美军MQ-9"死神"是世界察打一体无人机的代表机型。该机多年来在世界各地的各类军事行动中发挥了重大作用,但同时也暴露出战场生存力差的性能缺陷。目前美国军方和工业界正在研究通过加装空空导弹和外挂电子战这两种技术途径来曾其自防护能力。
察打一体无人机是一种集侦察和打击功能于一体的军用无人机,可用于执行持久广域侦察监视、对高价值/时敏目标实施精确打击、对地面部队实施火力支援等众多军事任务,并在叙利亚战争、纳卡冲突、俄乌冲突等近期多场局部战争和美军的历次“反恐”行动中有突出表现,因此在世界范围内得到大量装备和广泛使用。美国通用原子航空系统公司研制的MQ-9“死神”作为世界察打一体无人机的代表机型,自21世纪初面世以来就频繁在全球各“热点”地区执行任务,为在世界范围内维护美国国家利益立下了“汗马功劳”。但在多年的实战使用过程中,MQ-9无人机缺乏基本的自防护能力、战场生存力差的性能缺陷也暴露无遗,并因此遭受了不小损失。为此,美国军方和工业界一直希望通过技术手段增强MQ-9无人机的空战自卫/自防护能力,其相关的论证研究和验证测试工作也已持续多年,目前有部分装备已经完成了飞行测试,有望在不久的将来正式投入使用。
相关研究分析结果和实战经验教训表明,与现役大部分有人驾驶军用固定翼飞机/直升机相比, MQ -9这类脱胎于中高空长航时无人侦察机的察打一体无人机在自防护能力方面存在着种种先天不足,导致其在现代战场上一旦遭到敌方对空火力攻击,生存力将相当脆弱。这主要表现在四个方面:①缺乏航炮、空空导弹等机载自卫武器,战时无法通过先发制人、消灭对手的方式来保存自己;②未采用隐身技术,其雷达、红外、射频、目视等信号特征均较为明显,在战场上的隐蔽性很差;③飞行速度慢,机动性能差,面对敌方战斗机拦截和面空/空空导弹攻击时难以通过机动规避手段来摆脱其攻击;④尚未配装雷达告警接收机、导弹来袭告警系统和红外/箔条干扰弹投放装置等机载自防护设备,面对敌方面空/空空导弹攻击时不能及时探测告警,也无法通过有源/无源干扰手段来摆脱导弹攻击。
考虑到自身在战场防护方面的上述先天不足,目前美军MQ-9无人机执行任务时主要通过两种方式来保证安全:一是在事先的航路规划中尽可能避开危险空域,二是任务飞行中保持较高高度(通常15000米以上)以增大敌方防空作战的难度。但这两种方式均只有在反恐、反游击战、反暴乱等低烈度作战行动中,面对缺乏先进防空武器的对手时才可能取得较好的效果,一旦作战对手防空火力较强、尤其是拥有中高空防空武器甚至作战飞机时,其防护效果将会急剧下降。因为目前技术条件下,MQ-9无人机的智能化水平还比较低,其平台控制方式主要以简单遥控和预编程控制为主,对地面控制系统的依赖程度较高,其飞行航线通常较为固定,容易被敌方掌握活动规律并伺机发起伏击,再加上MQ-9这类无人机速度慢、机动性差,飞行途中即使能及时发现突然出现的敌方空中/地面武器威胁,也难以像有人机那样通过灵活改变航线而躲避攻击,因此再周密完善的航路规划,一旦面临拥有较强防空火力的对手,其对MQ-9无人机战场防护方面的帮助也是非常有限的。而对于MQ-9无人机所具备的高空飞行能力来,尽管通过这一手段确实可以避开现代战场上会大量出现的中低空防空火力、尤其是便携式防空导弹/小口径高炮(高射机枪)的攻击,但却无法应对敌方高空/远程防空导弹和战斗机带来的威胁。不仅如此,当MQ-9无人机执行对地/水面目标攻击任务时,由于受到所使用弹药的射程限制,在发射/投放弹药过程中往往需要降低高度,此时其高空飞行能力将无法发挥防护作用,相当部分射高/射程有限的中低空防空武器也可能会对其构成威胁。正是由于这样的原因,多年来美军 MQ-9系列(包括其基本型MQ-1“捕食者”)无人机在执行任务过程中因为敌方飞机拦截、甚至防空火力攻击而遭受损失的事件时有发生,尤其是在近期的红海危机和俄乌冲突期间,美军MQ-9无人机更是频频受损并引起外界的广泛关注。