2002年11月3日夜,葉門境內的馬裡布沙漠地區,一輛看似毫不起眼的卡車正拖著砂塵向前疾馳。突然間,一道閃光以迅雷不及掩耳之勢呼嘯而至正中卡車!後者隨即在爆炸聲中化為碎片。這並不是一起意外事件,卡車上乘坐的人也非同尋常,其中一人正是蓋達組織位於葉門的一名高級領導人、恐怖大亨本.拉登的貼身保鏢阿布.哈裡,情報顯示此人與襲擊美艦「科爾」號以及法國油輪爆炸案事件有關,同時斃命的還有 5 名蓋達組織其他成員。而這道從天而降的閃光則是來自一架美國中央情報局所屬的 RQ-1A「捕食者」(Predator)無人機從數千英尺高空發射的一枚「地獄火」空對地飛彈!更令恐怖份子沒有想到的是,這次攻擊的遙控操縱者竟是位於數百英裡外吉布地的一個秘密指揮部的作戰人員,因此整個攻擊行動來無影去無蹤,根本無從防範。
RQ-1A「捕食者」(Predator)無人機
無人機已經鎖定這輛皮卡,隨時可以發動攻擊
這就是號稱「空中機器人」的現代軍用無人飛行器(UAV)完成的一次典型的對地精確制導攻擊戰例。事實上,無人機並不是近年來才出現的新兵器產物,早在1917年,採用無線電控制和慣性制導的一架無人駕駛飛機就曾進行過飛行試驗。有趣的是,第一架實用型的軍用無人機並不是用來攻擊敵方目標,相反卻是作為防空部隊的靶機使用的。(開始時稱為「遙控飛行器(RPV)」,大多用做靶機,在早先的簡氏世界飛機年鑑中歸為遙控飛行器與靶標族類,即RPVs and Targets。這種用途一直持續到今天,靶機仍佔無人機市場份額的七成左右。)第二次世界大戰的爆發為攻擊型無人機提供了一顯身手的戰場,但當時的無人控制飛行器技術主要用在了飛彈武器的定向和制導上。到了戰後的20世紀50年代,軍用無人機開始承擔起空中偵察的任務,這也成為現代軍用無人機在此後近半個世紀裡的主要戰術使命。軍用無人機的首次大規模使用是在越南戰場上,美軍的無人機完成了多達數千架次的空中偵察任務,這對於有人駕駛偵察機而言幾乎是無法做到的。隨著數字攝像、衛星導航以及計算機微處理器技術的發展,當今世界軍用無人機技術有了顯著提高,從航模一般大小的微型無人機,到翼展幾乎與噴氣式作戰飛機同樣大小的遠程無人機,其種類和任務能力也有了很大變化。近年來甚至有觀點認為,在不久的將來,下一代軍用無人機將徹底取代有人駕駛軍用飛機!
波音為美國海軍研究的第六代戰鬥機 F/A-XX 概念,有人/無人機共用一種機體設計
捕食者前傳——軍用無人機的早期歲月
遙控無人駕駛飛機最早出現在第一次世界大戰期間。受有限的控制和導航手段影響,作為飛行員替代品的無人機飛行控制系統還很不成熟。在最初的歲月裡,軍用無人機是和飛彈技術的發展如影隨行的。但飛彈與之還是存在根本的不同:無人機的設計思想從一開始就是要求其在完成任務後返航並進行回收,而飛彈顯然在命中(或錯失)目標後就將爆炸。
埃爾默.斯佩裡在演示一個陀螺原理裝置
1909 年,美國發明家埃爾默.斯佩裡(Elmer Sperry)發明了一種陀螺儀裝置以控制飛行器的穩定性,這便是現代慣性導航系統的前身。當時的美國海軍對此頗感興趣,希望在此基礎上發展一種所謂的「空投魚雷」,而這其實就是現代巡航飛彈的雛形。為了改善早期陀螺儀的有限性能,提高「空投魚雷」的導航精度,美國西部電氣公司成功開發了專用於無人機的無線電控制系統。而慣性導航與無線電控制技術共同構成了遙控無人駕駛飛機在其後 80 多年裡的核心技術。1917 年 12 月,名為「寇蒂斯-斯佩裡」的「空投魚雷」成功完成了首飛。受這次成功試飛的鼓舞,美國陸軍航空隊也採納了查爾斯.凱特林(Charles Kettering)的方案,研製出了「自由鷹」式「空投魚雷」。無獨有偶,遠在大洋彼岸的英國也對無人機產生了濃厚興趣,索普威思、德哈維蘭以及皇家飛機工廠均開展了類似的研製項目,但遺憾的是都沒能進入試飛階段。到了 1918 年,人們意識到採用現有的技術無法締造出真正實用的無人機,熱情因此也在逐步消退。當時只有美國海軍和英國皇家海軍深信遙控無人駕駛飛機的軍事潛力,至少認為在防空作戰領域作為靶機進行作戰訓練是非常可行的,這一設計思想一直延續了近半個世紀。
斯佩裡的「空投魚雷」
1917 年查爾斯.凱特林製造的「空投魚雷」
兩次世界大戰之間,軍用無人機技術主要朝飛彈和無人靶機這兩個方向發展。1918 年,法國的第一架無線電遙控飛機試飛成功;英國皇家航空研究院於 1922 年對其研製的 RAE 1921 型無人靶機進行了試飛,這是一種將空氣動力學、輕型發動機和無線電技術有效結合起來的無人機,可在近 2 千米的高度上以 160 公裡的時速飛行;1933 年,採用無線電控制技術的「仙后」靶機成功首飛。由於「仙后」靶機在 1932 年的皇家海軍艦隊防空試驗中表現出色,英國人又於 1934 年至 1943 年間採購了 420 套在「虎蛾」雙翼教練機基礎上改裝成的 DH 82B 型「蜂后」靶機。
