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美媒:美军机密的RQ-180无人机将成为空战革命的核心,无可匹敌

来源:环球时报   2021-04-05 12:45:37

原标题:美媒:美军机密的RQ-180无人机将成为空战革命的核心,无可匹敌

据《驱动》网站“战争地带”专栏2021年4月1日报道称,RQ-180无人机将从过去的阴影中走出来,成为空战革命的核心。RQ-180无人机是美国空军秘密研制的机型,其将不仅是一款更好的间谍飞机,同时也是网络游戏规则的改变者。

文章称,RQ-180是无可匹敌的,这种高空长航时(HALE)隐形无人机的存在已经被正式披露。到2020年11月,公众第一次看到了这架飞机,这架飞机在隐密的面纱下已经存在了十多年。该项目共包括三个发展阶段,目前处于第一阶段,该项目持续了两年多,RQ-180无人机可能是美军机发展中最重要的军用飞机。

RQ-180无人机概念图

什么是“RQ-180?”

这个名字来源于《航空周刊》(Aviation Week)最初对这架飞机的报道,我们中的一些人猜测这架飞机已经存在了一段时间。RQ-180只是洛克希德·马丁公司臭鼬工厂RQ-170“哨兵”无人机的概念扩展型机。这两个平台在某种程度上是互补的,但RQ-170是两个概念中比较老、层次较低、飞行速度较低、更注重战术性、先进性较差的那一个。两者都采用飞翼设计,在某种程度上,它们能够整合在一起,但除此之外,它们之间没有直接的联系。

这架飞机应该做什么,为什么它存在?

这是一个我们目前无法明确回答的问题,细节肯定会发生变化,在某些情况下会发生重大变化,但利用大量的线索、开源信息、历史先验、能力差距、新兴技术、正在进行的采购和开发计划,情况变得有些清晰了。

当我们理解这样的事情将如何融入五角大楼正在构建的更大的革命性空战和网络生态系统时,RQ-180可以被定义为一个能够深入敌方领空并持续存在的网络和侦察平台。我们正在谈论的是一个大型的双引擎流线型飞翼飞机。它的总体设计很大程度上要求高度先进、宽带、全方位、低可探测性(隐形)。它的用途是在有争议的空域以非常高的高度飞行,在21336米或超过这样的高度飞行很长一段时间而不会被发现。

值得注意的是,尽管其任务集的侦察部分受到了所有关注,但我们认为RQ-180作为高空网络节点和信息网关的潜在能力可能更为重要,正如我们多年来所触及的。

下面把这两个任务分成两部分,一部分是关于这个平台能带来什么,另一部分是为什么它的能力如此重要。

洛克希德·马丁公司基于RQ-170设计的UCAV与F-35A概念图

一个高空飞行、长续航时间、可生存的信息网关

需要记住的是,隐形飞机实际上不是雷达无法探测的,但只要它们与特定威胁目标保持一定距离,就可以避免被发现。该距离取决于飞机的隐身设计、与所述威胁系统的关系以及该威胁系统的独特能力。这个公式随着威胁系统工作的频率和隐形飞机对这些特定雷达发射波的最小反射率的水平而不断变化。值得庆幸的是,对于大多数隐身飞机来说,间歇性探测和威胁成功交战的能力之间的距离差异很不同。

目前,在一个快速移动的现代战场上,最有价值的武器就是大量的信息。即使在几百千米之外,对可能带来危险的威胁的实时感知也意味着生与死的区别。

信息等于生存能力和杀伤力

战场态势感知形式的信息目前也是作战飞机生存能力的关键所在,尤其是要在高风险地区作战的隐形飞机。他们需要了解周围发生的一切相关情况,以便可以在飞行中实时改变他们的作战计划,这可能包括在直接威胁出现时消灭它们,或协助其他飞机迅速找到并消灭它们,以免它们对作战空间中的其他资产构成重大风险。

但有一个更大的画面。以这样一种方式在巨大的区域内共享关键信息,即不泄露那些连接到网络上的节点的位置,并且能够融合来自不同平台的大量数据并将其发送到全球各地,这是赢得未来战斗的关键。对隐身飞机来说,这是非常具有挑战性的,因为其无线电频率发射很容易被干扰,就像他们的隐形外衣被撕裂一样。

