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诞生于1917年的无人机,是一种经无线电遥控设备或由自身程序控制的不载人飞行器。作为有人驾驶飞行器的孪生兄弟,“不起眼”的无人飞机一度难与歼击机、轰炸机和强击机等老大哥“平起平坐”。但是,在海湾、科索沃、阿富汗、伊拉克等近几场局部战争中,无人机的“侠影”却频频飞入人们视野,侦察监视得心应手、突防轰炸屡建奇功,打造了现代战争的一幕幕“神话”,目前,一场前所未有的无人机研究热正在兴起。
一
在现代高技术条件下的陆、海、空、天、电五维一体的战争中,无人机主要有以下几种使用方式。
(一)用于侦察与监视。无人机续航时间长,体积小,飞行高度比较高,不易被敌方发现,可对战场有效地进行长时间、实时侦察与监控,以获取绝对的信息优势。在伊拉克战争中,美军利用无人机执行侦察与监视任务,使战场变得单向透明。如“指针”近距离手提无人机,主要用于近距离侦察和目标捕获。“猎犬”短程长航时无人机,主要用于执行大范围的昼夜监视和侦察任务。“全球鹰”高空长航时无人机,因装备了先进的侦察探测设备,能穿云透雾,在夜间和阴雨天气照常执行任务,对远距离目标实施全天候、全时段的动态监视。
(二)用作目标指示平台。无人机作为对敏感目标瞄准的辅助手段,可在空中与有人作战飞机进行实时数据传输,缩短传感器与射手的杀伤链周期。美军在伊拉克战争中首次使用“全球鹰”高空长航时无人机作为情报、监视和侦察平台,与有人作战飞机进行联合作战,为F/A-18C战斗机传递数据,攻击伊拉克导弹系统,取得了显著战果。
(三)实施精确打击。无人机可对敌机动部队和移动目标进行实时跟踪,为精确打击武器提供情报支持。在伊拉克战争中,美军的“捕食者”中空长航时无人机还携带“海尔法”反坦克导弹,对伊军的自行高炮实施了精确打击。此外,美军还发射反辐射无人机在伊军地面雷达上空巡航待机,一旦伊军地面雷达开机即可实施自杀式攻击。
(四)用于战场毁伤评估。无人机可实施作战信息反馈,对目标的毁伤进行高分辨率评估和信息反馈,用以支持作战部队对目标的再次打击。如美军“影子200”小型战术无人机和“猎犬”短程长航时无人机都曾用于遂行战场毁伤评估任务。
(五)充当诱饵机。可利用无人机作为诱铒,诱使敌军雷达及其他电子设备开机,获取有关电子信息。还可模拟显示假目标,引诱敌防空部队开火,使其暴露目标,有人作战飞机紧随其后对这些目标实施重点精确打击。
除此之外无人机还能执行探雷、防核生化探测、通信、电子干扰、炮火校射、激光制导、反装甲、反辐射、反舰艇、定点轰炸,甚至还可以拦截战术导弹和巡航导弹,代替人员在核生化或其它特殊条件下执行作战任务。
二
随着现代信息技术、微电子技术和新材料技术的迅速发展,军用无人机得到了空前的开发和运用。各国重视发展无人机主要基于以下几个原因:
(一)价格低廉,不惧伤亡。与有人作战飞机相比,无人机具有成本低、效费比高的巨大优势。无人机设计构造简单、尺寸小、重量轻、使用方便、易于操作和维护,其研制费用、生产成本和维修保障费用与有人飞机相比要低得多,一般认为无人机的造价只相当于有人机的十分之一或更少,并且还可节省大量的人员培训费用。例如美军最先进的“全球鹰”和“暗星”无人侦察机,其研制费用均不超过2亿美元。此外,随着一些高技术装备的问世和应用,无人机已经可以执行部分空中格斗、对地攻击等过去有人作战飞机才能完成的作战任务。如美军的“捕食者”无人机,可以携带“海尔法”反坦克导弹,具备了相当的对地攻击能力。
(二)隐蔽性好,生命力强。无人机与有人驾驶飞机相比,无论是体积、重量,还是反射面积都要比后者小得多,再加上它独特精巧的设计以及机体表面涂敷有隐形性能极好的涂料,使得它的暴露率几乎呈几何级数减小。与此同时,无人机还有一个极为突出的特点,即不受人为因素,如过载因素的制约,因而可以最大限度地飞到适合其特点的速度、高度、航程等,也可以通过超加速升降、倒飞、急转弯飞行等方式,来增加隐蔽性和提高生存能力。同时,无人机具有受气候条件限制少,昼夜可用的特点。无人机即使在较恶劣的气象条件下,也能非常有效地突入危险地区上空长时间实施监视与侦察,以获取各种情报信息,并能实时传输目标图像,夺取情报信息优势,从而掌握战争主动权。
