水面飞行器是指能在水面上滑行、起飞、降落和停泊的航空器,包括水陆两栖飞机和地效飞机。目前美军没有装备水面飞行器,但一直没有放弃对水面飞行器的技术研究,特别是今年美军分别提出了对水陆两栖飞机和地效飞机的研究需求,其背景是着眼于大国对抗。
新型水陆两栖飞行器技术概念清晰
近年来,随着美军的军事战略由反恐转向大国对抗,美军一直在探索远距离、高对抗环境下的作战概念。在与实力接近的大国进行对抗的作战环境下,在首波攻击中,美军前沿的大型基础设施将被对手摧毁而无法使用,在前沿美军将只能使用非常有限的基础设施。在印度洋-太平洋海域与对手进行高强度对抗中,如何进行后勤保障、补给、兵力投送、人员渗透和撤离,是美军一直思考的问题,所有这些行动都需要水上展开,在地球表面水域面积超71%,是重要的军事行动域。水陆两栖飞行器不需要跑道和固定的基地,是能在水上和陆上有效使用的装备之一。2016年美海军陆战队在进行兵棋推演中,其中就有关于水陆两栖飞行器在西太平洋海域的使用设想,下图显示了赛斯纳208、cl-415mp和us-2水上飞机从菲律宾马尼拉起飞所能到达的范围。从图中可以看出,上述现役典型两栖飞机的航程可以覆盖南海海域和东海海域,为美军在东海海域和南海海域的行动提供支持。水陆两栖飞行器是能将美军远距离分散的远征前沿基地(eab)连起来的一种效费比较高的装备。其中赛斯纳208采用浮筒式起落架,cl-415mp和us-2采用船式机身,us-2是日本自卫队的现役装备,日本海上自卫队装备了6架,主要承担搜索救援、救灾和人道主义救援等任务。
多型现役水上飞机在西太平洋使用的作战视图(美海军陆战队图片)
面对这样严酷的作战环境,美空军特种作战司令部(afsoc)正在研究使c-130具有水陆两栖能力的可行性,用于支援特种作战部队在滨海区域的作战行动,搭载特种作战部队从分散的滨海水域秘密渗透到任务区域,完成任何后再搭载特种作战部队安全撤离。目前该项目处于早期阶段,是afsoc优先采办项目之一。该项目设想在mc-130j“突击队员”ii运输机机身下部安装两个巨大的可拆卸两栖浮力改进(rafm:removable amphibious float modification)装置,该装置上有轮子,可使mc-130j具有两栖能力(mac):不仅能在水上漂浮和起降,还能在陆上滑行和起降。mc-130j增加的两栖使用能力,将提升美军使用的灵活性,可支援美军在拒止环境下执行穿插、撤离或其它特种作战任务,也可以为直升机和倾转旋翼机提高空中加油。2021年5月,美军特种作战司令部(socom)固定翼飞机项目执行主任(peo-fw)、空军上校肯×库布勒(ken kuebler)透露了mc-130j的两栖作战能力。肯×库布勒称美军正在与相关公司开展可行性和作战使用研究,使用数字工具(数字化设计、虚拟现实建模和计算机辅助设计)设计和验证各种概念设计方案,以加快研制进度和研制成本。2021年9月20日afsoc司令吉姆×斯莱弗(jim slife)中将对外称具有两栖能力的mc-130j的原型机将在2022年首飞。未来相关技术也将运用到其它的c-130型别,如ac-130“空中炮艇”飞机。
具有两栖能力的mc-130j在地面停放的艺术想象图
具有两栖能力的mc-130j在水面停放的艺术想象图
具有两栖能力的mc-130j在空中飞行的艺术想象图
mc-130j是c-130运输机的最新改进型,c-130是洛克希德公司在上世纪50年代研制的四发战术运输机,世界上使用最多的陆基运输机。该运输机航程远、内部空间大,后部有斜坡式货窗门,除了承担战术运输任务外,还可改进承担搜索救援、天气监测、海上巡逻、空中加油、武装攻击等任务。现在美军方和洛马公司设想在c-130的机身加上模块化浮力装置,使其可水陆两栖使用。但代价是增加了c-130的气动阻力和空机重量,大大减小了航程和有用载荷。模块化浮力装置可使c-130可使两栖型与陆基型具有通用的备件和保障训练系统,减小了使用和训练成本,提高了可使用率。除了在美军中使用外,水陆两栖型c-130在美国海岸警卫队中有广泛的用途,在执行搜索救援任务时,水陆两栖型c-130不仅可以向事故海域投送物资,还可以着水救援,使其搜救能力拓展到距离海岸线数千英里的海域。
一架mc-130正向一架cv-22进行空中加油
美军研制两栖型c-130的设想有数十年了,20世纪60年代洛克希德公司曾在c-130的基础上研制具有船体式机身的两栖飞行器,该两栖飞行器的两侧机翼装有浮筒,美海军资助和开发了无线遥控的缩比模型,但项目没有最终成功。
20世纪60年代洛克希德公司设想的船体机身两栖飞行器模型(两侧机翼有起浮筒)
20世纪90年代后期,洛马公司设想在c-130j运输机的机身两侧安装浮筒,使其成为能在水上起降的水上飞机。美海军对此设想感兴趣,用于在滨海区域支援“海豹”突击队的作战行动。在机身两侧安装巨大的浮筒增加飞机的气动阻力和空机重量,减小了航程有用载荷。
新型地效飞行器目标明确
