无人靶机的基础上改进研制成功 TBR-1(或称“拉-17R”)型战术无人侦察机系统,1962 年装备部队。苏军共成立了 4 个装备该机的中队,其中 2 个位于乌克兰,1 个位于白俄罗斯境内,另 1 个驻扎在拉托维亚地区。TBR-1 战术无人侦察机系统一直服役到上世纪80年代初,这种无人机既可以采用导航系统自动飞行,也可根据无线电指令和雷达跟踪遥控飞行。机上安装 1 台传统胶片侦察照相机,作战半径达 125 英里,飞行高度为 23,000 英尺。
拉-17 无人靶机拉-17R 战术无人侦察机 上世纪 60 年代初,前苏联图波列夫设计局还研制一种更为独特的无人机。这还得从图波列夫设计局针对美国空军 SM-62“蛇鲨”导弹研制的一种地面发射的战略巡航导弹——121 工程说起,由于前苏联认为战略核导弹项目更应优先考虑,121 工程因此于 60 年代初终止。但图波列夫设计局并没有完全放弃该项目,而是将其改进为一种远程无人侦察系统,并命名为图-123“鹰”。该机机身体积非常庞大,可以容纳进一组侦察照相机和电子情报系统。图-123 采用自动飞行方式,航线在飞机起飞前预先在飞行控制系统内进行设置。该机可实现超音速飞行,最大巡航速度可达 2 马赫,典型作战高度为 65,000 英尺。在完成侦察任务后,图-123 将根据地面信号引导返航进入回收区域,释放剩余燃料并将机首照和电子情报舱弹射分离,机身则自行坠毁。这种作战方式与美军的 D-21“标签”无人机是非常相似的。
SM-62“蛇鲨”导弹图-123“鹰”/DBR-1 受美军使用 U-2 高空侦察机对前苏联进行侦察的影响,前苏联对自己的无人侦察机项目也非常重视,图-123 计划于 1960 年 8 月获得批准。由于机身基本结构是现成的,项目很快就于 1961 年进入了试飞阶段。1964 年 5 月,DBR-1 远程无人侦察机系统正式装备服役,1964 年至 1972 年间陆续生产了 52 架。该机共装备3支中队,分别部署在乌克兰、白俄罗斯和拉托维亚。每支中队装备 6 部发射系统和 12 架 DBR-1 无人机。由于每次任务都意味着一部 DBR-1 无人机机身的报废,因此单次作战发射的成本是相当高的。为此,图波列夫设计局改进研制了一种全回收的 DBR-2 无人机系统,即图-139。但该机并没有投入量产。到了上世纪 80 年代初,DBR-1 开始退役。那么,该机的实际作战情况又是怎样的呢?装备和使用该机的部队虽是前苏联防空军,但实际上却是隶属于苏军总参谋部情报总局,因此任务是高度机密的。有资料表明前苏联曾使用该机飞越西班牙、英国、法国海岸以及中国领土上空执行过秘密空中侦察任务。
图-139 20 世纪 60 年代末,DBR-1 无人机已显老旧和落后,DBR-1 的成本又过于高昂因而只适合执行特定目的的任务。图波列夫设计局又相继研制了图-141远程无人机、图-143 短程无人机以及在此基础上改进而来的 VR-3 战术无人机系统。图-143 无人机于 1968 年 8 月授权研制,是一种亚音速喷气式无人机,该机的发动机进气口位于机首上方以减小飞机的雷达反射截面。图-143 的最大飞行速度为 575 英里/小时,续航力为 13 分钟,可对敌方纵深 35 至 45 英里范围内的战术目标进行空中侦察。针对该机还研制了两种安装有胶片侦察照相机和摄像机的不同作业舱。图-143 由 SPU-143 发射车发射,可采用火箭助推,进入回收区域后使用减速降落伞回收。1976年,该机完成了阶段性试验,1989 年投入量产,共生产了 950 架。1982 年装备服役的 VR-3D(或称“图-243”)无人机系统后来取而代之。