英國皇家航空研究院在 RAE 1921 型的基礎上於 1927 年研製的「喉嚨」遙控靶機
正在遙控DH 82B「蜂后」靶機的英軍士兵
1920 年,美國陸軍展開了一個名為「信使」的研究項目,這個項目的設想很簡單,就是利用一種相對較廉價的飛行器代替傳令兵來傳達總部下達的命令。這次美軍再次找到了斯佩裡,希望他能設計一種名為「信使空投魚雷」(MAT)的可以在各個作戰指揮部間遙控飛行的無人飛行器。在研製過程中,斯佩裡逐步改進了飛機的無線電控制和慣性導航系統,在航空導航技術的發展歷程中發揮了重要作用。然而,由於 MAT 的概念在當時還不成熟,美軍於 1926 年宣布取消了該項目。有趣的是,美國人將無人機用於靶機的想法卻是來自於一個玩具模型製造商人。20 世紀 30 年代,雷吉納德.丹尼(Reginald Denny)在他的無線電飛機公司裡製造出了一架遙控飛行模型,並將其命名為 RP-1 並推薦給軍方,遺憾的是當時美國軍方對這種「小玩意」毫無興趣。然而很快的,密布的戰雲改變了軍方人士的想法——從 1939 年到二戰結束期間,美軍一口氣採購了 15,000 多架這種遙控飛機,型號也由 RP-4 型發展到 RP-18 型。1946 年,經過再次改進的 RP-19/OQ-19 型無人機研製成功,並在 1946 至 1984 見間一共生產了 48,000 多架。1952 年,無線電飛機公司被諾斯羅普公司兼併,後者也因此成為當今世界最成功的軍用無人機研製廠商。
雷吉納德.丹尼和他的 RP-1 靶機
RP-19/OQ-19 型無人機
擁有悠久航空史的德國也不甘人後。阿果斯發動機工廠的弗裡茨.古斯洛(Fritz Gosslau)博士研製了一種名為 FZG-43 的靶機用於德國空軍地面高炮部隊的防空作戰訓練。到了 1939 年 10 月,阿果斯又提出了一個具有革命意義的大型軍用無線電遙控無人轟炸機——「深火」(德語名:Fernfeuer),這種飛機可以攜帶一噸重的炸彈,而且還有有人駕駛的轟炸機型號。在向目標投擲完炸彈後,「深火」無人機將返回基地。從這一點上看,「深火」已經極大的有別於美國人斯佩裡的「空投魚雷」概念,從而成為現代意義上的「無人戰鬥飛行器」。儘管後來德國空軍對此不夠重視,但在此基礎上完成的一系列研究成果卻催生了後來的 FZG-76——這就是後來震驚世界的 V-1 飛彈!
FZG-43 靶機
FZG-76 V-1 飛彈
無人攻擊機的誕生
美國人從上世紀 30 年代末開始就開始了對大型無線電控制靶機的持續研究,並於 1941 年 3 月在新澤西州成立了 VJ-5 靶機中隊用於對海軍部隊的防空炮手進行訓練。後來有人提出了用無人機來攻擊敵戰鬥機的想法,這就是美國海軍的「蛇髮女妖」防空飛彈項目。同時,美國海軍還啟動了飛行控制和導航技術的改進計劃(包括美國無線電公司的電視攝像頭和海軍研究試驗室的雷達制導系統),使得對無人機的控制比無線電指令更精確。1941 年同年美國海軍還開展了「無人攻擊機」計劃,這種無人機即可以用於制導飛彈來攻擊敵空中目標,也可以作為無人戰鬥飛行器使用對敵地面目標進行投彈轟炸。1942 年 3 月,美國海軍開始批量採購 TDN-1 型無人攻擊機。
航母上的 TDN-1 型無人攻擊機,也可有人駕駛
由於單價較高,美國海軍後來提出發展一種結構更簡單成本更低的機型,這就是後來的 TDR-1 型無人機。據統計,美國海軍共組建了 18 支 TDR-1 中隊,其中包括 162 架 TBF「復仇者」控制機和 1,000 架 TDR-1 無人攻擊機,不過此後這支部隊的規模有所削減。1944 年 3 月,2 支特別空中特譴中隊(SATFOR)被派往太平洋戰場進行實戰檢驗。9 月,TDR-1 無人機作為制導飛彈首次用於在布幹維爾地區攻擊日軍地堡和火炮陣地的戰鬥中。10 月19 日,該機又首次作為無人戰鬥飛行器向布幹維爾以南巴拉列群島地區的日軍目標發動了攻擊。硝煙散盡後,美國人發現沒有 1 架 TDR-1 能順利返回基地,而且攻擊效果也不明顯。
TDR-1 無人機
TBF「復仇者」控制機和 TDR-1 的大小對比
回顧二戰中無人機的使用,在早期的制導飛彈與不同型號的無人靶機與無人戰鬥飛行器之間的聯繫是非常密切的。有幾個國家還分別研製了無線電控制的遙控轟炸機用於攻擊高價值目標,如美國的「阿芙羅狄忒」(Aphrodite)計劃、納粹德國的「槲寄生」(Mistel)以及義大利的無線電制導無人攻擊機(Assalto Radioguidato)。值得一提的是,二戰期間還首次出現了採用慣性、電視、無線電指令制導技術的精確制導飛彈,如納粹德國的「弗裡茨-X」制導炸彈、Hs-293 反艦飛彈以及美國海軍研製的「蝙蝠」反艦飛彈。
掛載 Hs-293 反艦飛彈的 Do 217K
冷戰鐵幕後的無人空中偵察機
