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垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)——

以快制快的多能“飛刀”

■洪文強(qiáng)  王丙龍

SKYctrl垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)。

Cicada垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)。

Kreuger 100垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)。

Osoyed垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)。

隨著自動(dòng)化技術(shù)和人工智能的發(fā)展，軍用無人機(jī)帶來的威脅越來越大。為了應(yīng)對(duì)威脅，世界各國(guó)開始探索各種反制無人機(jī)的有效手段，用無人機(jī)反制無人機(jī)逐漸成為一種選擇。其中，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)越來越被各國(guó)重視，發(fā)展為一種創(chuàng)新性解決方案。

近年來，一些國(guó)家先后推出了此類反無人機(jī)系統(tǒng)。去年9月，波蘭先進(jìn)防護(hù)系統(tǒng)公司宣布研制出SKYctrl垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)，據(jù)稱該機(jī)能自動(dòng)跟蹤目標(biāo)并依靠動(dòng)能撞毀來犯無人機(jī)；今年5月，卡塔爾與美國(guó)一家公司簽署了一項(xiàng)合同，合同內(nèi)容包括生產(chǎn)200架Coyote垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)及發(fā)射器；今年6月，德國(guó)迪爾防務(wù)公司在紐倫堡防務(wù)技術(shù)展會(huì)上展示了一款名為Cicada的垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)。

那么，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)為何備受青睞？其發(fā)展特點(diǎn)有哪些？未來發(fā)展趨勢(shì)如何？請(qǐng)看本期解讀。

獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受青睞

在反無人機(jī)裝備領(lǐng)域，用傳統(tǒng)的防空武器如防空導(dǎo)彈等應(yīng)對(duì)小型、低成本無人機(jī)存在一系列問題，如成本效益失衡、攔截效率較低且響應(yīng)力度不足等。

新型的激光武器、微波武器雖然前景較好，但因?yàn)榧す?、微波本身存在一定局限性，有些技術(shù)難題尚未得到充分解決。因此，用它們來反制無人機(jī)僅能應(yīng)用于有限場(chǎng)景。

這種背景下，用無人機(jī)反制和對(duì)抗目標(biāo)無人機(jī)開始大行其道。這種反制方式的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性較強(qiáng)、效費(fèi)比較高。作為其中的一種，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)當(dāng)然也具有這方面的優(yōu)勢(shì)。以美國(guó)一家公司研制的Roadrunner無人機(jī)為例，該無人機(jī)在發(fā)射后未用的情況下能回收再利用，從而降低制造和使用成本。

除此之外，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)還具有一些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其中很重要的一點(diǎn)，是它摒棄了傳統(tǒng)的固定式、回轉(zhuǎn)式發(fā)射架，改用垂直發(fā)射系統(tǒng)，使無人機(jī)在點(diǎn)火瞬間即可直奔空中，對(duì)目標(biāo)無人機(jī)實(shí)施360度打擊。換個(gè)說法，垂直發(fā)射系統(tǒng)使截?fù)魺o人機(jī)“瞬時(shí)拔刀”、以快制快成為可能，有效提高了反制目標(biāo)無人機(jī)的響應(yīng)速度，契合了防空手段對(duì)快速反應(yīng)的需求。

與一些需要跑道或滑行軌道的傳統(tǒng)固定翼無人機(jī)不同，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)能夠從面積有限的平坦地面或平臺(tái)垂直升空，無需復(fù)雜的地面準(zhǔn)備工作。在很短時(shí)間內(nèi)，它就能從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入飛行攻擊狀態(tài)，并壓縮對(duì)手規(guī)避打擊的時(shí)間窗口。以拉脫維亞的Blaze垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)為例，其發(fā)射箱體積較小且采用模塊化設(shè)計(jì)，支持快速裝填，一分鐘內(nèi)即可完成發(fā)射準(zhǔn)備。

當(dāng)然，為達(dá)成“瞬時(shí)拔刀”目的，這類垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)的瞬時(shí)加速性能都較強(qiáng)。因?yàn)橹挥腥绱?，它們才能追上目?biāo)無人機(jī)，對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性地反制。波蘭先進(jìn)防護(hù)系統(tǒng)公司研發(fā)的SKYctrl垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)能在不到一秒內(nèi)，將時(shí)速從零加速至100多千米，最高時(shí)速可達(dá)180千米。

垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是能在有限空間內(nèi)安裝更多發(fā)射箱，有效提升火力密度。大多數(shù)此類系統(tǒng)能適配多種平臺(tái)，從而在更大范圍內(nèi)發(fā)揮作用。如瑞典的Kreuger 100垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)既可以通過垂發(fā)箱發(fā)射，也可以使用類似榴彈發(fā)射器的裝置進(jìn)行發(fā)射。Coyote LE SR型垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)既能車載和艦載，還可用陶式反坦克導(dǎo)彈發(fā)射器發(fā)射。

“花式拔刀”露鋒芒

垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)主要由發(fā)射裝置、動(dòng)力裝置、攔截載荷等部分組成。從某種程度上講，發(fā)射裝置、動(dòng)力裝置的不同組合，決定了截?fù)魺o人機(jī)“拔刀”的方式和效率。不同的發(fā)射及攻擊形式，堪稱“花式拔刀”。從實(shí)際情況來看，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)主要有折疊翼容器式發(fā)射和固定翼垂直發(fā)射兩種方式。

折疊翼容器式發(fā)射系統(tǒng)通常采用“貯存—發(fā)射”一體化設(shè)計(jì)，有單室式和多室式等類型。以多室式為例，發(fā)射箱內(nèi)集成有多個(gè)獨(dú)立發(fā)射室，每個(gè)獨(dú)立發(fā)射室內(nèi)置有一架折疊翼無人機(jī)，無人機(jī)升空后折疊翼展開，進(jìn)入正常飛行狀態(tài)。有的折疊翼容器式發(fā)射系統(tǒng)支持單架次順序發(fā)射，也支持多架次編組發(fā)射或齊射，以適應(yīng)高密度反無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的需求。

固定翼垂直發(fā)射系統(tǒng)則要求無人機(jī)在起飛時(shí)以垂直姿態(tài)置于發(fā)射場(chǎng)上，通常由尾支座提供支撐。例如，Roadrunner垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)就采用了這種設(shè)計(jì)，其配備可伸展的著陸腿，起飛后利用機(jī)翼兩側(cè)的雙渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整和速度控制，以確保安全著陸。

動(dòng)力裝置方面，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)主要采用電動(dòng)和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力。選擇哪種動(dòng)力裝置，通?；趯?duì)作戰(zhàn)需求、技術(shù)特性與成本效益的綜合考量。在遂行近程防空任務(wù)，特別是對(duì)抗小型廉價(jià)無人機(jī)時(shí)，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)會(huì)選用電動(dòng)方式，這是因?yàn)檫@種方式具備更好的低噪音特性、高能量轉(zhuǎn)換效率和低成本效益。

在攔截高度較高、距離較遠(yuǎn)、速度很快的目標(biāo)無人機(jī)時(shí)，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)會(huì)選用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣，截?fù)魺o人機(jī)就會(huì)飛得更快、更高，對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的反制也更有效。我們可以從一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比中看出不同。SKYctrl 垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)采用的電動(dòng)動(dòng)力裝置，最高時(shí)速為180千米，最遠(yuǎn)飛行距離1.5千米；Coyote Block 2型垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)采用的是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其時(shí)速達(dá)到988千米，攔截距離擴(kuò)展至50千米。

如果說發(fā)射是“拔刀”“出劍”的過程，那么，攔截載荷則相當(dāng)于“刀鋒”和“劍氣”?！暗朵h”是指直接碰撞、近炸毀傷、激光照射、釋放捕獲裝置等硬殺傷方式，而“劍氣”則是指電子干擾等軟殺傷方式。

俄羅斯的Osoyed垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)，通過投放特制的捕獲網(wǎng)來束縛目標(biāo)無人機(jī)旋翼，迫使其失穩(wěn)墜落；SKYctrl垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)通過直接撞擊方式摧毀目標(biāo)；Coyote Block 3型垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)則是通過搭載高功率微波系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的毀傷……這些都是典型的硬殺傷方式。

無論采用哪種殺傷方式，對(duì)垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)來說，其控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)同樣重要。因?yàn)?，這是決定其“刀法”精準(zhǔn)與否的關(guān)鍵所在。

