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从美国无人机的发展来看无人机在未来战争中的应用前景

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从美国无人机的发展来看无人机

在未来战争中的应用前景

!

温羡峤,李

(中国航天科工集团公司

!

二院二部,北京

摘要:从军事需求和技术推动出发,全面论述了美国无人机的发展情况,并对实战使用情况、

新的无人机系列以及无人机在战争中应用的广泛前景作了分析。

关键词:无人机;军事需求;技术推动

中图分类号:&’()

文献标识码:*

文章编号:(’

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机发展势头日趋强劲,在世界范围内掀起了一股竞相研制与采购无人机的热潮。目前,美国无人侦察机正逐渐趋于成熟,已经成为现代战争中不可缺少的信息支援与保障的有效手段。随着技术的逐步现代化,无人机将有可能在未来战争中逐步取代有人驾驶侦察机,使未来战争的机载手段无人化。无人电子战和无人反潜战飞机已在研究与开发之中,一旦技术成熟和实用化,将可能作为实施电子战软硬杀伤和反潜的重要手段。美国空军和国防高级研究计划局已投资上百万美元,开始’!世纪战场用无人作战飞机的初始设计与技术可行性演示计划。可以机载监视与侦察任务将主要预言,到’

:引言

微电子、光电子、微纳米、’

微机电、信息处理、通信与网络、隐身、新材料、动力以及航空航天等高新技术的迅猛发展,为无人机平台技术的发展和应用奠定了坚实的物质技术基础。重视和发展无人化系统和技术已成为冷战后时代高技术武器装备发展的一个显著特点,涌现出了一批无人机、无人潜艇器、无人装甲车及智能机器人等装备。其中,最突出的表现是:越来越多的国家和地区开始重视并谋求发展和部署无人机。军事强国,特别是美国把无人机置于优先发展的地位,使得无人

!

收稿日期:修回日期:’

作者简介:温羡峤(!).(X),男,山西文水人,研究员,大学,主要从事导弹武器系统总体研究。通信地址:!

北京!%’信箱.

电话:(

・!・现代防御技术!$$(年第(%卷第3期

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!由空间资源和长航时无人侦察机共同完成,无人作战飞机将有可能部分取代战斗攻击机和轰炸机,承担大部分防空压制和一些空中打击任务,无人作战将有可能成为未来战争的一个重要样式。

机具备高隐蔽性和行动的突然性,提高了生存能力。采用高速微处理机和数据链路使得无人机的信息传输更加实时。集成技术的发展,为实现无人机的多功能和高效能提供了必要的手段。

总之,军事需求和技术推动是促使无人机的高速发展和大量使用的根本动力所在。

!

军事需求的牵引、技术发展的推动

使无人机的发展成为必然

军事需求牵引

高技术的发展,信息技术的革命,使得现代和未

$无人机在历次局部战争中的作用

早在!$世纪六七十年代的越南战争中,美国就

!

来战争的军事需求发生重大的变化;而无人机的发展恰恰适应了这种军事需求的转变,技术的发展为发展无人机提供了必要的物质技术基础。

众所周知,现代和未来战争都十分强调控制信息权,谁能获取与支配信息并夺取信息优势,谁就能掌握战争主动权。这就要求具备很强的战斗空间与战略上的感知能力,使得判断决策更准确、更符合战场实际,判断决策过程的时间更短,作战反应更迅速、更敏捷。海湾战争证实,仅靠天基监视系统和有人驾驶侦察平台以及性能不高的无人侦察机,还不能满足作战人员对连续不间断的、急需的以及对现场态势感知的信息需求,而高性能无人机特有的优势可有效弥补和满足这一需求。如高性能无人机具备很强的战场凝视能力,美国的“全球鹰”高空长航时无人侦察机可以在目标地区上空连续!

