无人机是否会成为反航母利器?
发布时间:2018-06-11
出品:科普中国
制作:寒木钓萌
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  答案是很有可能,但并非绝对。

  在分析具体原因之前,我们先得来了解一下,如今的无人机,它到底能做什么?

RQ-4全球鹰无人侦察机,2.5万公里航程,实用升限20公里。(图片来自美国空军)

  超低轨道静止卫星

  2018年4月19日,美国总统签署两份文件,目的是对美国无人机的出口限制进行解禁。而其一大原因是,中国的无人机正在快速占领市场,并获得中东国家大量好评。

  中国的“彩虹”系列无人机已出口十多个国家,而最新的改进型“彩虹5”无人机,其最大航程超过1万公里,最大留空时间长达60小时,换句话说,其可以在高空连续飞行3个白天,2个黑夜。

  如此性能,这让彩虹5无人机有一个外号,即“超低轨道静止卫星”。

  那么,使用大量的“彩虹5”无人机去围攻航母战斗群,可能吗?

  一点可能也没有。

  原因是,彩虹5无人机的最大升限也就9000米左右,而航母上的舰载机,比如大黄蜂F18战斗机,其最大升限可达1.5万米。

  也就是,无论你是去侦查,还是去攻击,舰载机都可以轻松飞到无人机的上空,然后用机炮一一消灭。

  那是不是说,使用无人机反航母纯属天方夜谭?

  绝不是。

  因为,还有飞得更高的无人机。

  无人机能飞多高?

  答案是,29.524公里高,实现这个高度的是美国“太阳神”无人机,其动力为太阳能和燃料电池。

太阳神无人机(图片来自NASA)

  2001年8月13日,太阳神无人机飞到了破纪录的29.524公里的高度。

  问题来了,既然17年前,使用太阳能和燃料电池的无人机都能到达29公里的高度,那么以现在的太阳能发电技术,还有锂电池存储,燃料电池,以及碳纤维材料技术,再造一个类似的无人机,是不是更容易实现?

  答案是肯定的。回想2001年,还有大量的人没有使用上手机,且那时的手机,其电池也不是存储能量更强悍的锂电池。

  2001年时,太阳能发电板的光电转换效率,也远远地赶不上现在。还有碳纤维材料,现在已经很成熟,被广泛地用在各种风力发电机的叶片上。

  因此,我们可以说,依托人工智能和各种材料的进步,现在大批量,且较为廉价地造出飞行高度可达30公里的无人机,这是不存在技术障碍的。

图为谷歌公司收购后准备研制的太阳能飞机,但后来放弃了。(图片来自Titan Aerospace)

  谷歌放弃了,但Facebook没有,2016年他们试飞了名叫Aquila的无人机,Aquila设计的最大升限可达27公里,能连续飞行3个月,以给无宽带接入的地区提供网络接入。

  好了,假如我们造出了几千架很廉价,比如5000美元一架的太阳能无人机,这些无人机在30公里高度持续巡航,那么,在战时,这些无人机可用来做什么?

  当然是在无边的海域上密切跟踪并定位敌国的航母战斗群了。

  众所周知,对付航母战斗群最大的难点不是用什么武器去打它,而是怎么持续地去精确定位它的位置,只要有了实时的精确坐标,剩下就是用什么导弹去打的问题。

  方圆上千公里的大海,你若派侦察机去定位航母,并给贴海飞行的超音速导弹进行实时引导,但对方的舰载机会迅速打掉你的侦察机。

  若用低轨道卫星就会面临另一个问题,低轨卫星是绕地球转圈圈的,你绕地球一圈再回来后,可能航母早就已经驶到很远的地方,你找不到了,更别提实时的精确定位。

  而用静止同步卫星,又很难发现目标,因为静止卫星在3.6万公里的太空。

  但若大片海域上有大量的无人机,则总能有一架无人机能侦查到航母战斗群的位置。

  由于所有的无人机都是在一个共有的人工智能网络下互通有无,因此,只要有一架无人机定位了敌方大量舰艇的位置,则所有的无人机都能共享这个信息,并能源源不断地朝这个区域靠拢。

