“捕食者”无人机概述

捕食者无人机概述张进摘要：无人机具有造价低、使用经济性、实效性较强、出勤率较高的特点，可对目标实施连续不断的跟踪侦察，使战场透明度、侦察实时性大大提高。特别是无人攻击机在现代战争中的应用，军用无人机发展至今已经达到了在实战中代替飞行员驾驶战斗机实施作战任务、进行空中格斗的效果。在无人机的发展过程中，美国是全球无人机领域的领航者，其空军配备的“捕食者”无人机及其配套体系更是美国无人机技术发展到一定程度的产物，具有极强的代表性。关键词：无人机；捕食者无人机；监视系统；工作原理一、概述无人机最早起源于军用靶机，经过数十年的发展，军用无人机的型谱已从靶机逐步扩展到预警、侦察、探测、通信、诱饵、战斗等多个方面。美国在越南战争中使用无人机执行侦察任务，开启了无人机在战场应用的先河。此后，在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争等现代战争中，无人机得到越来越广泛的应用，战略和战术地位迅速提升，发挥着越来越大的作用。捕食者无人机是一种飞行续航时间长的多用无人机，主要用于侦察、监视、目标指定、电子战和实弹攻击。该型无人机于1984年开始研制，1999年进入服役。捕食者(Predator)是该无人机的名称，其代号RQ-1为侦察型，MQ-1为多用型。捕食者无人机目前主要有两个型号，即捕食者-A和捕食者-B。捕食者无人机的战术技术数据捕食者-A捕食者-B机长8.75m10.36m翼展14.85m19.52m机体高2.21m尾翼展4.38m二、结构组成（一）机体结构采用细长近似圆柱形的机身，头部为半球形，机身中部有一对展弦飞行速度204km/h370km/h待机速度111~130lm/h278km/h续航时间24h25h最大续航时间40h升限7926m13725m推进一台78.3kW的Rotax914型4缸4冲程发动机一台559kW杭尼韦尔公司的TPE-331-10T涡轮螺桨发动机负荷205kg(光-电/红外或合成孔径雷达)317.5kg(光-电/红外和合成孔径雷达)起飞质量1023kg2721kg比很大的梯形下单机翼，采用低雷诺数翼型使其具有优越的气动性能，机翼控制面包括后缘外侧副翼和后缘2／3翼展内侧襟翼，机翼下面有武器挂架。整个机翼组件还包括伺服机构、微处理控制器、照明设备、磁力计和空速管。借助两个销钉，机翼很容易装卸。机身尾部有一对带下反角(倒V型)的矩形尾翼，没有上垂尾翼。机身下部有可收起的前三点式起落架。机身头部内装制导和控制设备、任务负荷，天线在机头下面。机身尾部装有一台带螺桨的推进发动机。机身中部装有电子设备、电池和燃料箱等。为了能适于在冬季使用，机上有除冰装置，主要是将乙二醇防冻液布撒在翼前缘。为了便于装运和维修，机身、机翼、尾翼、螺旋桨、天线以及光．电／红外任务负荷都是可拆卸的。捕食者B无人机是在捕食者A的基础上改进发展的，其尺寸比捕食者A大，外形基本相同，但尾翼是带上反角的，而且还有下垂尾翼，其外形也改为截尖三角形翼。由于推进发动机改为涡轮螺桨发动机，它需要进气口吸入空气，发动机不是装在机尾内，而是装在机尾的背上。（二）推进系统飞机的主轴由一台Rotax914型发动机驱动。这是一种四缸、四冲程、101马力的发动机，类似的发动机一般多用于雪地车。主轴驱动“捕食者”的可调螺距式双叶螺旋桨推进器。推进器为后置，为飞机提供推力和升力。负责远程控制的飞行员可以改变螺旋桨的桨距，以提高或降低飞机的飞行高度，并能使飞机达到最快217公里每小时（120节）的速度。此外，翼展为14.8米的飞机机翼也可以提供部分升力，让“捕食者”的飞行高度能够达到海拔7,620米。细长的机身和倒V字形的尾翼为飞机增加了稳定性，而推进器下面的单个方向舵可以操纵飞机的飞行。（三）机体材质“捕食者”的机身是由碳纤维和石英纤维混合以后，再用“凯夫拉”纤维材料调和而成的。机身的下面使用诺梅克斯、泡沫和木材压制而成的层合板进行保护。