技术进步作为推动

在军事需求牵引的同时,信息技术、新材料技术和动力技术等高新技术的进步,也推动了无人机的发展。如无人机大量采用轻型优质的复合材料技术,实现机体轻型化。微机电技术和系统的采用,使得发展手掌大小乃至昆虫大小的微小型无人机成为可能。采用先进的气动布局和隐身技术,可使无人

使用了无人机,主要用来执行侦察任务。以色列在用无人机作诱饵吸引防空%&’(年的赎罪日战争中,

以色列用无火力,使其偏离载人攻击机。%&)!年,人机标识防空阵地的位置,收集黎巴嫩和叙利亚的电子情报信息;在战争期间,用无人机连续监视敌机场的活动,并利用已收集到的信息来改变攻击策略,取得了显著效果。

海湾战争中,美国陆、海军均采购了“先锋”无人机,利用这种廉价的无人机执行超视距目标定位、侦察和战损评估等任务。美国共有*套“先锋”系统((套为海军陆战队所用,!套为海军所用,%套为陆军所用),被部署到西南亚,并参与“沙漠风暴”行动,在战争期间,共出动(($架次,飞行%$$$多小时。

在阿富汗作战中(称“持久行动”),美军广泛应用无人平台,使美军实施侦察、打击和其他任务一体化成为现实。战争期间,“全球鹰”,“捕食者”(+,-.等无人机表现十分引人注目。它们频繁出动,/010,)

不仅完成了大量侦察、监视等任务,而且“捕食者”还首次执行了打击任务,成为无人机发展史上的一次里程碑式的重大事件,无人机武器化进程将因此缩短(23年。其主要特点是:

[%]

(%)侦察打击一体化的无人机首次投入实战

“持久行动”中,无人平台的任务性质已从传统的侦察保障向侦察打击一体化扩展,表明军队正在向实施侦察、打击和其他任务一体化方向发展。

“持久行动”显示,无人机有助于解决打击十分重要的,但是时间紧迫的活动目标和机动目标问题。据报道,“捕食者”无人机是美军快速反应打击系统的关键组成部分,该系统可在发现目标的34之内打击目标。装备了“海尔法”导弹的“捕食者”无人

温羡峤,李英:从美国无人机的发展来看无人机在未来战争中的应用前景・.・

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!机,阿富汗装备不多,总共不超过!

(!)无人侦察机弥补了卫星、侦察飞机的不足利用无人侦察机留空时间长的优势,美军大量派遣无人机对其敌人活动地区进行侦察、监视和毁伤评估。“捕食者”中的高空无人机,配备有可视、红外和合成孔径雷达作为多传感器系统,图像可通过卫星实时传送到战场或司令部,能飞行$

为了弥补卫星侦察的空隙以及“捕食者”无人机视野太小的不足,美军将还处于最终测试阶段的“全球鹰”高空长航时无人机投入作战使用,以增强空中侦察力量。美空军使用了#架“全球鹰”无人机,并部署了地面站。该机载有光电(红外图像侦察传感器,合成孔径雷达和)*+,

(.)微型无人机的使用成为现实

据报道,美海军陆战队在坎大哈南部机场已装备了“微星”无人机。该机长度仅,/0&,机上安装有微型摄像机,能以大约/

尽管无人机目前还存在多种缺点,如生存能力有限,可靠性差的问题,但完全可以预料,各种无人机平台将会在空间、陆地、空中和海上发挥越来越重要的作用。

机、“常规高空长航时”(1234)无人机、“低可探测高空长航时”()5234)无人机组成。无人机!

“捕食者”无人机是为中央情报局研制的“蜗蚊”也称为“蒂尔!”或“中空长航6/

时”(734)无人机。该机由通用原子公司的航空系列部制造,每架成本约.!

“常规高空长航时”无人机由特里达因・瑞安航空公司研制。它被称作“蒂尔!=”或“全球鹰”。续航时间大“全球鹰”无人机的航程可达!9

活动半径为//

可实时传递信息。输图像信息的速率为/

(*+&’()无人机(称!

作“蒂尔!”或“暗星”)

“低可探测高空长航时”无人机是由洛克希德・马丁公司和波音公司联合研制的世界上第一种隐身无人侦察机,旨在用合成孔径雷达或光电传感器获取严密防护的高价值目标的图像。该机能在,.6!/&的高空、距发射与回收基地$

作了首次飞行,该无人机在设计时也规定了要满足出厂单价为,

总之,国防部空中侦察处(D3*5)新型无人机,连同有人驾驶侦察机都是为了实现“持续的侦察”能

!

