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发布时间:2020-06-03 01:46:22

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作者:读书堂

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无人的战争与机器人

无人的战争与机器人试读:

内容提要

无人机是一种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,智能化程度很高,因此可称为名副其实的飞行机器人。军用无人机对提高战场空间感知能力、高风险目标突防能力、通信导航支援能力、电子战能力、压制敌防空系统能力、固定和移动目标攻击能力、高过载机动能力、作战生存能力和联合作战能力与主宰战场空间能力等起重要作用,在未来战争中处于突出的地位,又有着空中超人的美称。

第一章

空中骄子

无人机是一种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,智能化程度很高,因此可称为名副其实的飞行机器人。军用无人机对提高战场空间感知能力、高风险目标突防能力、通信导航支援能力、电子战能力、压制敌防空系统能力、固定和移动目标攻击能力、高过载机动能力、作战生存能力和联合作战能力与主宰战场空间能力等起重要作用,在未来战争中处于突出的地位,又有着空中超人的美称。

为此,20世纪80年代以来,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,许多军事强国把无人机置于优先发展的地位,使得无人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,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,并随着技术的发展,将有可能在未来战争中逐步取代有人驾驶侦察机,使未来战争的机载侦察手段无人化;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,将可能成为实施电子战软硬杀伤和反潜作战的重要手段;无人作战飞机已引起美英等国的重视并正在探索研究各种方案,美国空军和国防高级研究计划局已投资上百万美元,开始21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;微小型无人机正随着纳米技术和微机电技术的不断发展而逐渐取得技术上的重大突破。预计,到2020年前后,机载监视与侦察任务将主要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有人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;微小型无人机有可能“随意飞进飞出”军事指挥中心、作战指挥室或机密办公室,窃听、窥视、破坏重要军事信息与军事装备,影响军事行动。由此可见,随着各类无人机的迅速发展和广泛应用,必将对未来战争的军事行动产生重大影响,无人作战将有可能成为未来战争的一种重要样式。

世界各国无人机的发展很快,已部署服役、研制和试验多种类型的无人机,其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仍处于研究和方案探索之中。在这些国家中,尤以美国和以色列发展最快,西欧和一些发展中国家也有不同程度的进展。无人机的种类比较多,从技战术角度来看,未来军用无人机包括高空长航时无人机和战术无人机,如“全球鹰”高空长航时无人机和“骑士”战术无人机。其中,高空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。而战术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。从作战任务来看,未来军用无人机的发展将主要体现在无人侦察机、无人作战飞机、反辐射无人机和微型无人机等方面,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”无人侦机、“联合攻击机(JSF)”无人作战飞机、“F—16”,改型无人作战飞机、“精灵”小型垂直起落无人旋翼机、“哈比”反辐射无人机等。

空中“超人”

科幻中的超人,可以无拘无束在空中任意飞行,显然,无人驾驶飞机就是这样的“超人”。当今,空军的飞行兵器,在注重远程、隐形、全天候等方面发展的同时,无人驾驶飞行器(简称无人机)的发展势头更为强劲。海湾战争后,无人机的研制与发展在世界范围内呈现了前所未有的热潮,科索沃战争、特别是后来的阿富汗战争,更是起到了推波助澜的作用,新型号、新机种不断涌现。

无人机是由无线电遥控或由自身控制程序操纵的一种不载人的飞行器。它由英国人于1917年研制出世第一架起,已经历近一个世纪。20世纪30—40年代,无人机主要作为空战训练的无人靶机;50—60年代,无人机投入实战,主要作为无人侦察机、诱耳机和电子干扰机。70年代以来尽管一直继续发展,并在1986年以叙贝卡谷地之战中发挥了出色作用,但却未得到多少特殊的“青睐”。然而,无人机在海湾战争中却一显身手,引入注目。以美国为首的多国部队,在海湾战争中共投入200多架无人机,出动572架次,飞行1640小时。执行了战场侦察任务,及时而详细地获取了伊军前线和伊境内的指挥所、飞机库、各类部队掩体和发射阵地等大量情报;执行了电子战任务,干扰和遮断了伊军防空系统的跟踪,诱导伊军雷达目标暴露;执行了目标显示和损毁判定任务,使美国海军战列舰对岸上目标的轰炸效果成倍增长。由于无人机风险小,成本低,可利用性高等优点,无人机具有极大的吸引力。据推测,到21世纪初,各国无人机的总数将达到2.3万架之多。随着人工智能技术的发展,无人机将具有更高级的目标识别能力,有的无人机还将装上战术专家系统,加上其尺寸小,机动性和隐身能力都优于有人机,那么,无人机和有人机配合作战将是未来战场的一大特点.

