美军无人机发展现状及趋势探析

美军无人机发展现状及趋势探析2011-06-28海神纵观美军近几场现代化条件下的局部战争，我们不难发现，无人机在战场的投入量越来越大，担负的任务也从战场侦察和监视扩展到海域巡逻、反潜战、对舰(地)攻击、电子干扰、通信截听、目标精确定位、中继通信等领域，甚至扩展到战区空中导弹防御、心理战和网络中心战领域。无人机已经成为美军作战不可或缺的重要武器平台，在信息化条件的现代战争中发挥着举足轻重的作用，可以预见其必将成为未来信息化战争——“无人化战争”的生力军。一、美军无人机发展的动因（一）军事需求的牵引是无人机发展的源动力未来战争形态将是信息化战争，信息力可能会成为战斗力诸要素中的首要要素。美国国防部始终以提高美军全球感知能力为其终极目标。无人机具有受气候条件限制少、昼夜可用、能突入危险地区上空长时间的实施监视与侦察以获取情报信息(包括通信情报和电子情报的信息)并能实时传输目标图像的独特优势，成为能够满足这一需求的有效手段。“零伤亡”目标一直是美军追求的最高境界，也是美军发展无人机的外部原因。现代空袭反空袭斗争异常激烈，即使美军最先进的飞机也可能遭受袭击后坠毁，人员伤亡依然不可避免。无人机恰好可以适应美军战场上“零伤亡”的要求，不用飞行员冒着生命危险作战，就是被击落也不会有人员伤亡，所以美军把无人机列为未来实现“零伤亡”目标的首选武器。“网络中心战”和“非接触”作战理论是美军大力发展无人机武器装备的重要依据和理论支撑。美军军事专家分析认为，“网络中心战”和“非接触作战”将成为未来战场的主要作战方式。美军在不断的战争实践中摸索发现，无人机是实施网络中心战和非接触作战的一种能游刃有余于战场多个空间的重要作战平台和打击手段。因为无人机本身所具有的探测与监视、指挥与通信、干扰与摧毁能力正好符合了美军网络中心战所需的要求，使得其成为美军实施作战的主要攻击手段之一。（二）高新技术的进步是无人机发展的支撑点微电子、动力和隐身等高新技术的进步是军用无人机发展的重要推动力。长期以来，美国在微电子、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领域一直处于绝对领先地位，这为美军无人机平台技术的发展和应用提供了坚实的技术支撑。一是任务载荷技术；无人机作战能力的发挥，依靠的是先进的任务载荷技术。目前现役无人机的任务载荷基本上是单一的，只能完成一项特定的作战任务。新的无人机的发展将会改变这一现状，如通信中继、军事测绘、信息攻击、电子对抗等设备以及对空对地攻击武器等，作为无人机的任务载荷也在不断的开发之中。二是传感器技术；无人机依赖传感器获取所需的环境信息，为了适应未来恶劣复杂的战场环境，提高信息获取的能力，无人机装备了各种先进的传感器，如成像传感器、声学传感器、温度传感器等。三是高精度组合导航设备；高精度组合导航设备用来测量无人机的运动参数，供修正航路的偏差、运动补偿和精确定位使用，是无人机获得高质量目标信息和灵活平稳的飞行姿态的关键设备。四是专用动力技术；早期无人机动力装置寿命短、功率低，当前针对无人机研制了涡扇发动机、太阳能发动机以及组合式动力系统等多种动力装置，使无人机可以携带更多的设备、具有更高的速度、更长的航行时间。（三）超高的效费比使无人机发展倍受青睐当代战斗机，如美国的F-15的研制费为20多亿美元，采购单价为3000—5000万美元，其使用维护费约占全部费用的60%甚至更多；下一代战斗机，如F-22研制费高达200多亿美元，单价近亿美元；有人驾驶侦察机，如SR-71的单价为2260万美元。如此昂贵的费用已严重制约着武器装备的研制、采购与使用。无人机因为结构简单、重量轻、尺寸小、使用方便、易于操作和维护，故其研制费、生产成本和维护费要比载人飞机低得多，如最先进的美国“全球鹰”和“暗星”无人机，其研制费不超过2亿美元，其单价为1000万美元。因此，价廉而效费比高的无人机无疑受到美国军方的青睐。