图波列夫设计局的各种无人机 VR-3 是前苏联防空军装备的一种用于前线空中侦察的无人机系统。每支中队装备 4 部 SPU-143 发射车和 12 架无人机,平均每天可完成 20 次发射任务。VR-3 无人侦察机曾于上世纪80年代初大量出口至前华约国家,1984 年前捷克斯洛伐克曾装备 2 个 VR-3 无人机中队,罗马尼亚也有引进该机。同年叙利亚、以色列和黎巴嫩也有少量装备。目前该机仍在俄罗斯空军以及各独联体国家装备使用。
SPU-143 发射车发射 VR-3 无人侦察机 VR-2“雨燕”无人机是前苏联在大型的图-141 无人机基础上改进而来的。尽管后者的基本布局与图-143 相似,但却具有非凡的 1.1 马赫的超音速巡航飞行能力,航程可达 630 英里。该机采用自动控制系统飞行,机上安装一台全景式侦察照相机和一台普通胶片侦察照相机。该机于 1974 年 12 月首飞,量产始于 1979 年,共生产 152 架。图-141 无人机采用火箭助推方式从牵引式发射车上发射,回收方式则与图-143 相同。该机主要装备前苏联防空军,部署在西部边境地区以应对可能来自北约集团的威胁。
图-141 无人机 图波列夫设计局于上世纪 70 年代研制的一个无人机项目也许最为神秘。这个无人机项目代号“乌鸦”,据说是根据 1969 年 11 月 9 日坠毁在蒙古境内的那架美军 D-21 无人机进行反向工程而研制的。资料显示研制计划大概于 1971 年 3 月启动,相应的母机则是图-95K 轰炸机。尽管直到目前为止该计划的详情仍然处于高度保密中,但似乎该机还从未进入过试飞阶段。
图波列夫“乌鸦”
以色列军用无人机的发展情况
以色列空军对于美军在越战期间的经验和教训感受颇深。尽管在 1967 年的那场战争中,埃及部署在西奈半岛上的 SA-2 防空导弹并没有大规模使用,但以色列空军仍将这种地空导弹视为未来最主要的威胁。越战期间的“萤火虫”无人机的表现促使以色列于 1971 年下决心购买了 12 架赖安公司的 124I 型无人机,并将其命名为“玛贝特”(Mabat)。以色列还引进了 BQM-74“鹌鹑”无人机的侦察型,并将以上两种无人机共同组建为第 200 无人机中队。1973 年赎罪日战争中,以色列使用该中队的无人机执行了侦察任务。由于来自埃及和叙利亚地空导弹威胁的加大,以色列对压制敌防空力量的技术手段也越来越重视,而研究工作取得的成果之一就是无动力的 UAV-A 无人机诱饵,这种无人机可以由战斗机发射,使敌地空导弹雷达误以为是大规模空袭。到了上世纪 70 年代末,以色列又从美国采购了螺旋桨动力的布伦瑞克 290P 型无人机诱饵,后来经授权在以色列自行生产,并改名为“萨姆森”(Samson)。
UAV-A 无人机诱饵 与此同时,两家以色列公司也开始展开对一种新型小型遥控无人飞行器(RPV)的研究,这种无人机可携带重量更轻的新型摄像装置以提供实时战场动态信息。以色列飞机工业公司(IAI)和塔迪兰(Tadiran)公司分别研制出了各自的低成本以及具备战场实时监控的无人侦察机——“侦察兵”(Scout)和“猛犬”(Mastiff),这两种无人侦察机均可在前线上空灵活部署。有趣的是,最先将这一设想和装备投入实战检验的却不是以色列,而是南非空军。在 1981 年安哥拉地区的战斗中,“侦察兵”无人机首次投入使用;1982 年黎以冲突中,“侦察兵”和“猛犬”更是一同上阵,进行了有限规模的部署。