國外海上無人機發展綜述

摘 要 介紹了國外兩類海上無人機——艦載無人機和陸基無人機，包括其主要機型的特點和部署情況，并對國外海上無人機目前的應用情況進行了簡要介紹。

關鍵詞 海上無人機 艦載無人機 陸基無人機

引 言

海上無人機包括艦載無人機和陸基無人機，艦載無人機需要采用垂直起飛和回收方式，或是彈射起飛和攔阻著艦方式。相較于陸基海上無人機，艦載無人機在發射和回收過程中面臨著更多風險。因此，海上無人機采用艦載方式還是陸基方式存在很大爭議。不過無論采用哪種方式，海上無人機都必須能夠識別各種特定目標，并且覆蓋較大區域。

1 固定翼艦載無人機

1.1 RQ-2A先驅者

美國海軍和海軍陸戰隊使用的第一種固定翼艦載無人機是RQ-2A先驅者，它是以色列IAI公司Scout無人機的輕便式改型，機身長4m，高1m，翼展5.2m，質量205kg，速度200km/h，主要用途包括目標瞄準和捕獲、偵察和監視、搜索和救援、戰場損毀評估等。RQ-2A無人機由IAI和AAI的合資公司Pioneer UAV公司生產，于1986年服役，最早用于1991年的“沙漠風暴”行動。部署在美國海軍衣阿華級戰列艦上的RQ-2A采用火箭助推的軌道發射方式，通過回收網進行回收。

圖 1 RQ-2A先驅者無人機

圖 2 美國海軍衣阿華艦回收RQ-2A先驅者無人機

很多艦載無人機利用回收網進行回收，例如俄羅斯Zala Aero公司的421-08無人機在2008年和2012年進行的海試中就使用了回收網。該公司的421-16E/EM無人機計劃于2014年進行同樣回收方式的海試。另外，部署在以色列海軍巡邏艇上的Orbiter無人機同樣利用以色列Aeronautics公司研制的一種4m×4m回收網進行回收。

圖 3 以色列IAI公司的Scout無人機

圖 4 俄羅斯Zala Aero公司的421-08微型無人機

圖 5 以色列Aeronautics公司的Orbiter無人機

1.2 掃描鷹(ScanEagle)

波音和Insitu公司的掃描鷹無人機長1.2m，翼展3.1m，質量22kg，分別利用該公司的SuperWedge(目前已經由Mk IV 取代)氣壓彈射器和Skyhook系統進行發射和回收。該無人機主要用于海上監視、偵察、情報搜集、目標搜捕以及通訊中繼等戰術支援任務，其后掠翼尖端的彈簧負載掛鉤用于鉤住位于艦艇一側的15m長垂直懸索。2004年，在海上發射和回收的掃描鷹創下了無人機最長續航時間記錄，一次飛行時間達到16.75h。該型無人機于2004年和2005年分別開始在美國海軍陸戰隊和美國海軍服役，隨后進入美國空軍服役。此外，澳大利亞、加拿大、意大利、日本、馬來西亞、新西蘭、波蘭和新加坡也在使用這款無人機。到目前為止，掃描鷹無人機已經生產了1700多架。

圖 6 波音和Insitu公司的掃描鷹無人機

圖 7 艦上回收掃描鷹無人機

1.3 RQ-21A 小型戰術無人機

2010年，美國海軍選擇波音和Insitu公司的RQ-21A版Integrator無人機作為其小型戰術無人機，并且將開發合同授予了Insitu公司。RQ-21A是一種小型戰術無人機，機長2.5m，翼展4.9m，質量61.2kg。RQ-21A是一種多元智能系統，用于滿足海軍陸戰隊遠征軍、美國海軍L級(兩棲作戰)艦艇以及海軍特戰隊(NSW)的需求。美國海軍計劃采購36套小型戰術無人機系統，每套系統包括5架無人機。

圖 8 艦上回收RQ-21A小型戰術無人機系統

從2011年開始在位于加州的美國海軍陸戰隊空地作戰中心第29棕櫚基地進行RQ-21A的應用試驗，使用的是初步作戰能力(EOC)版的RQ-21A無人機。第一次?；邪l試驗于2013年2月在美國海軍的梅薩維德兩棲船塢運輸艦(LPD 19)上進行。3個月后開始了低速率初始生產。

