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戰術與裝備:水上魅影——美軍發展的新型水面飛行器

作者:全球技術地圖
戰術與裝備:水上魅影——美軍發展的新型水面飛行器
水面飛行器是指能在水面上滑行、起飛、降落和停泊的航空器,包括水陸兩栖飛機和地效飛機。目前美軍沒有裝備水面飛行器,但一直沒有放棄對水面飛行器的技術研究,特别是今年美軍分别提出了對水陸兩栖飛機和地效飛機的研究需求,其背景是着眼于大國對抗。

新型水陸兩栖飛行器技術概念清晰

近年來,随着美軍的軍事戰略由反恐轉向大國對抗,美軍一直在探索遠距離、高對抗環境下的作戰概念。在與實力接近的大國進行對抗的作戰環境下,在首波攻擊中,美軍前沿的大型基礎設施将被對手摧毀而無法使用,在前沿美軍将隻能使用非常有限的基礎設施。在印度洋-太平洋海域與對手進行高強度對抗中,如何進行後勤保障、補給、兵力投送、人員滲透和撤離,是美軍一直思考的問題,所有這些行動都需要水上展開,在地球表面水域面積超71%,是重要的軍事行動域。水陸兩栖飛行器不需要跑道和固定的基地,是能在水上和陸上有效使用的裝備之一。2016年美海軍陸戰隊在進行兵棋推演中,其中就有關于水陸兩栖飛行器在西太平洋海域的使用設想,下圖顯示了賽斯納208、cl-415mp和us-2水上飛機從菲律賓馬尼拉起飛所能到達的範圍。從圖中可以看出,上述現役典型兩栖飛機的航程可以覆寫南海海域和東海海域,為美軍在東海海域和南海海域的行動提供支援。水陸兩栖飛行器是能将美軍遠距離分散的遠征前沿基地(eab)連起來的一種效費比較高的裝備。其中賽斯納208采用浮筒式起落架,cl-415mp和us-2采用船式機身,us-2是日本自衛隊的現役裝備,日本海上自衛隊裝備了6架,主要承擔搜尋救援、救災和人道主義救援等任務。

戰術與裝備:水上魅影——美軍發展的新型水面飛行器

多型現役水上飛機在西太平洋使用的作戰視圖(美海軍陸戰隊圖檔)

面對這樣嚴酷的作戰環境,美空軍特種作戰司令部(afsoc)正在研究使c-130具有水陸兩栖能力的可行性,用于支援特種作戰部隊在濱海區域的作戰行動,搭載特種作戰部隊從分散的濱海水域秘密滲透到任務區域,完成任何後再搭載特種作戰部隊安全撤離。目前該項目處于早期階段,是afsoc優先采辦項目之一。該項目設想在mc-130j“突擊隊員”ii運輸機機身下部安裝兩個巨大的可拆卸兩栖浮力改進(rafm:removable amphibious float modification)裝置,該裝置上有輪子,可使mc-130j具有兩栖能力(mac):不僅能在水上漂浮和起降,還能在陸上滑行和起降。mc-130j增加的兩栖使用能力,将提升美軍使用的靈活性,可支援美軍在拒止環境下執行穿插、撤離或其它特種作戰任務,也可以為直升機和傾轉旋翼機提高空中加油。2021年5月,美軍特種作戰司令部(socom)固定翼飛機項目執行主任(peo-fw)、空軍上校肯×庫布勒(ken kuebler)透露了mc-130j的兩栖作戰能力。肯×庫布勒稱美軍正在與相關公司開展可行性和作戰使用研究,使用數字工具(數字化設計、虛拟現實模組化和計算機輔助設計)設計和驗證各種概念設計方案,以加快研制進度和研制成本。2021年9月20日afsoc司令吉姆×斯萊弗(jim slife)中将對外稱具有兩栖能力的mc-130j的原型機将在2022年首飛。未來相關技術也将運用到其它的c-130型别,如ac-130“空中炮艇”飛機。