在整個上世紀 50 年代裡,軍用無人機幾乎都被當做靶機用於訓練,而其核心的控制技術的發展則全用在了飛彈上。50 年代中期,美國陸軍發現將無人靶機裝上照相機用於戰場偵察這個想法比較可行,首個付諸實踐的是在 RP-71 型靶機基礎上改進而來的無線電控制 AN/USD-1 戰場無人監視機。這是世界上第一種實用型無人偵察機,該機可攜帶一部可拍攝 95 張照片的 KA-20A 型晝間照相機或一部只可拍攝 10 張照片的 KA-39A 型紅外夜間照相機。AN/USD-1 無人機採用火箭助推方式起飛,作戰人員通過無線電指令控制飛行,作戰過程可由雷達跟蹤,持續飛行時間可達 30 分鐘,返航後通過降落傘回收。AN/USD-1 無人機共製造完成 1,445 架,1959 年至 1966 年間服役,該機可部署在美國陸軍排一級單位,每個師通常部署 12 架。英軍也曾裝備過這種無人機用於戰場觀測。
AN/USD-1 戰場無人監視機
在 AN/USD-1 之後,各國又相繼研製了數個無人偵察/監視機方案,但多數無疾而終。要說其中原因,除了技術難題和開發成本過高外,其中最主要的影響因素就是無人機獲取到的情報信息處理過程太過複雜和耗時。無人偵察機在回收後,首先要拆下照相機並處理拍攝到的膠捲,這對於大型的固定式的戰略目標(如工廠、基地等)比較有效,但對於野戰軍事目標(如敵坦克集結地、戰術飛彈發射車輛等)而言,就在信息處理過程中可能就會發生移動和變化。也許電視圖象可以做到實時戰場監控,但在無人機發展的初級階段,電視偵察系統還並不成熟可靠。
諾斯羅普 B-67「石弩」(Crossbow)無人機
冷戰期間,美國空軍方面也開展過無人偵察機項目,包括因為成本高昂而從未服役的諾斯羅普 B-67「十字弩」(Crossbow)無人機。上世紀 50 年代初,美國空軍曾經設想將無人機作為誘餌投放到前蘇聯領空中,用於引開前來攔截美國戰略轟炸機編隊的前蘇聯截擊機和防空飛彈。美國空軍相繼研製了採用火箭動力的 GM-71「公鴨」無人機和地面發射的 SM-73「公牛鵝」無人機,而首架真正裝備服役的無人誘餌機卻是 1961 年研製成功的麥.道公司 GAM-72「鵪鶉」。這是一種噴氣式小型無人機,可由 B-52 轟炸機攜帶和投放。該機一共生產了 600 架,一直服役至1972年。由於前蘇聯雷達技術的長足進步,這種誘餌形式已沒有繼續存在的必要了,然而一種所謂的「亞音速武裝巡航誘餌」(SCAD)卻演進成了著名的 AGM-86 空射巡航飛彈。換句話說,既然這種誘餌能飛到敵方領空中去,那麼何不為它裝上戰鬥部去做點什麼更實際的事情呢?
GM-71「公鴨」
SM-73「公牛鵝」無人機
GAM-72「鵪鶉」
AGM-86 空射巡航飛彈
1960 年 5 月,美國中央情報局所屬的一架 U-2 高空偵察機在前蘇聯領空被 SA-2 防空飛彈擊落,正是因為這一事件的觸發使得美國人對無人偵察機的興趣大增,毫無疑問這比拿有人駕駛偵察機去冒這樣的險划算多了。於是美國人很快啟動了兩個無人機項目——美國空軍的「專用飛行器」(SPA)計劃和中情局的 D-21「標籤」超音速無人機計劃。前者是在「火蜂」無人靶機基礎上發展而來的無人偵察機。1960 年夏,賴安公司開始嘗試將「火蜂」改進為一種具有低雷達可探測性、航程更遠、操縱性更好的無人偵察機——147A 型,而 1962 年秋爆發的古巴飛彈危機更加快了該計劃的進程。美國空軍很快根據試驗情況改進完成了航程更遠的 147B 型無人機,後來又根據前蘇聯防空飛彈的特點研製成功了 147D 型「螢火蟲」無人偵察機,該機裝有可搜集 SA-2 地空飛彈制導系統信號特徵的電子情報模塊(ELINT)。「螢火蟲」無人偵察機可通過引誘 SA-2 地空飛彈雷達開機並截獲其信號特徵,將其轉發到 ERB-47 電子戰飛機上。
黑鳥之上的黑鳥,D-21 無人機
賴安無人機家族
一架 C-130 可以掛載 4 架「螢火蟲」無人機
越南上空的「螢火蟲」
上世紀 60 年代裡,隨著中國空軍防空部隊擊落 U-2 偵察機數量的增加,為了減少傷亡損失,美國人覺得已經很有必要加強「螢火蟲」無人偵察機在南亞地區的部署了。1964 年 9 月初,「螢火蟲」無人偵察機共進入中國領空 5 次,其中 2 次成功獲取了情報信息。在接下來的幾個月裡,越南地區戰雲密布,「螢火蟲」又多次進犯我國領空,其中多數是針對西南地區中越邊境的偵察任務。由於飛行高度過高,當年 11 月至次年 3 月間的這一地區又處於季風時節,雲層厚度加大,使得目標區域被惡劣的氣象條件所掩蓋,「螢火蟲」幾乎無所作為。為此,美軍又改進出了 147J 型「螢火蟲」無人偵察機,計劃使用這種飛行高度較低的無人機對北越地區進行空中偵察。
HH-3E 回收第 556 偵察中隊的「螢火蟲」
駐紮在南越邊和空軍基地的第 556 中隊