过去的数据链系统本质上是全方位的,不是为低可观测性(隐蔽性)操作而开发的。因此,新的波形和数据链结构已经被开发出来,这些波形和数据链结构在本质上是高度定向的,并且使用最新的天线技术,并与低截获概率(LPI)传输方法相结合,使得它们几乎不可检测,并且基本上不可干扰。

XQ-58在网络实验中与F-22和F-35并肩飞行

F-35的多功能先进数据链(MADL)系统不仅适用于自身,同时也适用于B-21轰炸机,以及其他一系列的新型隐身飞机,相比之下,这些系统将使过去的空战看起来很落后。

MADL可以通过网状网络在视线范围内以安全的方式将F-35和未来不同的隐身平台连接在一起。就像任何依赖于视线连接的战斗机数据链系统一样,MADL对于在彼此附近运行的飞机编队来说非常有用,但它有很大的局限性。也就是说,明天的战场将是广阔的,从太空、地面、海上和空中的传感器中积累大量的数据,涉及的地域不仅是在战场上还是战场上空,甚至是数百千米甚至数千千米之外。虽然F-35战机的电子情报收集能力非常出色,但B-21轰炸机将更加出色,但与能够利用更大范围的分散平台和情报来源的数据相比,它们搜集的数据量还是有限的,其中一些平台和情报来源不具有MADL,也不会在隐形飞机的视线内与数据链系统相连。

更重要的是,这不仅仅是一种连接方式。能够在两个方向上交换信息,并拥有一个前方战场操作的隐身平台,有助于对在位于数百或数千千米以外的目标进行提示,这将是赢得明日战争的另一个关键所在。例如,一架F-35战机可能会探测到目标,甚至可能是超出它的能力范围之外的目标,目标的防御过于严密,F-35战机的现有武器可能都无法对它进行成功的攻击。现在,位于数百千米外的驱逐舰上安装的高超音速武器,可能会解决这一问题。舰艇发射高超音速武器需要F-35传感器获取的实时目标数据做支持,甚至可能在高超音速武器高速接近目标时通过链路传输给该武器。这种远程发射的概念都是基于在广域战场上无缝共享数据。

不幸的是,这是一个糟糕的解决方案,也有很大的局限性,而且在一个巨大的有争议的区域,如太平洋地区,这是行不通的。在信息能够被发送到其他战场资源和指挥控制中心之前,沿着类似于视线有限的信息链(由携带MADL的隐形飞机组成,跨越数百千米甚至数千千米)进行连接也是行不通的。即使这样,带宽也可能是有限的,最重要的是,这样一条链路一旦失去其最薄弱的环节,即失去一架中继飞机,整个链路可能会崩溃。

RQ-180 借鉴了EQ-4B的相关技术

“EQ-180”解决方案

那么,答案是什么?合乎逻辑的是“RQ-180”,或者是“EQ-180”变体,但为了简单起见,在本节的其余部分,我们将继续称它为RQ-180。

RQ-180在敌方领空的高空和低空飞行,隐形战术资产如战斗机和无人机将在其下方运行,它将能够从F-35和B-21的MADL以及F-22的机载数据链(IFDL)等系统收集视线数据链数据。然而,IFDL不能直接与MADL通信,但是RQ-180可以将数据融合在一起,然后以其专有的数据链路波形将其重新分配回下面的资产。这将为每架飞机提供一个战场的“上帝的视角”,包括每个节点的位置、状态和相关的传感器数据。

这种数据融合和连接水平大大提高了每架飞机驾驶舱或每架无人机计算机化大脑中信息的保真度,从而增强了意识和合作,进而显著提高杀伤力和生存能力。它还使得可靠地将低空飞行的资产连接到更大的部队成为现实,因为在高地形中保持与其他低空飞行资产的视线数据链路可能非常困难。也许更重要的是,RQ-180还能够通过高带宽卫星连接将它收集的所有数据发送到世界各地。

