俄羅斯新航母將搭載第六代無人機

目前由於俄羅斯“庫茲涅佐夫海軍元帥”航母已經老邁不堪,與其無休止的維修,還不如建造新的航母。兩艘23900型通用登陸艦已經鋪設龍骨,據稱每艘造價500億盧布,不及“庫茲涅佐夫”的維修費。據推測,如果基於通用登陸艦訂製新型航母,航母艦體的造價未必會超過通用登陸艦。

近十五年俄羅斯經常提起“暴風雪”號航母方案,在重量尺寸方面接近於美國的“尼米茲”級。“暴風雪”號造價高達100億美元令人望而卻步,而且除了“暴風雪”號,還要建立整支航母編隊,包括研製雅克-44艦載預警機、構建航空兵聯隊訓練系統。顯然俄羅斯目前的預算不可能為海軍提供這筆鉅額經費。



一、新航母編隊的設計


1.新航母編隊的主要任務


- 為陸上作戰提供空中支援,包括協助在遙遠戰區的登陸行動。作戰縱深距航母編隊500-600千米;

- 打擊敵人的艦艇編隊;

- 對半徑1000千米的海上態勢實施偵察;

- 在航母編隊前方100千米藉助艦載無人機搜索敵人的潛艇。

任務的侷限性體現在,俄羅斯輕型航母編隊不應與對手的航母戰鬥群正面對抗。對敵人領土實施突擊時,艦載航空聯隊的無人機不應距敵駐紮戰鬥轟炸機的機場300千米以內。一旦無人機蜂群遭到敵戰鬥轟炸機的突然攻擊,只能與其展開遠距空戰,並迅速向己方航母后撤。


2.重量尺寸性能


為了最大程度降低新航母的造價,其排水量應侷限在25000噸,即與通用登陸艦(220×33米)大致相當。下一步艦艇專家應考慮造船臺、幹船塢的尺寸,評估一下哪個更有利:是保留上述尺寸還是改為更加適合航母的尺寸——240×28米。艦首應該是滑躍式甲板。據推測,選擇240×28米的概率更大。


3.防空導彈的選擇


對俄羅斯而言,在新型航母上只安裝近程防空導彈遠遠不夠,目前沒有強悍的導彈驅逐艦,“戈爾什科夫”護衛艦也難堪大任,無法完成反導任務。這種情況下新航母上不得不安裝真正的遠程防空導彈。

反導雷達應採用4部面積70-100平米的有源相控陣雷達。此外,上層建築應該有多用途雷達、電子對抗與敵我識別系統天線。而上層建築中找到如此大的面積比較困難。


4.上層建築


據預測,上層建築應充分利用甲板的寬度,並儘量接近艦首。上層建築下部高7米,是空的。空艙室前部、後部由閘門封閉。起降時閘門打開,偏離艦舷5度向兩側敞開。

偏離5度形成喇叭口,一旦無人機著艦偏離跑道中線較多時,這一喇叭口可以防止機翼直接撞到上層建築。為了防止事故,在上層建築空出艙室的天花板上要安裝消防設備。這樣一來,跑道的寬度僅僅受限於上層建築下部的寬度,可以達到26米,翼展18-19米、垂尾低於4米的無人機起降沒有問題。此外,這一空餘空間可用作機庫,部署兩架值班的戰鬥轟炸無人機,時刻整裝待發,有可能發動機保持開車。

上層建築在甲板之上的高度應不低於16米。前部、後部、側面安裝反導有源相控陣雷達。

威脅時期艦尾甲板還應有6架戰鬥轟炸無人機,攜帶4枚R-77-1中距空空導彈或12枚近距導彈。這樣一來,跑道的長度可以縮短至200米。



二、航母無人機運用構想


據推測,對無人機而言,空戰只是一種意外情況,戰鬥轟炸無人機應該採用亞音速。小型航母應配備小型無人機,便於運入機庫,需要的跑道長度也更短,甲板厚度更薄。應該把戰鬥轟炸無人機的重量限定在4噸以內。這樣艦載航空兵聯隊可以下轄40架無人機。據預測,無人機的戰鬥載荷將達到800-900千克,由於起落架不高,無法在機身下攜帶一枚重800-900千克的導彈。因此,最大載荷應該是兩枚各重450千克的導彈。不能再增大無人機的起飛重量,否則不得不增大航母的尺寸,又會恢復原先的常規航母。

目前有重量在450千克以下的空面導彈,通常射程不遠,無法從敵人中程防空導彈殺傷區之外發射。空空導彈只能採用R-77-1中距彈,射程110千米。如果考慮到美國的AMRAAM導彈射程150千米,無人機在遠距空戰中獲勝將很成問題。由於R-37遠距空空導彈重達600千克,不適合。因此,需要研製替代型裝備,如滑翔炸彈和滑翔導彈。

