無人之橋——美國欲開發艦載無人空中加油機淺析
2015年2月初，美國海軍的無人艦載空中偵察及打擊系統（UCLASS）在經過3年多的沉默期後終於有了進步一的消息。不過，它或許不再是一種察打一體的隱身機型，而轉變成一種名為艦載空中加油系統（CBARS）的新平台，本文就為您揭開它「變身」的秘密。
無人機還不能成為「牙齒」主力
美軍報告經常用「牙齒」代表戰鬥部隊，用「尾巴」代表非戰鬥部隊。作為新生力量的軍用無人機家族也正分化為兩類，即裝備炸彈、導彈甚至激光武器的武裝無人機和裝備雷達、光電感測器用於搜集情報的偵察無人機。目前，將無人機用於監視、偵察和情報（ISR）搜集是無人機的主要發展趨勢。多個國家也在開發類似MQ-1、MQ-9那樣的無人攻擊機，但就美國的經驗而言，對這類無人機的使用範圍也僅限於在低威脅戰場環境。
美國四大軍種都裝備有大量無人機，但近些年，美國海軍對發展適合本軍種的無人機則是傾近全力，力超其他軍種。大、中型無人機方面，除了已經部署的MQ-8B「火力偵察兵」艦載無人直升機、MQ-4C「人魚海神」無人海上偵察機，美國海軍還在推進艦載和潛艇搭載的無人機。2013年，X-47B在「布希」號航母上完成了一系列彈射起降的測試，為未來無人機從航母彈射起降開了先河。
艦載無人戰鬥/攻擊機取代有人戰機的畫卷彷彿就在眼前，這難免讓一些對顛覆性技術痴迷的「技術宅」們忘乎所以。美國海軍部長馬布斯甚至曾說，F-35將會是海軍最後款有人戰鬥機。這一預測雖有技術發展作為依據，但要在10-20年成為現實則不容樂觀，自從2013年8月，美國海軍向參與UCLASS項目競標的4家公司分別授予1500萬美元的初始設計合同算起，這個項目已經拖延了3年多。除美國海軍和國防部外，美國國會也參與了UCLASS項目需求分析。美國海軍和國防部希望該項目更側重ISR能力，而美國國會則希望其兼具強大的打擊和ISR能力。
美國海軍有P-8、P-3C、MQ-4C等岸基巡邏機提供海上ISR能力，這使得國會質疑他們是否還需要在航母上再重複搞一個ISR平台。對於能否搞成高性能的察打一體平台，這裡需要均衡考慮負載載荷（包括感測器、武器和燃油）、作戰半徑和隱身性。以X-47B的公開資料來看，其翼展18.92米，空重6噸多，最大起飛重量約20噸，航程3900公里。由於要保證隱身外形，因此該機不能外掛副油箱、感測器吊艙和武器，所有負載都要內置在機體內。從該機外形和數據可以推測其作戰半徑與F-35A（作戰半徑1100公里）相近。為讓昂貴的美國核動力航母在中國日益強大的反介入/區域拒止武器打擊下存活，美國專家估計從航母起飛的無人攻擊機的翼展需要至少在30米以上，最大起飛重量至少在30噸以上，內置彈倉載荷應在2.5-3噸，作戰半徑超過3000公里，滯空時間至少兩天。但進一步翻新設計又會進一步推高項目費用，並使得項目進度更加緩慢。
除了技術和費用上的困難，無人攻擊機面臨的可靠性和道德風險也是難以迴避的問題。由於遠程奔襲的無人攻擊機即便可由機上電腦自主操作，但在也離不開操作員通過數據鏈進行緊急情況下的干預和指令，這很可能成為被敵方電磁或網路攻擊的後門。2011年被伊朗軍方「擊落」的那架RQ-170無人偵察機，不但使伊朗網路戰部隊一鳴驚人，也將無人機的致命弱點暴露出來。自美國發動反恐戰爭以來，無人機對當地平民造成的附帶傷亡比炸死的極端分子要多許多，造成的民怨又進一步成為恐怖主義滋生的溫床，國際社會包括美國國內都有對奧巴馬政府不經法庭審判就用無人機處決恐怖嫌犯的做法予以譴責。因此，將無人戰鬥/攻擊機大規模應用於高威脅戰場上，必須慎之又慎。