在层合板的各层中间夹入了一种高强度织物，以便为内部元件提供绝缘环境。结构中的翼肋部分由碳/玻璃纤维带加上铝质材料制成，传感器外壳和轮子也是铝质的。机翼的边缘为钛质，并布有微小的渗漏孔，可让乙二醇溶液从内部容器中流出，以除掉飞行过程中在机翼上所结的冰。（四）机械系统“捕食者”无人机所使用的是很普通的机械系统。飞机的电子器件由一台3瓦特的起动发电机或交流发电机来供电，此外还有辅助的电池。首尾两个油箱中含有橡胶油囊，可以通过机身顶部的油孔方便地注油。要启动发动机，操作员可将起动发电机或地面电瓶车的线路连接到位于机身底盘外侧的起动发电机控制接口。要停止发动机时，操作员只需拉下位于飞机侧面一个机翼后方的切断开关即可。三、工作原理一个典型的“捕食者”系统包括四架无人机，一个地面控制系统和一个“特洛伊精神II”数据分送系统。无人机本身的续航时间高达40小时，巡航速度126千米/小时。飞机本身装备了UHF和VHF无线电台，以及作用距离270千米的C波段视距内数据链。机上用于监视侦察的有效载荷为204千克。机上的两色DLTV光学摄影机采用了955mm可变焦镜头。高分辨率的前视红外系统有6个可调焦距，最小为19mm，最大560mm。诺斯罗普•格鲁门公司的合成孔径雷达为“捕食者”提供了全天候监视能力，分辨率达到了0.3米精度。其他可选的载荷可按具体任务调整，包括激光指示和测距装置、电子对抗装置和运动目标指示器。“捕食者”能够自动运行，并且自动执行计划侦察等简单任务，另外它也能在机组人员的控制下运行。每一架“捕食者”无人机的机组包括一名飞行员和两名传感器操作员。飞行员使用标准飞行驾驶杆和相关控制系统来驾驶飞机，这些控制系统通过C波段视距数据链路将指令发出去。当操作超出了C波段的范围时，将使用Ku波段卫星链路，在卫星和飞机之间传播命令和应答。飞机通过L-3Com卫星数据链路系统接受命令，飞行员和机组则根据从飞机接收到的图像和雷达数据来决定如何控制飞机。（四）应用至今，捕食者无人金曾参加过多次军事行动。在每一次任务执行的过程中，它发挥的作用越来越重要。初期该无人机只执行监视等任务，随着无人机各项技术的不断发展，目前已实现了实弹攻击。如下是捕食者无人机的历次实战应用。1995年波黑战争中，北约首次使用捕食者无人机，后来地面控制站设在匈牙利支持联军作战和维和。1998年10月在科索沃代号成为“鹰眼”的战争中，捕食者无人机帮助监视塞尔维亚和阿尔巴尼亚人停火。1999年5月，它作为联军部队再次派到科索沃。从科索沃撤出后，捕食者无人及支持北约在该区域的行动，2000年重新派回到波黑。2001年4月，捕食者RQ-1无人机再次派回到巴尔干，组织阿尔巴尼亚族起义军穿越科索沃-马其顿边界。2001年中，该无人机进驻科威特，帮助监视伊拉克南部禁飞区。在2001年8月/9月/10月的飞行中各损失一架。2001年10月，捕食者无人机在阿富汗首次进行实弹发射。2002年1月，损失3架捕食者无人机。2003年3月20日开始在“伊拉克自由行动”中，投入多架“捕食者”和至少9架其他型无人机。这些诶无人机在伊拉克进行侦察和监视，有的还用空对地导弹攻击地面目标。捕食者无人机在摧毁巴格达附近残存的防空系统中担当了重要的角色。2003年11月，捕食者-A无人机在也门发射了一枚海尔法导弹，摧毁了被怀疑携带6名塔利班恐怖组织成员的地面车辆。五、结束语捕食者无人机是一种概念先进，功能齐全，性能优越的无人机，在结构设计上简单轻巧，可以实现长航时的巡航和监视，同时作为一个系统，捕食者无人机不仅仅只是一个战斗监察单元，它还包括地面站，通讯系统，卫星传递链路，侦查设备和四级组编队以及几十人的保障人员，这样综合的系统保障了捕食者无人机的优越战斗性能。同时随着外挂控制单元的不断增加，捕食者无人机也将在未来战争中起到非常重要的作用。参考文献：1.王蕾.《捕食者无人机综述》.万方数据，2011-02-28:1、4;2.《捕食者无人机的原理和结构》.百度文库.2014-05-15:2-5.