此外，无人机由于没有飞行员，不仅可以节省培训飞行员的大量费用，而且在其使用与维护方面的成本优势更为突出。例如，无人作战飞机的设计寿命为4000小时，其中2000小时用于作战；而目前的对敌防空压制打击平台的寿命一般是8000小时，但其中的7600小时(占全寿命周期的95％)用于训练飞行。二、美军无人机发展的现状美国的无人机发展处于世界领先水平，其无人机的技术先进，种类多，有战略、战役、战术各层次的无人侦察机，也有中继通信、电子对抗、攻击、作战等各层面的无人机。目前，美军投入使用的无人机多达75种，1329架。一是长航时的无人机，包括“全球鹰”、“捕食者”、“暗星”等。二是短、近程无人机，包括RQ—7A“影子”和“影子”600、“指针”FQM—151A无人侦察机、“先驱者”无人机、“金眼”100、“龙眼”无人侦察机等。三是微型无人机，主要包括“微星”无人机、“黑寡妇”无人机、“微船”无人机、“美钞”无人机等。四是无人作战飞机，主要包括MQ—1“捕食者”无人侦察/攻击机等。（一）“全球鹰”(GlobalHawk)无人机。它是目前美国空军乃至世界上最大、技术最先进的高空长航时无人机，主要用于高空、远程和连续大范围的监视/侦察，获取有价值的战略或战术情报，它是21世纪初美军远程无人机的中坚。“全球鹰”不仅自己能担负侦察任务，而且还可充当“空中二传手”，把其他侦察工具获取的信息及时传送到后方，同时还可担负电子战和地对地导弹预警任务，有很强的战场生存能力。“全球鹰”翼展达35米，航程26000千米，续航时间达42小时，日常活动半径为5500千米，可在目标上空，对4万平方千米内的目标连续侦察24小时，其航程远达22224千米，可从美国本土基地飞往全球任何地区进行战略和战役侦察，是目前世界同类无人机中最大航程记录保持者。因此，“全球鹰”的诞生满足了美军梦寐以求的从本土起飞、对全球任何地区进行战略/战役侦察的“全球到达”要求。（二）RQ—7A“影子”200（Shadow）无人机。美国陆军的“影子”200无人机是近程战术无人侦察机，供旅级部队实施战术观察、侦察、战场打击效果评估及炮火校准任务，还可以执行电子战、无线电中继、气象观测及检查化学武器。“影子”200无人机采用先进技术加以改进提高，90%的构件采用了复合材料，减小了雷达反射面积，结构可靠，操作简单，适合旅级部队在野战条件下使用。其翼展为3.89米，机长为3.40米，空机重91千克，最大任务载荷27.2千克，最大发射重量149千克，最大平飞速度228千米/小时，巡航速度为156千米/小时，升限4575米，作战半径80千米，最大续航时间为5—6小时。（三）“微星”无人机。由美国洛克西德·马丁公司研制。美国国防部为该项计划拨款4200万美元。其主要用于搜集情报、寻找目标和移动无线电通信。研制公司为该机研制了各种微型传感器和夜间实时传输图像的系统等。“微星”重85克，机身重7克，翼展15.2厘米，采取自主飞行和遥控飞行两种制导与控制方式。续航时间20—60分钟，航程5千米，飞行高度为15—91米，飞行速度55千米/小时，数据传输距离5000米。机上装备光学摄像机、GPS定位仪、“视景”VV5404传感器。“微星”可以通过无线电通信链路把信息传送到由两块个人计算机构成的地面控制器。（四）“捕食者”(Predator)无人机。美国空军的“捕食者”无人机，分为RQ—1A/B“捕食者”无人机、MQ—1“捕食者”无人机和MQ—9A“捕食者”B无人机。RQ—1A“捕食者”无人机长约8米，翼展约14米，空机重350千克，最大任务载荷204千克，最大起飞重量1020千克，最大升限7925米，作战半径3704千米，最长续航时间为40小时。一套“捕食者”B无人机系统，可装备14枚“海尔法”空对地反坦克导弹，提高对地攻击能力。“捕食者”装有合成孔径雷达、电视摄像机和前视红外装置，其获得的各种侦察影像，可以通过卫星通信系统实时地向前线指挥官或后方指挥部门传送。一架典型的“捕食者”系统包括四架无人机，一个地面控制系统和一个数据分送系统。