例如,自2023年10月7日新一轮巴以冲突爆发,到2024年12月底为止的一年多时间里,防空力量并不突出的也门胡塞武装接连击落13架美军MQ-9无人机;2023年3月14日,美军一架MQ-9无人机在克里米亚附近黑海上空遭到俄罗斯空军苏-27战斗机以喷洒燃油、撞击螺旋桨等方式的“暴力”拦截,最终失控并坠入海中。这样的状况表明,对MQ-9无人机进行改进升级、增强其战场防护能力已经势在必行,否则其在未来战场上的使用空间将会越来越受限。在经过多年的论证探讨和验证测试,并对技术难度、成本费用、使用维护等各方面因素进行综合权衡后,目前美军正在考虑通过两种技术途径来增强MQ-9无人机的自防护能力:一是为其加装可用于反击敌机、与其进行自卫性空战的空空导弹,二是为其外挂可用来干扰敌方雷达、诱骗来袭面空/空空导弹的电子战吊舱。
对于美军来说,为察打一体无人机配装空空导弹、使其拥有空战自卫能力的想法由来已久。早在21世纪初,为了提高正在伊拉克境内“禁飞区”执行任务的MQ-1“捕食者”无人机的自防护能力,美国空军就为该机试验性加装了由FIM-92“毒刺”便携式防空导弹改型发展而来的AIM-92轻型空空导弹,并参加了人类战争史上首场无人机对抗有人机的空战。此次空战发生于2002年12月23日,当时一架携带有AIM-92空空导弹的MQ-1“捕食者”无人机遭到伊拉克空军的一架米格-25战斗机的拦截,交战中双方均向对方发射了空空导弹,但MQ-1发射的导弹没能命中目标,自身则被米格-25发射的导弹击落。按照美国军方和工业界科研人员的评估,MQ-9这类无人机在配装空空导弹、具备一定空战能力后,当面对敌方有人战斗机的拦截时,将具备一定的还手之力,部分场合甚至还可主动对敌机发起反击,而不再像先前那样完全被动挨打。考虑到无人机单机成本通常远低于有人战斗机,并且不存在飞行员伤亡问题,二者之间如果发生空战,即使无人机在损失交换比方面仍处于很大劣势,敌方也将很可能是得不偿失的。由此一来,敌方战斗机在对无人机进行拦截时的作战成本将大幅上升,其飞行员也将会冒相当风险,不可能再像以前那样肆无忌惮,这不仅会显著增强MQ-9无人机的战场生存力,而且将大幅提高其在高风险空域活动时的任务完成率。但是在目前技术条件下,MQ-9这类无人机由于自身平台性能的限制,在使用空空导弹执行空战任务时存在很多明显的性能不足:①飞行速度慢,机动性差,这对于其在空战中抢占发射阵位、规避来袭导弹、快速进入/退出战场均非常不利;②战时需要地面操作员通过卫星数据链进行遥控,由于数据传输会存在一定的时间延迟,空战时的反应速度比不上有人战斗机;③配装的机载任务传感器种类单一,性能也较为有限,目前主要使用位于机头下方的光电转塔来探测目标,其视野较窄,探测距离较短,全天候能力也较差。由于这些原因,MQ-9无人机如果再像先前MQ-1"捕食者"那样,只是简单地挂载AIM-92轻型空空导弹这类空战武器,其空战能力将很难获得足够提升,在与敌方有人战斗机进行空战时的胜算也将很小。针对这样的现状,美国军方和工业界科研人员主要采取了以下两方面技术措施。一是为MQ-9无人机配装以AIM -9X"超级响尾蛇"为代表的先进空空导弹。与先前由便携式防空导弹改型发展而来的AIM-92轻型空空导弹相比,AIM-9X是著名的AIM-9"响尾蛇"近距空空导弹家族中的最新成员,不仅飞行速度更快、射程更远、战斗部威力更大,而且因为采用了红外成像制导、数字化自动驾驶仪飞行控制系统、推力矢量控制等先进技术,具备制导精度高、抗干扰能力强、发射离轴角大(甚至可越肩发射)、大过载机动能力强等性能特点,对发射平台空战机动占位、目标探测跟踪等方面的需求大大降低,由此可在相当程度上弥补MQ-9无人机在平台飞行性能和战场态势感知方面的先天不足。尤其值得指出的是,AIM-9X空空导弹的最新改进型AIM-9X Block II还采用了双向数据链,可实现“发射后锁定”,此功能与目前美国空军广泛使用的Link 16数据链相结合,将可以使MQ-9无人机从第三方(友邻飞机或己方其他作战平台)接收数据并为空空导弹提供目标信息,从而实现"A射B导",由此将会使MQ-9无人机的战场态势感知能力进一步获得革命性提高,使AIM-9X空空导弹的先进性能得到更充分发挥,进而极大地提升对空作战能力。