1965 年底,裝備「螢火蟲」無人偵察機的美國空軍第 100 戰略偵察大隊正式開始了在北越上空的作戰任務。1966 年 2 月 13 日,一架裝有新型反地空飛彈偵察裝置的 147E 型「螢火蟲」無人偵察機在被擊落前成功截獲了北越防空部隊的 SA-2 飛彈指揮信號。為了既能獲取有價值的情報,又能保證無人機的安全回收,美軍在無人機的回收技術上也有了很大進步,於是很快出現了直升機載的半空回收系統(MARS),這種回收系統曾分別在 CH-3E 和 CH-53 直升機上進行過成功試驗。就在並不漫長的越戰期間,美軍曾發展了多達 23 個型號的「螢火蟲」改進型無人偵察機,其中還包括裝備有照明裝置的夜間偵察型、信號情報型(SIGINT)以及反輻射電子戰型。1964 至 1974 年間,共有總數達 1,016 架的「螢火蟲」無人偵察機在中國、北越和朝鮮上空完成了多達 3,435 架次的空中偵察任務,其中損失 544 架。根據統計,在所有損失的「螢火蟲」中,又有 1/3 是因機械故障而自行墜毀的,其餘則是被防空炮火、攔截戰鬥機或防空飛彈所擊落。值得一提的是,「螢火蟲」無人機還直接造成了越戰期間幾架北越米格戰鬥機的墜毀!有的是在攔截該機的過程中失速墜毀,有的則是被己方的防空飛彈誤擊。甚至有傳聞說一架堪稱「王牌無人機」的「螢火蟲」間接擊落了 5 架北越戰鬥機,這顯然是有所誇大。越戰期間北越方面宣稱其地空飛彈部隊共擊落 130 架「螢火蟲」無人偵察機(這同樣有所誇大),而北越戰鬥機部隊則宣稱擊落 11 架。戰前美軍曾預計「螢火蟲」的平均作戰壽命為 2.5 架次,而事實表明這一數字平均多達 7.3 架次。而創造最長作戰壽命記錄的是一架 147S 型「螢火蟲」無人機,這架被人戲稱為「雄貓」的無人機在出擊 68 次後才在 1974 年 9 月 25 日當天的空中偵察任務中失蹤。
越戰中第 556 偵察中隊的 C-130 進行空射 AQM-34 任務
最著名的」螢火蟲「,「雄貓」號
越南戰場是軍用無人機發展史上的第一次大規模實戰應用,而另一方面還以高度機密的形式朝著更先進的技術發展著。由於來自前蘇聯先進防空飛彈的威脅進一步加大,為了替代速度較慢的 U-2,洛克希德的臭鼬工廠曾研製成功具備超音速飛行能力的 A-12 偵察機。在此基礎上,中情局於 1962 年 10 月要求洛克希德公司開發一種新型無人偵察機,這種無人機可以由 A-12 攜帶投放。於是,母機 M-21 及其子機 D-21 分別研製成功,從命名上就很容易理解 M(Mother)和 D(Daughter)的含義。D-21 無人機安裝在 A-12 偵察機的背部支架上,共生產完成了 2 架。該機可達到 3 馬赫的飛行速度,航程達 3,450 英裡。與那一時期其他無人機不同的是,D-21 並不具備回收能力,只能在完成任務後彈射出一個照相艙用於海上回收。1966 年 3 月 5 日,D-21 無人偵察機及其母機首次進行了飛行試驗。在同年 7 月 30 日進行的試驗中,因子機未能正常脫離母機,致使二者一起墜落,雖然母機駕駛員彈射逃生成功,但發射子機的操作員不幸喪生。美國人意識到這種發射投放方式太過危險,於是改用體積龐大的 B-52H 戰略轟炸機作為經改進的 D-21B 無人機的母機,而且連接支架也改在了翼下。起初的幾次試驗又接連遭遇了失敗,直到 1968 年 6 月 16 日的試飛才取得了成功。
掛載在 B-52 翼下的D-21B 無人機
美國人毫不遲疑的將其用在了 1969 年 11 月 9 日對中國境內羅布泊地區核武器試驗場的空中照相偵察任務中,並且取得了一定成功。不過,儘管 D-21B 無人機完成了偵察任務,但卻沒能安全返航,而是墜毀在了蒙古境內。1970年12月16日的偵察任務中,儘管 D-21B 進入了回收階段,卻未能順利彈射照相艙。1971年3月4日的第3次任務結果更令人懊惱——D-21B 順利進入了回收階段,而且成功彈射出了照相艙,但這次的問題卻是負責打撈返回艙的美國海軍驅逐艦錯過了濺落地點,致使照相返回艙沉沒。第 4 次也是最後一次空中偵察任務發生在 1971 年 3 月 20 日,當是的 D-21B 沒能出現在回收區域上空,顯然該機是被擊落了。正是由於這些失敗的經歷背後所暴露出來的技術問題以及因醜惡的對華空中偵察活動而飽受批評,美國被迫終止了 D-21 無人機發展計劃,改由偵察衛星執行偵察任務。
我軍在雲南找到的 D-21B 殘骸
反潛無人攻擊機