诺斯罗普·格鲁门公司的合成孔径雷达为“捕食者”提供了全天侯监视能力，分辨率达到了0.3米精度。（五）X—45无人作战飞机。它是美国国防高级研究计划局、美国空军和波音公司三家联合开发的，是一种可以携带大量弹药执行压制敌防空火力任务的隐身无人作战飞机的概念验证机，主要验证无人作战飞机的技术可行性，以应付全球突发事件。X—45有三种型号：X—45A、X—45B和X—45C。X—45A无人作战飞机长8.0米，机高2.03米，翼展10.31米，空机重3639千克，燃油重1220千克，可携带1362千克的各类武器，包括AGM—88反辐射导弹、CBU—29/.30“联合直接攻击弹药”等，起飞重量5529千克，巡航速度0.8马赫，航程为1200千米，飞行高度可达26000米。2020年前，美国空军计划装备60架X—45A。三、美军无人机未来发展趋势（一）提高性能，无人机向智能化、系统化方向发展美军在无人机的智能性、隐身性、机动性、滞空性以及全天候飞行能力等方面，采用新思想、新材料、新技术，致力于无人机性能的改善。其中，无人机的智能化水平更是美军研制的重点。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，如无人机无法对目标进行敌我识别，本身不能排除突发故障，无法突破“燃油限制”的瓶颈，与无人机操作人员交流困难等。目前，美军主要在智能化指挥控制系统、智能化武器装备、智能化材料、空中加油及太阳能动力等方面采取措施，主要开发全天候、高分辨率、远距离、实时化、小型化的任务设备，开发距远离、安全保密、通用化、网络化的测控传输系统，开发基于数据链的地面控制系统，全面提高无人机的智能化水平。（二）扩展功能，无人机向多用途、格斗化方向发展随着无人作战飞机的出现，无人机将一改过去在战场上主要执行空中侦察、战场监视和战斗毁伤评估等作战支援任务充当辅助角色的状况，升级成为能执行压制敌防空系统、对地攻击，甚至可以执行对空作战任务的主要作战装备之一。在美军的新版《无人机发展路线图》中，共提出了9个有关无人飞行器系统的明确目标，其中第一个就是进一步研制“联合无人空战系统”，在高威胁环境下执行压制敌防空（SEAD)力量、武装攻击和电子攻击等任务，并把其列为路线图中的最重要的目标。美军将在无人攻击机、无人战斗机、无人轰炸机、无人空中预警机、多功能无人机等方面加大研制力度，可以预见无人机将成为未来空中交战的主要力量。（三）编队使用，无人机向与有人机协同作战方向发展美军提出了未来无人机应该进行编队使用，即把无人机与无人机、无人机与有人驾驶飞机以及无人机与其他武器平台之间连接为一个整体。其目的就是为了避免当前在无人机使用过程中普遍发生的飞行任务重复且效率低下的现象。如果无人机与无人机、与其他有人驾驶飞机和武器控制平台之间能够做到无缝隙连接，就可以保证情报信息可以顺畅传递并能被各自理解。在无人机与有人机协同作战方面，无人作战飞机在执行不同类型的作战任务时将充分使用协同性战术。比如在执行压制防空系统任务时，无人作战飞机在探测和定位攻击目标时将使用雷达“闪烁”战术：机群中不同无人作战飞机的雷达多次开、关机，或有人驾驶飞机对目标照射，然后将相关信息传送给执行打击任务的无人作战飞机。这样产生的探测、攻击效果比无人机单独执行要好。（四）创新战术，无人机使用“复眼”和“蜂群”战术“复眼”战术是指在无人机平台上加挂小型雷达和光电侦测设备，相互以数据链和卫星信道通信，一次部署7套以上形成集群。各平台功能简单，控制相对容易；各平台小而分散，敌人难以全部定位和摧毁，攻击代价也将比较高；“蜂群”战术是指加挂导弹、制导炸弹等空战武器的无人机群，通过数据链或者卫星信道获得同一目标坐标并对同一目标同时实施饱和攻击，就形成一个可遮蔽一定空域的火力群。敌对无人机群难以全部定位和摧毁，全部击毁无人机概率低，代价高昂，对“蜂群”所实施的饱和攻击难以全面防御。“蜂群”在同时饱和攻击中较容易突破防御严密的体系，对敌关键部位实施致命打击。单体无人机在“复眼