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1 概述
在现代海上战场上，由于作战环境的复杂性、威胁目标的多样性、战斗场面的激烈性和使命任务的繁复性，使得水面舰艇的单一作战平台在应变能力方面暴露出一定的缺陷。在应付超声速、智能化隐身反舰导弹和隐身战斗机方面现有舰载探测系统缺乏远距离预警能力；在满足现代海战对战场监视、信息搜集、目标指示、通信中继和选择性打击等方面显得力不从心；在对濒海目标和陆上纵深目标进行全方位、全天候、超视距侦察、探测并实施精确打击方面，现有舰载武器系统能力尚显不足。为满足现代化海上作战中信息化控制、精确打击和海空天一体化作战要求，军事大国争相发展舰载无人机系统。
舰载无人机主要装备航空母舰、战列舰、驱逐舰、护卫舰和两栖舰等军舰，实施空中监视、侦察、通信中继、炮火校正、目标指示、充当诱饵、电子对抗、毁伤评估，以及配备机载导弹等武器，完成封锁、反舰或对陆攻击等作战任务。
由于舰载无人机除了可以避免人员伤亡外，在成本、作战使用方式和费效比等方面也具有有人机无法比拟的优势，因而世界各国海军都对其发展给予的极大关注，将其看作是21世纪海战中的杀敌利器，现代海上作战系统不可缺少的组成部分。
2 国外舰载无人机发展现状
1991年海湾战争中，美国海军“密苏里”号战列舰的舰载无人机首次参战，在战区侦察、目标指示和火力引导等方面显示非凡能力，为初战胜利取得了赫赫战功，20世纪90年代各国海军不约而同地对海上无人机刮目相看。
作为最早研制无人机的国家之一，美国凭借雄厚的经济实力和先进的技术支持，已经形成一个远、近、高、中、低、大、中、小、战略、战役、战术等各层面梯次搭配的庞大无人机家族。目前，美军已经投入使用的无人机多达80种，共计2000架。其中，海军的主要型号有“先锋”、“拓荒者”、“猛犬”、“火蜂”、海基“全球鹰”、X-47B、X-45C等，截至2012年共装备舰载无人机约450架。
“先锋”（Pioneer）无人机是目前美国舰载无人机的主要机型。于1986年进入美国海军服役，最初部署在战列舰上用于射击观测，随后发展到为两栖部队进行侦察与监视。它飞行时，携带一个万向光电/红外传感器，通过一条C频段的视距（LOS）数据链，实时转播模拟视频信号。自1991年起，“先锋”先后在海湾战争、波斯尼亚和科索沃战争中执行侦察任务。在不久前的“伊拉克自由行动”中它不仅为舰炮和舰载飞机攻击陆上目标提供实时火力校正，引导海军陆战队实施快速攻击，还担负探测和搜寻水雷等任务。
为克服“先锋”无人机活动半径小、飞行高度低、机翼固定且舰上起降麻烦等缺憾，美国2000年研制了RQ-8A“火力侦察兵”舰载垂直起降式无人机直升机。“火力侦察兵”既是一个传感器平台，执行目标搜索和指示、战场监视和战损评估等任务，又是一个杀伤平台，执行反潜、反舰和反水雷等任务。“火力侦察兵”全重1159kg，机载燃料360kg，飞行速度260km/h，有效载荷360kg，有效巡航半径250～360km，可在大多数轻型防空系统防区外的6600m高度上持续飞行4h之久。
美国海军另外装备的特种作战无人机系统有“海王星”（Neptune）和“小牛”（Maverick）。“海王星”是一种新型战术无人机，尤其适合在海上发射和回收。运输时，可将其装在一个1.82m×0.76m×0.5m的箱子内；发射时，箱子便转化为一部气动发射架，从而能够在公海上由小型舰艇进行发射和回收。它能够携带红外或彩色视频传感器，或者可以用于投放小型载荷。“海王星”于2002年1月进行首飞，同年3月，DRS无人机公司获得初始生产合同。“小牛”是Robinson公司R22直升机的无人驾驶版。