無人機將成為「尾巴」主力
有專家認為，美國海軍航空兵面臨的自身缺陷不是戰機的質量和數量，而是其作戰半徑不能滿足遠程奔襲的內在需求。20年前（1996年），美國航母航空聯隊常規編製的75架戰機的平均作戰半徑為1500公里。而60年前（1956年），這一數值為2200公里。自從1991年A-3「天空武士」攻擊機退役以後，美國航母航空聯隊的平均載彈量就大幅下滑，但1996年的平均載彈量也有5.2噸。然而，到了最近10年間，無論是艦載機的作戰半徑還是載彈量都大幅下滑。美國海軍艦載航空兵現在以及未來的主力戰鬥機是F/A-18E/F和F-35C，前者的作戰半徑為744公里，後者為900多公里（由F-35A的數據推測，F-35C有經過強化的起落架和著艦尾鉤）。航空聯隊的艦載機總數也只有約60架，這是二戰後從未出現的情況。
要延伸「腿短」戰機的作戰半徑，甚至進行1萬公里的洲際打擊，最方便的就是讓大型空中加油機在中途為其進行多次空中加油。大型空中加油機一般由民航客機或軍用運輸機改裝而來，優勢是燃油儲量大，可為多架次、多批次的遠程奔襲機群加油。但也存在著靈活性差、自衛能力弱等缺點。對於航母艦載機而言，大型機尤其不適合配合航母艦載機使用。在近期美國領導的反恐聯盟對敘利亞和伊拉克進行的空中打擊行動中，經常可以看到安裝了錐套軟管適配器（BDA）的KC-135給F/A-18進行空中加油作業。有限的空中加油機和加油方式的限制使得習慣調動航母進行海外威懾的美國海軍頗為頭疼。
為了伴隨航母艦載機的遠征作戰行動，美國海軍主要轉而裝備任務加油機，也叫夥伴加油機，這根本原因是美國海軍專用軟管式空中加油系統，美國空軍專用硬管式加油系統。另一個原因是遠洋作戰不可能每個前沿基地都配備空中加油機，雖然大型空中加油機的基地布署考慮到了滿足全球需要，還是有空缺的地域。在實戰中，陸基大型加油機可能會出現趕到不及時或加油地點會接錯誤等各種難以預料的情況。不同於陸地的是，艦載加油機的意義不僅僅是滿足航程的增大，一旦航母自身被擊沉，或者降落裝置暫時發生事故，艦載戰鬥機就必須靠空中加油延長滯空時間。
自1960年代以來，美國海軍大量艦載戰鬥機、攻擊機及反潛機都具有任務加油能力，如A-3「空中戰士」、A-4「空中之鷹」、A-6「入侵者」、A-7「海盜」、F/A-18「大黃蜂」和S-3「北歐海盜」等。最具代表性的是KA-6D加油機，自1966年開始，美國海軍共改進了78架A-6A和12架A-6E作為任務加油機。KA-6D作為任務加油機，輸油量大，出勤率高，使用靈活，多次參加實戰，表現十分出色。如今，由KA-6D執行的加油任務已經由F/A-18E/F接替，因F/A-18E/F的加油設備為吊艙式，不是固定式，執行加油任務的飛機不需要佔用航空母艦上寶貴的載機量。