在与黎巴嫩的作战中,位于贝卡谷地的叙利亚萨姆防空导弹阵地构成了对以色列空军作战行动的最大威胁,而通过使用无人侦察机,以色列空军就得以精确锁定了上述导弹阵地的位置(战斗中至少也有3架以色列无人机被击落)。1982 年黎巴嫩战争中,以色列再次向叙利亚防空导弹阵地投放了“萨姆森”无人机诱饵,叙利亚防空导弹雷达一开机就遭到了以色列反雷达导弹的打击。这样一来,叙利亚防空导弹部队就被迫缩短雷达开机时间,从而为以色列空军提供了更大的作战空间和机会。这场战争不但充分显示了无人机诱饵的巨大价值,同时也体现出了实时战场监控的现实作用。这种相对而言成本低廉的空中侦察手段也逐渐成为风靡全球的防务发展趋势,以色列更是从出口这类军用无人机中获益不少。此后巴基斯坦、印度、新加坡、伊拉克以及伊朗等国都开展了无人侦察机的研制,也取得了不小进展。
“侦察兵”无人侦察机“猛犬”无人侦察机
军用无人机在欧洲
由前文我们知道,英国在遥控无人飞行器研究方面发挥了巨大作用,但由于上世纪 50 年代国防预算的削减,这一领域的进展不大。冷战期间不少欧洲国家都装备了无人靶机,但鲜有无人侦察机装备部队。60 年代到 90 年代期间欧洲欧洲无人机发展历程中最突出的也许是加拿大(注:考虑到加拿大英联邦的地位,将其归属进本节内容)。上世纪 50 年代,加拿大飞机公司(Canadair)根据导弹试验的需要研制了一种无人靶机。50 年代末,加拿大陆军提出了一个为“诚实约翰”(Honest John)战术导弹研制一种目标定位系统的战术需求,而英国陆军此时也有相同的需求。于是两国于 1963 年 6 月签署协议联合开发一种用于战术导弹的无人侦察机,即 CL-89“侏儒”(Midge)无人机。这是一种体积适中、采用喷气发动机的无人机,机上安装有红外扫描装置用于搜集目标图像。“侏儒”无人机可按照预先设定的航线飞行,完成后通过无线电驾束引导返航,降落伞回收。1964年3月,“侏儒”无人机首飞成功,但由于英国军方的谨慎态度,后续工作开展的十分缓慢。然而,在看到该项目巨大的潜力后,意大利、德国和法国也陆续加入其中,1972 年该无人机系统正式获得了北约型号——AN/USD-501 并首批装备前联邦德国国防军。根据测算,该机平均使用寿命为 10 架次,最大可达 40 次。截止到 198 3年,加拿大飞机公司共生产了 500 架这种无人机。德国装备的该机退役后还曾转让给土耳其陆军使用。
CL-89 / AN/USD-501“侏儒”(Midge)无人机 事实证明“侏儒”是一种性能可靠耐用的军用无人侦察机,但同时德国人也逐渐发现了其航程不足的缺点。到了1976 年,前联邦德国又拨款研制了“侏儒”的增程改进型——CL-289 型无人机,1980年3月进行了首飞。CL-289 无人机不但航程有所增加,飞行控制与导航系统也更完善。该机装备的“海盗”(Corsaire)红外摄像装置可以将实时目标图像通过数据链传回地面控制站(GCS)。CL-289 无人机的大规模批量生产同样进行了多国合作,生产以加拿大飞机公司主导,法国SAT以及德国道尼尔公司共同参与其中。1987年,加拿大历史上金额最大的防务装备出口合同就此诞生——价值总计达 5 亿美元的 AN/USD-502 型无人侦察机出口项目。1990年开始交付的针对法军生产的 55 架 CL-2 89 无人机装有专用侦察舱,可由“幻影”F1CR 侦察机发射,法国同时还订购了 2 套地面站系统。德国则购买了 188 架该机和 11 套地面站。在 1996 年波斯尼亚地区的维和行动中,北约维和部队使用了超过 1,500 架次的无人侦察机执行侦察任务。到了 2003 年,CL-289 无人机进行了全面升级,机上加装了新型全球定位导航装置(GPS)和数字信息处理设备,型号也更名为 AOLOS-289。