(三)起降简单,操作灵活。各国无人机的起飞方式虽然多种多样,但归纳起来不外乎以下几种:短距起飞、垂直起飞和由其他飞行器携挂抛射。总的来说,无人机体积小、重量轻,其滑跑距离要比有人机短得多,要求也不像航母起降甲板那样严格。短距起飞实际上还包括多种方式:短距滑跑起飞、滑轨式滑动起飞、助飞火箭推动起飞等;垂直起飞则包括:固定翼垂直起飞、旋翼式垂直起飞等;当然,使用其他飞行器携挂无人机在空中抛射也是一种常见的办法。
三
未来无人机发展趋势主要表现在以下几个方面:
(一)向小型、隐身方向发展。为了面对不断增强的地面防空火力的威胁,提高自身生存能力,目前无人机正在向隐身化方向发展,许多先进的隐形技术被利用到新型无人机的研制发展上来。美军研制出一种长度和翼展都不超过15厘米的微型无人机,用于特殊条件下的侦察或附在某些物体上搜集视听信息。新型无人机将采用最先进的隐身技术。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。美军“捕食者”无人机的机身除了主梁以外,全部采用了石墨合成材料,并对发动机进出气口和卫星通信天线做了特殊设计,其雷达信号特征只有0.1平方米,对雷达、红外和声传感器都有很强的隐身能力。二是采用限制红外反射技术。在无人机表面涂上能吸收红外光的特制漆和在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂,雷达和目视侦察均难以发现采用这种技术的无人机。三是减少表面缝隙。采用新工艺将无人机的副翼、襟翼等各传动面都制成综合面,进一步减少缝隙,缩小雷达反射面。四是采用充电表面涂层。充电表面涂层主要有抗雷达和目视侦察两种功能。无人机蒙皮由24伏电源充电后,表面即可产生一层能吸收雷达波的保护层。据美军试验,可使雷达探测距离减小40%~50%。充电表面涂层还具有可变色特性,即表面颜色随背景的变化而变化。从地面往上看,无人机将呈现与天空一样的蓝色;从空中往下看,无人机将呈现出与大地一样的颜色。再如美国2002年,波音公司在秘密研制10年后推出的新型隐形无人机“猎鸟”。该机具 有极低的雷达反射截面,全新的隐形外观,优秀的隐形特性,达到了隐形的目的。美国空军研究实验室与诺思罗普·格鲁曼公司正在联合研制一种被称为“传感器飞机”的空中无人隐形侦察系统。该机航程3,150~5,560公里,载荷1,820公斤,巡航高度19,800米,巡航时间48小时,装备各种机载传感器系统,包括光电、红外和激光成像系统集成的低、高频雷达,预计将于2015年至2020年期间投入使用。
(二)向高空、长航时方向发展。续航时间短、飞行高度低的无人机,因侦察监视面积小,不能连续获取信息,往往会造成情报“盲区”,已不能适应现代战争的需要。因此,高空、长航时是未来无人机发展的必然趋势之一。美军在伊拉克战争中使用的高空长航时“全球鹰”无人机,其续航时间在42小时以上,最大飞行高度20,000米,最大飞行距离26,000公里,巡航速度635公里/小时,可从美国本土飞往全球任何地区进行战略和战役侦察。美国国防部先进项目局已与波音公司签订了无人机燃料电池动力系统开发合同,新的燃料电池动力系统能使无人机在空中连续飞行数周,而不是现在的数十小时。