RQ-21A的綜合作戰試驗和評估(IOT&E)始于2013年10月，按計劃于2014財年第二季度具備初始作戰能力(IOC)。該系統的進一步研發內容可能包括增加搜索潛艇用的磁場異常探測器。

1.4 X-47B作戰無人機

最早開始進行艦載打擊無人機可行性研究的是美國海軍的艦載無人空戰系統驗證計劃(UCAS-D)，實施該計劃使用的是諾格公司研制的X-47B作戰無人機，目的是對這種戰斗機尺寸的翼形無人機進行艦載起降驗證。該無人機長11.63m，翼展分別為18.92m(展開)和9.41m(折疊)，起飛質量為20215kg。

X-47B作戰無人機的第一次艦上自主發射試驗于2013年5月14日進行，第一次自主攔阻著艦試驗在2013年7月10日進行，兩次試驗使用的載艦均為美國海軍的喬治·布什號航母。

2013年9月11日，美國海軍航空兵系統司令部完成了UCAS-D計劃的自主空中加油(AAR)階段性試驗，試驗工作利用一架Calspan Aerospace公司的Learjet噴氣式飛機進行，機上搭載的設備包括惰性受油探頭以及X-47B的導航指揮和控制系統，另外還包括圖像處理器硬件和軟件。試驗使用的是Omega K-707加油機。

圖 9 X-47B無人機進行海試

2013年9月18日，X-47B無人機完成了UCAS-D計劃的第100次試驗飛行，到當年7月為止，UCAS-D計劃已經成功完成了艦上驗證階段的全部目標。在8個月內的3個試驗周期中，X-47B總共進行了16次飛行甲板精確進場著艦試驗，其中包括計劃中的5次復飛試驗，9次著艦后連續起飛試驗，2次攔阻著艦試驗和3次彈射起飛試驗。

2013年11月20日，兩架X-47B首次在同一艘航母上進行了試驗，其中一架?？吭诿绹＼姷牧_斯福號航母上，另外一架進行飛行試驗。試驗內容包括多次精確著艦后連續起飛、攔阻著艦、彈射起飛以及受控和自主復飛。2014年4月10日，X-47B首次進行了夜航試驗。根據目前計劃，X-47B作戰無人機的最后一次艦載研發試驗將于2015年初完成。

投資達14億美元的UCAS-D計劃旨在為美國海軍的無人艦載發射空中偵察和打擊計劃(UCLASS)奠定基礎。該計劃最初旨在研發隱身遠程突防打擊無人機，內容包括空中加油和攜帶24枚質量117kg的GBU-39小直徑炸彈作為有效載荷。根據設想，這種翼形飛機可能類似一種X-47B的大型派生機型。

圖 10 X-47B在美國海軍羅斯福號航母上進行雙機試驗

圖 11 X-47B首次進行夜航試驗

不過，美國五角大樓的聯合需求審查委員會已經于2012年12月對UCLASS計劃進行了削減，這表明美國海軍的有人駕駛攻擊機(如波音F/A-18E/F和洛馬公司的F-35C)尚有能力完成所需的打擊任務，因此，對艦載打擊無人機的需求并不是很迫切。顯然，目前真正需要的是支持反恐作戰的遠程?；鵌SR和瞄準裝置。

削減后的UCLASS計劃被認為屬于一種經濟可承受的半隱身傳感器平臺，能夠在允許的環境下或者低端對抗環境下提供持續的?；鵌SR&T(情報、監視、偵察和瞄準)，也可以完成次要的小規模打擊任務?？罩屑佑褪侵Z格公司提出的任選試驗項目之一，目的是進行其最新合同中規定的連續飛行試驗研究。目前，空中加油計劃已經被放棄，不過以后還有可能恢復。艦載UCLASS無人機有能力在1100km范圍內完成往返飛行，或者是在2200km范圍內完成單程飛行。