二是为MQ-9无人机提供强有力的空战体系支持。目前美国空军正在"联合全域指挥控制"(JADC2)概念框架下开发名为"先进战斗管理系统"(ABMS)的先进战场管理指挥控制系统,该系统利用人工智能、云、数据管理、敏捷软件开发等先进技术,可通过网络将陆地、海上、空中、太空、网络空间等领域无缝联系在一起,对来自这些领域内各种“传感器/射手”的数据信息进行快速收集、分析、共享并实时做出决策,最终实现杀伤链/网的快速组合和闭环。在ABMS的支持下,MQ-9无人机可作为一个节点全面融入到美军作战体系中,不仅能从中获取可靠有效的目标数据信息,还可以显著缩短从发现目标到交战、再到战斗毁伤评估整个作战流程的总时间,最终在对空作战中实现快速发现目标、发射后不管及远距/超远距打击,由此可极大地弥补MQ-9无人机平台自身对空探测能力的先天不足。
目前美军正在实施一项名为“‘'死神’空空导弹”(RAAM)的为MQ-9无人机加装AIM-9X空空导弹的计划。该计划最早可追溯至2016年11月,在当时正在举行的美国国防工业协会航空装备年度研讨会海岸分会的一场新闻发布会上,美国海军航空系统司令部空空导弹项目办公室首次向外界公布了一张携带有AIM-9X空空导弹的MQ -9无人机图片。2018年3月7日,位于俄亥俄州赖特-帕特森空军基地的美国空军寿命周期管理中心(AFLCMC)中空无人机分部授予通用原子航空系统公司一份独家合同,由该公司负责RAAM项目飞行仿真系统的开发,标志着MQ-9无人机配装空空导弹计划正式启动。而在这前后的数年时间里,美军曾使用MQ-9无人机先后于2017年11月和2020年9月进行了两次AIM-9X空空导弹实弹射击测试,并准确命中处于机动飞行状态的靶机。其中第二次试射是在内华达州克里奇空军基地进行的,使用的是一架隶属于美国空军第556测评中队的MQ-9无人机,射击目标是一架模拟巡航导弹的BQM-167靶机,并且首次使用了"先进战斗管理系统"(ABMS)为空空导弹发射提供支持。
图1 MQ-9无人机右翼下携带一枚AIM-9X空空导弹。
如果研究测试计划顺利,美国空军今后将至少会对其现役MQ-9机队中的部分无人机进行技术改进,使其具备携带AIM-9X空空导弹、打击空中目标的能力。届时美军MQ-9无人机不仅可以在任务飞行中与敌方有人战斗机进行自卫性空战,进而大幅提升自身战场生存力,还可以在防空作战中拦截来袭的敌方巡航导弹/无人机,由此显著增强美军的反巡航导弹/无人机能力。
为了提高MQ-9无人机的战场生存力,美军在探讨为其加装空空导弹的同时,为该机挂装自防护电子战吊舱的研究测试工作也一直在同步进行中。与固定内置的机载电子战设备相比,以吊舱形式为MQ-9无人机配装电子战设备的优势非常明显:不仅无需对无人机机体结构进行大的改动,而且战时使用更加灵活方便,可根据每架无人机所承担的具体任务和面临的战场威胁,临时决定其是否携带吊舱,而无需为美军整个MQ-9机队(约300多架)中的每架无人机都配备吊舱,并且这些吊舱还可与其他有人固定翼飞机/直升机通用。目前美国空军、空中国民警卫队、海军、海军陆战队、特种作战司令部等不同军种/机构,正在根据自身对MQ-9无人机的战术需求,同时对多型电子战吊舱进行研究开发和飞行测试。(1)SPP "自防护吊舱"