由於重量輕,戰鬥轟炸無人機無法攜帶有人殲擊轟炸機上的所有設備。因此,需要研究複合式方案,例如,機載雷達與電子對抗系統實現融合,或者把無人機雙機作為一個整體:一架裝備機載雷達,另一架攜帶光電和無線電技術偵察設備。

如果要求無人機遂行近距空戰任務,應承受有人殲擊轟炸機無法承受的過載,如15g。與操作員之間應建立全向抗干擾通信鏈路。這樣一來,戰鬥載荷會進一步下降。為了使研製工作更加簡便,應限制遠距空戰,此時過載5g即可。

地區衝突中,經常要對低造價目標實施打擊,使用精確制導武器不划算——過於昂貴,導彈重量過重。使用滑翔彈藥可以降低重量、價格,增大射程。因此,無人機應以最大高度飛行。

第二種無人機——預警無人機,為航母提供信息支援,應可以長時間值班(6-8小時),因此,其重量可以達到5噸。儘管重量輕,預警無人機的性能應接近E-2C(重23噸)。

由於雷達天線佔無人機的一大部分,因此,為了不影響側面的有源相控陣雷達,應研製V字型機翼。



三、艦載無人機令人耳目一新


美國“全球鷹”無人機採用客機發動機,為了在稀薄的大氣條件下飛行,發動機進行了相應改進。重14噸、翼展35米、速度630千米/小時,可以達到20千米的升限。

俄羅斯的艦載戰鬥轟炸無人機翼展應不超過12-14米,機身長約8米。根據戰鬥載荷和油料情況,升限應在16-18千米,巡航速度850-900千米/小時。

無人機的推重比應足以獲得不低於60米/秒的爬升率。留空時間不少於2.5-3小時。

戰鬥轟炸無人機機載雷達的性能如下:

為了實施遠距空戰,機載雷達應配備兩部有源相控陣天線——位於機頭和機尾。下一步可以確定機身的準確尺寸,據預測,機載雷達有源相控陣天線的口徑為70釐米。

主要任務是使用5.5釐米波長的有源相控陣雷達探測各類目標。此外,需要壓制敵人的防空雷達。在小型無人機上安裝大功率的電子對抗系統十分困難,因此可以使用有源相控陣機載雷達取代電子對抗系統。為此,需要保證有源相控陣雷達的波段寬度超過被壓制的雷達。大部分情況下可以做到這一點。例如“愛國者”地空導彈雷達的工作波長是5.2-5.8釐米,主要的有源相控陣雷達可以將其覆蓋。為了壓制敵人戰鬥轟炸機的機載雷達和“宙斯盾”的制導雷達,有源相控陣雷達要具有3-3.75釐米的波長。因此,出動完成具體任務前,需要設置機載有源相控陣雷達的工作頻段。可以提前設置為:機頭有源相控陣雷達——5.5釐米,機尾——3釐米。機載雷達的其餘模塊是通用的。機載雷達的能量潛力至少要超過任何電子對抗系統的潛力。因此,作為干擾機使用的戰鬥轟炸無人機可以掩護從安全空域展開行動的機群。為了壓制“宙斯盾”雷達,無人機有源相控陣雷達還要具備9-10釐米的波長。



四、制導滑翔彈藥


主要是指滑翔炸彈和滑翔導彈。

美國的GBU-39滑翔炸彈用於打擊固定目標,採用GPS制導或慣導,造價約4萬美元。

顯然,滑翔炸彈直徑20釐米,GPS接收機無法高效對抗敵人地面電子干擾系統。因此,要改進制導系統。新型號已經採用有源導引頭。制導精度減至1米以內,當然滑翔炸彈的造價也提高至20萬美元,對地區戰爭不太適合。


1.滑翔炸彈


滑翔炸彈可以放棄格羅納斯制導,轉入指令制導。如果機載雷達能在地物反射中發現目標,具備一定的無線電對比度,這是可行的。為了對滑翔炸彈進行制導,應該安裝:

慣導系統,可支持滑翔炸彈的直線運動,儘管只有10秒;

低空高度表(低於300米);

將機載雷達詢問信號回傳的無線電接收機。

機載雷達可以下面三種狀態之一發現地面目標:

- 目標很大,在物理光線狀態地面反射背景下可以被發現,戰鬥轟炸無人機飛行時直接攻擊;

- 目標不大,只有採用合成波束才能被發現,即需要從側面觀察目標幾秒;