圖 12 掛載到戰機上的GBU-39小直徑炸彈

目前UCLASS的總有效載荷為1360kg，據報道其武器組件只包含兩枚450kg的GPS制導炸彈，用于對付作戰半徑范圍內的低防御目標。

初步設計評審合同于2013年分別授予了波音公司、通用原子能公司、洛馬公司和諾格公司，其目的是向美國海軍匯報各自UCLASS設計存在的技術風險、成本及其成熟度。2014年向工業界發布征求建議書，2015年第一季度將進行遴選，首次飛行定于2017年進行，2020年實現最終作戰能力(EOC) 。

根據計劃，在UCLASS作戰測試和B節點評審之前，美國海軍準備在2014—2020財年耗資37億美元使24架計劃服役UCLASS無人機中的4架開始服役，有人對此表示擔心。另外一種擔心是該系統能否成功主要取決于通用控制系統軟件和聯合精確進場著艦系統能否研發成功。

2 旋翼式艦載無人機

2.1 美國旋翼式艦載無人機

最早的旋翼式無人機是美國海軍的GyrodyneQH-50反潛無人直升機(Dash)。QH-50無人機長2.33m，質量1067kg，在20世紀60年代總共生產了755架。作為投放平臺，它可以投放MK57深水核炸彈或者是兩枚MK44魚雷。美國海軍于1969年廢止了這種機型，部分原因是它不適合用于越南戰爭。

圖 13 美國海軍的Gyrodyne QH-50反潛無人直升機(Dash)

圖 14 MQ-8B火力偵察兵無人機

今天，旋翼式艦載無人機重新回到了人們的視野，美國海軍已經對諾格公司的MQ-8B火力偵察兵(Fire Scout)無人機做了大量試驗，這種機型基于Sikorsky/Schweizer333無人機，可用于目標偵測、定位、識別、跟蹤、指示、打擊和戰場損毀評估，機身長7m，高2.9m，起飛質量1430kg。MQ-8B無人機帶有5m長的滑橇，可以在未經事先準備的地點起降。該機型在阿富汗進行了評估，并且部署到了一些護衛艦上，隨后又開始進行導彈驅逐艦(DDG)部署試驗和瀕海戰斗艦(LCS)接口測試。瀕海戰斗艦通常會部署一到兩架MQ-8B無人機和一架Sikorsky H-60 Seahawk 有人駕駛直升機。

MQ-8B可用于緊急作戰需求，在需要時可以迅速升空并且發射BAE系統公司的APKWS激光尋的70mm Hydra 70火箭，這種無人機可以攜載兩個3發裝的發射吊艙。MQ-8B還可以攜帶海爾法激光制導導彈或者是諾格公司研制Viper打擊精確彈藥，這種彈藥配備GPS制導裝置和半主動激光尋的器。部分MQ-8B無人機會搭載Flir System公司的標準Brite Star II穩定光電傳感器(帶有激光測距儀和目標指示器)，此外還會搭載Telephonics公司的ZPY-4(V)1 StarLite(RDR-1700B+)合成孔徑雷達和地面活動目標指示器。

MQ-8B的后繼機型是性能更強的中程海上無人機系統(Mrmuas)，不過由于經濟上的原因該研制計劃于2012年被取消，代之以諾格公司的長航時升級版MQ-8C無人機，該機型長10.8m，起飛質量2720kg，在Bell 407無人機的基礎上研制。這一機型的首架原型機Fire-X于2010年12月首飛，第一架“可部署”的代表性機型于2013年10月31進行了首飛。根據諾格公司在迪拜航展發布的消息，美國海軍有望于2014年晚些時候完成其首架部署。

圖 15 AVX飛機公司的中程海上無人機(Mrmuas)想象圖

美國海軍空中系統司令部始終認為MQ-8C屬于過渡性解決方案，因為它無法滿足Mrmuas的性能要求，一旦解決了資金問題仍然會考慮Mrmuas無人機。

對Mrmuas的需求始于美國海軍2009年的反海盜行動，當時美國派出了兩艘驅逐艦和一個海豹狙擊小隊前往救援被索馬里海盜劫持的貨輪。盡管從美國海軍班布里奇號驅逐艦上起飛的掃描鷹無人機提供了非常有價值的日間和夜間圖像，但美國海軍還是覺得應該擁有能夠在小型艦只上垂直起降的飛行器，而且應該使之擁有更大的航程和有效載荷。