地效飞行器是利用贴地面/水面飞行时,机翼与地面/水面产生的托举效应从而获得更大的载重。地效飞行器的巡航飞行高度通常为翼展的0.05~0.2倍,但某些机型在载重量较小的情况下,也可以短时间在地效外(离水面/地面的高度不超过150米)飞行。地效飞行器在贴近地面(或水面)飞行时的升阻比要比在高空时增加许多,其所需的推进功率较小。一架相同起飞重量的地效地效飞行器与普通固定翼飞机相比,其油耗可节省一半,有效载重系数比高25%~50%以上,航程可增加50%左右。地效飞行器在军用和民用两方面都有巨大的潜在优势:具有飞机的高速度、船舶的高装载量和高效费比、良好的耐波性和两栖能力。在国外地效飞行器的研究方面,前苏联/俄罗斯开展了大量的研究,并研制成功了若干型号,包括“里海怪物”、“雏鹰”系列(904型)、“鹞”系列(903型)等,其用途主要集中在海上运输、海上救援、海上攻击。除俄罗斯外,美国也积极开展地效飞行器的研究。20世纪90年代初期,美国防部国防高级研究计划局(darpa)资助爱瑞康(aerocon)公司研究了可搭载2000名乘客的“冲”1.6地效飞行器概念,该地效飞行器概念以300英尺(91.4米)长的“里海怪物”为模型。本世纪初期,波音公司还曾与darpa共同研究“鹈鹕”超大型地效运输飞行器,该地效飞行器在离海面6米的高度飞行,载重量为1270吨,一次可运载17辆m1坦克或3000名全副武装的士兵。该地效飞行器主要用于以海上运输和海上救援,甚至海上攻击。2005年该研究项目被取消。
美国对地效飞行器的研究一直没有停止,2021年8月darpa向工业界发布地效(wig)飞行器信息征询书(rfi),要求新设计的地效飞行器可以搭载超过100吨的有效载荷在高达4英尺(1.2米)的波浪中起飞、着水和飞行,能够搭载多型两栖工具,并且还要求制造成本要低。此外,还要求该地效飞行器还应该能够延长在地效区外飞行的时间,以规避障碍物和避免恶劣天气的影响,但主要巡航飞行段在地效区内,以增大航程、航时和生存力。darpa的rfi没有提出具体量化航程、航时和飞行速度的指标,但要求具有比船舶更高的速度、比垂直飞行器和海上飞机更高的有效载荷。位于弗吉尼亚州的初创企业“飞船”公司(flying ship company)一直在与darpa讨论未来的地效飞行器的概念。2021年7月该公司与一家欧洲客户签署了价值1亿美元的采购协议,销售一型设计载重6000磅(2722千克)、航程超过1000海里(1852千米)的无人混合动力电动地效飞行器。
darpa提出的地效飞行器设想图
几点看法
1、新型水面飞行器的使用区域和针对的对手明显
随着美军军事战略的转型,美军积极为高端对抗作准备:分散部署前沿作战力量,减小在首波被打击中的损失;提高远程、快速、机动、隐蔽的投送能力;提出分布式作战概念,强调火力集中、平台分散。美军在广袤的西太平洋海域行动,需要一种快速的力量投送手段,将各作战节点链接起来。在两栖飞行器的使用方面,美军明确指出具有两栖作战能力的飞机将在南海和东海的岛屿作战环境下使用,指出具有两栖能力的mc-130j将为美军的特种作战部队提供新的和独特的作战能力,尤其是远程作战和分布式作战;美军要求地效飞行器能够支援远征前沿基地作战行动(expeditionary advanced base operations)、分布式海上作战行动(distributed maritime operations)以及威胁环境下的后勤保障。目前美空军mc-130j飞行员已经开展了在恶劣环境下起降mc-130j的训练,以拓展mc-130j的能力。mc-130h也开展了类似环境下的飞行训练。
2、新型水面飞行器将执行多方面的任务
水面飞行器可在水面起降,不需要固定的跑道,使用灵活,安全性较好,能够执行多方面的任务。一是跨区域、远距离的兵力投送,水面飞行器特别是地效飞行器,具有较大的载重,主要用于运输任务,能够跨区域、远距离运输大型装备如m1主战坦克,美军曾经研究的“鹈鹕”地效飞行器可搭载1000吨的载重飞行达一万公里,当前新提出的地效飞行器的载重也达100吨;二是搜索救援,当发生海上灾难事故时,水面飞行器可在空中飞行搜索广阔的海面,向事故海域投送救援物资或着水救援;三是特种作战,mc-130j具有优良的低空飞行和夜间飞行的能力,减小被敌人发现的可能性,主要用于支援特种部队的渗透、撤离和补给任务;四是隐蔽攻击,地效飞行器载重量大,可携带大量的精确制导弹药,贴地高速飞行,隐蔽接敌,发射大量的精确制导弹药对目标进行精确打击;四是空射无人机,水面飞行器可携带大量的小型无人机,到达任务区后释放无人机,形成蜂群作战能力。
免责声明:本文根据转自空天防务观察,原作者陈宣友。文章内容系原作者个人观点,本公众号转载仅为分享、传达不同观点,如有任何异议,欢迎联系我们!
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转自丨空天防务观察
作者丨陈宣友
编辑丨郑实
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