2001年，美国海军委托，诺·格（NorthropGrumman）公司研制X-47A“飞马”舰载无人机战斗机演示机，2002年3月以来X-47A在加利福尼亚的中国湖靶场进行了多次飞行试验，其模拟航母起降、拦阻着舰、机载导航、指挥控制等系统均得到验证。2004年8月美国海军要求其在X-47A验证机基础上研发X-47B舰载无人机战斗机。2007年X-47B进行了相关航母集成试验验证。
2003年，美国国防高级计划研究局（DARPA），将海军舰载无人战斗机计划与空军的无人作战飞机计划合并，更名为联合无人空战系统计划。并将空军X-45改进为X-45C舰载型。X-45C与X-47B均完成了相关地面验证试验。
对于其他各型特殊无人机，美国海军也竭力予以发展。美国洛·马公司近期还完成了新型“鸬鹚”无人机从水下潜艇上发射的初步测试。此前，洛·马公司曾完成过潜艇水下回收改型无人机的试验。“鸬鹚”是一型隐身多用途无人机，从水下发射，在潜艇或水面舰艇上回收。全长5.8m，翼展4.9m；机上携带AGM-114“海尔法”导弹。“鸬鹚”无人机从改装的美国“俄亥俄”级核动力巡航导弹潜艇上发射；在浮力作用下到达水面后持续10-12s；接着启动涡扇发动机。当完成空中任务后，“鸬鹚”无人机便落入水中并释放绳索，由潜航器捕捉住绳索，将其拖回潜艇发射筒内。
3 舰载无人机系统的发展趋势
未来战争的发展趋势，世界各国将面临国家安全、海洋权益、领海主权等争端日趋紧张，海上作战能力的发展将是未来发展的重点。
随着航空技术、电子技术、材料技术、新能源技术、先进推进动力技术的飞速发展，自主控制和智能化水平日趋提高，高速宽带网络化的数据链路将实现信息的互通互联。根据国外相关技术领域的特点，在分析综合当前研究现状和关注热点的基础上，无人机各项技术的未来发展将呈现出如下趋势：
3.1 发展以任务为中心综合作战平台技术
由于受有人机的影响，无人机的发展一直是以平台为中心进行设计的。但随着“网络中心战”的推动，舰载无人机系统开始由“以平台为中心”向“以任务为中心”转变。未来发展的重点将是执行情报监视和侦察、压制敌防空、摧毁敌防空、电子进攻、反潜战、从船向目标机动、通信机动，以及由它们派生出来的任务的能力。
3.2 人工智能、自主决策技术
在一系列局部战争中，尽管无人机在作战中优势明显，作用突出，但是也存在一些弱点，如无法对目标进行敌我识别，自身不具备隔离/排除突发故障的能力，与操作人员交流困难等。因此，必须使无人机具有空中识别能力和自动避碰能力，保证其他有人飞行器的人身安全。另外，实施智能化指挥控制项目，使无人机具有自我修复和容错技术、自动规避防撞技术、自主敌我识别技术及新型控制体系结构，具备空间组网、空海天电磁一体化作战能力。
3.3 高宽数据链和小型高精度综合化任务载荷技术
抗干扰宽带数据链技术作为保证和提升无人机系统性能的关键技术，正在引起各国的高度重视。目前在数据链抗干扰技术方面普遍采用扩频波形、快速调频、密钥保护编码和信源编码等措施，未来为了进一步提高宽带数据链抗干扰能力将采用多波段集成应用，工作频率在几个吉赫兹的范围内变化，提高抗压制干扰的能力，发展自适应阵列智能天线、混合扩频抗干扰技术和基于变域的信号处理技术。
任务载荷技术是提高无人机作战性能的重要技术，小型高精度情报侦察监视及电子对抗载荷的快速发展促进了中、小型无人机的发展和战场应用；多谱段侦察载荷、电子对抗载荷以及小型高精度攻击武器的综合化增强了大型无人机和无人作战飞机的综合作战能力。
3.4 起降技术
舰载无人机必须能够从各类舰艇上起飞、降落，程序复杂，目前事故率较高。固定翼舰载无人机一般采取弹射起飞和撞网回收的方式，要求舰上配备安全着舰系统，另外还必须考虑快速系留和在甲板上牵引等问题。垂直起降无人机也存在舰上起飞与回收的特殊要求。■