圖 16 諾格公司的長航時升級版MQ-8C無人直升機

Mrmuas的主要目標是能夠提供全天24h的持續ISR(情報、監視和偵察)能力，能夠在555km范圍內為特定作戰行動提供支持，需要搭載的設備包括光電/紅外(EO/IR)傳感器、雷達、電子支持設施、信號情報和通信中繼。海軍的初始目標是2016年使其實現有限作戰能力。

2.2 其它國家典型機型

2013年7月，英國國防部的旋翼式無人機系統(RWUAS)計劃授予Agusta Westland公司230萬英鎊的能力概念驗證器合同，旨在評估多任務無人直升機的實用性，其研究任務包括反雷措施、進攻性地面作戰和態勢感知。RWUAS計劃利用有人和無人駕駛可選的PZL-Swidnik SW-4 Solo無人機為皇家海軍的戰術海上無人機系統(TMUAS) 鋪平道路，該無人機質量1800kg。這種機型大約在2020年開始服役，首先將在45型防空驅逐艦上部署，然后部署于26型全球戰斗艦。

小型艦載無人直升機通常是指150～300kg質量級別的旋翼式無人機，其中最早的一款是質量180kg的瑞典CybAero公司Apid 60無人直升機。其它一些公司隨后開始競相效仿該機型，其中包括Cassidian公司的Tanan 300、Indra公司的Pelicano(質量200kg)、Saab公司的Skeldar V-200(235kg)。最終西班牙海軍的Skeldar在競爭中拔得頭籌，首批銷售額一舉擊敗了Indra公司開發的Pelicano。Skeldar已經用于亞丁灣的Atlanta反海盜監視行動。

圖 17 瑞典CybAero公司的Apid 60無人直升機

圖 18 Cassidian公司的Tanan 300無人直升機

不過，這方面的佼佼者應該屬于奧地利Schiebel公司的Camcopter S-100無人直升機，該機型長3.11m，寬1.24m，高1.12m，空重110kg，最大續航時間為6h，在之前簽署的十幾份國際合同中已經售出了200多架，是同級別無人直升機中最為成功的機型之一，它采用重油發動機和ThalesI-Master雷達，其傳感器轉塔后面的“魚叉”(倒鉤系留系統)用于將S-100固定在艦艇直升機甲板上的著陸固定格柵中。2013年初曾經利用Thales公司的I-Master雷達對Schiebel S-100進行了全面測試，目的是對來自傳感器的信息流是否平穩進行驗證。Camcopter S-100無人直升機曾經由多國海軍進行過海試，其中包括法國、德國、印度、意大利、馬來西亞、巴基斯坦、俄羅斯和西班牙。

圖 19 西班牙Indra公司的Pelicano無人直升機

圖 20 Saab公司的Skeldar V-200無人直升機

圖 21 Schiebel公司的Camcopter S-100無人直升機

圖 22 S-100無人直升機降落在艦艇甲板的固定格柵上

經Schiebel公司授權，俄羅斯也在建造一款S-100無人直升機。俄羅斯海岸警衛隊已經購買了這種機型用于其630t的Almaz Rubin級巡邏艇，該艇還將攜載質量為3400kg的有人駕駛Kamov Ka-226飛機。據信，俄羅斯海軍同樣對S-100無人直升機非常感興趣。

2.3 貨運艦載無人機

貨運艦載無人直升機同樣也是美軍艦載無人機中的重要組成部分，其主要用途包括運送前沿部隊和撤退傷員。2012年初美軍發布了貨運無人機的信息征詢書，其主要指標是能夠在555km距離范圍內以463km/h的巡航速度運送2250～3600kg的有效載荷。這種無人機一旦開發完成，勢必被用于為海上艦只提供補給，并且為兩棲登陸提供支持。

圖 23 Kaman公司的K-Max無人直升機

2011年11月，美國海軍陸戰隊開始利用兩架Kaman和洛馬公司研發的有人/無人駕駛可選K-Max無人機在阿富汗進行試驗，該無人機質量5443kg。相關試驗幾乎完全在夜間進行，旨在利用較低的溫度，并且避開地面火力。除了發生一次事故之外，試驗大獲成功。試驗中的有效載荷限制在2000kg范圍內，活動半徑不超過100km，目的是無需動用衛星通訊系統。