因此,这不仅会创造一个更强大的“主动”网络,在巨大的作战空间范围内提供自由流动的信息,大大改善MADL更有限的网状网络能力和其他能力较弱但仍然隐蔽的数据链系统,但它也可以在世界任何地方提供所有信息,并在战场上从任何地方接收和重新分发信息。

事实上,战场机载通信节点(BACN)很容易受到附近敌人行动的影响。这是一种通信网关有效载荷,目前由全球鹰EQ-4B变种和E-11A携带。

另一个现有的数据链融合能力是超视距增强系统(ROBE),该系统可安装在一些KC-135加油机上,并启用传统非隐身资产使用的Link 16和态势感知数据链(SADL)的“活动网络”。它可以将来自飞机的信息与这些不同的数据链融合在一起,并在各自的波形上重新布景。这再一次极大地增强了飞机在作战空间的态势感知和合作潜力。

位于加利福尼亚州比尔空军基地的CMCC

作为终极力量倍增器,一个低的可观测、高空飞行的无人机与通信网关包还可以让指挥官数千英里以外的确切地看到他们的隐形飞机编队正在非常危险的领土上的运行情况。再次,这将通过中继一个RQ-180连接的所有资产收集的战场完全融合的图片来实现。它还允许这些指挥官实时修改作战计划,通过卫星向RQ-180下达命令,并通过低可截获概率数据链向下面的隐身节点下达命令。此外,这些隐形飞机还可以充分利用五角大楼及其盟国收集的所有实时情报。

支持蜂群

这种能力对于控制数千千米外成群的隐形无人作战飞机(UCAV)是非常重要的。随着大型隐形无人战斗机编队时代的到来,这一要求变得更加迫切。事实上,即使巡飞弹和飞机发射的无人机也需要能够在深入敌方领土或在视线连接有问题的低空飞行时,在自己的蜂群外安全地传递信息。RQ-180可以提供这些关键的支援能力,甚至可以让大部分自主的无人机或弹药群保持某种“人在回路”的基本控制,例如批准交战目标,甚至只是监测其一般行动。

RQ-180完全可以在有争议的空域上提供高度安全的主动网络,使那些在其视线范围内运行的平台连接在一起,并与远处的指挥和控制设施相连。因此,指挥官不仅要掌握情况,而且要掌握战斗的进展。

RQ-180信息网关的存在也减少了在小型战术资产上安装先进卫星通信终端的需要,以及随之而来的对网络安全和隐蔽性的担忧。通过将高带宽卫星能力分配给在高空轨道运行的网络和通信网关,它还将允许生产成本更低、性能更高、生存能力更强的战术飞机。

当涉及到令人关注的隐形无人机时,这意味着它们将处于非常高的风险情况下,它们可能会丢失,保持高端数据链硬件关闭这些无人机对于维持美国最佳通信技术的安全至关重要。RQ-180可能有助于解决这一问题,通过采取必要的通信架构来操作这些无人机来实现。

飞行的人工智能数据处理器

处理这些前线操作资产能够收集的大量数据,这就需要先进的中央数据融合和过滤能力。这可以通过使用人工智能和机器学习来完成,通过筛选所有的信息,并将其缩减为最重要的信息,然后将这些精心策划的数据集发送给全球不同的“客户”,并返回给下面的参与者。

例如,F-35在作战空间信息方面的需求可能与侦察无人机或游荡弹药群的需求不同,因此自动分发和过滤这些信息将是最佳利用可用带宽和最小化传输的关键。这对于将这些资产在战场上收集的所有信息发送到世界各地的指挥控制和情报利用中心来说更为重要。

E-8C内部操作环境

计算和软件技术的进步现在意味着这种处理水平可以在平台本身上进行。这是革命性的,因为这意味着在战场内外分发大量关键数据时,卫星带宽将不再是主要限制。简单地说,在RQ-180飞机上对成堆的数据进行筛选、过滤、处理和重新分配的能力,将和它的新型高空隐形机身一样具有革命性。这样的能力将越来越多地允许更多的信息被处理,并以尽可能快的速度传递给真正需要的人。这不是科幻小说。这项技术已经成为现实,并在今天的战术平台上飞行。