戰術與裝備:水上魅影——美軍發展的新型水面飛行器

具有兩栖能力的mc-130j在地面停放的藝術想象圖

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具有兩栖能力的mc-130j在水面停放的藝術想象圖

戰術與裝備:水上魅影——美軍發展的新型水面飛行器

具有兩栖能力的mc-130j在空中飛行的藝術想象圖

mc-130j是c-130運輸機的最新改進型,c-130是洛克希德公司在上世紀50年代研制的四發戰術運輸機,世界上使用最多的陸基運輸機。該運輸機航程遠、内部空間大,後部有斜坡式貨窗門,除了承擔戰術運輸任務外,還可改進承擔搜尋救援、天氣監測、海上巡邏、空中加油、武裝攻擊等任務。現在美軍方和洛馬公司設想在c-130的機身加上子產品化浮力裝置,使其可水陸兩栖使用。但代價是增加了c-130的氣動阻力和空機重量,大大減小了航程和有用載荷。子產品化浮力裝置可使c-130可使兩栖型與陸基型具有通用的備件和保障訓練系統,減小了使用和訓練成本,提高了可使用率。除了在美軍中使用外,水陸兩栖型c-130在美國海岸警衛隊中有廣泛的用途,在執行搜尋救援任務時,水陸兩栖型c-130不僅可以向事故海域投送物資,還可以着水救援,使其搜救能力拓展到距離海岸線數千英裡的海域。

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一架mc-130正向一架cv-22進行空中加油

美軍研制兩栖型c-130的設想有數十年了,20世紀60年代洛克希德公司曾在c-130的基礎上研制具有船體式機身的兩栖飛行器,該兩栖飛行器的兩側機翼裝有浮筒,美海軍資助和開發了無線遙控的縮比模型,但項目沒有最終成功。

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20世紀60年代洛克希德公司設想的船體機身兩栖飛行器模型(兩側機翼有起浮筒)

20世紀90年代後期,洛馬公司設想在c-130j運輸機的機身兩側安裝浮筒,使其成為能在水上起降的水上飛機。美海軍對此設想感興趣,用于在濱海區域支援“海豹”突擊隊的作戰行動。在機身兩側安裝巨大的浮筒增加飛機的氣動阻力和空機重量,減小了航程有用載荷。

新型地效飛行器目标明确

地效飛行器是利用貼地面/水面飛行時,機翼與地面/水面産生的托舉效應進而獲得更大的載重。地效飛行器的巡航飛行高度通常為翼展的0.05~0.2倍,但某些機型在載重量較小的情況下,也可以短時間在地效外(離水面/地面的高度不超過150米)飛行。地效飛行器在貼近地面(或水面)飛行時的升阻比要比在高空時增加許多,其所需的推進功率較小。一架相同起飛重量的地效地效飛行器與普通固定翼飛機相比,其油耗可節省一半,有效載重系數比高25%~50%以上,航程可增加50%左右。地效飛行器在軍用和民用兩方面都有巨大的潛在優勢:具有飛機的高速度、船舶的高裝載量和高效費比、良好的耐波性和兩栖能力。在國外地效飛行器的研究方面,前蘇聯/俄羅斯開展了大量的研究,并研制成功了若幹型号,包括“裡海怪物”、“雛鷹”系列(904型)、“鹞”系列(903型)等,其用途主要集中在海上運輸、海上救援、海上攻擊。除俄羅斯外,美國也積極開展地效飛行器的研究。20世紀90年代初期,美國防部國防進階研究計劃局(darpa)資助愛瑞康(aerocon)公司研究了可搭載2000名乘客的“沖”1.6地效飛行器概念,該地效飛行器概念以300英尺(91.4米)長的“裡海怪物”為模型。本世紀初期,波音公司還曾與darpa共同研究“鹈鹕”超大型地效運輸飛行器,該地效飛行器在離海面6米的高度飛行,載重量為1270噸,一次可運載17輛m1坦克或3000名全副武裝的士兵。該地效飛行器主要用于以海上運輸和海上救援,甚至海上攻擊。2005年該研究項目被取消。