無人攻擊直升機最早出現在上世紀50年代的美國,這就是美國海軍裝備的 QH-50 DASH 反潛無人攻擊直升機。QH-50 是在一種早期的單人駕駛直升機的基礎上研製的,後者由美國旋翼機公司設計,採用兩組反向旋轉的螺旋槳提供垂直升力。由於當時的驅逐艦的艦載雷達已能探測到近 20 海裡外的潛艇,而這已超出了艦載武器的攻擊範圍,美國海軍的想法則是在驅逐艦探測到敵潛艇目標後從艦上釋放這種攜帶魚雷的無人直升機執行攻擊。QH-50 無人攻擊直升機於 1960 年 8 月 12 日首飛,1963 年首次裝備美海軍驅逐艦。截止到 1969 年,QH-50 共生產了 810 架,廣泛裝備於近240艘美海軍驅逐艦。同時,日本海上自衛隊也裝備了 24 架 QH-50 無人攻擊直升機。事實證明 QH-50 是一種通用性極強的軍用無人機,除了可執行反潛攻擊任務外,還具備包括偵察、監視、火力校射、煙幕布放以及運輸等多任務能力。越戰期間,部分 QH-50 無人直升機還安裝了攝像機用於執行炮兵校射任務,甚至在裝備了「夜豹」和「夜瞪羚」等夜視傳感器、機槍、榴彈發射器和炸彈後還投入到了夜間攻擊任務中。
QH-50 DASH 反潛無人攻擊直升機
到 1970 年夏為止,因和平時期使用中的故障等各種問題有近 440 架 QH-50 無人直升機墜毀,只有佔不到 5% 的 QH-50 屬于越戰期間的戰損。據統計,QH-50 的平均使用壽命僅為 145 至 185 飛行小時,而電子設備的可靠性差是其中最主要的原因。1970 年至 1971 年,美國海軍裝備的 QH-50 相繼退出現役,新的 LAMPS 有人系統則取而代之。部分退役後的 QH-50 被美國陸軍用來當作拖曳靶機使用,德國和以色列也引進了一批這種無人直升機用於海軍無人飛行器的研究。儘管 QH-50 裝備服役的時間不長,但這並不失為一種概念先進的無人攻擊機。
QH-50 無人直升機安裝的機炮吊艙
前蘇聯軍用無人機的發展情況
事實證明,無人偵察機在日新月異的防空飛彈技術下的脆弱性是毋庸質疑的,這也促使美蘇兩國投入更大的精力持續改進各自的無人偵察機。上世紀 50 年代末,前蘇聯在拉-17 無人靶機的基礎上改進研製成功 TBR-1(或稱「拉-17R」)型戰術無人偵察機系統,1962 年裝備部隊。蘇軍共成立了 4 個裝備該機的中隊,其中 2 個位於烏克蘭,1 個位於白俄羅斯境內,另 1 個駐紮在拉託維亞地區。TBR-1 戰術無人偵察機系統一直服役到上世紀80年代初,這種無人機既可以採用導航系統自動飛行,也可根據無線電指令和雷達跟蹤遙控飛行。機上安裝 1 臺傳統膠片偵察照相機,作戰半徑達 125 英裡,飛行高度為 23,000 英尺。
拉-17 無人靶機
拉-17R 戰術無人偵察機
上世紀 60 年代初,前蘇聯圖波列夫設計局還研製一種更為獨特的無人機。這還得從圖波列夫設計局針對美國空軍 SM-62「蛇鯊」飛彈研製的一種地面發射的戰略巡航飛彈——121 工程說起,由於前蘇聯認為戰略核飛彈項目更應優先考慮,121 工程因此於 60 年代初終止。但圖波列夫設計局並沒有完全放棄該項目,而是將其改進為一種遠程無人偵察系統,並命名為圖-123「鷹」。該機機身體積非常龐大,可以容納進一組偵察照相機和電子情報系統。圖-123 採用自動飛行方式,航線在飛機起飛前預先在飛行控制系統內進行設置。該機可實現超音速飛行,最大巡航速度可達 2 馬赫,典型作戰高度為 65,000 英尺。在完成偵察任務後,圖-123 將根據地面信號引導返航進入回收區域,釋放剩餘燃料並將機首照和電子情報艙彈射分離,機身則自行墜毀。這種作戰方式與美軍的 D-21「標籤」無人機是非常相似的。
SM-62「蛇鯊」飛彈
圖-123「鷹」/DBR-1
受美軍使用 U-2 高空偵察機對前蘇聯進行偵察的影響,前蘇聯對自己的無人偵察機項目也非常重視,圖-123 計劃於 1960 年 8 月獲得批准。由於機身基本結構是現成的,項目很快就於 1961 年進入了試飛階段。1964 年 5 月,DBR-1 遠程無人偵察機系統正式裝備服役,1964 年至 1972 年間陸續生產了 52 架。該機共裝備3支中隊,分別部署在烏克蘭、白俄羅斯和拉託維亞。每支中隊裝備 6 部發射系統和 12 架 DBR-1 無人機。由於每次任務都意味著一部 DBR-1 無人機機身的報廢,因此單次作戰發射的成本是相當高的。為此,圖波列夫設計局改進研製了一種全回收的 DBR-2 無人機系統,即圖-139。但該機並沒有投入量產。到了上世紀 80 年代初,DBR-1 開始退役。那麼,該機的實際作戰情況又是怎樣的呢?裝備和使用該機的部隊雖是前蘇聯防空軍,但實際上卻是隸屬於蘇軍總參謀部情報總局,因此任務是高度機密的。有資料表明前蘇聯曾使用該機飛越西班牙、英國、法國海岸以及中國領土上空執行過秘密空中偵察任務。
圖-139
