无人机成为巡检“利器”

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军事资讯

答案是很有可能,但并非绝对。

雷神公司正在研制反无人机激光武器。该系统使用光学和红外传感器截获和锁定目标,一旦系统锁定目标,操控员就可验证截获信息进而发射高能激光束摧毁目标。该系统主要用于打击恐怖组织使用的重量小于20磅的无人机,也可攻击重量在20-55磅的无人机,经一次充电可连续4小时攻击30个无人机目标。另外,该系统可配装在四驱越野车上,使得作战人员能够深入敌军操控无人机的战术区域。但截至目前,系统还不能在机动中发射激光,雷神公司正在对此进行改进。

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近日,俄罗斯阿尔玛兹-安泰集团公司公布一段无人机与霰弹枪结合进行反无人机试验的视频,引起外界关注。视频中,一支俄制“野猪-12”型自动霰弹枪与无人机结合形成的新型无人机装置,执行拦截无人机任务,引起西方国家的担忧。

10月16日,西北油田油田工程服务中心水电管理部瓦克夏综合班用无人机对110千伏001号至0813杆塔进行通道巡视。
西北油田塔河电网现有10千伏线路3117公里、35千伏线路438公里和110千伏和110千伏线路227公里。根据供电室线路巡视要求,10千伏线路每季度巡视一次,35千伏和110千伏线路每周巡视一次。全年巡视总长度为47048公里,约为1.17倍赤道周长。由于线路分散广、地域复杂,人工巡检难度大,而且无法近距离观察杆塔金具状态,不能及时发现隐患。
无人机巡检作为一种使用可见光及红外热像仪等巡检设备对输电线路进行巡视检查的全新巡检技术,具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影响、巡检质量高、安全性高等优点。

在分析具体原因之前,我们先得来了解一下,如今的无人机,它到底能做什么?

近日,俄罗斯阿尔玛兹-安泰集团公司公布一段无人机与霰弹枪结合进行反无人机试验的视频,引起外界关注。视频中,一支俄制“野猪-12”型自动霰弹枪与无人机结合形成的新型无人机装置,执行拦截无人机任务,引起西方国家的担忧。

据俄罗斯军工综合网报道,这款新型无人机装置被称为“会飞的ak-47步枪”,但配备的武器并不是ak-47步枪,而是从ak步枪系列改装而来的“野猪-12”型自动霰弹枪,这款枪是卡拉什尼科夫设计局的产品,采用导气式工作原理。俄工程师称,考虑到该装置主要拦截低空慢速飞行器,如无人机、气球等,所以霰弹枪比ak-47步枪更合适。在这段视频中,这款新型无人机装置不但能击毁空中的气球,也能击落无人机。它可根据事先划定的航线自主飞抵目标区域射击目标,如果未击中则继续跟踪目标寻机再次开火。视频显示,它利用与一架旋翼无人机空中交错瞬间,近距离发射霰弹成功将目标击落。

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  图片 3RQ-4全球鹰无人侦察机,2.5万公里航程,实用升限20公里。(图片来自美国空军)

据俄罗斯军工综合网报道,这款新型无人机装置被称为“会飞的AK-47步枪”,但配备的武器并不是AK-47步枪,而是从AK步枪系列改装而来的“野猪-12”型自动霰弹枪,这款枪是卡拉什尼科夫设计局的产品,采用导气式工作原理。俄工程师称,考虑到该装置主要拦截低空慢速飞行器,如无人机、气球等,所以霰弹枪比AK-47步枪更合适。在这段视频中,这款新型无人机装置不但能击毁空中的气球,也能击落无人机。它可根据事先划定的航线自主飞抵目标区域射击目标,如果未击中则继续跟踪目标寻机再次开火。视频显示,它利用与一架旋翼无人机空中交错瞬间,近距离发射霰弹成功将目标击落。

据介绍,新型无人机装置重23公斤,采用鸭翼布局,滞空飞行时间约40分钟,操作员通过与瞄准系统的视频连接对无人机进行控制,由于拥有垂直起降功能,它无需专门准备场地或跑道起飞。

  

据介绍,新型无人机装置重23公斤,采用鸭翼布局,滞空飞行时间约40分钟,操作员通过与瞄准系统的视频连接对无人机进行控制,由于拥有垂直起降功能,它无需专门准备场地或跑道起飞。

俄罗斯试验这一新型无人机装置的视频引起西方媒体高度关注。一名美国专家在军事网站撰文,称其为“飞行的梦魇”,文章认为,为无人机配备“野猪-12”型自动霰弹枪将使其成为“强悍的武器系统”,对其他无人机构成“严重的威胁”。他还称,在未来战争中,俄军可能动用数千个类似无人机装置对付北约无人机。

  超低轨道静止卫星

俄罗斯试验这一新型无人机装置的视频引起西方媒体高度关注。一名美国专家在军事网站撰文,称其为“飞行的梦魇”,文章认为,为无人机配备“野猪-12”型自动霰弹枪将使其成为“强悍的武器系统”,对其他无人机构成“严重的威胁”。他还称,在未来战争中,俄军可能动用数千个类似无人机装置对付北约无人机。

