以MQ-9“死神”无人机为例,美军无人机气象保障概述​

百科   2024-11-21 14:53   北京  

作为军事强国,美国不断探索各种新的作战力量运用。无人机是未来不可缺少的空中作战单元,美军也在提升无人机的战场适应能力。天气因素对无人机能否完成作战任务至关重要,美军已发布《美国空军气象现代化战略计划》,将无人机气象保障纳入其保障体系。


在全球无人机领域,美国是最为先进的国家之一,也是实战中应用无人机最多的国家,而且具备相对完善的无人机气象保障体系。对美军无人机系统气象保障现状进行研究,分析其发展趋势,能够为我军无人机系统气象保障装备论证、技术研究、规范制定等工作提供参考,对提高无人机系统气象保障能力具有重要促进作用。


目前,美军现役无人机数量和应用最多的机型有MQ-9“死神”、RQ-4“全球鹰”、RQ-170“哨兵”、MQ-1C“灰鹰”等无人机。MQ-9“死神”主要部署在克里奇空军基地及霍洛曼空军基地,RQ-4“全球鹰”部署在比尔空军基地。由于RQ-170“哨兵”无人机装备数量少;而RQ-4“全球鹰”号称能全天候执行作战任务,受气象环境影响较小。因此,本文主要对MQ-9“死神”无人机的气象保障进行研究。

MQ-9死神无人机

MQ-9死神无人机是美国空军主要的攻击型无人飞行器,由美国通用原子航空系统公司研制。该无人机机长11m,翼展达20m,最大飞行速度460km/h,实用升限15000m,最大起飞质量4763kg,最大任务载重1747kg,满载情况下续航时间14h,执行侦察任务时可持续飞行27h(增程型达36h),作战半径2900km,主要任务是为地面部队提供近距离空中火力支援,还可以在山区或危险地区执行持久监视与侦察任务。


美军无人机系统气象保障现状


美军MQ-9“死神”无人机主要部署在克里奇空军基地及霍洛曼空军基地,第25作战气象中队及第432作战保障中队气象小队负责克里奇空军基地的气象保障,第25作战气象中队及第49作战保障中队气象小队负责霍洛曼空军基地的气象保障。

第25作战气象中队的任务
第25作战气象中队(25 OWS)驻扎在亚利桑那州图森市戴维斯-蒙山空军基地,负责美国西部11个州82个空中作战中心和作战保障中队气象小队的气象保障,以及美国南方司令部责任区的军事任务气象保障,为作战司令部责任区的空军、陆军作战计划制定和执行提供支援,提供区域和战区气象指导。具体地说,该中队就是为责任区的作战部队和军事基地提供全时段、全区域气象保障和空间天气保障,同时为44.1万余人以及价值1410亿美元的武器系统提供气象产品和资源保护保障,其中包括已部署的无人机装备。

克里奇空军基地和霍洛曼空军基地均位于第25作战气象中队责任区域内。第25作战气象中队使用联合环境工具包(JET2)或电话,向克里奇空军基地第432作战保障中队气象小队(432 OSS/OSW)和霍洛曼空军基地第49作战保障中队气象小队(49 OSS/OSW)发布基地所需的各种气象信息。

气象保障小队为美军无人机提供保障
无人机系统气象保障小队即432 OSS/OSW、49 OSS/OSW使用联合环境工具包接收第25作战气象中队发布的气象产品;协助第25作战气象中队对克里奇空军基地、霍洛曼空军基地终端机场的实况进行连续监测,并制作生成各种可视化产品,经联合环境工具包将气象信息发送给第25作战气象中队;根据本地实际天气情况及时修正第25作战气象中队提供的天气预报、天气预警和警报;任务期间,及时快速地提供战术标准的气象产品和信息;战时、突发事件及训练期间,为作战指挥员提供必要的气象产品和信息。