20 世紀 60 年代末,DBR-1 無人機已顯老舊和落後,DBR-1 的成本又過於高昂因而只適合執行特定目的的任務。圖波列夫設計局又相繼研製了圖-141遠程無人機、圖-143 短程無人機以及在此基礎上改進而來的 VR-3 戰術無人機系統。圖-143 無人機於 1968 年 8 月授權研製,是一種亞音速噴氣式無人機,該機的發動機進氣口位於機首上方以減小飛機的雷達反射截面。圖-143 的最大飛行速度為 575 英裡/小時,續航力為 13 分鐘,可對敵方縱深 35 至 45 英裡範圍內的戰術目標進行空中偵察。針對該機還研製了兩種安裝有膠片偵察照相機和攝像機的不同作業艙。圖-143 由 SPU-143 發射車發射,可採用火箭助推,進入回收區域後使用減速降落傘回收。1976年,該機完成了階段性試驗,1989 年投入量產,共生產了 950 架。1982 年裝備服役的 VR-3D(或稱「圖-243」)無人機系統後來取而代之。
圖波列夫設計局的各種無人機
VR-3 是前蘇聯防空軍裝備的一種用於前線空中偵察的無人機系統。每支中隊裝備 4 部 SPU-143 發射車和 12 架無人機,平均每天可完成 20 次發射任務。VR-3 無人偵察機曾於上世紀80年代初大量出口至前華約國家,1984 年前捷克斯洛伐克曾裝備 2 個 VR-3 無人機中隊,羅馬尼亞也有引進該機。同年敘利亞、以色列和黎巴嫩也有少量裝備。目前該機仍在俄羅斯空軍以及各獨立國協國家裝備使用。
SPU-143 發射車發射 VR-3 無人偵察機
VR-2「雨燕」無人機是前蘇聯在大型的圖-141 無人機基礎上改進而來的。儘管後者的基本布局與圖-143 相似,但卻具有非凡的 1.1 馬赫的超音速巡航飛行能力,航程可達 630 英裡。該機採用自動控制系統飛行,機上安裝一臺全景式偵察照相機和一臺普通膠片偵察照相機。該機於 1974 年 12 月首飛,量產始於 1979 年,共生產 152 架。圖-141 無人機採用火箭助推方式從牽引式發射車上發射,回收方式則與圖-143 相同。該機主要裝備前蘇聯防空軍,部署在西部邊境地區以應對可能來自北約集團的威脅。
圖-141 無人機
圖波列夫設計局於上世紀 70 年代研製的一個無人機項目也許最為神秘。這個無人機項目代號「烏鴉」,據說是根據 1969 年 11 月 9 日墜毀在蒙古境內的那架美軍 D-21 無人機進行反向工程而研製的。資料顯示研製計劃大概於 1971 年 3 月啟動,相應的母機則是圖-95K 轟炸機。儘管直到目前為止該計劃的詳情仍然處於高度保密中,但似乎該機還從未進入過試飛階段。
圖波列夫「烏鴉」
以色列軍用無人機的發展情況
以色列空軍對於美軍在越戰期間的經驗和教訓感受頗深。儘管在 1967 年的那場戰爭中,埃及部署在西奈半島上的 SA-2 防空飛彈並沒有大規模使用,但以色列空軍仍將這種地空飛彈視為未來最主要的威脅。越戰期間的「螢火蟲」無人機的表現促使以色列於 1971 年下決心購買了 12 架賴安公司的 124I 型無人機,並將其命名為「瑪貝特」(Mabat)。以色列還引進了 BQM-74「鵪鶉」無人機的偵察型,並將以上兩種無人機共同組建為第 200 無人機中隊。1973 年贖罪日戰爭中,以色列使用該中隊的無人機執行了偵察任務。由於來自埃及和敘利亞地空飛彈威脅的加大,以色列對壓制敵防空力量的技術手段也越來越重視,而研究工作取得的成果之一就是無動力的 UAV-A 無人機誘餌,這種無人機可以由戰鬥機發射,使敵地空飛彈雷達誤以為是大規模空襲。到了上世紀 70 年代末,以色列又從美國採購了螺旋槳動力的布倫瑞克 290P 型無人機誘餌,後來經授權在以色列自行生產,並改名為「薩姆森」(Samson)。
UAV-A 無人機誘餌
與此同時,兩家以色列公司也開始展開對一種新型小型遙控無人飛行器(RPV)的研究,這種無人機可攜帶重量更輕的新型攝像裝置以提供實時戰場動態信息。以色列飛機工業公司(IAI)和塔迪蘭(Tadiran)公司分別研製出了各自的低成本以及具備戰場實時監控的無人偵察機——「偵察兵」(Scout)和「猛犬」(Mastiff),這兩種無人偵察機均可在前線上空靈活部署。有趣的是,最先將這一設想和裝備投入實戰檢驗的卻不是以色列,而是南非空軍。在 1981 年安哥拉地區的戰鬥中,「偵察兵」無人機首次投入使用;1982 年黎以衝突中,「偵察兵」和「猛犬」更是一同上陣,進行了有限規模的部署。在與黎巴嫩的作戰中,位於貝卡谷地的敘利亞薩姆防空飛彈陣地構成了對以色列空軍作戰行動的最大威脅,而通過使用無人偵察機,以色列空軍就得以精確鎖定了上述飛彈陣地的位置(戰鬥中至少也有3架以色列無人機被擊落)。1982 年黎巴嫩戰爭中,以色列再次向敘利亞防空飛彈陣地投放了「薩姆森」無人機誘餌,敘利亞防空飛彈雷達一開機就遭到了以色列反雷達飛彈的打擊。這樣一來,敘利亞防空飛彈部隊就被迫縮短雷達開機時間,從而為以色列空軍提供了更大的作戰空間和機會。這場戰爭不但充分顯示了無人機誘餌的巨大價值,同時也體現出了實時戰場監控的現實作用。這種相對而言成本低廉的空中偵察手段也逐漸成為風靡全球的防務發展趨勢,以色列更是從出口這類軍用無人機中獲益不少。此後巴基斯坦、印度、新加坡、伊拉克以及伊朗等國都開展了無人偵察機的研製,也取得了不小進展。