新兴无人机系列———长航时无人机

系列的出现

经过历次局部战争的实战应用,美国更加认真

地考虑使用无人侦察机的问题。研究表明,单靠天基和载人机载侦察平台无法满足作战部队所希望的连续不断的随时根据需求提供的态势和信息。为此,除战术无人机外,美国在无人机计划中又增加了一个独特领域———长航时无人机系列。

所谓长航时无人机系列,主要由“捕食者”无人

・+・现代防御技术!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!力,即不管白天还是黑夜以及气候条件如何,只要作战部队提出需要,侦察系统就应提供及时响应的、持续的、来自敌领土内任何地方的情报数据能力。到“持续侦!

表!

联合战术无人机“先锋”

+,-!,#0,!!

信息系统与作战部队的连通性,生产可缩比制图的通用地面站,以及把注意力集中在多种传感器信号的效益上。届时,该体系结构,连同天基装备和其他监视装备一起,将可使作战部队和指挥中心具有近乎完美的作战空间的感知能力。

[!]

。表#给出美国无人机系统的特征参数

美国无人机系统特征参数一览表

’()*+*,&-./#0#.,&01&0230-#4.&32’5(联合战术

中空长航时无人机“捕食者”(“蒂尔!”)

-.!

常规高空长航时无人机“全球鹰”(“蒂尔!(”)

#/0#!3+!,,,.-+

低可探测长航时无人机“暗星”(“蒂尔

#1-#.#!3/!.

起飞!

特征参数最大高度)*续航时间)2活动半径)4*最大速度(・)4*25#)巡航速度(・)4*25#)有效(载重)46

最大质量)46导航方式

无人机“猎人”

-.!

6

68!

[7]

无人机在战争中应用前景广阔

例,在研的“骑士”无人侦察机研制费为!?.0,亿美元,单价为1

察机研制费为1?!./亿美元,两者单价均为#

:&5-#有人驾驶侦察机的采购单价也有!!.

无人机作战真正体现了信息化武器装备在未来战争中的突出地位

无人机是充分利用信息技术革命成果而发展的高性能信息化武器装备,代表着未来战争无人机作

(下转第!-页)

经济可承受性上具有很大吸引力

高技术武器装备要求既要经济又顶用,而无人

机的发展恰好满足了经济有效的武器发展原则。

无人机因不载人,因此可以设计得结构简单、尺寸小、质量轻、使用方便、易于操纵和维护,降低因机组人员而带来的设计复杂性和大量的飞行演练活动等,从而使采办费和作战支援保障费用大大降低。如,无人机可以在设计时降低与人生理条件和安全条件有关的指标要求,不考虑机组人员,不设自动驾驶仪系统,适当降低无人机结构强度的要求,使得整机的质量减小,节省采办周期的费用。同时,由于不载人,除非军事演习和实战,否则无人机平时可像导弹一样库存维护和保养,战时投入使用。相关作战训练可以主要靠模拟器完成,这样可节省大量训练维护费用。与今天有人驾驶飞机相比,无人机的机无人机体因没有驾驶舱,一般可使机体缩小+

障费用可以节省,,=>0+=。在研制费上有人驾驶飞机是无人机的几倍或几十倍。以美国无人机为

彭宇,彭喜无,曹威,等:导弹集成测试策略研究

($):控技术,!$$$,!%!&’!$

・(Q・

###############################################################寿命周期的综合测试和维护成本,提高系统诊断性能、可靠性、维修性和可操作性。

在导弹武器测试系统集成策略研究和实施过程中,应结合我国导弹武器系统研发技术水平和管理体制特点,遵循技术跟踪、务实创新和逐步过渡的基本技术路线,注意避免急于求成、求全求大造成资源浪费。以型号系列为基础,逐步统一测试系统集成策略,构建符合我国国防战略方针的现代导弹武器测试系统通用框架和平台。