  现在的问题是,敌方的航母战斗群将如何对待这些无人机?有多种方法。

  方法一:舰载防空导弹

  具体用什么导弹呢?显然,不能用44.4万美元1枚的RIM-116拉姆防空导弹,因为其有效射程只有9公里。

  也不能使用反弹道导弹、反卫星的RIM-161标准三型导弹,虽然其最大射高超过160公里,但太贵,950万美元1枚。

  可以选用的是RIM-162改进型海麻雀导弹,其作战范围在50公里内,但这样的导弹依然很贵,95.6万美元1枚。

  显然,假如使用大量廉价的30公里高的无人机实时监视航母战斗群,而对方却源源不断地用接近100万美元1枚的导弹对无人机进行攻击,那么,这战争就算是赢了。

  0.5万美元的无人机换100万美元的导弹,这仗没法打。

  因此,我们得出结论:对方不会使用舰载防空导弹攻击无人机。

  方法二:机炮

  军舰上的机炮打不到30公里的高度,但舰载战斗机上的机炮呢?战斗机先飞到高空,再使用机炮扫射如何?

  也不行。

  目前主流的舰载战斗机是F/A-18大黄蜂战斗机和F/A-18E/F超級大黃蜂战斗机,但它们的最大升限也就15公里左右。

  也就是说,使用F/A-18战斗机飞到15公里高空后,使用机炮再打出15公里的高度,这是不可能的。

  大黄蜂上的机炮为20毫米M61火神式机炮,只适用于600米范围内的空对空射击。

  即使是A-10雷霆二式攻击机上的30毫米GAU-8复仇者机炮,其最大射程也才2.4公里。

  未来的主流舰载机会是F-35C,但其最大升限也是在15公里左右,也有说法是18公里,但即使最大升限是20公里高,也是无法使用机炮攻击30公里高的无人机。

  方法三:战机上的空对空导弹

  AIM-9X Block II响尾蛇空对空导弹是一个性价比较高的选择,其有效射程为10公里左右,最大射程18公里。

  需要注意的是,最大射程18公里,这是水平距离的射程,不是最大射高18公里。

  不过,为了进一步强化敌方的导弹,我们就假设响尾蛇空对空导弹能打18公里高,则F/A-18大黄蜂战斗机和F-35C携带的导弹就能击中30公里高的无人机了。

  但响尾蛇空对空导弹有多贵呢?60.38万美元1枚。

  综上所述,当你用大量廉价的无人机密布在30公里高度,实时定位敌方航母战斗群的位置时,你必然不会期盼敌方不要用导弹去攻击它,相反,你会强烈地希望敌方这么去做。

  批量化的无人机可以极其便宜,其中一架被击毁了,外围的另一架又前往航母正上空,继续接力下去,如此往复。

  替代武器

  因此,攻击无人机最最有效的武器是激光。

  若我们这个世界并不存在激光这种东西,那么在反航母上,如今的无人机会成为有效的辅助手段。

  但有矛必有盾,即使没有激光武器,那么在敌方上过一次大当后,他们也会发展其他武器来代替。

  比如赫赫有名的SR-71黑鸟式侦察机,其最高升限记录是25929.030米,接近26公里高,而这是在1976年7月27日实现的。

  以2018年的技术,将黑鸟式侦察机改成无人的,这会大幅减轻机体重量,机翼改成碳纤维的,又再次减轻机体重量,再换用更先进,更轻且更小的航空发动机,则飞到30公里高空应该不存在技术障碍。

  如此,升级后的无人黑鸟侦察机只要带一门机炮上天,就能轻松打掉航母上空的无人机了。

  舰载激光武器现状

  在花光了4000万美元的研发费用后,2014年,美国海军在庞塞号登陆舰上进行舰载激光武器系统试验。

庞塞号登陆舰上的激光武器系统(图片来自美国海军John F. Williams。)

  试验结果是,庞塞号能击毁无人机或者小艇,但由于功率较低,这些试验的射程只在1.6公里以内。

  也就是说,以这样的激光武器对付30公里高的无人机是有很大困难的。

  2018年1月,美国海军宣布与洛克希德马丁公司签署1.5亿美元的合同,计划在2020年交付另外两套激光武器系统,各种性能比如射程,目前未知。

  (本文中标明来源的图片均已获得授权)

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