「偵察兵」無人偵察機
「猛犬」無人偵察機
軍用無人機在歐洲
由前文我們知道,英國在遙控無人飛行器研究方面發揮了巨大作用,但由於上世紀 50 年代國防預算的削減,這一領域的進展不大。冷戰期間不少歐洲國家都裝備了無人靶機,但鮮有無人偵察機裝備部隊。60 年代到 90 年代期間歐洲歐洲無人機發展歷程中最突出的也許是加拿大(註:考慮到加拿大大英國協的地位,將其歸屬進本節內容)。上世紀 50 年代,加拿大飛機公司(Canadair)根據飛彈試驗的需要研製了一種無人靶機。50 年代末,加拿大陸軍提出了一個為「誠實約翰」(Honest John)戰術飛彈研製一種目標定位系統的戰術需求,而英國陸軍此時也有相同的需求。於是兩國於 1963 年 6 月籤署協議聯合開發一種用於戰術飛彈的無人偵察機,即 CL-89「侏儒」(Midge)無人機。這是一種體積適中、採用噴氣發動機的無人機,機上安裝有紅外掃描裝置用於搜集目標圖像。「侏儒」無人機可按照預先設定的航線飛行,完成後通過無線電駕束引導返航,降落傘回收。1964年3月,「侏儒」無人機首飛成功,但由於英國軍方的謹慎態度,後續工作開展的十分緩慢。然而,在看到該項目巨大的潛力後,義大利、德國和法國也陸續加入其中,1972 年該無人機系統正式獲得了北約型號——AN/USD-501 並首批裝備前聯邦德國國防軍。根據測算,該機平均使用壽命為 10 架次,最大可達 40 次。截止到 198 3年,加拿大飛機公司共生產了 500 架這種無人機。德國裝備的該機退役後還曾轉讓給土耳其陸軍使用。
CL-89 / AN/USD-501「侏儒」(Midge)無人機
事實證明「侏儒」是一種性能可靠耐用的軍用無人偵察機,但同時德國人也逐漸發現了其航程不足的缺點。到了1976 年,前聯邦德國又撥款研製了「侏儒」的增程改進型——CL-289 型無人機,1980年3月進行了首飛。CL-289 無人機不但航程有所增加,飛行控制與導航系統也更完善。該機裝備的「海盜」(Corsaire)紅外攝像裝置可以將實時目標圖像通過數據鏈傳回地面控制站(GCS)。CL-289 無人機的大規模批量生產同樣進行了多國合作,生產以加拿大飛機公司主導,法國SAT以及德國道尼爾公司共同參與其中。1987年,加拿大歷史上金額最大的防務裝備出口合同就此誕生——價值總計達 5 億美元的 AN/USD-502 型無人偵察機出口項目。1990年開始交付的針對法軍生產的 55 架 CL-2 89 無人機裝有專用偵察艙,可由「幻影」F1CR 偵察機發射,法國同時還訂購了 2 套地面站系統。德國則購買了 188 架該機和 11 套地面站。在 1996 年波士尼亞地區的維和行動中,北約維和部隊使用了超過 1
,500 架次的無人偵察機執行偵察任務。到了 2003 年,CL-289 無人機進行了全面升級,機上加裝了新型全球定位導航裝置(GPS)和數字信息處理設備,型號也更名為 AOLOS-289。
CL-289 / AN/USD-502 無人機,與 CL-89 的彈翼略有區別
下一代戰術無人機的發展
我們知道,類似「螢火蟲」這樣的無人偵察機有個顯著的特點,那就是機上攜帶的膠片偵察照相機在返航回收後需要花費一定的時間進行處理,因此送達指揮官手上的空中偵察照片已是數小時前的情景,根本無從反映最新的戰場目標情況。也許對於固定目標而言,這一點是可以允許的,但是對於坦克、自行火炮或者機動式飛彈發射車輛等移動作戰目標來說,也許數小時前的情報會變的毫無價值。英國人首先開展了下一代戰場實時無人偵察機,這就是韋斯特蘭公司的「監視者」無人機,不過該項目後來並沒有投產。到了 1982 年,為了研製一種性能超過 CL-289 的下一代無人偵察機,馬可尼航空電子工程公司推出了「不死鳥」中程無人偵察機計劃,該機最大使用高度近 2,500 米,作戰半徑 60 公裡,將具備實時戰場偵察能力。然而由於技術不過關,該計劃從一開始就麻煩不斷,甚至到了 1998 年服役後仍然暴露出了不少性能上的缺陷。
「不死鳥」中程無人偵察機
綜觀整個 20 世紀 80 年代新一代軍用戰術無人機的發展情況,遭遇挫折的絕非英國一家。70 年代初,洛克希德公司根據美國陸軍的使用情況推出了一個名為 MQM-105「天鷹座」(Aquila)的新型無人偵察機項目,並於 1979 年全面啟動。「天鷹座」無人偵察機除了將裝備實時戰場偵察攝像機外,還將安裝一種新型的雷射目標指示器,因此將具備利用雷射束髮現並鎖定高價值目標的能力,從而引導 155 毫米「銅斑蛇」雷射制導炮彈攻擊目標。遺憾的是,由於預算嚴重超標,「天鷹座」無人偵察機項目於 1987 年宣告終止。其實預算問題並非「天鷹座」計劃流產的唯一原因,由於該機機身體積非常小,要裝載容納如此之多的先進光電設備和傳感器,以當時的技術能力實在是有些勉為其難。
