无人机发展现状及趋势党 芬 王敏芳 汪银辉 一、引言无人机(Un manned Aerial Vehicles, UAV)是当今世界上军用武器发展的一个热点。
无人机通常是指无人驾驶、自主推进,由无线电遥控或自身程序控制,利用空气动力承载飞行并可回收重复使用的飞行器。
20世纪60年代初,美国首先将无人机用于军事侦察,此后无人机先后参加了越南战争、中东战争、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争及近期的伊拉克战争,均发挥了重要作用。
海湾战争中,美国海军在“威斯康星”和“密苏里”号战列舰上配置了多架“先锋”舰载无人机,这些无人机出动500多次执行了情报侦察、战场监视、目标指示、战损评估等任务,取得了不俗的战绩。
科索沃战争中,北约再次使用了大量无人机,美国的12架“掠夺者”无人机在战区实施了不间断的侦察与监视,为北约提供了大量的实时情报信息,美海军的“先锋”舰载无人机还多次承担了战损评估等任务。
美国中空战术无人机“捕食者(Predat or)”在对阿富汗的军事行动中,曾在12架该机上发射了115枚“海尔法”式反装甲导弹,并为有人飞机投掷激光制导炸弹指示攻击目标525次,首开了无人机用于攻击作战之先河。
在这次的伊拉战争中,无人侦察飞机在战场上空不间断“盘旋”,给前线指挥员提供了第一手、活生生的敌情画面,发挥了通信中继站的作用,将战场上的图像情报及通信信息传送到作战指挥中心。
发展是需求推动的结果,目前世界上包括美国、以色列、加拿大、德国、英国、法国、俄罗斯等在内的30多个国家拥有数百种型号无人机,总计几万架。
无人机在执行许多任务方面远比有人机更具特点和优点,因而也更有效。
有人预言,无人作战飞机(UCAV)将有可能成为21世纪空中作战的新式武器,成为空中作战的主导力量。
还应指出,除军用外,无人机在民用领域也有极为广泛的应用前景。
二、无人机发展背景与过程1917年英国人研制成功了世界上第一架无人机,从此无人机经过了无人靶机、预编程序控制无人侦察机、指令遥控无人侦察机和复合控制多用途无人机的发展过程,但直到20世纪80年代才得到日益广泛的应用,并在几次局部战争中发挥了重要的作用,其主要军事任务包括照相侦察、信号情报搜集、布撒雷达干扰箔条、防空火力诱饵、防空阵地位置标识、直升机航路侦察、战场损伤评估、火炮校正和人员搜救等任务,为武器系统提供目标定位、目标指示、目标动态监视和目标毁伤评估的实时情报。
由于无人机在执行前线和深入敌后的作战任务中无人员损伤且连续作战性强,因此深受世界各国作战部队的广泛欢迎,并且各国对无人机作为军队战斗力倍增器的作用与地位及其潜在的军事价值取得了共识,从而为无人机的迅速发展提供了强大的动力。
到20世纪80年代中、后期,各国制造的无人机有近百种,其起飞质量从数公斤到100kg以上,航程从数公里到上千公里,飞行速度从大于100km/h到超声速。
进入90年代,冷战结束后各国军费削减,军队裁员,迫使军方努力寻求既能完成特定任务,又花费较少的途径,这无疑为无人机的发展提供了很好的机遇。
迄今,它已发展成为一个独立机种和各94军兵种的重要装备,并在实战中取得显著战果,同时,在民用方面也获得广阔发展。
纵观无人机发展的历史,大致经历了四个阶段:第一阶段,即上世纪50～60年代,主要用作防空兵器性能鉴定和部队训练的靶机( Target,D r one);第二阶段,即上世纪70年代以后,除用作靶机外,大量用作执行战场军事侦察任务的无人侦察机(当时简称RP V—Re mote Pil o2 ted Vehicle);第三阶段,即80年代以后,其用途大为扩充,广泛用于战场监侦、电子对抗、目标指示、战果评估、通信中继,以及大地测绘、资源探测、空气采样、环保监视、交通管理等各种用途。