CL-289 / AN/USD-502 无人机,与 CL-89 的弹翼略有区别
下一代战术无人机的发展
我们知道,类似“萤火虫”这样的无人侦察机有个显著的特点,那就是机上携带的胶片侦察照相机在返航回收后需要花费一定的时间进行处理,因此送达指挥官手上的空中侦察照片已是数小时前的情景,根本无从反映最新的战场目标情况。也许对于固定目标而言,这一点是可以允许的,但是对于坦克、自行火炮或者机动式导弹发射车辆等移动作战目标来说,也许数小时前的情报会变的毫无价值。英国人首先开展了下一代战场实时无人侦察机,这就是韦斯特兰公司的“监视者”无人机,不过该项目后来并没有投产。到了 1982 年,为了研制一种性能超过 CL-289 的下一代无人侦察机,马可尼航空电子工程公司推出了“不死鸟”中程无人侦察机计划,该机最大使用高度近 2,500 米,作战半径 60 公里,将具备实时战场侦察能力。然而由于技术不过关,该计划从一开始就麻烦不断,甚至到了 1998 年服役后仍然暴露出了不少性能上的缺陷。
“不死鸟”中程无人侦察机 综观整个 20 世纪 80 年代新一代军用战术无人机的发展情况,遭遇挫折的绝非英国一家。70 年代初,洛克希德公司根据美国陆军的使用情况推出了一个名为 MQM-105“天鹰座”(Aquila)的新型无人侦察机项目,并于 1979 年全面启动。“天鹰座”无人侦察机除了将装备实时战场侦察摄像机外,还将安装一种新型的激光目标指示器,因此将具备利用激光束发现并锁定高价值目标的能力,从而引导 155 毫米“铜斑蛇”激光制导炮弹攻击目标。遗憾的是,由于预算严重超标,“天鹰座”无人侦察机项目于 1987 年宣告终止。其实预算问题并非“天鹰座”计划流产的唯一原因,由于该机机身体积非常小,要装载容纳如此之多的先进光电设备和传感器,以当时的技术能力实在是有些勉为其难。
MQM-105“天鹰座”(Aquila) 美国海军和海军陆战队目睹了“天鹰座”计划的失败,碰巧又与以色列方面共同见证了 1982 年黎巴嫩战争中以色列战术无人机的表现,于是决心与以色列合作开发新一代无人机以取代“天鹰座”。1985 年,美国 AAI 公司与以色列飞机工业公司共同揭开了面向 21 世纪的美国陆军“先锋”(Pioneer)战术无人机联合开发项目。“先锋”无人机可以兼由水面舰艇和陆地发射,由舰艇上起飞时利用火箭助推器助推,用回收网回收。该无人机可以遥控方式或预编程序方式飞行,起降用遥控方式。1987 年 11 月首先部署在了美国海军“依阿华”号战列舰上,并在波斯湾霍尔木兹海峡地区执行侦察巡逻任务。“先锋”无人机的主要作战目的是为了监视伊朗“蚕”式反舰导弹阵地以及沿岸地区的海运情况。令人费解的是,尽管“先锋”无人机在实际作战使用中表现出色,美国国防部却在 1988 年宣布不再进行该项目的后续研究工作,转而发展一种通用型无人机家族。究其原因,美国陆军和海军方面在对战术无人机的需求上的差异是主要因素。倒是海军陆战队装备的“先锋”无人机一直服役了近 20 年,到今天仍在装备使用中。
“先锋”无人机
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