MQ-9无人机机载"自防护吊舱"(Self-Protection Pod , SPP)研发项目由通用原子航空系统公司与美军特种作战司令部合作实施,其工作还得到了美国空中国民警卫队和美国海军的支持。此外,雷声情报与空间公司、英国BAE 系统公司、意大利莱昂纳多公司、莱昂纳多DRS 公司和丹麦特玛北美公司等防务公司也参加了该项目。![]()
图2 MQ-9无人机右翼下携带一具SPP电子战吊舱。
SPP吊舱中安装了一套性能非常先进并且成熟可靠(技术成熟度达到9级)的“飞机生存力设备”(ASE)系统,由此可为载机提供全频谱的态势感知及威胁对抗能力。该系统以2017年完成演示验证的AN/ALR-69A(V)雷达告警接收机吊舱为基础,集成了莱昂纳多DRS 公司的AN/AAQ-45"分布式孔径红外对抗"(DAIRCM)系统和BAE系统公司的AN/ALE-47干扰弹投放系统。其中,AN/ALR -69A(V)是全球首型全数字式雷达告警接收机,可在密集信号环境中准确识别出威胁,其探测距离和测向精度也较先前同类设备有明显提高;DAIRCM系统可使用单个传感器进行双色红外告警,同时还可通过宽视场万向支架控制发射激光束以致育来袭红外制导面空/空空导弹的导引头;AN/ALE-47则用来投放可对来袭面空/空空导弹实施干扰的红外/箔条干扰弹,还可使用莱昂纳多公司研制、基于数字射频存储器技术的“亮云”(BriteCloud)一次性有源诱饵。整个SPP吊舱以特玛北美公司提供的AN/ALQ-213电子战管理系统为核心,该系统除了为吊舱中各设备提供接口界面、健康状况/运行状态显示及指挥/控制等服务外,更重要的是可对ASE系统进行集中管理,尤其是对威胁告警系统和威胁对抗系统(DAIRCM和AN/ALE-47)的工作进行协调,可自动根据威胁严重程度对各种来袭目标进行排序并选择相应的对抗手段,从而最大程度地提高防护效能。
SPP 吊舱于2020年10月28日在亚利桑那州尤马试验场完成了飞行测试。在此次试验中, SPP成功地对各种雷达/红外制导导弹威胁进行了探测跟踪并启动相应的对抗措施,证明其能够在模拟对抗环境中为载机提供实时的威胁感知及防护。
“机载战场感知与防护”(Airborne Battlespace Awareness and Defense , ABAD)电子战吊舱研发项目由通用原子航空系统公司与美军特种作战司令部、空军特种作战司令部合作实施。该项目工作内容与上述 SPP吊舱项目基本相同,也是研发一种可对来袭雷达/红外制导面空/空空导弹进行精确探测跟踪,进而为MQ-9A无人机提供实时威胁告警并及时启动对抗措施的自防护电子战吊舱,因此部分国外媒体认为ABAD项目是SPP 吊舱项目的后继项目,今后将会取代后者,但这一说法还有待进一步证实。
ABAD 吊舱项目于2024年5月9日正式向外界公布,在此之前其第一阶段工作已经结束,这期间主要完成了吊舱所需射频电子战系统和红外对抗系统的选型评估,最终分别选中了英国BAE系统公司的"下一代软件定义无线电电子战系统"和意大利莱昂纳多DRS公司的AN/AAQ-45"分布式孔径红外对抗系统"(DAIRCM)。目前ABAD吊舱的后续研发测试仍在进行中,按计划相关工作将在2025年前完成,届时该吊舱将作为一种标准的外挂任务载荷正式配装MQ-9无人机。
(3)AN/ALQ-167"愤怒小猫"电子战吊舱
AN/ALQ-167"愤怒小猫"(Angry Kitten)电子战吊舱由佐治亚理工学院研制,原本用于在训练演习中模拟敌方电子战威胁,后来因为在多次测试训练中表现良好,目前美军已经将其转为正式作战装备。该吊舱采用了先进的认知电子战技术,可通过机器学习来选择最佳干扰手段并对干扰效果进行评估,以便及时对干扰手段进行修正,同时还可借助自身所采用的开放式架构,对相关软件和数据库进行快速更新。MQ-9无人机挂装这种吊舱后,不仅自身的战场生存力大为提高,还可对友机甚至己方多机编队提供防护。