(三)向传感器综合化、数传方式多样化、机载设备模块化方向发展。为增强无人机全天候侦察能力,机上安装有光电红外传感器和合成孔径雷达组成的综合传感器。美军“捕食者”无人机安装有:①观察仪和变焦彩色摄像机。②激光测距机。③第三代红外传感器、能在可见光和中红外两个频段上成像的柯达CCD摄像机。④合成孔径雷达。使用综合传感器后,既可单独选择图像信号,也可综合使用各种传感器的情报。为确保无人机和地面站之间及时、不间断传递数据,先进的无人机采用了多种数传系统。例如,美军“捕食者”无人机采用了两个数传系统。一是c波段数据链路系统。这是一种视距内通信的模拟式数传系统,通信距离为200公里左右。二是卫星数传系统。这是一种超视距通信中继系统,包括两种方式:①特高频卫星链路。用于控制无人机和提供状态报告,每隔10~60秒传输一幅静止图像;②Ku波段商用卫星链路。使用该链路时,只要无人机不飞离卫星天线的覆盖范围,即可传输实时图像。机载设备采用模块化设计后,无人机根据不同的任务搭载不同的设备,一机多用途。英制“小妖精”无人机可根据担负的战场监视、目标指示、电子战等不同任务,分别搭载传感器、激光目标指示器和电子干扰机等各种不同设备。在靶机上装上侦察、电子战设备或各种战斗部,即可将其改装成侦察、电子战无人机或巡航导弹。飞行控制自动化在无人机上安装全球定位系统(GPS)或预先储存飞行路线和飞行高度,无人机即可按预定方案飞行,并随时将图像轨迹发送到地面站。
(四)向武器化方向发展。随着无人机技术和机载遥感技术,特别是精确制导武器技术的发展,无人机已成为精确制导武器的理想平台。对于主要用于侦察的无人机,出现了一种不同程度武器化的趋势,武器化已成为无人机发展的重要方向之一。美国空军研究实验室认为,无人作战飞机的出现将是战术性空中力量的一场革命。目前,世界各国都把研制无人战斗机作为发展重点,美国更是走在了世界的前列。专家预测,在未来10年内美国纵深攻击战术飞机的三分之一将是无人机。2002年5月,美国波音公司成功进行了X-45A无人战斗机验证机的首次试飞。该机采用武器内挂设计,机身中线两侧各有一个武器舱,可根据作战需要挂载“联合直接攻击弹药”(JDAM)和其他小型精确制导武器。美国空军研究实验室正在研制2010年之后的无人作战飞机一“空间作战飞行器”(SOV)和“未来攻击飞行器”(FSV)等。“未来攻击飞行器”有望于2020至2025年间取代美国空军现役的战略轰炸机。
随着世界各国对发展无人机重视程度的增加以及研制投入的加大,军用无人机的发展必将进入一个全新的时期。
[责任编辑]林京
一
在现代高技术条件下的陆、海、空、天、电五维一体的战争中,无人机主要有以下几种使用方式。
(一)用于侦察与监视。无人机续航时间长,体积小,飞行高度比较高,不易被敌方发现,可对战场有效地进行长时间、实时侦察与监控,以获取绝对的信息优势。在伊拉克战争中,美军利用无人机执行侦察与监视任务,使战场变得单向透明。如“指针”近距离手提无人机,主要用于近距离侦察和目标捕获。“猎犬”短程长航时无人机,主要用于执行大范围的昼夜监视和侦察任务。“全球鹰”高空长航时无人机,因装备了先进的侦察探测设备,能穿云透雾,在夜间和阴雨天气照常执行任务,对远距离目标实施全天候、全时段的动态监视。
(二)用作目标指示平台。无人机作为对敏感目标瞄准的辅助手段,可在空中与有人作战飞机进行实时数据传输,缩短传感器与射手的杀伤链周期。美军在伊拉克战争中首次使用“全球鹰”高空长航时无人机作为情报、监视和侦察平台,与有人作战飞机进行联合作战,为F/A-18C战斗机传递数据,攻击伊拉克导弹系统,取得了显著战果。
(三)实施精确打击。无人机可对敌机动部队和移动目标进行实时跟踪,为精确打击武器提供情报支持。在伊拉克战争中,美军的“捕食者”中空长航时无人机还携带“海尔法”反坦克导弹,对伊军的自行高炮实施了精确打击。此外,美军还发射反辐射无人机在伊军地面雷达上空巡航待机,一旦伊军地面雷达开机即可实施自杀式攻击。
(四)用于战场毁伤评估。无人机可实施作战信息反馈,对目标的毁伤进行高分辨率评估和信息反馈,用以支持作战部队对目标的再次打击。如美军“影子200”小型战术无人机和“猎犬”短程长航时无人机都曾用于遂行战场毁伤评估任务。