这些空中机器人按用途可分为六类:一是空战训练用的无人机——作为靶机,使用最早、也最普遍;二是空中假目标的无人机——主要扮演“雷达诱耳”角色;三是作战保障用的无人机的品种比较多。如战场侦察、监视、巡逻、电子侦察、探雷、防核生化探测、通信中继和战斗毁伤评估等;四是作战杀伤用的无人机——包括执行软杀伤任务的电子干扰机,执行硬杀伤任务的炮火校射、激光制导、目标指示、反装甲、反辐射和反战术弹道导弹等;五是空战用的无人机——这类直接用于空战的无人机,美国在阿富汗战争中已崭露头角(真正的无人战斗机尚处在研究阶段)。无人机与攻击武器和反导弹武器的一体化,是现代无人机的重要发展方向;六是准军事用的无人机——广泛用于边境巡逻、缉毒、缉私、气像探测等。

无人机按其构造,可分为四种:一是螺旋浆固定翼,无人机续航时间长,可执行侦察、监视、目标定位和电子战任务;二是喷气式固定翼无人机飞行速度快,可迅速收集远距离上的情报,还可装备导弹等武器系统,攻击敌雷达等目标;三是旋转翼无人机可垂直起降,适用于舰上和复杂地形上使用;四是涵道风扇发动机无人机外形似车轮胎,中央有旋转翼,适用于城市执行侦察任务。

无人机在历次战争中的出色表现,充分证明它的军事价值,从而受到越来越多的国家的重视。许多国家的军事部门都把无人机的发展置于优先地位,其原因主要有三大方面。

第一,军事需求迫切。现代和未来战争都十分强调和依赖信息能力,谁能获取信息,夺取信息优势,谁就能掌握战争的主动权。无人机恰巧是能够满足这一需求的有效手段。无人机尺寸小,生存力强,相对有人驾驶飞机尺寸小,易于采用隐身技术,被对方雷达发现的概率小,易达成突然性,生存力强。海湾战争期间美国等多国部队的无人机只有12架受损伤,其中一架被击落,伤毁率仅为2%。无人机机动灵活、使用方便。小型无人机可用车载运输,型号多样能完成多种任务,满足各军兵种和不同层次的作战需求;也适合分散部队使用,灵活性强,实时性好。无人机还具有受气候条件限制很少,昼夜可用,能突入危险地区上空长时间实施监视与侦察,以获取情报信息,并能实时传输目标图像独特优势。此外,无人机留空时间长,不存在人员伤亡。长航时无人机可在目标上空不间断侦察干扰,具有有人驾驶飞机无法替代的特点,可广泛用于执行危险性大的任务。同时因安全要求度低,可降低设计与研制的难度。

第二,高新技术的强力推动。20世纪七八十年代后,微电子、光电子、微米/纳米与微机电系统、计算机与信息处理、隐身、新材料等高技术的迅猛发展,为无人机性能的大幅度提高奠定了坚实的物质基础。无人机本身可大量采用轻型优质的复合材料结构;先进的气动设计和隐身技术的应用使其能在不被敌人发现的情况下突入严密设防的目标区实施监视、侦察和攻击;光电、红外和合成孔经雷达等先进传感器的使用可极大地提高目标图像的分辨率;全球定位系统(CPS)使无人机和目标能够精确定位;超音速燃烧冲压发动机技术的突破有可能使无人机实现高超音速飞行;微机电系统的应用有可能使无人机只有手掌甚至昆虫那么大。这些都为无人机的发展创造了必要条件,使其地位跃升为能适应多种作战任务的全新的高技术武器。

第三,无人机的费用经济可观。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3000~5000万美元,其使用维护费约占全寿命费用的60%甚至更多;下一代战斗机,如F-X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-7的单价为2260万美元。如此昂贵的费用已严重制约着各国武器装备的研制、采购与使用。无人机因无飞行员,可以设计得结构简单、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,还可节省培训飞行员的大量费用。如最先进的美国“全球鹰”和“暗星”无人侦察机,其研制费都不超过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各国军方的青睐。

无人机的出现,已经对现代战争产生了深刻影响,也必将对未来作战产生重大的影响。

第一、以无人机侦察发射平台为核心,以导弹攻击拦截为作战手段,以卫星实时通信为信息保障,智能控制指挥的“机、弹、星、人结合武器系统”,将极大地提高作战效能,是军用无人机发展的里程碑。在阿富汗战争中,最引人注目的就是美国推出的具有重大创新的“无人机与导弹、卫星、人综合一体化武器系统”;“捕食者”B型侦察/攻击无人机装载着精确制导空地导弹,控制员在两万多公里的后方观察和判断无人机通过卫星实时传来的阿富汗地面情报信息,并及时向地面高价值目标发射无人机上的对地攻击精确制导导弹。这在无人机发展史上尚属首次。