比如，德國(guó)的蟬式垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)通過十字形機(jī)翼與可操縱鰭片，結(jié)合有源雷達(dá)導(dǎo)引頭與地面指令修正，來實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)的調(diào)整。俄羅斯的Vogan-9SP垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)則采用“雷達(dá)探測(cè)—激光鎖定—光學(xué)追蹤”三段式制導(dǎo)鏈，引入半自主模式，使無人機(jī)在末段實(shí)現(xiàn)了自主切換和光學(xué)追蹤。Coyote LE SR型垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)可通過Link 16數(shù)據(jù)鏈與E-2D預(yù)警機(jī)聯(lián)動(dòng)，在復(fù)雜電磁環(huán)境下也能保持穩(wěn)定通信等，都體現(xiàn)出此類無人機(jī)在這方面的發(fā)展水平。

追求低成本高自主

據(jù)外媒報(bào)道，一方面，過去15個(gè)月，美軍在紅海防空作戰(zhàn)中發(fā)射了眾多的艦空導(dǎo)彈和其他彈藥，來對(duì)抗來襲無人機(jī)，并取得一定戰(zhàn)果。另一方面，用此類高價(jià)值彈藥應(yīng)對(duì)無人機(jī)的低效費(fèi)比，也讓美軍十分頭疼。前不久，美軍緊急采購了600套Coyote垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)，被一些外媒認(rèn)為是“意識(shí)到相應(yīng)問題之后的亡羊補(bǔ)牢之舉”。其之所以選購Coyote垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)，原因之一就是該無人機(jī)系統(tǒng)在研制過程中突出了價(jià)格低廉的要求。

從世界范圍來看，壓低垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)制造使用價(jià)格，只是此類無人機(jī)系統(tǒng)今后發(fā)展的一個(gè)方向。事實(shí)上，在其他方面，很多國(guó)家也在進(jìn)行攻關(guān)，力圖讓今后的垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)變得更“聰明”和更有“主見”。

首先，今后的垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)將進(jìn)一步提升自主能力。隨著人工智能技術(shù)的融入，在更大程度上實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃將成為此類無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展方向。通過優(yōu)化算法，系統(tǒng)將能夠根據(jù)環(huán)境條件和威脅情況，自主規(guī)劃并選擇最優(yōu)飛行路徑，避開障礙物和潛在威脅，保持對(duì)目標(biāo)的精確跟蹤。同時(shí)，借助深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，還將持續(xù)提升對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的識(shí)別和分類能力，并能夠從每次攔截任務(wù)中獲取經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化其作戰(zhàn)策略和攔截方法，進(jìn)一步提升截?fù)粜?。?dāng)前，一些國(guó)家的垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)已體現(xiàn)出這種趨勢(shì)。例如，Blaze垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)就可采用計(jì)算機(jī)視覺和先進(jìn)雷達(dá)技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)、識(shí)別空中目標(biāo)。

其次，今后的垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)將更加注重融入整體防御體系。無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)方式的出現(xiàn)，對(duì)垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)來說既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。要實(shí)現(xiàn)對(duì)“蜂群”無人機(jī)的反制，就必然要強(qiáng)化垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)間的協(xié)同。不僅如此，隨著無人機(jī)“蜂群”作戰(zhàn)方式的改進(jìn)、效能的提升，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)只有不斷加強(qiáng)與其他傳感器、武器系統(tǒng)和指揮控制平臺(tái)的集成，更深、更有效地融入整體防御體系，才能充分發(fā)揮作用。在美國(guó)海軍實(shí)施的“低成本無人機(jī)技術(shù)蜂群”項(xiàng)目中，Coyote垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)曾經(jīng)展開多次編隊(duì)飛行試驗(yàn)，并進(jìn)行了自主確定打擊優(yōu)先級(jí)測(cè)試，就體現(xiàn)出這一趨勢(shì)。

此外，垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)將進(jìn)一步提升快速響應(yīng)能力。在這方面，各國(guó)都在進(jìn)行探索，研發(fā)自動(dòng)化機(jī)庫等設(shè)施就是探索的內(nèi)容之一。當(dāng)前，一些國(guó)家研制的自動(dòng)化機(jī)庫，旨在以網(wǎng)絡(luò)分布的方式部署垂直發(fā)射截?fù)魺o人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)其遠(yuǎn)程激活、編程和持續(xù)監(jiān)測(cè)，以確保無人機(jī)能更快地完成啟動(dòng)準(zhǔn)備，迅速展開截?fù)簟?/p>

供圖：陽  明

責(zé)編：李傳新

一審：李傳新

二審：楊丹

三審：楊又華

來源：中國(guó)軍網(wǎng)