- 目標不大,但以10-15千米/小時以上的速度運動,可以按照這一特徵進行區分。

制導精度取決於,一架還是兩架戰鬥轟炸機無人機實施制導。一部機載雷達測量滑翔炸彈的距離誤差是1-2米,但方位角測量誤差很大——一部雷達測量時,為0.25度。如果監視滑翔炸彈1-3秒,側向誤差可以減小到滑翔炸彈投放距離的0.0005-0.001。距離100千米投放時,側向誤差等於50-100米,只適於攻擊面狀目標。

應該聯合使用兩架相距10-20千米的戰鬥轟炸無人機。藉助格羅納斯,戰鬥轟炸無人機的相對座標是已知的。通過測量滑翔炸彈距兩架戰鬥轟炸無人機的距離,建立三角形,可以將誤差減至10米。

如果需要更精確的制導,就要加裝電視導引頭,可以距離1千米以上發現目標。可以考慮把電視畫面發送到航母上的操作員。


2.滑翔導彈的使用


選擇的空戰戰術規定:一旦發現遭到敵人戰鬥轟炸機攻擊,己方無人機需要遠距發射導彈,並立即返回自己的航母。由於R-37遠程空空導彈重達600千克,根本不適合無人機攜帶,而中距空空導彈R-77-1基本適合,其重量也不輕——190千克,射程略近——110千米。研究一下滑翔導彈的運用:

據推測,無人機位於17千米的高度。假設敵人的戰鬥轟炸機採用500米/秒(1800千米/小時)的巡航超音速在高度15千米、以60度角對其發動攻擊。無人機為了避開戰鬥轟炸機需要轉向120度,飛行速度為250米/秒、過載4g時,轉彎需要12秒。如果滑翔導彈重60千克,無人機的戰鬥基數可達12枚。

看一下空戰戰術。當無人機處於最不利的態勢(依靠外部目標指示)時,遭到敵人戰鬥轟炸機的攻擊。戰鬥轟炸機發射導彈前不關閉機載雷達,無人機通過自己的機載雷達發現它。使用機群4部機載雷達展開群掃描,對敵人普通戰鬥轟炸機的探測距離足夠遠——200千米,對於F-35會下降至90千米。藉助航母上的反導雷達,對於飛行高度為15千米的F-35,探測距離可達500千米。

當與敵人戰鬥轟炸機的距離縮短至120-150千米時,無人機要做出決定立即返航。如果考慮到空戰在15千米以上的高度進行,幾乎沒有雲。無人機藉助電視或紅外攝像機可以判定,敵人戰鬥轟炸機發射了導彈。如果戰鬥轟炸機處於航母反導雷達探測區內,反導雷達可以發現敵機已發射導彈。

如果戰鬥轟炸機繼續接近,不發射導彈,無人機就可以投放前兩枚滑翔導彈。投放後,滑翔導彈展開升力翼,開始向規定方向滑翔。無人機此時繼續轉彎,當滑翔導彈處於機尾有源相控陣探測區時,可以截獲滑翔導彈進入跟蹤。距離10千米的兩枚滑翔導彈繼續滑翔,採用鉗型攻勢截擊戰鬥轟炸機。當滑翔導彈距戰鬥轟炸機30-40千米時,操作者發送指令啟動滑翔導彈的發動機,導彈將加速至3-3.5馬赫。滑翔期間,滑翔導彈的高度已經下降了1-3千米,可以認為,此時導彈的能量足以彌補高度的損失。滑翔導彈應安裝應答器,確保高精度制導導彈。不需要雷達導引頭,簡單的紅外或電視導引頭足矣。

如果敵人戰鬥轟炸機在追擊過程中接近無人機至50千米處,可能發射導彈,這種情況下滑翔導彈可以採用反導模式。使用常規方法投擲滑翔導彈,彈翼展開後,滑翔導彈向敵人的導彈轉彎,並啟動發動機。因為是在迎頭航線上進行攔截,光學導引頭並不需要很寬的視界。

為了實現這一戰術,航母需要預先研究獲取目標指示的方式,主要信息源是預警無人機。


五、結論


上述航母方案的造價只有“暴風雪”號航母的幾分之一;

在效費比方面,新航母遠勝“庫茲涅佐夫”;

- 強大的防空導彈保證航母編隊高效的防空反導,無人機經常對敵人的潛艇展開搜索;

-與典型的導彈相比,無人機的滑翔彈藥要便宜得多,在地區衝突中可以實施長期空中掩護;

- 對支援登陸作戰而言,新航母很理想;

- 航母上搭載的預警無人機可以為其他艦艇編隊提供目標指示;

- 研製的航母、無人機、滑翔炸彈、滑翔導彈可成功用於出口。

俄羅斯新航母將搭載第六代無人機


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