此期间无人机的飞行控制与飞行管理也有很大改进,实现了超视距控制和自主飞行。
故国际上不再称RP V而改称UAV;第四阶段,即海湾战争之后,在军事需求推动和技术进步的支持下,无人机技术获得飞跃式发展,自动化和智能化程度大大提高,航时大于24h的洲际全天候无人机陆续服役并参加了实战。
此时,出现了另一种新的武器概念,即无人战斗机,并很快成为发展热点。
另外,20世纪电子信息技术和航空航天技术的飞速发展,为无人机满足军事需求在技术上提供了保障,促使世界无人机的发展进入一个新的时代,在20世纪末形成了3次发展浪潮。
(1)在海湾战争之后,性能各异、技术先进、用途广泛的战术无人机新机种不断涌现,全世界先后共有30多个国家装备了师级战术无人机系统,在海、陆、空三军组建了无人机队,形成了强大的战斗力。
代表性机型有以色列的侦察兵(Scout)、先锋(Pi o2 neer)、搜索者(Searcher);美国的猎人(Hunt2 er)、先驱者(Outrider);法国的玛尔特(Mart)、红隼(Crecerelle);德国的布雷维尔(B revel);加拿大的CL2289;英国的不死鸟(Phoenix);意大利的米拉奇(M irach);南非的探索者(Seeker)、秃鹫(Vulture)和俄罗斯的雄蜂(Sh mel)等。
这是第一个无人机发展浪潮。
(2)1993年美国启动了蒂尔(Tier)无人机计划,发展中高空、长航时无人机系统。
自从美国的“捕食者(Predat or)”(蒂尔II)中空长航时无人机在波黑和科索沃战场试用获得成功后,开始形成了第二个发展浪潮。
此浪潮虽然没有第一次浪潮大,仅有美、以、法少数国家投资发展,但因长航时无人机所独具的全天候、大纵深侦察监视能力很有吸引力,有许多国家对此系统表示出极大兴趣。
代表性机型有美国的捕食者( Predat or)、全球鹰(Gl obal Ha wk)(蒂尔Ⅱ+ )、暗星(Dark Star)(蒂尔Ⅲ);以色列的苍鹭(Her on)、赫尔姆斯(Her mes);法国的鹰( Eagle)、萨若海尔(Sar ohale)等。
(3)20世纪末出现的第三个较大的无人机发展浪潮是固定翼和旋翼战术无人机系统。
此类无人机与大型战术无人机相比具有体积小、机动性好、价格低廉、使用简便且容易与其他军事设备配套使用等优点。
该类无人机装备陆军、海军陆战队旅、团级部队和海军舰队,可执行多种军事任务,用途极为广泛,非常适合大量发展中国家的需求。
代表性机型有美国的影子(Shadow) 200、火线侦察兵(Fire Scout)和奥地利的坎姆考普特(Ca mcop ter)等。
三、无人机的种类与特点无人机可执行任务的种类越来越多,促使人们越来越有兴趣研制和试验各种用途的无人机。
目前,世界研制生产无人机型号多达数百种,还掺杂许多改型机,比有人驾驶飞机的种类还多,架数达几万架。
与此同时,也就提出了各种不同的无人机分类标准。
如,按机体尺寸分,有大、中、小、微型4种;按动力装置分,有超声速燃烧冲压式、涡轮喷气式、活塞式、转子发动机式、太阳能电05动机式等;按使用功能分,有靶机、侦察机、诱饵机、监控机、试验机、对地攻击机和空战无人机等;按飞行性能分,有长航时、超远程、超声速、高亚声速和低速等不同机型。
但是,由于当前无人机的种类繁多,因此准确分类相当困难。