(五)充当诱饵机。可利用无人机作为诱铒,诱使敌军雷达及其他电子设备开机,获取有关电子信息。还可模拟显示假目标,引诱敌防空部队开火,使其暴露目标,有人作战飞机紧随其后对这些目标实施重点精确打击。
除此之外无人机还能执行探雷、防核生化探测、通信、电子干扰、炮火校射、激光制导、反装甲、反辐射、反舰艇、定点轰炸,甚至还可以拦截战术导弹和巡航导弹,代替人员在核生化或其它特殊条件下执行作战任务。
二
随着现代信息技术、微电子技术和新材料技术的迅速发展,军用无人机得到了空前的开发和运用。各国重视发展无人机主要基于以下几个原因:
(一)价格低廉,不惧伤亡。与有人作战飞机相比,无人机具有成本低、效费比高的巨大优势。无人机设计构造简单、尺寸小、重量轻、使用方便、易于操作和维护,其研制费用、生产成本和维修保障费用与有人飞机相比要低得多,一般认为无人机的造价只相当于有人机的十分之一或更少,并且还可节省大量的人员培训费用。例如美军最先进的“全球鹰”和“暗星”无人侦察机,其研制费用均不超过2亿美元。此外,随着一些高技术装备的问世和应用,无人机已经可以执行部分空中格斗、对地攻击等过去有人作战飞机才能完成的作战任务。如美军的“捕食者”无人机,可以携带“海尔法”反坦克导弹,具备了相当的对地攻击能力。
(二)隐蔽性好,生命力强。无人机与有人驾驶飞机相比,无论是体积、重量,还是反射面积都要比后者小得多,再加上它独特精巧的设计以及机体表面涂敷有隐形性能极好的涂料,使得它的暴露率几乎呈几何级数减小。与此同时,无人机还有一个极为突出的特点,即不受人为因素,如过载因素的制约,因而可以最大限度地飞到适合其特点的速度、高度、航程等,也可以通过超加速升降、倒飞、急转弯飞行等方式,来增加隐蔽性和提高生存能力。同时,无人机具有受气候条件限制少,昼夜可用的特点。无人机即使在较恶劣的气象条件下,也能非常有效地突入危险地区上空长时间实施监视与侦察,以获取各种情报信息,并能实时传输目标图像,夺取情报信息优势,从而掌握战争主动权。
(三)起降简单,操作灵活。各国无人机的起飞方式虽然多种多样,但归纳起来不外乎以下几种:短距起飞、垂直起飞和由其他飞行器携挂抛射。总的来说,无人机体积小、重量轻,其滑跑距离要比有人机短得多,要求也不像航母起降甲板那样严格。短距起飞实际上还包括多种方式:短距滑跑起飞、滑轨式滑动起飞、助飞火箭推动起飞等;垂直起飞则包括:固定翼垂直起飞、旋翼式垂直起飞等;当然,使用其他飞行器携挂无人机在空中抛射也是一种常见的办法。
三
未来无人机发展趋势主要表现在以下几个方面:
(一)向小型、隐身方向发展。为了面对不断增强的地面防空火力的威胁,提高自身生存能力,目前无人机正在向隐身化方向发展,许多先进的隐形技术被利用到新型无人机的研制发展上来。美军研制出一种长度和翼展都不超过15厘米的微型无人机,用于特殊条件下的侦察或附在某些物体上搜集视听信息。新型无人机将采用最先进的隐身技术。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。美军“捕食者”无人机的机身除了主梁以外,全部采用了石墨合成材料,并对发动机进出气口和卫星通信天线做了特殊设计,其雷达信号特征只有0.1平方米,对雷达、红外和声传感器都有很强的隐身能力。二是采用限制红外反射技术。在无人机表面涂上能吸收红外光的特制漆和在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂,雷达和目视侦察均难以发现采用这种技术的无人机。三是减少表面缝隙。采用新工艺将无人机的副翼、襟翼等各传动面都制成综合面,进一步减少缝隙,缩小雷达反射面。四是采用充电表面涂层。充电表面涂层主要有抗雷达和目视侦察两种功能。无人机蒙皮由24伏电源充电后,表面即可产生一层能吸收雷达波的保护层。据美军试验,可使雷达探测距离减小40%~50%。充电表面涂层还具有可变色特性,即表面颜色随背景的变化而变化。