与此同时,目前正在开展工作,利用远离飞机作业区的地面站帮助处理它收集的大量数据,以及其他来源的数据。因此,这个概念认为数据处理是由专门为处理数据而建立的中心进行的。这就需要大量的通信带宽,至少在超视距连接方面是这样的,像RQ-180这样的飞机就有可能提供这种带宽。

RQ-180还可以作为一个高带宽的网络节点和通用的翻译程序来提供软件更新,还可以作为一个大脑来帮助计算能力较弱的飞机,例如无人机蜂群、巡航导弹或电子战诱饵,对其软件进行实时更新,以帮助他们更好地执行任务。

在安全的卫星通信方面,一架高空飞行的飞行器,对敌人来说,干扰或拦截其通信将是非常具有挑战性的,即使它使用的是无线电频率(RF)卫星通信链路。大多数人没有意识到的是,有一种几乎不可能干扰的替代品,可以替代那些专门适用于RQ-180飞机的射频数据链路。

我们这里说的是激光卫星通信能力,它不仅非常安全和抗干扰,而且速度非常快。激光卫星通信终端在过去的几年里已经取得了长足的进步,例如,埃隆·马斯克的Starlink卫星星座将基于激光网状网络概念进行相互通信。事实上,将RQ-180与一个高带宽星座(如马斯克的星链星座)配对,至少部分用于在全球范围内分发数据,即使在对等国家冲突期间,更传统的单一通信卫星也将更容易受到敌人的广泛攻击,这将提供难以置信的弹性卫星通信能力。美国空军已经在利用Starlink来满足其未来的作战网络需求,并正在努力构建类似网状卫星网络,包括用于更具针对性的战略任务的网络。

它也不必像Starlink那样是分布式卫星通信概念。更为传统的卫星通信平台也将发挥作用。激光通信概念是这里的关键,激光卫星通信系统也具有极高的带宽,能够在短时间内发送大量数据。

这项技术已经被用于非机密领域的无人驾驶飞机。因此,考虑到RQ-180作为信息网关飞机非常适合这种通信应用。

更大的潜力

虽然在有争议的空域秘密运作的空中资产联网将是启用信息网关的RQ-180的关键作用,但其他资产也可以与它们联网。这包括可能在敌方领土内或非常接近敌方领土的海军和地面部队。

不过,任何连接到更大、更常见、甚至更不安全的网络的资产理论上都可以共享或利用解析RQ-180传递的信息。

像RQ-180这样的系统,或者其中一些同时在战场上空飞行,作为其数据连接职责的一部分,甚至可以为其下方的“客户”提供关键的导航能力,这些导航能力可能在GPS被切断的情况下发挥重大作用。

高飞纵深战略情报搜集平台

地面移动目标指示器(GMTI)雷达能力允许作战管理人员近实时地看到敌人的地面移动,然后快速调整他们的游戏计划,在敌人攻击甚至威胁友军之前,避免或消灭这些敌军。即使在和平时期,GMTI也已成为探测部队态势变化、记录敌军行动模式和识别新的潜在目标的关键能力。

除了这些功能之外,还有一个无源电子情报收集任务,可以通过机载天线和基于干涉测量的方法快速检测和定位射频发射威胁。

通过 SAR雷达拍摄的美国五角大楼和国会大厦

具有生存能力的不可生存平台

唯一的问题是,当涉及到这种性质的战略、广域雷达和电子监视时,美军目前执行这些侦察任务的飞机即使在有争议的空域附近也很容易受到攻击,它们无法深入到有争议的空域。如今,U-2的先进电子战系统可以给它提供一些保护,使其免受敌人的有限攻击,但它的设计根本不是为了进入敌方领空并在那里继续存在。飞行员面临风险的现实是另一个巨大的因素。RQ-4“全球鹰”虽然消除了飞行员的风险,但它完全是一个靶子。

这两种飞机都有能力从相对安全的空间收集SAR/GMTI、电子和光学情报。其他美国空中对峙监视资产,如RC-135V/W/U,以及前述的E-8C JSTARS飞机,更加脆弱,机上有数十名操作人员。