本文从军事意义上按以下两个方面对当前无人机进行归类。
(一)根据续航时间或航程分类根据航程、活动半径、续航时间和飞行高度不同,军用无人机可分为长航时无人机(也称战略无人机,如美国“捕食者”、以色列的“搜索者”等)、中程无人机(如美国的350型中低空无人机)、短程无人机(如以色列的“先锋”、美国与以色列联合研制的新一代“猎犬”等)和近程无人机(如以色列的“微V型”无人机)。
其中,长航时无人机主要用于战区级使用,由联合部队指挥官通过卫星通信和中继来统一控制与指挥,对战场覆盖区域大,图像分辨率高,一般由固定基地起降。
而短、近程无人机由基层部队指挥官通过视线来实施控制与指挥,侧重战场特定区域,主要提供视频图像,带宽窄,部署是松散型的,更灵活机动一些。
(二)根据军事用途分类分为以下几类:(1)靶机。
模拟飞机、导弹和其他各种飞行器的飞行状态,主要用于鉴定各种航(防)空兵器的性能和训练战斗机飞行员、防空兵器操作员。
(2)侦察机。
进行战略、战役和战术侦察,监视战场,为部队的作战行动提供情报。
侦察监视无人机是目前门类比较齐全,并在实战中大量应用的无人机,如美国在研的“全球鹰”无人侦察机、“暗星”隐身无人侦察机、“捕食者”无人侦察机、“骑士”无人侦察机等。
(3)诱饵无人机。
诱使敌雷达等电子侦察设备开机,获取有关信息;模拟显示假目标,引诱敌防空兵器射击,吸引敌火力,掩护己方机群突防。
(4)电子对抗无人机。
分为电子侦察和电子干扰无人机,前者用来收集敌方的通讯情报及电子情报,例如瑞安公司的147系列无人机;后者用来对敌方的通讯指挥系统进行电子干扰,如美国的air2Ex ja m无人机。
(5)攻击无人机。
攻击、拦截地面和空中目标。
攻击无人机携带有小型和大威力的精确制导武器、激光武器或反辐射导弹,对敌雷达、通信指挥设备、坦克等重要目标实施攻击以及拦截处于助推段的战术导弹。
而目前世界无人攻击机大多是空对地(舰)型的。
空对空无人攻击机至今还处于试验研究阶段。
(6)通信中继无人机。
利用无人机向其他军用机或陆、海军传送图像等信号,一般用安装了超高频和甚高频无线电通信设备的无人机进行中继通信。
(7)其他用途的无人机。
无人机还可以用于目标鉴别、激光照射、远程数据传递的空中中继站、反潜、炮火校正和远方高空大气的测量以及对化学、细菌污染和核辐射的侦察等。
(三)无人驾驶飞机特点无人机在现代战争中逐渐替代有人机,得到大力发展和广泛应用,与它自身的优点是分不开的。
它与有人驾驶飞机相比,具有以下特点:(1)重量轻,尺寸小。
据统计,世界300多种无人机(不包括由有人机改成的无人机)中,有66.9%的起飞重量不超过200kg, 77.4%的重量在500kg以内,起飞重量大于2000kg的不到10%,没有超过10000kg 的。
而有人驾驶军用飞机起飞重量均在10000kg以上,有的甚至超过60000kg。
无人机的最大尺寸(除了长续航时间飞行器之外)一般不会超过10m,一半以上最大尺寸在5m以下,而有人驾驶飞机的最大尺寸一般在12m以上。
15(2)费用低。
中小型无人机价格范围都在1万～100万美元之间,其中有24%的无人机在10万美元以下,65%的在10万～40万美元之间,而且有不少小型无人机在1万美元以下。
相比之下,价值几百万到几千万的有人驾驶军用飞机的价格要高很多。
另外,在驾驶员培训和燃料消耗方面,无人机也比有人机低很多。
(3)机动性高。
无人机不需要考虑人的承载能力,过载可以大于±4g,目前有的无人机机动过载己经达到±12g。