空军将测试目标无人机变成低成本无人作战飞机

美国空军有兴趣看看它能从一个非常预算导向的UCAV中得到什么。

通过 泰勒Rogoway | 更新 2019年6月18日凌晨3:04
空军将测试目标无人机变成低成本无人作战飞机
分享

美国空军研究实验室已授予靶机制造商Kratos公司一份合同,以执行其所谓的低成本可吸引攻击无人机系统演示(LCASD)。这一概念验证计划的核心是制造一种(相对)便宜的无人作战飞机,美国空军可以在战斗中承担损失,甚至在需要时选择自愿派遣它执行单向任务。或者,如果飞行器有返回友军领土的航程,它可以反复回收并在执行其他任务时再次发射,即使是从没有跑道的小型基地发射。

合同总价值为4080万美元,但空军只勉强支付了大约700万美元,其余的都是奎托斯的口袋里掏出来的。奎托斯的新闻稿声明,为了换取他们更大的贡献,他们将“保留硬资产和其他资产,包括飞机、相关支持和其他设备,以及重要的知识产权、软件、数据、平台和系统权利”。此外,AFRL的计划还包括通过后续技术成熟进一步发展该系统,政府资助的螺旋项目价值约1亿美元。”

以下是AFRL在演示阶段的具体要求:

LCASD系统KUSD将为多种改型提供可配置设计,预计将执行各种任务,可能需要低空飞行(NOE)、高空巡航、防御性空中反击(DCA)机动、进攻性空中反击(OCA)机动、压制敌人防空(SEAD)和摧毁敌人防空(DEAD)。此外,该系统还将结合性能能力,包括导弹躲避机动的极端敏捷性,以提高生存能力。“奎托斯”LCASD设计将满足,或在某些情况下显著超过以下空军计划目标:

  • 无人机采购成本:第一套最多99套的无人机采购成本为300万美元或更少,100套或更大数量的无人机采购成本为200万美元或更少。
  • 任务半径1500海里,有效载荷500磅。
  • 能够达到0.9马赫的速度。
  • 最大G负荷限制,机动率,和子系统环境适宜性。
  • 内部武器能力;能够携带和递送至少两枚GBU-39小直径炸弹。
  • 跑道独立起降能力。
  • 重点强调商用现货(COTS)材料、子系统、制造过程和开放任务系统体系结构概念的使用。
  • 车辆形状的战术考虑,间隙和不匹配的消除,以及气动结构入口集成。

如果你认为这对一个由承包商共同出资、成本约为一架F-35的三分之一的项目来说要求太高,那么你并不是一个人。但奎托斯很可能会进化出他们的目标无人机设计之一,比如BQM-167i以满足这些要求,这可能会节省数百万美元的开发成本。

奎托斯渲染了他们的成本意识UCAV的样子。奎托斯

这些系统已经能够在没有跑道的情况下发射和回收。虽然LCASD项目所需的任务半径非常大,相当于在携带500磅有效载荷的情况下可以飞行3000英里,但它也必须能够灵活机动以避免威胁,所以这个东西必须携带大量燃料,并具有足够的刚性来处理一些适当的g载荷。

尽管要求似乎表明这种飞行器将能够执行反空中和SEAD任务,目前还不清楚这些任务是否会被演示,特别是考虑到涉及的资金不多。但是奎托斯已经用它的无人机展示了一些非常酷的能力,包括协作团队和捆绑操作用有人驾驶的攻击机。

无论这一概念在合同范围内将发展到何种程度,对于基本但仍至关重要的任务,低成本的可攻击无人机系统具有很大意义。事实上,它是如此的有意义,似乎它被大大低估了,从美元的角度来看。不过话说回来,这个概念可能一点也不新鲜。

在其最基本的形式中,我们谈论的是类似于可重复使用的巡航导弹的东西。现代巡航导弹比它们的前辈智能得多,它们可以被视为具有一些我们与现代无人战斗空中飞行器概念联系在一起的特性。这些包括与其他导弹网络合作工作的能力,使用第三方针对数据,并自主选择目标。

巡航导弹洛克希德公司的隐形远程反舰导弹(LRASM)可以做到这一切。但在LRASM诞生之前,隐身可重复使用的巡航导弹可能已经在深度分类的掩护下进行了测试。我写了关于这个项目存在的可能性,可能被称为小黄人/牛头怪,他说:

“2003年,洛克希德透露了一种名为‘小黄人’的概念,这是一种非常低可观察(隐形)的7500磅空射巡航导弹,可以配备区域子弹药,4枚GBU-39小直径炸弹,先进的干扰系统,甚至是一种微波脉冲武器,用于外科手术破坏敌人的电子设备或发电站。“小黄人”可以由大型战斗机或轰炸机发射,并利用一种创新的“陷阱门”喷气入口设计,以获得最佳的低信号和存储性能。洛克希德公司的“小黄人”最有趣的地方在于,在任务结束后,它实际上可以像常规飞机一样降落在友好基地,因此它完全可以重复使用。