从地面往上看,无人机将呈现与天空一样的蓝色;从空中往下看,无人机将呈现出与大地一样的颜色。再如美国2002年,波音公司在秘密研制10年后推出的新型隐形无人机“猎鸟”。该机具 有极低的雷达反射截面,全新的隐形外观,优秀的隐形特性,达到了隐形的目的。美国空军研究实验室与诺思罗普·格鲁曼公司正在联合研制一种被称为“传感器飞机”的空中无人隐形侦察系统。该机航程3,150~5,560公里,载荷1,820公斤,巡航高度19,800米,巡航时间48小时,装备各种机载传感器系统,包括光电、红外和激光成像系统集成的低、高频雷达,预计将于2015年至2020年期间投入使用。
(二)向高空、长航时方向发展。续航时间短、飞行高度低的无人机,因侦察监视面积小,不能连续获取信息,往往会造成情报“盲区”,已不能适应现代战争的需要。因此,高空、长航时是未来无人机发展的必然趋势之一。美军在伊拉克战争中使用的高空长航时“全球鹰”无人机,其续航时间在42小时以上,最大飞行高度20,000米,最大飞行距离26,000公里,巡航速度635公里/小时,可从美国本土飞往全球任何地区进行战略和战役侦察。美国国防部先进项目局已与波音公司签订了无人机燃料电池动力系统开发合同,新的燃料电池动力系统能使无人机在空中连续飞行数周,而不是现在的数十小时。
(三)向传感器综合化、数传方式多样化、机载设备模块化方向发展。为增强无人机全天候侦察能力,机上安装有光电红外传感器和合成孔径雷达组成的综合传感器。美军“捕食者”无人机安装有:①观察仪和变焦彩色摄像机。②激光测距机。③第三代红外传感器、能在可见光和中红外两个频段上成像的柯达CCD摄像机。④合成孔径雷达。使用综合传感器后,既可单独选择图像信号,也可综合使用各种传感器的情报。为确保无人机和地面站之间及时、不间断传递数据,先进的无人机采用了多种数传系统。例如,美军“捕食者”无人机采用了两个数传系统。一是c波段数据链路系统。这是一种视距内通信的模拟式数传系统,通信距离为200公里左右。二是卫星数传系统。这是一种超视距通信中继系统,包括两种方式:①特高频卫星链路。用于控制无人机和提供状态报告,每隔10~60秒传输一幅静止图像;②Ku波段商用卫星链路。使用该链路时,只要无人机不飞离卫星天线的覆盖范围,即可传输实时图像。机载设备采用模块化设计后,无人机根据不同的任务搭载不同的设备,一机多用途。英制“小妖精”无人机可根据担负的战场监视、目标指示、电子战等不同任务,分别搭载传感器、激光目标指示器和电子干扰机等各种不同设备。在靶机上装上侦察、电子战设备或各种战斗部,即可将其改装成侦察、电子战无人机或巡航导弹。飞行控制自动化在无人机上安装全球定位系统(GPS)或预先储存飞行路线和飞行高度,无人机即可按预定方案飞行,并随时将图像轨迹发送到地面站。
(四)向武器化方向发展。随着无人机技术和机载遥感技术,特别是精确制导武器技术的发展,无人机已成为精确制导武器的理想平台。对于主要用于侦察的无人机,出现了一种不同程度武器化的趋势,武器化已成为无人机发展的重要方向之一。美国空军研究实验室认为,无人作战飞机的出现将是战术性空中力量的一场革命。目前,世界各国都把研制无人战斗机作为发展重点,美国更是走在了世界的前列。专家预测,在未来10年内美国纵深攻击战术飞机的三分之一将是无人机。2002年5月,美国波音公司成功进行了X-45A无人战斗机验证机的首次试飞。该机采用武器内挂设计,机身中线两侧各有一个武器舱,可根据作战需要挂载“联合直接攻击弹药”(JDAM)和其他小型精确制导武器。美国空军研究实验室正在研制2010年之后的无人作战飞机一“空间作战飞行器”(SOV)和“未来攻击飞行器”(FSV)等。“未来攻击飞行器”有望于2020至2025年间取代美国空军现役的战略轰炸机。
随着世界各国对发展无人机重视程度的增加以及研制投入的加大,军用无人机的发展必将进入一个全新的时期。
[责任编辑]林京