[参

献]

[(]李光沐

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[!]杨廷善

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第)页)

[(]张庆捷

[/][D]军事科学

战的“机器人战士”,对提高战斗空间感知能力、高风险目标突防能力、通信导航支援能力、电子战能力、压制敌防空武器系统能力与主宰战斗空间能力等起重要作用,在未来战争中处于突出的地位。当前无人机的发展中,支援保障型的无人侦察机仍是发展的重中之重,微型无人机和无人作战飞机也有了长足进步。从前述研究中知道,由美国“蒂尔”系列长型)航时无人侦察机发展出的“全球鹰”(“蒂尔!R”型)高空长航时无人机,属当代和“暗星”(“蒂尔

度)JTKSU1ME,航时(JTKJ1+8,航程!T!JU1等,可直接飞入敏感建筑物或办公室内收集情报等。正处于研制和演示阶段的无人机作战飞机将可能具备压制敌防空系统,纵深攻击高价值战略目标,攻击敌后方严密防护的信息系统,对弹道导弹实施助推段

拦截以及战术侦察与监视等任务。

!结束语

通过上述分析不难看出,无人机是一种十分有发展前途的武器装备系统,其最大的优点是远比有人驾驶飞机及有人驾驶侦察机效费比高。我们不难无人侦察与无人作战飞机预料,再过(J年的时间,在未来战争中将普遍采用,并有可能主宰空中和空间。

[参

献]

[!]林玉琛

科索沃战争经验总结之一[#]

[(]中国人民解放军空军装备部(科研部)编译

(J(S

第三卷

[)]中国国防科技信息中心

战争的影响[V],!$$%

从美国无人机的发展来看无人机在未来战争中的应用前景

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

温羡峤, 李英

中国航天科工集团公司,二院二部,北京,100854现代防御技术

MODERN DEFENCE TECHNOLOGY2003,31(5)6次

参考文献(3条)

1.林玉琛 无人机将成为压制防空作战的有效武器--科索沃战争经验总结之一[期刊论文]-现代防御技术 2001(01)2.中国人民解放军空军装备部(科研部) 美国空军2025 第三卷力量和影响 19993.中国国防科技信息中心 高技术的发展和应用对未来战争的影响 1998

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论文首先给出了无人机全过程飞行仿真的总体结构,研究了实现仿真的技术现状。利用Stateflow强大的逻辑和图形化编程功能模拟了无人机的飞行管理器,实现了自主飞行和遥控飞行的功能;利用GUI用户图形界面建立了功能强大的人机界面,对Simulink中的仿真数据进行显示。

其次,建立了无人机从发射到伞降回收的十二阶S-function非线性飞行动力学模型,并对其仿真算法进行了分析。研究了无人机纵向和横侧向导航制导律的工作原理和控制规律,在侧向导航控制中研究了航段转换准则和两种航段转换方法。研究了风速对无人机的发射稳定性影响,通过风速对无人机导航控制影响的分析,提出了减小侧风影响的控制策略,并推出一种计算平均水平风速的方法。

最后,通过Matlab/Simulink实现了无人机全过程飞行的非线性仿真验证,分析了无人机在全航程飞行过程中的飞行数据/曲线,验证了本文研究内容的正确性。

引证文献(6条)

1.邹春海.刘广武 OFDM技术在无人机通信中的仿真研究[期刊论文]-系统仿真学报 2007(10)2.苏鑫鑫.洛静 美国军用无人机的发展新动态[期刊论文]-飞航导弹 2007(5)

3.许智辉.张丙军.刘建一 无人机执行特殊作战任务探析[期刊论文]-飞航导弹 2006(5)4.张建华.周彬.盛怀洁 飞行姿态对天线干扰效能的影响分析[期刊论文]-现代防御技术 2005(4)5.程龙.陈昌金.张建康.黄俊 一支新兴的空中力量--无人作战飞机[期刊论文]-飞航导弹 2005(4)6.许智辉.李执力 无人机武器化趋势及其对未来战争的影响[期刊论文]-飞航导弹 2004(6)

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