中國反航母體系又有新成員？太陽能無人機性能究竟如何

本文供稿：虹攝庫爾斯克 潛水熊

美國《國家利益》雙月刊網站6月10日刊發扎卡里·凱克的文章《中國可能有擊沉美國航母的新辦法》。該文稱：中國宣布一種可能是其反介入/區域拒止（A2/AD）戰略中關鍵組成部分的系統有了突破性進展——中國大型太陽能無人機「彩虹」首次在2萬米高空飛行。由於如何進行反航母作戰一直是國內軍事愛好者非常熱衷的話題之一，所以「彩虹」太陽能無人機進行反航母作戰的話題一經提出，就引起了比較廣泛的熱烈討論。那麼「彩虹」太陽能無人機在反航母體系中到底能否發揮作用？

從戰略層面來看，地球上的海洋不僅是最重要的貿易通道，也是一個國家領土主權的重要組成部分。當前，維護海洋權益和領海主權是我們建設成為海洋強國的基本保障，對於我國的政治、軍事和經濟等都具有深遠的影響。為了維護世界和平、國家的長治久安以及可能的「反分裂」軍事鬥爭行動等，都需要我國具備一定的現代化海洋監視能力。

一般來說，海洋監視能力主要體現在監控海洋資源、海上貿易和海事航運等，特別是在軍事上，要能夠監控和掌握主要戰略方向上有關國家的重要軍港或者海軍基地、各種水面艦船、潛艇/無人水下航行器、海空軍飛機等的部署、活動、出航、航行、訓練、演習等各種情況。長期以來，用於執行面向軍事目的海洋監視任務的傳統裝備是在各類岸基觀通站、遠程雷達站、電子情報站、信號情報站、水聲基陣等支持和引導下的水面艦船、各類巡邏飛機、衛星等。

但是各有利弊，比如水面艦船雖然可以在海上長時間巡航，但是航速較低、受各種天氣海況影響較大、對海空覆蓋範圍小，監視效率低下等；各類巡邏飛機，留空時間相對較短、任務和維護成本較高、飛行高度較低影響到感測器視場等；衛星軌道固定、對同一海域的重訪周期較長、不能及時響應需求、研製和發射成本高昂等。因此，作為想在海洋方向上有所作為的國家，想要真正擁有和運作一個能夠發揮作用的完整的海洋監視體系是需要巨大投入和長期堅持的，這也是綜合國力的一個展現。

正因為如此，太陽能無人機看上去是一個非常好的選擇，能夠利用太陽能進行長達數月甚至數年的超高空巡航飛行，對海空覆蓋範圍大、飛行成本較低，既可以彌補各種巡邏飛機飛行高度和巡航時間的不足，又可以解決衛星成本過高和星座密度不足的問題，能夠以較低成本和較短時間建立一個覆蓋我國主要戰略方向的海洋監視體系，在戰時承擔對敵對國家以航空母艦為代表的大型水面戰鬥艦船的探測、識別、跟蹤甚至中繼制導等任務，有效拒止武力干涉，維護和保衛我國的領土主權和海洋權益。那麼，太陽能超高空無人機是不是真的能承擔起這樣一個重任，進而在反航空母艦作戰中扮演關鍵角色？

首先，從軍事對抗角度來分析，海洋監視系統的目標物包括水面艦船（編隊）、潛艇/無人水下航行器、海空軍的各種飛機等，其中最主要的是水面艦船（編隊），包括航行中的、港口或者近岸駐泊的各種類型水面戰鬥艦船和大型軍輔船。從幾何特徵來看，這些目標物尺寸從幾十米到幾百米，與戰鬥車輛、戰機和導彈相比，是幾何尺寸和外形都較大的目標物體。從運動特徵來看，這些目標物體如果不是在港口或者近岸海域處於靜止狀態，就是大多以中低航速在海洋中進行運動（近勻速直線運動或者多段近勻速直線運動的組合）。

從信號特徵來看，這些目標物很難像地面部隊的坦克、火炮等裝備那樣藉助地形、地物或者人造工程進行隱蔽和偽裝，而且主體結構以鋼質為主，對雷達波反射明顯。此外，目標物的通信、雷達、導航等多種電子設備也在無時不刻向外進行電磁輻射，能夠被無源探測裝備截獲偵收。另外，目標物在海洋表面的航行會產生一定的尾跡和發動機廢氣，這些也為光電和紅外聯合探測創造了條件。