MQM-105「天鷹座」(Aquila)
美國海軍和海軍陸戰隊目睹了「天鷹座」計劃的失敗,碰巧又與以色列方面共同見證了 1982 年黎巴嫩戰爭中以色列戰術無人機的表現,於是決心與以色列合作開發新一代無人機以取代「天鷹座」。1985 年,美國 AAI 公司與以色列飛機工業公司共同揭開了面向 21 世紀的美國陸軍「先鋒」(Pioneer)戰術無人機聯合開發項目。「先鋒」無人機可以兼由水面艦艇和陸地發射,由艦艇上起飛時利用火箭助推器助推,用回收網回收。該無人機可以遙控方式或預編程序方式飛行,起降用遙控方式。1987 年 11 月首先部署在了美國海軍「依阿華」號戰列艦上,並在波斯灣荷姆茲海峽地區執行偵察巡邏任務。「先鋒」無人機的主要作戰目的是為了監視伊朗「蠶」式反艦飛彈陣地以及沿岸地區的海運情況。令人費解的是,儘管「先鋒」無人機在實際作戰使用中表現出色,美國國防部卻在 1988 年宣布不再進行該項目的後續研究工作,轉而發展一種通用型無人機家族。究其原因,美國陸軍和海軍方面在對戰術無人機的需求上的差異是主要因素。倒是海軍陸戰隊裝備的「先鋒」無人機一直服役了近 20 年,到今天仍在裝備使用中。
「先鋒」無人機
海灣戰爭中的無人機
1991 年 2 月,海灣戰爭爆發,這是自越南戰爭以來軍用無人機最大規模和最廣泛的實戰運用。在「沙漠盾牌」和「沙漠風暴」行動中,美國陸/海軍和海軍陸戰隊同時部署和使用了「先鋒」無人機,海軍的「先鋒」無人機部署在「威斯康星」和「密蘇裡」號戰列艦上,執行炮火校正和針對伊軍布雷行動的偵察任務。戰鬥中伊軍很快發現,來自美軍的這種小型無人機發出的嗡嗡聲往往是不祥的先兆,因為無人機過後必然是來自美海軍戰列艦的猛烈炮擊;海軍陸戰隊方面,第 1、2 和第 3 遙控無人機(RPV)連共裝備了 3 套「先鋒」無人機系統。其中第 2 連部署在「關島」號兩棲攻擊艦上,其餘兩個連部署在地面。美國海軍陸戰隊的「先鋒」無人機表現非常優異,在海灣戰爭中共飛行 346 架次(海軍方面 134 架次),戰鬥飛行時間達 1,599 小時;裝備「先鋒」無人機的美國陸軍部隊是美第7軍無人機特譴隊,美軍使用該機配合「阿帕齊」武裝直升機執行例行空中偵察任務。海灣戰爭中美國陸軍共使用了40架「先鋒」無人機,其中 7 架墜毀,20 架受損。在損失的 7 架「先鋒」中,有 2 架是被地面防空炮火擊落,5 架是由於自身機械故障墜毀。
海灣戰爭期間陸戰隊在準備發射「先鋒」無人機
儘管美國空軍在越戰中積累了大量的無人機作戰經驗,但到了上世紀末卻沒能充分發揚這些經驗。也許是受以色列的影響,美國空軍的興趣全放在了使用無人機誘餌偵察伊拉克防空飛彈雷達網的作戰上。海灣戰爭空中戰役打響後,駐紮在沙特境內的美國空軍第 4468 戰術偵察大隊共向伊拉克目標發射了 38 架 BQM-74C 型無人誘餌靶機。這些無人機誘使伊拉克防空飛彈雷達開機,隨後的 F-4G「野鼬鼠」將發射 AGM-88「哈姆」(HARM)反輻射飛彈實施摧毀。美國空軍和海軍同時使用的還有更為小型的 ADM-141 戰術空射無人機誘餌(TALD)。一方面這種無人機誘餌可以對伊軍雷達系統實施欺騙式幹擾以對己方攻擊機提供掩護,一方面可為攻擊伊軍雷達系統的反輻射飛彈提供目標參數。
BQM-74C 型無人誘餌靶機
ADM-141 戰術空射無人機誘餌
盟軍方面,英軍再次動用了 CL-89「侏儒」無人機(當時 CL-289 尚未投入使用),法軍則投入了少量現役的 Altec MART Mk II 型無人機。
海灣戰爭中的戰術無人機充分體現了其戰場監視和情報搜集方面的作戰能力,伊拉克戰場上先進技術的運用和作戰經驗的積累同時也提高了戰後北約各國對軍用無人機發展的重視,事實證明軍用無人機在冷戰結束後以及世紀之交世界安全局勢面臨的新挑戰下是大有作為的。上世紀 90 年代末,對現有商用技術的大規模應用極大的擴展了戰術無人機的性能,特別是小型化的偵察攝像機更是改善了圖象品質,從而提高了軍用無人偵察機的情報搜集能力。計算機處理器技術的更新換代充分改進了軍用無人機的飛行控制水平,使得在越來越小的機身內得以容納更多的電子設備和飛行控制系統。新的 GPS 導航系統對無人機導航精度的提升也意義非凡。如在前南斯拉夫地區的維和行動中,北約的無人機就被證明特別適合執行監視停火狀態下的態勢觀察和地面部隊調動情況的任務。尤其值得指出的是,無人機的部署和使用(甚至被擊落)通常不會或者很少引起外交上的政治風波,相反如果有人駕駛偵察機若被擊落以及飛行員被俘則會招致很大的麻煩,甚至引發政治危機。這是任何一個國家的政府都會極力避免的。(未完,接下文)
2011 年被伊朗繳獲的 RQ-170 無人機
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