对美国专家的担忧,俄军事专家阿列克谢·列昂科夫表示,这款无人机装置在“军队-2017”展会上曾展示过,之后进行大幅改进并配备霰弹枪,提升对无人机的打击能力。除霰弹枪外,
还可配备卡拉什尼科夫突击步枪。最重要的是,这种无人机可以成为俄军防空系统对抗北约无人机的组成部分。

  2018年4月19日,美国总统签署两份文件,目的是对美国无人机的出口限制进行解禁。而其一大原因是,中国的无人机正在快速占领市场,并获得中东国家大量好评。

对美国专家的担忧,俄军事专家阿列克谢·列昂科夫表示,这款无人机装置在“军队-2017”展会上曾展示过,之后进行大幅改进并配备霰弹枪,提升对无人机的打击能力。除霰弹枪外,
还可配备卡拉什尼科夫突击步枪。最重要的是,这种无人机可以成为俄军防空系统对抗北约无人机的组成部分。

分析认为,当前小型无人机对各国防空系统构成严峻挑战。这款新型无人机装置装备部队后,将为俄军防空系统提供可靠的帮助,有效对抗北约的小型无人机。另外近年来,俄军方一直对发展各型无人机兴趣浓厚,各类作战无人机计划快速发展,带武器的无人机装置是该类型武器的发展方向,这对西方无人机来说,无疑将构成严重威胁。

  中国的“彩虹”系列无人机已出口十多个国家,而最新的改进型“彩虹5”无人机,其最大航程超过1万公里,最大留空时间长达60小时,换句话说,其可以在高空连续飞行3个白天,2个黑夜。

分析认为,当前小型无人机对各国防空系统构成严峻挑战。这款新型无人机装置装备部队后,将为俄军防空系统提供可靠的帮助,有效对抗北约的小型无人机。另外近年来,俄军方一直对发展各型无人机兴趣浓厚,各类作战无人机计划快速发展,带武器的无人机装置是该类型武器的发展方向,这对西方无人机来说,无疑将构成严重威胁。

  如此性能,这让彩虹5无人机有一个外号,即“超低轨道静止卫星”。

  那么,使用大量的“彩虹5”无人机去围攻航母战斗群,可能吗?

  一点可能也没有。

  原因是,彩虹5无人机的最大升限也就9000米左右,而航母上的舰载机,比如大黄蜂F18战斗机,其最大升限可达1.5万米。

  也就是,无论你是去侦查,还是去攻击,舰载机都可以轻松飞到无人机的上空,然后用机炮一一消灭。

  那是不是说,使用无人机反航母纯属天方夜谭?

  绝不是。

  因为,还有飞得更高的无人机。

  无人机能飞多高?

  答案是,29.524公里高,实现这个高度的是美国“太阳神”无人机,其动力为太阳能和燃料电池。

  图片 4太阳神无人机(图片来自NASA)

  

  2001年8月13日,太阳神无人机飞到了破纪录的29.524公里的高度。

  问题来了,既然17年前,使用太阳能和燃料电池的无人机都能到达29公里的高度,那么以现在的太阳能发电技术,还有锂电池存储,燃料电池,以及碳纤维材料技术,再造一个类似的无人机,是不是更容易实现?

  答案是肯定的。回想2001年,还有大量的人没有使用上手机,且那时的手机,其电池也不是存储能量更强悍的锂电池。

  2001年时,太阳能发电板的光电转换效率,也远远地赶不上现在。还有碳纤维材料,现在已经很成熟,被广泛地用在各种风力发电机的叶片上。

  因此,我们可以说,依托人工智能和各种材料的进步,现在大批量,且较为廉价地造出飞行高度可达30公里的无人机,这是不存在技术障碍的。

  图片 5图为谷歌公司收购后准备研制的太阳能飞机,但后来放弃了。(图片来自Titan
Aerospace)

  

  谷歌放弃了,但Facebook没有,2016年他们试飞了名叫Aquila的无人机,Aquila设计的最大升限可达27公里,能连续飞行3个月,以给无宽带接入的地区提供网络接入。

  好了,假如我们造出了几千架很廉价,比如5000美元一架的太阳能无人机,这些无人机在30公里高度持续巡航,那么,在战时,这些无人机可用来做什么?

