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BOB半岛:俄罗斯军用无人机(中):无人机产业发展史

  多年来,俄罗斯对其无人机产业进行了广泛的投资,并发展出了多种型号的军用无人机。俄乌冲突爆发前,俄军组建了多支专业的无人机部队,并装备有多种型号的无人机。然而,俄乌冲突爆发后不久,俄军的无人机就损失大半,不得不依靠进口的无人机进行作战。经过多年发展的俄罗斯无人机产业为何无法满足其军队的作战需求?未来俄罗斯无人机产业将何去何从?本文将根据美国外交政策研究所发布的报告《俄罗斯军用无人机:无人机行业的过去、现在和未来》,对俄罗斯无人机产业进行简要的介绍和探究,本报告将分为上中下三篇,上篇介绍俄罗斯军用无人机产业的发展史,中篇介绍其现在面临的困境,下篇则介绍其实战表现和未来解决方案。

  21世纪10年代,俄罗斯军方能够使用进口的零部件和工业生产设备来研发和生产多种无人机。截至2016到2017年,每架俄罗斯制造的军用无人机中,进口部件所占比例高达80%。俄罗斯能够依靠全球供应链发展自己的无人机产业。为了生产无人机,俄罗斯还从欧洲、美国、以色列、日本和其他国家进口电子设备、发动机和工业生产设备。

  到2022年,俄罗斯无人机产业能够为俄罗斯军队提供2000到3000架不同类型的无人侦察机。然而,攻击无人机和巡飞弹在其中所占的比例可能非常小。

  俄罗斯还有几十家无人机制造承包商和分包商。然而,2022到2023年,俄罗斯无人机的生产却仍然依赖于大量的进口光学元件和电子元件,而这只是俄罗斯所面临挑战的一部分。

  俄罗斯所面临的另一个问题是发动机短缺。这一问题也解释了为什么俄罗斯无法对前苏联无人机(如图-141“雨燕”无人机、图-143“航班”无人机或“翅膀”(Krylo-1)无人机)进行现代化改造。上世纪的小型燃气涡轮发动机并不耐用,而俄罗斯国内至今仍无法持续批量生产能够用于上述无人机的发动机。

  不过,俄罗斯的发动机研发工作也并非毫无成就。位于莫斯科的俄罗斯国有中央航空发动机研究所(Central Institute of Aviation Motors)与位于雅罗斯拉夫尔州加夫里洛夫-亚姆的加夫里洛夫-亚姆斯基机械设备厂(GMZ Agat plant)共同开发了APD-100/120活塞发动机,该发动机性能与奥地利制造的Rotax914活塞发动机类似,主要装备在“猎户座”无人机上使用。APD-100/120发动机重96千克,而Rotax914发动机及其所有辅助系统的总重仅为74.7千克。此外,APD-100/120发动机仍有50个零件(3.6%)来自国外,这些零件主要用于该发动机的燃料系统。目前,APD-100/120活塞发动机仍处于研发阶段。

  2022年,喀琅施塔得公司投资125亿卢布(1.7亿美元)在杜布纳建造了一家无人机工厂,以生产“猎户座”无人机。该公司希望此工厂2024年的年产量能达到45架,但目前尚不清楚在无法获得俄罗斯国产发动机和Rotax发动机的情况下,该厂如何能够实现这一产量。此外,目前尚不清楚喀琅施塔得公司在2022年之前购买了多少台Rotax914发动机,也不知道该公司是否能够通过第三国继续采购这些发动机。

  克里莫夫股份公司(ODK-Klimov)是俄罗斯联合发动机公司的子公司,该公司开发了VK-800SM涡轮螺旋桨发动机,计划用于“阿尔提乌斯”无人机。在2021年之前,该公司计划在该型无人机上使用德国制造的REDA03柴油发动机。

  每架“阿尔提乌斯”无人机都配备有两台发动机,在装备不同发动机时其重量可能会有显著差异,这是因为VK-800SM涡轮发动机比REDA03柴油发动机轻得多,前者重170千克,而后者却重达360千克。显然,装备VK-800SM涡轮发动机的该型无人机会更具优势,但该发动机的验证工作要到2024年底才能完成,目前还无法实现量产。该发动机计划用于“阿尔提乌斯”无人机和新型LMS-901Baikal轻型单引擎商用飞机上,计划年产量在20至25台之间。然而,在2024年之后,俄罗斯将很难每年生产两架以上的“阿尔提乌斯”无人机,而这可能还是比较乐观的预期。

