无人机上舰有多难

　　近日，国外一家企业宣布，将为一款远程无人机改装一种短距起降套件，可以使该无人机从更短的陆基跑道和航母甲板上实现起降。

　　海上作战，夺取制空权是制胜关键。当前，舰载无人机已经可以在“空-天-海”信息网络系统支持下，担负各种复杂多变的海上作战和侦察任务。可以说，在航母舰载机体系中，无人机成为一颗冉冉升起的“新星”。

　　然而，半个多世纪以来，舰载无人机发展缓慢，世界各国投入巨大、收效甚微。以美国研制的X-47B舰载无人机为例，前后5年共投入资金超过10亿美元，最终因技术性能不达标被迫搁置。那么，无人机上舰经过怎样的发展历程?研制舰载无人机又需要攻克哪些技术难题?本文为您一一解读。

　　海上“筑巢”，无人机连闯多关

　　1959年的一天，美海军基林级驱逐舰上，船员们急匆匆地搬开甲板上的物品，为无人机清理出起飞位置。午时，指挥室内操控人员发出指令，QH-50无人机从甲板上加速起飞，奔赴预定海域。这一天，人类实现了首次舰载无人机飞行。

　　4年后，美国基洛达因公司对QH-50无人机进行升级，研制出QH-50C无人机，正式服役美海军。不过，当时电子系统运算能力有限，QH-50C无人机起降完全依靠舰上人员无线电遥控，经常会发生失控坠海事故，这给科研人员的后期改进工作带来不小难题。

　　如何让无人机适应海上飞行?各国航空设计师在改进无人机“大脑”上下功夫——以色列汲取“猛犬”小型无人机的使用经验，通过搭载短程遥控无人驾驶飞机系统，提升飞控系统的可靠性;美国诺思罗普·格鲁门公司则另辟蹊径，通过引进民用直升机技术，在“侦察兵”系列舰载无人机上搭载自动控制系统，提高海上飞行稳定性。

　　一段时间以来，各国军工企业积极破解舰载无人机的飞行难题。但囿于舰载无人机研发难度大、不确定因素多、改进工作难等诸多问题，时至今日，舰载无人机飞行仍然处于事故多发的演进阶段。

　　那么，无人机海上“筑巢”到底难在哪?经过半个多世纪的探索实践，各国科研人员总结出无人机上舰需要攻克的3道难关：

　　一是动力关——解决短距起降问题。目前，大部分长航时无人机地面起飞滑跑距离在1000米以上，而无人机从航母起飞的距离不足陆基的三分之一。

　　为解决这一难题，一些国家开始寻求创新突破——以色列在小型化航空发动机领域经验丰富，其最新推出的“先锋”无人侦察机，装配大马力双缸二冲程发动机，使无人机起降距离减小至70米;奥地利西贝尔公司则在S-100无人机气动布局设计上下功夫，通过将后起落架与尾翼结合的方式，增大飞机升力，减轻机身重量，像放风筝一样让无人机“随风而行”。

　　二是耐力关——减少海洋环境腐蚀。舰载无人机海上飞行，要有效应对海上高温高湿、霉菌盐雾的侵蚀，因此对材料的环境适应性、抗腐蚀能力等方面有着很高要求。

　　对抗腐蚀，材料先行。当前，在技术上处于领先地位的X-47B舰载无人机和卡-37无人机，均采用铝合金部件和碳纤维/环氧复合材料，不仅能够提高抗腐蚀能力，还有效降低了雷达反射面积。

　　三是收纳关——增加无人机搭载数量。航母甲板可谓“寸土寸金”，要想在有限空间内停放更多舰载无人机，不仅要发展折叠机翼技术，还要在模块化组建上下功夫。

　　国外一名设计师将“模块拼装”想法应用到V-247“警惕”舰载无人机上。该无人机加装模块与机体可以分离储存，巧妙解决了空间占用率低的问题。

　　海上着舰，一收一放见本领

　　未来海上作战，无人机出动速度有多快?