在现代海上战场上，由于作战环境的复杂性、威胁目标的多样性、战斗场面的激烈性和使命任务的繁复性，使得水面舰艇的单一作战平台在应变能力方面暴露出一定的缺陷。在应付超声速、智能化隐身反舰导弹和隐身战斗机方面现有舰载探测系统缺乏远距离预警能力；在满足现代海战对战场监视、信息搜集、目标指示、通信中继和选择性打击等方面显得力不从心；在对濒海目标和陆上纵深目标进行全方位、全天候、超视距侦察、探测并实施精确打击方面，现有舰载武器系统能力尚显不足。为满足现代化海上作战中信息化控制、精确打击和海空天一体化作战要求，军事大国争相发展舰载无人机系统。
舰载无人机主要装备航空母舰、战列舰、驱逐舰、护卫舰和两栖舰等军舰，实施空中监视、侦察、通信中继、炮火校正、目标指示、充当诱饵、电子对抗、毁伤评估，以及配备机载导弹等武器，完成封锁、反舰或对陆攻击等作战任务。
由于舰载无人机除了可以避免人员伤亡外，在成本、作战使用方式和费效比等方面也具有有人机无法比拟的优势，因而世界各国海军都对其发展给予的极大关注，将其看作是21世纪海战中的杀敌利器，现代海上作战系统不可缺少的组成部分。
2 国外舰载无人机发展现状
1991年海湾战争中，美国海军“密苏里”号战列舰的舰载无人机首次参战，在战区侦察、目标指示和火力引导等方面显示非凡能力，为初战胜利取得了赫赫战功，20世纪90年代各国海军不约而同地对海上无人机刮目相看。
作为最早研制无人机的国家之一，美国凭借雄厚的经济实力和先进的技术支持，已经形成一个远、近、高、中、低、大、中、小、战略、战役、战术等各层面梯次搭配的庞大无人机家族。目前，美军已经投入使用的无人机多达80种，共计2000架。其中，海军的主要型号有“先锋”、“拓荒者”、“猛犬”、“火蜂”、海基“全球鹰”、X-47B、X-45C等，截至2012年共装备舰载无人机约450架。
“先锋”（Pioneer）无人机是目前美国舰载无人机的主要机型。于1986年进入美国海军服役，最初部署在战列舰上用于射击观测，随后发展到为两栖部队进行侦察与监视。它飞行时，携带一个万向光电/红外传感器，通过一条C频段的视距（LOS）数据链，实时转播模拟视频信号。自1991年起，“先锋”先后在海湾战争、波斯尼亚和科索沃战争中执行侦察任务。在不久前的“伊拉克自由行动”中它不仅为舰炮和舰载飞机攻击陆上目标提供实时火力校正，引导海军陆战队实施快速攻击，还担负探测和搜寻水雷等任务。
为克服“先锋”无人机活动半径小、飞行高度低、机翼固定且舰上起降麻烦等缺憾，美国2000年研制了RQ-8A“火力侦察兵”舰载垂直起降式无人机直升机。“火力侦察兵”既是一个传感器平台，执行目标搜索和指示、战场监视和战损评估等任务，又是一个杀伤平台，执行反潜、反舰和反水雷等任务。“火力侦察兵”全重1159kg，机载燃料360kg，飞行速度260km/h，有效载荷360kg，有效巡航半径250～360km，可在大多数轻型防空系统防区外的6600m高度上持续飞行4h之久。
美国海军另外装备的特种作战无人机系统有“海王星”（Neptune）和“小牛”（Maverick）。“海王星”是一种新型战术无人机，尤其适合在海上发射和回收。运输时，可将其装在一个1.82m×0.76m×0.5m的箱子内；发射时，箱子便转化为一部气动发射架，从而能够在公海上由小型舰艇进行发射和回收。它能够携带红外或彩色视频传感器，或者可以用于投放小型载荷。“海王星”于2002年1月进行首飞，同年3月，DRS无人机公司获得初始生产合同。“小牛”是Robinson公司R22直升机的无人驾驶版。