气象保障小队主要任务是前出进行地面观测,气象监测,接收第25作战气象中队发布的天气预报,并将其发送给空中管制部门、飞行监管部门和各级无人机部队指挥官。气象保障小队还承担第25作战气象中队的前方观测任务,获取气象雷达、闪电监测设备和非标准气象系统的数据,并采用各种软件工具整合处理数据,生成基于地理底图的各类可视化产品及机场短期气象预报产品,提供给第25作战气象中队。

影响美军无人机飞行的气象要素


一、强对流天气
危及无人机飞行安全的强对流天气主要有雷暴、飑、龙卷、冰雹、强降水等。雷暴会使无人机遭受雷击,对机载电子元件造成毁坏;飑一般伴随降水或冰雹,容易砸坏无人机机身及机载仪器;龙卷会导致无人机远程操控困难,甚至失去控制并坠毁;强降水会造成机载电子元件损坏,轻则导致作业失败,重则影响远程操控,致使无人机无法正常飞行。

二、风向风速
风是影响无人机飞行作业的主要因素,也是气象保障的重点对象。强对流天气是短时局部气象事件,能够预测和探测其发生的时间及范围,及时操控无人机避开危险区域,但风会时刻影响无人机的飞行作业,对无人机飞行的影响主要体现在三个阶段。
1.起飞阶段。无人机起飞需要推力,然后逆风升空,所以通常在逆风和风速适宜的条件下才能顺利升空。升空过程要求不能有湍流、大的风切变、下击暴流等。因此,保障过程中需要把握风向风速、低层大气稳定性等因素;
2.执行任务阶段。任务执行阶段要求无人机飞行平稳,不要产生抖动、颠簸等现象,因此要求航线上没有大的侧风,风向风速基本稳定,中途没有湍流、大的风切变;
3.降落阶段。无人机降落受风向风速的影响最大,保障过程中要时刻注意分析并收集各类信息,综合研判给出准确的风向风速,以便无人机调整到正确的航向和飞行速度。

三、能见度
为了保证MQ-9“死神”无人机任务执行的效果,要求任务区域内垂直能见度始终保持在4800m以上。影响能见度的因素主要有烟、雾、霾、低云、沙尘、降水等。

四、空间天气
大型无人机都需远程控制,因此对地球磁层、电离层和热层等空间环境状态及其变化的了解至关重要。

美军无人机任务气象保障


执行任务期间,气象小队为无人机任务执行中队提供任务气象预报、气象简报及任务观测,并安排气象预报员到无人机任务执行中队工作,为其提供任务期间的气象保障。

任务气象预报员必须跟踪无人机飞行的整个过程。无人机飞行前2h制作飞行任务气象预报,其有效时间从第一架无人机起飞开始到最后一架无人机起飞后16h,任务气象预报才能结束。任务气象预报产品包括云预报产品、空间天气产品、卫星图像、雷达图像、无人侦察机发回的实时天气图像、起飞及降落时的天气预报、天气预警和警报等。

任务期间,气象小队根据任务气象预报内容,收集所有航线及飞行区域中影响飞行安全和任务执行的气象资料,并通知无人机飞行主管和任务执行部门。

当实际天气状况与预报结论或观测实况有巨大偏差时,需要气象观测员和无人机机载观测设备共同监测实况;当无人机操控员发现某些影响飞行安全、危及其他地面行动和资源安全的天气发生时,无人机操控员要根据实际情况将实况数据发送给气象小队。

美军无人机气象保障隶属美国空军气象保障体系,美国空军气象保障体系是一个整体系统,其中各个部分相互关联,不可分隔。无人机气象保障的成功,取决于各气象保障部队之间及时、可靠的通信,实现最大程度数据共享。美军无人机不仅大量部署于本土各空军基地,也遍布全球,美国空军在美国本土和海外均设置有作战气象中队,在特定区域建立了气象中心,这些机构特别是作战气象保障机构,长期驻扎在热点作战地区,连续研究和掌握当地天气变化规律,具有很强的快速反应能力,能为无人机长时间跨地域执行任务提供完备的气象保障。
正在发射“地狱火”导弹的MQ-9死神无人机

来源:军鹰动态(作者:军鹰智库)。

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