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图3 MQ-9无人机右翼外侧挂架可携带一具"愤怒小猫"电子战吊舱。
MQ-9无人机搭载ALQ-167电子战吊舱的首次地面和飞行测试已于2023年4月10日-28日,由美国空军第53联队下辖的第556测试与评估中队(TES)在内华达州克里奇空军基地成功完成。
Sage 750电子支援吊舱为意大利莱昂纳多公司产品,根据2018年7月达成的相关协议,目前通用原子航空系统公司正在研究将其集成到MQ-9无人机的改进型——MQ-9B“海上卫士”大型海上巡逻无人机上。![]()
图4 MQ-9B“海上卫士”海上巡逻无人机机身下携带一具Sage 750电子支援吊舱。
Sage 750吊舱可对战场上的各种雷达辐射源进行快速精确定位并识别武器系统类型,同时向已方其他传感器设备、电子干扰设备和电子攻击系统提供目标指示。此外,该吊舱还可对每次探测到的辐射源数据进行记录,以便军方对各种辐射源信号进行进一步分析,建立并完善相关的电子战数据库。挂载Sage 750吊舱后,MQ-9B无人机不仅会具备较完善的战术电子支援和电子情报收集能力,还可将其用作雷达告警接收机,对战场上各种火控/制导雷达进行探测、识别和定位并及时采取对抗措施,从而有效提升自身的战场生存力。(5)RDESS/SOAR电子战吊舱
“‘死神’防御电子支援系统/可扩展开放式架构侦察”(RDESS/SOAR)电子战吊舱由通用原子航空系统公司和L3哈里斯公司合作研制。该吊舱的基本定位是一种宽频无源电子支援装备,可由载机携带执行防区外电子侦察任务,在较远距离上对己方感兴趣的各种电子信号进行收集和定位。但根据2024年7月2日美国海军陆战队司令埃里克.史密斯上将在布鲁金斯学会论坛发言时透露的信息,RDESS /SOAR舱还可以通过复制入射雷达波信号,将其反相后再发送回雷达接收机的方式,让MQ-9无人机“在某种程度上从敌方雷达上消失”,亦即通过类似“有源对消”的方式使载机在敌方雷达面前实现隐身,由此可显著提高MQ -9无人机执行任务时的隐蔽性和生存力。
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图5 MQ-9无人机右翼下携带一具RDESS/SOAR电子战吊舱。
RDESS/SOAR吊舱已于2021年4月由美国空军第26武器中队(WPS)的MQ-9无人机携带进行了飞行测试,按计划美国空军和海军陆战队的MQ-9无人机今后都将配装该吊舱。
总的来看,考虑到目前MQ-9无人机在战场生存力方面存在的先天不足中,飞行速度、机动性和隐身性均涉及到无人机平台的气动布局和动力装置,通过后期技术改进来进行弥补的代价太大,美国军方和工业界选择从加装自卫性空战武器和增强自卫电子战能力入手,以外挂空空导弹和电子战吊舱的方式来提升该机生存力,应当是一种明智务实的做法,在尽可能减少对无人机平台改动的同时,可以获得较好的防护效果。以应对敌方战斗机拦截为例,MQ-9今后在战场上可分三个阶段进行防护,进而有效提升自身的战场生存力:①通过己方空情保障体系和电子战吊舱中的雷达告警系统,及早发现前来拦载本机的敌机,力争在敌机飞抵发射阵位前逃离危险空域:②一旦本机没能及时逃离并遭敌机跟踪锁定,通过抢先发射空空导弹的方式实施火力反击,力争击落击伤敌机,或者迫使其为规避来袭导弹而放弃对本机的攻击行动;③一旦本机火力反击失败并遭到敌机导弹攻击,通过电子战吊舱对来袭导弹实施有源/无源干扰,避免被其命中。对于他国来说,美军这种充分利用现有成熟技术/货架产品、以“短平快”方式来提高现役察打一体无人机生存力的做法,也具有一定的借鉴参考意义。