圖 24 波音公司的H-6U Little Bird無人機

目前，貨運無人機的研發重點是實現更大的自主性。美國海軍的自主空中多用途貨運系統(Aa-cus)旨在開發一種能夠用于任意電傳操縱飛行直升機的傳感和計算能力。極光飛行科學公司以波音公司作為分包商，對波音公司的H-6U Little Bird無人機進行系統驗證，以便在K-Max的競標中與洛馬公司提供的系統一爭高下。2015年，被選中的Aacus將利用Sikorsky公司的JUH-60A Rascal(旋翼式機組人員系統概念機載實驗室)進行測試。

3 陸基海上無人機

利用陸地機場起降的海上無人機不受艦載型無人機對機體質量和翼展的限制。雖然小型無人機可以用于海岸巡邏，但目前這方面使用的低端ISR代表機型是1250kg的IAI Heron，這種機型的翼展為16.6m，最大續航時間超過40h。該無人機可以搭載Elta系統公司的EL/M-2022U雷達和EL/K-1891衛星通信裝置以及Tamam Mosp公司的傳感器轉塔。Heron無人機被以色列和印度等國用于海上巡邏，越南也在這方面對其進行了評估。

2013年初，Elbit系統公司宣布研發了一種海上監視版的Hermes 900無人機(質量1180kg)。該無人機搭載有Selex-SE Gabbiano雷達，其最大續航時間為36h。這種無人機受到印度力挺，智利海軍也在對其進行評估。

圖 25 IAI公司的Heron無人機

圖 26 Elbit系統公司的Hermes 900無人機

圖 27 美國海關和邊境保護署使用的捕食者-B無人機

渦輪螺槳無人機造價高而且續航時間短，但是能夠提供更大的有效載荷和更快的速度。美國海關和邊境保護署使用通用原子能公司的捕食者-B無人機(現用名稱為MQ-9收割者)，該機型配備有雷錫恩公司的SeaVue雷達，最大續航時間為27h。其制造商目前正在推廣其質量為5310kg的遠程捕食者-B，該機型帶有外部油箱和加長的翼展，最大續航時間可達42h。

美國海軍的大面積海上監視計劃由諾格公司的MQ-4CTriton無人機贏得合同競標，該無人機的質量為14628kg。這種機型將裝備該公司的ZPY-3多功能主動傳感器雷達，并且由羅羅公司的AE3007H渦扇發動機提供動力，其最大續航時間為24h。

圖 28 諾格公司的MQ-4C Triton無人機

最早研發的兩架MQ-4C之一于2013年5月22日進行了首飛。美國海軍計劃購買68架批產Triton無人機作為其117架波音P-8A的補充。按照計劃，最早的3架MQ-4C將于2016財年具備初始作戰能力。第一支Triton無人機部隊將會是VUP-19巡邏中隊，該中隊計劃在2014年末成立，隨后將成立VUP-11中隊。澳大利亞和印度將會成為MP-4C無人機最早的買家，然后是加拿大、日本和英國。

4 結束語

在過去30年中，美國始終沒有停止在海上部署和運營自己的無人機系統，其主要目的是用于執行情報、監視、偵察、目標捕獲和戰損評估等任務，以便為海上指揮員了解戰場環境和提高執行任務的靈活性提供支持，這些任務至今也沒有發生真正的改變。另外，海上無人機在執行物資運輸、人道救援、反恐、反水雷以及陸戰目標與空中信息傳遞等方面的表現也非常突出。X-47B無人空戰系統在航母上完成起飛和著艦試驗，進一步證明了在環境惡劣的載體上操作大型無人機并進行作戰的可行性。隨著無人機系統能力的不斷提高，無人機在這些方面的優勢將會愈加凸顯。

目前，美國正在開發和部署新的海上無人機系統，通過無人機系統與有人平臺的整合，可以為海上作戰以及其它作業提供更有效、更持久的情報、監視和偵察服務，為當前和未來的精確打擊奠定基礎。