自2003年以来,关于“小黄人”计划的消息就不多了,尽管有人说这个概念在被公开之前就已经在51区进行了飞行测试。人们甚至指出了一个明显的事实,即dc -130,历史上美国的无人机运输和巡航导弹测试平台的选择,在21世纪初在内利斯靶场综合基地外运行了很长一段时间。

众所周知,dc -130还参加了“伊拉克自由行动”(Operation iraq Freedom),在臭名昭著的“震慑”(Shock and Awe)轰炸行动开始时,发射了据说是几架装满箔条的一次性“火蜂”(Firebee)无人机,在战斧(Tomahawk)巡航导弹进入巴格达时,混淆了伊拉克的雷达。这十年来最大的空战计划似乎是考验小黄人的最佳时机。谁知道呢,也许在攻击的早期阶段,一些前期生产的小黄人对攻击关键的电力继电器和干扰位于伊拉克领空深处的雷达站点负有部分责任。

我一直认为,如果F-117夜鹰战机没有隐身干扰平台的话,他们会得到一个隐形干扰平台的,尤其是在波斯尼亚损失了“维加31”之后。也许小黄人就是那个干扰平台,或者至少是解决方案的一部分,也许它非常擅长它的“动能”工作,以至于后来它帮助F-117完全退出了市场……”

我还写了一篇文章叫泰勒对无人机战争未来的10个想法在美国,无人作战飞机和巡航导弹之间的界限将变得非常模糊。第8个想法说:

“现代空中、潜艇和海上发射的巡航导弹是美国在任何严重的射击战争中首选的武器。像BGM-109战斧和AGM-158 JASSM这样的导弹对用户来说几乎没有风险,提供了令人难以置信的能力,问题是它们非常昂贵,而且只能使用一次。

一枚顶级的战斧对地攻击导弹(TLAM)可以花费近150万美元,而空射JASSM的成本高达75万美元。即使是相对较小的,一些人会说不必要的冲突,如奥德赛黎明行动,旨在推翻利比亚的卡扎菲,也会看到超过150支战斧在愤怒中被美军发射。替换这些库存将花费超过2.25亿美元,无论如何都不便宜,但在现代军事武器世界中,一切都是相对的。

有趣的是,这些巡航导弹中最便宜的部件之一是弹药本身。所以基本上一个军队要花150万美元来发射一个几千美元的弹头。然后考虑到这些武器的全部作战范围,在战斧的情况下大约1000英里,很少在现实的战斗场景中得到充分利用。

然而,使用这些高科技巡航导弹肯定比损失一架价值3000万美元的隐形无人机更便宜,甚至更糟糕的是,一架价值1.5亿美元的有人驾驶隐形战斗机,尤其是在进攻的开始,而任务通常是为了摧毁敌人的防空能力,对吧?目前是的,但未来可能会有更好的方式来做生意,这种更好的方式可能就是可重复使用的巡航导弹。

在利比亚这样的情况下,该国的主要人口中心占据了大部分战略目标,因此主要的防空设施都位于海岸线附近,这在美国在全球的许多潜在对手中很常见。这意味着,一枚战斧导弹在距离目标海岸200英里的地方发射,在击中目标时只会使用总射程的三分之一到一半。从理论上讲,这些导弹在爆炸时保留了足够的燃料,可以很容易地返回盟国领土,回收并再次使用,如果它们的设计是这样的话。

JASSM巡航导弹即将引爆。国防部

或者,如果需要,它们可以继续执行单程飞行任务,飞往敌人领空深处的目标,然后把自己炸成碎片,因为它们无论如何都没有足够的燃料返回安全的恢复区域。换句话说,与我们今天使用的严格一次性巡航导弹相比,可选择的一次性巡航导弹具有巨大的意义。

此外,如果导弹可以利用子弹药而不是摧毁自己,它将能够根据目标设置使用各种武器载荷,甚至能够在一次任务中攻击多个目标。这将特别适用于对付软“区域”目标,如地对空导弹基地或机动池和其他高度防御但未加强的结构和材料。同样,这种系统在本质上是模块化的,并保留尽可能多地装入爆炸材料的选项,并在需要时被发送到距离发射点近1000英里的坚固结构上。

底线是,我相信无人机和一次性巡航导弹的定义将开始模糊,特别是当更昂贵的技术被加载到当前的一次性巡航导弹设计中,以及更便宜但更有能力的技术继续从当前的无人机研发中发展。最终,当涉及到高风险和首次打击武器时,这两个概念将在中间相遇,相对便宜和可重复使用的导弹将取代今天的战斧和风暴阴影。”

所以这一切似乎都在发生,反过来也是如此,一次性巡航导弹变得更智能,更像自主无人作战飞机。

在LCASD项目中,以目标无人机的心态开始非常有意义,因为这些系统在构建时考虑到了损失的可能性。事实上,无人靶机在非常规作战中有很长一段相对成功的历史。如前所述,在伊拉克自由行动中,BQM-34火蜂无人机被用来在巴格达上空散布雷达干扰箔条。几十年前,他们在越南被用于各种非常规的任务,包括为他们配备自己的武器。

dc -130包装的火蜂靶机改装为作战用途。诺斯罗普·格鲁曼公司

此外,将目标无人机发展为可广泛部署的战斗无人机是有意义的,因为它们已经具备了不需要跑道的发射和回收能力。当涉及到与具有强大反介入/区域拒止能力的敌人作战时,以及在像太平洋这样的大战区作战时,这是一种特别相关的能力。