2001年，美国海军委托，诺·格（NorthropGrumman）公司研制X-47A“飞马”舰载无人机战斗机演示机，2002年3月以来X-47A在加利福尼亚的中国湖靶场进行了多次飞行试验，其模拟航母起降、拦阻着舰、机载导航、指挥控制等系统均得到验证。2004年8月美国海军要求其在X-47A验证机基础上研发X-47B舰载无人机战斗机。2007年X-47B进行了相关航母集成试验验证。
2003年，美国国防高级计划研究局（DARPA），将海军舰载无人战斗机计划与空军的无人作战飞机计划合并，更名为联合无人空战系统计划。并将空军X-45改进为X-45C舰载型。X-45C与X-47B均完成了相关地面验证试验。
对于其他各型特殊无人机，美国海军也竭力予以发展。美国洛·马公司近期还完成了新型“鸬鹚”无人机从水下潜艇上发射的初步测试。此前，洛·马公司曾完成过潜艇水下回收改型无人机的试验。“鸬鹚”是一型隐身多用途无人机，从水下发射，在潜艇或水面舰艇上回收。全长5.8m，翼展4.9m；机上携带AGM-114“海尔法”导弹。“鸬鹚”无人机从改装的美国“俄亥俄”级核动力巡航导弹潜艇上发射；在浮力作用下到达水面后持续10-12s；接着启动涡扇发动机。当完成空中任务后，“鸬鹚”无人机便落入水中并释放绳索，由潜航器捕捉住绳索，将其拖回潜艇发射筒内。
3 舰载无人机系统的发展趋势
未来战争的发展趋势，世界各国将面临国家安全、海洋权益、领海主权等争端日趋紧张，海上作战能力的发展将是未来发展的重点。
随着航空技术、电子技术、材料技术、新能源技术、先进推进动力技术的飞速发展，自主控制和智能化水平日趋提高，高速宽带网络化的数据链路将实现信息的互通互联。根据国外相关技术领域的特点，在分析综合当前研究现状和关注热点的基础上，无人机各项技术的未来发展将呈现出如下趋势：
3.1 发展以任务为中心综合作战平台技术
由于受有人机的影响，无人机的发展一直是以平台为中心进行设计的。但随着“网络中心战”的推动，舰载无人机系统开始由“以平台为中心”向“以任务为中心”转变。未来发展的重点将是执行情报监视和侦察、压制敌防空、摧毁敌防空、电子进攻、反潜战、从船向目标机动、通信机动，以及由它们派生出来的任务的能力。
3.2 人工智能、自主决策技术
在一系列局部战争中，尽管无人机在作战中优势明显，作用突出，但是也存在一些弱点，如无法对目标进行敌我识别，自身不具备隔离/排除突发故障的能力，与操作人员交流困难等。因此，必须使无人机具有空中识别能力和自动避碰能力，保证其他有人飞行器的人身安全。另外，实施智能化指挥控制项目，使无人机具有自我修复和容错技术、自动规避防撞技术、自主敌我识别技术及新型控制体系结构，具备空间组网、空海天电磁一体化作战能力。
3.3 高宽数据链和小型高精度综合化任务载荷技术
抗干扰宽带数据链技术作为保证和提升无人机系统性能的关键技术，正在引起各国的高度重视。目前在数据链抗干扰技术方面普遍采用扩频波形、快速调频、密钥保护编码和信源编码等措施，未来为了进一步提高宽带数据链抗干扰能力将采用多波段集成应用，工作频率在几个吉赫兹的范围内变化，提高抗压制干扰的能力，发展自适应阵列智能天线、混合扩频抗干扰技术和基于变域的信号处理技术。
任务载荷技术是提高无人机作战性能的重要技术，小型高精度情报侦察监视及电子对抗载荷的快速发展促进了中、小型无人机的发展和战场应用；多谱段侦察载荷、电子对抗载荷以及小型高精度攻击武器的综合化增强了大型无人机和无人作战飞机的综合作战能力。
3.4 起降技术
舰载无人机必须能够从各类舰艇上起飞、降落，程序复杂，目前事故率较高。固定翼舰载无人机一般采取弹射起飞和撞网回收的方式，要求舰上配备安全着舰系统，另外还必须考虑快速系留和在甲板上牵引等问题。垂直起降无人机也存在舰上起飞与回收的特殊要求。■