美國對地效飛行器的研究一直沒有停止,2021年8月darpa向工業界釋出地效(wig)飛行器資訊征詢書(rfi),要求新設計的地效飛行器可以搭載超過100噸的有效載荷在高達4英尺(1.2米)的波浪中起飛、着水和飛行,能夠搭載多型兩栖工具,并且還要求制造成本要低。此外,還要求該地效飛行器還應該能夠延長在地效區外飛行的時間,以規避障礙物和避免惡劣天氣的影響,但主要巡航飛行段在地效區内,以增大航程、航時和生存力。darpa的rfi沒有提出具體量化航程、航時和飛行速度的名額,但要求具有比船舶更高的速度、比垂直飛行器和海上飛機更高的有效載荷。位于弗吉尼亞州的初創企業“飛船”公司(flying ship company)一直在與darpa讨論未來的地效飛行器的概念。2021年7月該公司與一家歐洲客戶簽署了價值1億美元的采購協定,銷售一型設計載重6000磅(2722千克)、航程超過1000海裡(1852千米)的無人混合動力電動地效飛行器。

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darpa提出的地效飛行器設想圖

幾點看法

1、新型水面飛行器的使用區域和針對的對手明顯

随着美軍軍事戰略的轉型,美軍積極為高端對抗作準備:分散部署前沿作戰力量,減小在首波被打擊中的損失;提高遠端、快速、機動、隐蔽的投送能力;提出分布式作戰概念,強調火力集中、平台分散。美軍在廣袤的西太平洋海域行動,需要一種快速的力量投送手段,将各作戰節點連結起來。在兩栖飛行器的使用方面,美軍明确指出具有兩栖作戰能力的飛機将在南海和東海的島嶼作戰環境下使用,指出具有兩栖能力的mc-130j将為美軍的特種作戰部隊提供新的和獨特的作戰能力,尤其是遠端作戰和分布式作戰;美軍要求地效飛行器能夠支援遠征前沿基地作戰行動(expeditionary advanced base operations)、分布式海上作戰行動(distributed maritime operations)以及威脅環境下的後勤保障。目前美空軍mc-130j飛行員已經開展了在惡劣環境下起降mc-130j的訓練,以拓展mc-130j的能力。mc-130h也開展了類似環境下的飛行訓練。

2、新型水面飛行器将執行多方面的任務

水面飛行器可在水面起降,不需要固定的跑道,使用靈活,安全性較好,能夠執行多方面的任務。一是跨區域、遠距離的兵力投送,水面飛行器特别是地效飛行器,具有較大的載重,主要用于運輸任務,能夠跨區域、遠距離運輸大型裝備如m1主戰坦克,美軍曾經研究的“鹈鹕”地效飛行器可搭載1000噸的載重飛行達一萬公裡,目前新提出的地效飛行器的載重也達100噸;二是搜尋救援,當發生海上災難事故時,水面飛行器可在空中飛行搜尋廣闊的海面,向事故海域投送救援物資或着水救援;三是特種作戰,mc-130j具有優良的低空飛行和夜間飛行的能力,減小被敵人發現的可能性,主要用于支援特種部隊的滲透、撤離和補給任務;四是隐蔽攻擊,地效飛行器載重量大,可攜帶大量的精确制飛彈藥,貼地高速飛行,隐蔽接敵,發射大量的精确制飛彈藥對目标進行精确打擊;四是空射無人機,水面飛行器可攜帶大量的小型無人機,到達任務區後釋放無人機,形成蜂群作戰能力。

免責聲明:本文根據轉自空天防務觀察,原作者陳宣友。文章内容系原作者個人觀點,本公衆号轉載僅為分享、傳達不同觀點,如有任何異議,歡迎聯系我們!

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轉自丨空天防務觀察

作者丨陳宣友

編輯丨鄭實

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