  此外,俄罗斯国产的APD-500活塞发动机也可用于“阿尔提乌斯”无人机。该发动机由俄罗斯中央航空发动机研究所(Central Institute of Aviation Motors)与俄罗斯中央汽车和发动机研究所(NAMI)共同研发,其性能与REDA03发动机相当,但却使用汽油而非柴油。APD-500活塞发动机源自NAMI在2010年代与保时捷公司合作进行的汽车发动机研发项目。这意味着该发动机必须依赖进口部件,尤其是燃料系统(包括喷油器)和控制系统。目前尚不清楚俄罗斯是否能够在本国独立量产APD-500活塞发动机。这种发动机的不确定性意味着,短期内不会有大量的“阿尔提乌斯”无人机进入俄军中服役。

  乌拉尔民用航空厂也致力于为“前哨”无人机寻找替代发动机,该型无人机目前使用的是德国制造的Limbach L550发动机或者澳大利亚制造的Jabiru2200发动机。APD80发动机是俄罗斯研制出的第一个本土替代发动机,该发动机使用了Jabiru2200发动机的整个气缸结构和一些其他系统。在此基础上,俄罗斯于2019年又发展出了APD-85发动机。然而,直到2022年,这款发动机仍存在一些问题。表2显示了乌拉尔民用航空厂的“前哨”无人机生产计划。目前尚不清楚该计划自2022年2月24日以来是否接受过审查,但根据该厂所公布的生产计划来看,APD-85发动机的年产量可能微不足道,并且其批量生产工作可能要等到2025年之后才能启动。

  此外,处于研发阶段的“猎人”无人机需要一个不带加力燃烧室的发动机,以适应其尺寸。然而,在不带加力燃烧室的情况下,俄罗斯国产AL-31FP发动机和AL-41F1S发动机的最大推力分别为74.5千牛(kN)和76千牛(kN)。这使得上述两款发动机性能可能与正在研发的PD-8涡轮风扇发动机相差无几,该发动机最大推力为78千牛,使用寿命约为8,000小时,具备更高的燃油效率,计划用于俄罗斯国产SSJ-100商用支线飞机。然而,由于PD-8涡轮风扇发动机的研发工作始于2019年,比S-70“猎人”无人机晚了7年,因此该型无人机并未采用这种新型发动机。尽管该型无人机预计将于2025年开始批量生产,而PD-8发动机计划于2024年开始批量生产,但该型无人机仍然很难改用此型号的发动机。

  俄罗斯面临的另一个难题是其国内缺少先进的工业生产设备。整个俄罗斯军事工业都依赖于德国、美国、日本、法国、意大利、瑞典和韩国的工业生产设备,其无人机制造商也不例外。21世纪00年代到10年代,俄罗斯一直在向德国西门子公司、日本发那科公司(FANUC)、瑞典迈康尼公司(Mycronic)、美国捷力精机公司(Akira- Seiki)、日本马扎克公司(Mazak)以及日本台达电子集团(DeltaElectronics)等公司采购工业生产设备。2022年初,俄乌冲突爆发,西方对俄罗斯进行了严厉的经济制裁,其无法再从这些公司采购工业生产设备,而中国、伊朗和朝鲜都无法向俄罗斯提供同等质量的工业生产设备。目前,美国及其盟国还在不断采取新的措施,以进一步阻止俄罗斯获得先进的工业设备、零部件、软件以及特殊冷却剂。

  包括机械控股公司(Mekhanika Holding)、斯坦控股公司(STAN Holding)、科夫罗夫机电厂(Kovrov Electro Mechanical Plant)和彼尔姆金属加工工具厂(Perm Metal Working Tools Plant)在内的俄罗斯先进工业设备制造公司,也依赖于美国、欧洲和亚洲公司所提供的指挥控制系统、电动发动机以及其他关键部件。因此,从长远来看,俄罗斯目前的无人机研发计划和无人机生产制造工作将受到严重影响。

  即使俄罗斯能够维持其采购先进工业生产设备的有限渠道,并试图用中国和朝鲜的工业生产设备取而代之,其国有企业和国有控股工厂之间也会为设备和有资质的生产人员展开竞争。这意味着俄罗斯客观上需要缩小无人机项目的规模。

  总而言之,俄罗斯无人机制造工业基地只有依赖全球供应链才能有效运作。目前,由于俄罗斯与大多数供应链隔绝,因此其在无人机研发和制造工作中遇到了许多问题。为适应这一新的现实,俄罗斯无人机生产商将不可避免地简化制造流程,进一步推迟启动最尖端无人机的批量生产工作,并可能降低其产量。返回搜狐,查看更多