一个地区的所有跑道都被潜在敌人标出,这使得它们很容易受到攻击,尤其是弹道导弹的攻击。但是,这些低端无人作战飞机的发射点将更难被发现和预测,而且很可能被设置在传统跑道飞机和无人机的前方。

如此强大的远程武器系统的严格部署将使敌人更容易受到攻击,并将使对空中力量的先发制人空袭变得更加困难。基本上,这些东西可以部署在任何地方,只需要少量的基础设施投入。这样一来,敌人的作战计划就会大大复杂化。

这种低端无人打击方案将利用可快速生产的复合材料结构和现货组件,使这些无人机的补充比更换有人驾驶战斗机或攻击机容易得多,后者可能需要数年时间,从订购长周期材料到看到成品下线。这可能有助于对冲美国空军对有限数量战术飞机的深度承诺,这些飞机在战时不容易更换。此外,由于这些系统不打算持续40年,飞行数千小时,因此它们的建造成本更低,升级更容易,适应新角色的速度也比那些更复杂、更昂贵的系统要快得多。

在我最近的专题文章中,我列出了无人作战飞机的这些经常未被提及的属性,还有更多美国空军无人战斗飞机神秘失踪的惊人案例说明:

“你不需要像有人驾驶战斗机那样建造一架飞行8000小时的无人驾驶飞机,这一要求会显著增加飞机的单位和开发成本。相反,无人战斗机可以被设计为持续飞行时间的一小部分。

这样做的原因是,这些飞机不需要像载人飞机那样飞得那么近。没有人真的需要训练才能驾驶它们。计算机模拟和建模,强大的集中测试和开发工作以及间歇性的大规模空战演习对于证明新的无人战机战术和证明系统的有效性至关重要,但除此之外,这些东西基本上可以放在机库中等待战斗。一年在战术喷气式飞机机身上投入数百小时的日子将一去不复返。因此,无人战机可以被设计为持续飞行数千小时,甚至更短。

无人驾驶飞机可以被命令飞进世界上最危险的空域,而不考虑机组人员的潜在损失,这可能会在国内外产生巨大的政治影响。这也意味着指挥官可以在冲突中承担更大的风险,获得更大的潜在回报,并可以更自由地打击敌人发动战争的核心能力。

例如,大量的无人机可以直接攻击关键的防空作战目标,而不是使用昂贵的对峙弹药从远程缓慢地打破坏人的区域拒接和反介入能力。

无人驾驶飞机的单位成本低得多,制造过程更简单,可以最大限度地利用大型复合材料结构和3D打印技术,这也意味着它们可以比有人驾驶飞机更有效地替代。换句话说,与有人驾驶系统相比,无人战斗机可以加快空中作战的预期结果,同时这样做的风险要低得多。

由于它们不需要有超过8000小时的飞行寿命,这将分散在几十年里,新的无人机具有增强的设计功能和更好的低可观测质量,可以定期购买。这样的概念也有可能极大地缓解美国空军臭名昭著的不光彩和不可持续的大额武器采购过程。

空军不必每隔几十年就购买一架全新的战斗机,而是可以不断购买价格便宜得多的无人战机设计,并逐步增强其能力,以应对近实时出现的威胁。这种类型的采购概念允许对不断变化的战术挑战做出更灵活的反应,这样做使美国的潜在敌人在试图对抗我们自己的能力时处于更大的劣势。”

一架BGM-167无人机从海上被打捞上来。Krators

令人担忧的是,低成本可攻击无人机系统演示计划的资金非常少,大部分资金来自制造商本身。当然,一些基本的研究和开发已经以先进的靶机的形式完成,但这种低成本和灵活的能力似乎将为空军提供至少某种类型的对冲,以应对包括F-35和B-21在内的超级大型打击计划。

那么,考虑到这一概念的低风险高回报性质,美国空军为什么不更积极一些呢?我们可能已经回答了这个问题:这样做将威胁到主要的打击项目,并在这个过程中减少资金,即使是少量的,美国空军历来认为这是不可接受的。还有一种可能是,一个成熟的无人战机项目隐藏在机密世界中,尽管这两个概念并没有真正的可比性。无论如何,包括F-35、B-21和一个高端无人战机项目在内的整个部队都可以从这样的事情中受益匪浅。

毫无疑问,这样一个拥有如此不可预测的基地的系统,将使潜在敌人面临比今天更大的风险,并使美国指挥官能够在冲突期间做出风险更高的决定。我们真的能看到它投入实战吗?谁知道呢,但至少Kratos在相信它的时候把钱花在了他们的嘴巴上——这是这个概念潜力的一个很好的迹象。

联系作者Tyler@thedrive.com

条纹
Baidu