改裝後的F/A-18F任務加油機最多可掛5個副油箱。在典型航空聯隊3個副油箱的配置下，它攜帶的9000磅燃油可以將另外4架同型號戰機的航程延長1850公里。相比從前，1架KA-3能將12架同型號戰機的航程延長3300多公里，1架KA-6能將8架同型號戰機的航程延長3300多公里。這樣比較起來，F/A-18F任務加油機的加油能力要比它的兩個前輩都弱不少。此外，讓有限的F/A-18E/F戰鬥機去「客串」加油機角色，會加劇戰鬥機數量的短缺。據美國海軍透露，F/A-18E/F出勤架次的20%-30%都是執行加油任務。因此，美國海軍一直希望發展一款空中加油機取代顯露疲態的F/A-18E/F。
其實，讓UCLASS項目具備空中加油能力也決不是新概念。早在2014年，項目參與方就有消息透露出空中加油能力包含在其技術需求中的消息。可以想像，當美軍在亞太地區進行高強度作戰時，以航母為核心的海基空中力量將具備更大的作戰靈活性和生存力。航母編隊無需進入第二島鏈，只需在第一島鏈前沿空域設置幾個空中加油走廊，多架無人空中加油機在此為路過的飛機提供定點加油。即使被擊落也沒有機毀人亡的擔心。雖然海軍陸戰隊可用V-22傾轉旋翼機給戰機加油，海軍也有讓V-22作為航母貨運飛機的計劃，但海軍並不打算使用V-22這種慢速的、沒有任何隱身能力的飛機擔任這份重任。以全新無人機為平台將比以V-22旋翼機、E-2D預警機、S-3反潛機為平台改裝的空中加油機更加高效且低風險。
技術和資金都將是美國軍方開發無人空中加油機難以避免的問題。雖然已經有X-47B成功在航母上起降的成功經驗。但空中加油本身在兩架有人機之間都是高風險作業，更別提其中一架為無人機。無人機進行空中加油，面臨著無人系統、導航定位、感測和空氣動力學等多方面的挑戰。精確導航、精確測量跟蹤、精確飛行控制三個方面。由於空中加油階段是兩架飛機在高速運動間的相對運動，無論是對接階段還是加油階段都處於十分危險的狀態，因此為了能夠有效保障無人機加油階段的安全，保證會合、對接、加油和分離過程的順利進行，一套安全有效的飛行技術方案是十分必要的。若無人空中加油機真的上艦服役，那它不單是延伸航母遠程打擊的力量倍增器，還是發展未來自主型無人作戰平台的「橋樑」。
展望
百年後的海空戰場上，鏖戰在空中、水面和水下空間的將基本都是無人平台，有人作戰平台將屈指可數。當然，到那時，航母或許也失去存在的意義。未來，人們完全可以設計一種全新的作戰體系來取代航母打擊群。這種作戰體系的核心是一款大型洲際無人機/飛艇，使用太陽能或其他新型能源為燃料。而其上可搭載數十架用於執行空戰、對地攻擊或電子戰任務的中、小型無人機，其不再使用傳統燃燒化石燃料的發動機，取而代之的是全電推進發動機，就像當下最IN的特斯拉電動汽車一般。當中、小型無人機需要補給燃料時，它只需要飛近母機並展開一條可伸縮的系鏈，聯接上母機上的充電樁進行充電，一旦充電完成，無人機即可收回系鏈然後繼續完成飛行任務。
不要認為這是筆者的臆想，這已經是美國一個概念技術。2015年5月底，美國專利與商標局批准了波音公司2013年提出的一項自動無人機空中充電技術專利申請，專利主張的這項空中充電技術可以讓無人機在無需落地的情況下完成充電，從而實現不間斷的飛行。按照這種設計，只要飛行途中有充電樁，無人機就可以永不間斷地進行飛行，從而提高無人機的飛行效率和效能。就像陽光動力2號太陽能飛機進行的環球旅行一樣，如果儲能技術能夠大幅改進的話，有朝一日也許石油將成為「棄兒」，就像今日被西方發達國家棄用的煤炭一樣。
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