現代化的航空母艦，堪稱「海上巨無霸」，動輒幾萬噸到十萬噸排水量，體積巨大，滿載各種艦載機和作戰人員，航速甚至可以達到32節的高速。作為目標物來說，各種特徵都是非常明顯的，即使竭力進行自身偽裝和欺敵作業，在現代化海洋監視手段下也很難「瞞天過海」，一旦被發現和探測，暴露行蹤，將成為軍事打擊的重點目標。如果在未來可能的海上軍事對抗中，太陽能空無人機能夠利用自身攜帶的有效載荷在較遠距離上發現敵對國家的航母編隊，進而展開識別和精密跟蹤，為我軍各種遠程打擊武器提供目標指示、火控參數和打擊效果評估等支持，那確實可以更加有利於我軍掌控戰場態勢，對敵造成巨大威懾效果，進而贏得勝利。

但是，我們知道，航母是在海洋上活動的大型水面戰鬥艦船，不能只從軍事對抗層面來思考，還要考慮到其活動的海洋環境背景。從海洋環境背景來分析，海洋監視環境背景範圍廣大，而目標物的分布密度較低，但算航母分布密度則更低。海洋環境雖然沒有陸地環境那麼複雜，但是也要考慮到近岸、島嶼、海峽等地理因素對海洋監視的制約，影響到對目標物估算和判讀。

海洋環境的氣象海況因素也對海洋監視效果和監視資源的選擇造成較大影響，比如在惡劣海況或者不良天侯下，對目標物的虛警率和漏判概率會大大增加。對於監視資源來說，為了響應全天候海洋監視任務，就需要動員比較昂貴和稀少的機載或者星載合成孔徑雷達監視系統（SAR）進行作業。而對於光電和紅外聯合監視系統來說，視場覆蓋範圍較小，數據處理量大，很容易受天氣和海況因素制約，對廣闊海洋上分布密度極低的航空母艦進行偵測和監視，無異是大海撈針。

航空母艦一旦出海執行軍事行動，必然會嚴格進行電磁輻射管制，無源被動探測手段很難奏效。尤其是美國海軍的主要水面戰鬥艦船，經常裝備與航空母艦同型的雷達、通信和導航設備，很難根據其信號特徵和配屬雷達，建立起可靠的目標物識別的依據和判斷。由此可以看出，以航空母艦為代表的大型水面戰鬥艦船在複雜的海洋環境背景下，並不是那麼容易能夠被發現和探測的。

再次，從太陽能無人機本身來說，現有的太陽能臨近空間無人機對結構質量要求很高，大多採用大展弦比柔性機翼，以承載太陽能電池板和儲能電池，這就導致太陽能無人機存在翼載荷小、載荷能力差、外形尺寸過大等不足。而且受限於目前技術水平，其太陽能電池轉換效率還較低，一般在15-20%，機載二次電源的鋰硫電池（Li-S）功率密度一般在400Wh/Kg，夏季正午垂直照射的太陽光能量密度最大只有1000W/平米，而冬季只有夏季的四分之一，這就導致了除了維持飛行動力的需要。

超高空太陽能飛機能夠提供給航電系統和任務載荷的電能是非常有限的，在夜間飛行中，也無法給有效載荷供電，保障其全時開機。目前來看，太陽能超高空無人機只能夠攜帶較為輕量化和耗電較低的緊湊型光電和紅外有效載荷，至於機載合成孔徑雷達系統這樣需要較大天線孔徑和耗電量的「重量級」裝備，暫時還很難攜載，這也造成太陽能無人機的海洋監視能力較為有限，至少在目前這個發展階段，很難滿足全天候條件下海上軍事對抗尤其是反航母作戰的需求。

儘管從目前看，超高空太陽能無人機在反航母作戰中限制較多，但我們相信，超高空太陽能無人機作為一種新概念航空器，隨著高強度輕質石墨烯結構新材料、新型光電池、新型儲能手段等關鍵技術的不斷進步和成熟，以及航空總體技術、計算分析手段、低雷諾數空氣動力學理論的深入研究，以「彩虹」新型超高空太陽能無人機為代表的超高空太陽能無人機家族必將在未來承擔起越來越多的用途。它不但能夠為人類社會生活不斷進步發揮巨大作用，還能夠通過無縫對接多機數據鏈的協同方式，與衛星、預警機、多用途海上巡邏機配合，最終構建起較為嚴密的現代化海洋監視體系，成為未來海戰中的「千里眼」和「順風耳」。

全文完，謝謝閱讀。

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