所以,要求很明确。你需要的东西不仅能在高空穿透敌方领空,而且能在那里长期存在,以便收集多种类型的高质量情报。结合起来,这些情报产品可以提供前所未有的保真度。你不仅可以飞到有争议的空域深处去发现敌人,而且你还可以观察他们的行动,而不让他们知道你在那里。

革命性的GMTI/SAR/ELINT中心

实际上,RQ-180是E-8C JSTAR、大多数“全球鹰”无人机、甚至是U-2的唯一替代品。网络功能也成为RQ-180计划的一部分,它可以做这些其他防区外资产所不能做的事情——支持在对等国家冲突期间分配空中战场情报收集任务。

这种分布式生态系统正在成为空军未来雷达情报收集战略的一个重要方面,该战略旨在取代JSTAR飞机。

这些在前线内外运作的各种各样的资产仍然需要能够传输他们收集的所有的雷达数据,以便指挥官能够近实时地利用这些数据。这也是RQ-180作为情报收集平台的用途之外的又一个用途。它可以在其巨大的视距范围内从这些不同的平台收集这些数据,同时在有争议的空域上运行,然后过滤和融合这些数据,然后将其发送到全球各地进行利用。RQ-180概念将网络和侦察这两种能力直接联系在一起。

装备侦察设备的RQ-180能够收集GMTI、SAR和ELINT,甚至可能收集一些图像情报。它的联网能力也应该能够将更多此类数据收集分发到整个战场的其他资产,从而产生比另一架易受攻击的雷达飞机或“全球鹰”更广泛、更具弹性的雷达情报收集能力,甚至RQ-180也能单独提供。

进化是关键,网络是王道

所有这一切是否意味着每架RQ-180飞机都需要配备侦察设备,并在任何时候都充当一个完整的联网网关?可能不会。完整的网络包可以是一个模块化的系统,可以根据不同的任务进行安装,或者可以存在两种类型的Q-180。但不管怎样,这架飞机需要安全的卫星通信能力来完成它的基本侦察任务。因此,将以侦察为中心的RQ-180演变成飞行信息网关,同时还执行其侦察功能,这不仅是一个合乎逻辑的演变,似乎满足了空军最紧迫的优先事项之一。

另一个值得注意的是,作为这架飞机GMTI/SAR能力的关键组成部分,同样强大和快速扫描的AESA雷达阵列也可用于高带宽安全通信,并对具有防御性质的目标进行电子攻击。因此,这种飞机将具有潜在的电子攻击能力,这不仅对其自身的生存,而且对其管辖范围内的部队在战场上的生存都是非常有利的。就通信而言,这些阵列可以将RQ-180与视线范围内的非卫星节点连接起来,例如地面入口点或海上入口点,甚至可以与数百千米外有争议领土边缘的非隐身平台连接起来。

最后,在整个等式中,通配符之一是B-21将复制什么能力,复制到什么程度?尽管如此,即使B-21的能力还不为人所知,至少在早期,RQ-180也能使B-21发挥作用,反之亦然。事实上,所有迹象表明,这两个机身,由同一制造商,诺斯罗普·格鲁曼公司,很可能是密切相关的,并设计为一个更大的系统家族。

F-117隐身战机的网络通信能力很差

联网能力

在所有表明RQ-180拥有核心联网任务以及侦察任务的指标中,两项公开承认的空军举措可能实际上是最强的。第一个是共同任务控制中心(CMCC)项目,第二个是先进作战管理系统(AMBS)。

革命性的作战生态系统

这也是反导系统的用武之地。今天,反导系统是一个影响深远的空军范围内的倡议,包括几十个命名的项目,从人工智能驱动的软件到硬件,再到实际的飞行器,都集中在开发和部署一系列分布式的全网络化能力,以彻底改变该军种的作战能力。

RQ-180似乎是将反导系统和共同任务控制中心(CMCC)项目完美结合在一起的下行部件,提供史无前例的侦察产品和发生在地球上最危险的地方的战争的态势感知和控制水平。RQ-180无人机很可能是空军未来空战生态系统中的“皇冠宝石”。

作者:宁浦 版权稿件,未经许可禁止转载

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