　　国外一家科研机构给出答案：40秒内出动30架。航母如同强弓，舰载无人机的出动回收效率，决定其能否在未来海战中觅得先机。

　　起初，陆上无人机通过记录起飞点的GPS坐标完成一键返航，航线规划只需按照初始飞行轨迹原路返回即可。但海上舰船大多数时间都在航行，直接套用陆上无人机的返航方式无疑是“刻舟求剑”。

　　为了帮助舰载无人机成功找到“回家的路”，科研人员通常会在无人机内部设置两套控制系统，无人机操作手可以通过遥控方式介入自动控制程序，引导无人机及时调整预定路线，实现快速返航。

　　然而，即使航母近在眼前，无人机着舰依然困难重重。海上气象复杂、着舰甲板狭小、舰船随时移动等一系列问题始终困扰着科研人员。

　　起初，舰载无人机着舰采用撞网回收方式。拦网系统需要架设较为复杂的立杆与网面，舰载无人机撞网后，会造成结构性损伤，回收效率低、故障率高。据统计，舰载无人机回收时的故障率占整个任务期间故障率的80%以上。X-47B无人机曾因故障问题，在美海军“乔治·布什”号航母上两次试降均遭遇失败。

　　近年来，随着智能化技术发展，舰载无人机形成了人机协作的操作模式，收放能力有了明显提升。人机协作模式下的舰载无人机着舰呈现出3个特点：

　　一是智能规划。舰载无人机着舰受舰尾气流场、甲板运动干扰以及起落架强度、拦阻索使用条件的限制，需要综合考虑多种因素。科研人员通过等角下滑航迹率控制、进场动力补偿、直接力控制等多项先进技术，生成舰载无人机最优着舰轨迹。此外，随着甲板运动补偿器投入使用，舰载无人机着舰稳定性有了显著提高。

　　二是精准控制。舰载无人机飞行品质要求很高，任何细小偏差都可能造成无法挽回的损失。当紊乱气流来袭时，操作员的反应速度无法跟上风力的快速变化。为解决这一难题，科研人员通过模块分解，将自动控制系统与不同舵面的偏转效果相连，精准操控每个舵面产生对抗气流的升力，提升舰载无人机的着舰稳定性。

　　三是自动引导。舰载无人机需要具备自主起降能力。这时候，着舰引导系统派上用场，为无人机持续提供精准的触舰点相对位置、姿态参数等方面信息，实现“仙人指路”。目前，法国一家公司研制出自动甲板起降系统，在昼夜及恶劣天气条件下多次成功完成着舰试验。

　　未来主角，战力提升前景可期

　　进入新世纪，越来越多的军事专家开始关注一个问题：随着战争形态的加速演进和海上斗争形势的日趋复杂，舰载无人机如何更好拓展职能任务?

　　以QH-50无人机为例，其设计之初是以攻击潜艇为主要目的，但无人机弹舱狭小，仅能携带2枚鱼雷，难以完成攻击任务，一度沦为训练靶机。

　　这一问题剑指舰载无人机现代化武器系统。强弓需配劲矢。为提升舰载无人机攻击能力，武器系统扩容增效至关重要，增加外挂点、增设弹舱等改装措施成为舰载无人机的升级首选。目前，部分攻击型舰载无人机可以搭载8至9枚导弹，攻击能力不容小觑。

　　同时，精确制导武器的小型化研究也十分关键。不少国家对无人机机载武器提出严格要求：在设计机载武器时，重量不得超过50千克，能够供现役和在研的无人机装备使用，并满足其他小型无人机的使用要求。

　　此外，国外科研人员还在提高精确打击能力上下苦功，推出多款无人机定制版精确制导武器，帮助舰载无人机提升打击效率。

　　在舰载无人机战斗力生成之路上，少不了战术的创新设计。针对无人机体积小、数量多、成本低等特点，一些国家科研机构提出无人机蜂群作战理念，通过短时间、快速发射众多无人机，令它们相互分享信息，协同执行进攻性或防御性任务，以数量优势压制对手。

　　近年来，舰载无人机正由协同有人机作战模式，向无人机独立作战模式积极转变。在这支创新探索队伍中，不仅有美、俄等传统军事强国，还有土耳其、以色列等新兴国家参与，他们致力于打通各航空器平台间的通信链路，帮助舰载无人机适应快节奏、强对抗的海上作战。

　　放眼望去，未来海上战场必有舰载无人机的一席之地，尽管“上舰之路”困难重重，但无人机具备的人员保护性、成本低廉性和复杂环境适应性等一系列优点，吸引各国持续投入大量人才和资金，舰载无人机成为海战“新星”或将指日可待。

　　上图：法国空客公司推出VSR700无人直升机。资料图片