  当然是在无边的海域上密切跟踪并定位敌国的航母战斗群了。

  众所周知,对付航母战斗群最大的难点不是用什么武器去打它,而是怎么持续地去精确定位它的位置,只要有了实时的精确坐标,剩下就是用什么导弹去打的问题。

  方圆上千公里的大海,你若派侦察机去定位航母,并给贴海飞行的超音速导弹进行实时引导,但对方的舰载机会迅速打掉你的侦察机。

  若用低轨道卫星就会面临另一个问题,低轨卫星是绕地球转圈圈的,你绕地球一圈再回来后,可能航母早就已经驶到很远的地方,你找不到了,更别提实时的精确定位。

  而用静止同步卫星,又很难发现目标,因为静止卫星在3.6万公里的太空。

  但若大片海域上有大量的无人机,则总能有一架无人机能侦查到航母战斗群的位置。

  由于所有的无人机都是在一个共有的人工智能网络下互通有无,因此,只要有一架无人机定位了敌方大量舰艇的位置,则所有的无人机都能共享这个信息,并能源源不断地朝这个区域靠拢。

  现在的问题是,敌方的航母战斗群将如何对待这些无人机?有多种方法。

  方法一:舰载防空导弹

  具体用什么导弹呢?显然,不能用44.4万美元1枚的RIM-116拉姆防空导弹,因为其有效射程只有9公里。

  也不能使用反弹道导弹、反卫星的RIM-161标准三型导弹,虽然其最大射高超过160公里,但太贵,950万美元1枚。

  可以选用的是RIM-162改进型海麻雀导弹,其作战范围在50公里内,但这样的导弹依然很贵,95.6万美元1枚。

  显然,假如使用大量廉价的30公里高的无人机实时监视航母战斗群,而对方却源源不断地用接近100万美元1枚的导弹对无人机进行攻击,那么,这战争就算是赢了。

  0.5万美元的无人机换100万美元的导弹,这仗没法打。

  因此,我们得出结论:对方不会使用舰载防空导弹攻击无人机。

  方法二:机炮

  军舰上的机炮打不到30公里的高度,但舰载战斗机上的机炮呢?战斗机先飞到高空,再使用机炮扫射如何?

  也不行。

  目前主流的舰载战斗机是F/A-18大黄蜂战斗机和F/A-18E/F超級大黃蜂战斗机,但它们的最大升限也就15公里左右。

  也就是说,使用F/A-18战斗机飞到15公里高空后,使用机炮再打出15公里的高度,这是不可能的。

  大黄蜂上的机炮为20毫米M61火神式机炮,只适用于600米范围内的空对空射击。

  即使是A-10雷霆二式攻击机上的30毫米GAU-8复仇者机炮,其最大射程也才2.4公里。

  未来的主流舰载机会是F-35C,但其最大升限也是在15公里左右,也有说法是18公里,但即使最大升限是20公里高,也是无法使用机炮攻击30公里高的无人机。

  方法三:战机上的空对空导弹

  AIM-9X Block
II响尾蛇空对空导弹是一个性价比较高的选择,其有效射程为10公里左右,最大射程18公里。

  需要注意的是,最大射程18公里,这是水平距离的射程,不是最大射高18公里。

  不过,为了进一步强化敌方的导弹,我们就假设响尾蛇空对空导弹能打18公里高,则F/A-18大黄蜂战斗机和F-35C携带的导弹就能击中30公里高的无人机了。

  但响尾蛇空对空导弹有多贵呢?60.38万美元1枚。

  综上所述,当你用大量廉价的无人机密布在30公里高度,实时定位敌方航母战斗群的位置时,你必然不会期盼敌方不要用导弹去攻击它,相反,你会强烈地希望敌方这么去做。

  批量化的无人机可以极其便宜,其中一架被击毁了,外围的另一架又前往航母正上空,继续接力下去,如此往复。

  替代武器

  因此,攻击无人机最最有效的武器是激光。

  若我们这个世界并不存在激光这种东西,那么在反航母上,如今的无人机会成为有效的辅助手段。

  但有矛必有盾,即使没有激光武器,那么在敌方上过一次大当后,他们也会发展其他武器来代替。

  比如赫赫有名的SR-71黑鸟式侦察机,其最高升限记录是25929.030米,接近26公里高,而这是在1976年7月27日实现的。

  以2018年的技术,将黑鸟式侦察机改成无人的,这会大幅减轻机体重量,机翼改成碳纤维的,又再次减轻机体重量,再换用更先进,更轻且更小的航空发动机,则飞到30公里高空应该不存在技术障碍。

  如此,升级后的无人黑鸟侦察机只要带一门机炮上天,就能轻松打掉航母上空的无人机了。

  舰载激光武器现状

  在花光了4000万美元的研发费用后,2014年,美国海军在庞塞号登陆舰上进行舰载激光武器系统试验。

  图片 6庞塞号登陆舰上的激光武器系统(图片来自美国海军John
F. Williams。)

  

  试验结果是,庞塞号能击毁无人机或者小艇,但由于功率较低,这些试验的射程只在1.6公里以内。

  也就是说,以这样的激光武器对付30公里高的无人机是有很大困难的。

  2018年1月,美国海军宣布与洛克希德马丁公司签署1.5亿美元的合同,计划在2020年交付另外两套激光武器系统,各种性能比如射程,目前未知。  

(本文中标明来源的图片均已获得授权)

出品:科普中国

制作:寒木钓萌

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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