第二、无人机在电子战与信息战中将发挥巨大潜力。无人机可以进入敌方严密设防的危险地区执行电子侦察任务,既能侦察到一些发射功率不大的敌辐射源信号(如手持步话机的通信信号),又能诱使敌方重要的电子设备开机。反辐射无人机是实施电子战硬杀手段的有效武器,它将成为攻击敌雷达,实施防空压制的一种好武器。

第三、随着将来无人战斗机的研制成功,无人机将从过去一直执行空中侦察、战场监视和战斗毁伤评估等任务的作战支援装备,升格为能执行压制敌防空系统、对地攻击、拦截战术弹道导弹和巡航导弹,甚至可执行对空作战任务的真正的作战装备。其性能将会发生质的飞跃,从而有可能改变未来空中作战的组织编制、条例条令、作战原则、战术思想乃至国防采办策略等。

研制无人机起步于导弹

图波列夫最终接受了导弹武器的研制,他们从研制巡航导弹起步,逐步发展到能研制无人侦察机、无人攻击机。众所周知,图波列夫设计局是前苏联著名的飞机设计局之一,该设计局曾研制出了一系列闻名遐尔的军用及民用飞机,该设计局在无人机领域也有着不凡的建树。

1956—1957年间,由安德烈·尼古拉耶维奇·图波列夫领导的编号为OKB—156的设计局可谓形势喜人,苏联领导人赫鲁晓夫对开发导弹武器的兴趣与日俱增,因为当时所有的防空兵器在对付弹道导弹方面都显得无能为力,北美洲的防空中系统已经成为远程航空兵常规武器无法克服的障碍。

赫鲁晓夫“重导弹,轻轰炸机”的思想,使得前苏联官方下决心研制导弹武器。这对于以研制轰炸机为主导的图波列夫设计局来说,的确面临着严峻考验。让图波列夫感到头疼的是,该设计局从1954年开始在图—95和米高扬的X—20飞航式导弹基础上制造的“K—20喷气式武器系统”已经显得过时,因为在飞往美洲数小时的长途跋涉过程中,X—20的载机图—95会被击落。而X—20导弹本身的速度和飞行高度虽然与当时的最新型飞机相当,但也不能排除被超音速战斗机拦截的可能性,更不要说被地——空导弹拦截了,在当时地—空导弹被看作是对付飞机独一无二的“杀手锏”。图波列夫认为:硬着头皮也得上!

从某种意义上说,可以把巡航导弹看成是无人机的一种,它的构造和外形很像无人机,但与无人机不完全一样,比如,它只是一种具有一次性杀伤力的攻击武器,不能回收。而无人机则是具有侦察和攻击能力的无人飞行器,它用作侦察时可以回收,用作攻击时,既可以回收,也可以不回收。

研制导弹伊始,图波列夫设计局就以研制射程为9000—12000公里巡航导弹的庞大计划来激发订货人的兴趣,其计划具体的是研制发射重量为240吨的三级液态燃料火箭,其速度可达20000公里/小时,飞行高度50000米。在被动飞行段速度逐渐下降,即使在目标区30公里的上空,其速度也能超过7000公里/小时,但偏离指定点的距离不会超过10公里。

这个设计方案起源于二战结束前德国研制的A—9/A—10导弹和一种轨道轰炸机,当时该方案带有不可预知的技术风险。1957年3月19日,苏联部长会议下达指示,要求图波列夫设计局研制巡航导弹,并建议在1958年第三季度拿出“A”型巡航导弹的草案,对该型导弹性能的大致要求是:速度2500—2700公里/小时,飞行高度22000—25000米,航程9000—9500公里。

图波列夫分析了当时的形势,论证了研制“Д”型巡航导弹的可行性。认为他们要研制的正处在纸上谈兵的“Д”型导弹,与拉沃契金设计局从1954年开始研制的“暴风”(БУРЯ)号和已经进入飞行试验准备阶段的米亚西舍夫设计局威力更大的“暴风雪”(ISYPAH)号巡航导弹相比,不论是在速度特性和高空飞行特性方面远远不及他们,因此,提出了研制与“Д”型导弹的最大速度和飞行高度相当的中程巡航导弹的建议。同年9月23日,前苏联政府又作出决定,要求图波列夫设计局研制航程3000—4000公里的“C”型巡航导弹,并要求在1958年底投入飞行试验。

在研制中程巡航导弹方面,图波列夫设计也并非先行者。C.B.伊柳申设计局从1956年4月就开始研制用于装备潜艇的n—20巡航导弹,此导弹的射程为2500—3000公里,速度3200公里/小时,飞行高度20000米以上。在这之后一年,政府又下达了研制射程3200—3400公里的n—20C陆基巡航导弹的任务。至此,伊柳申设计局一直没间断从事n—20C陆基巡航导弹的研制工作。

凭借设计局自身的条件,图波列夫下决心超过伊柳申设计局。他利用在国家航空技术委员会和国家上层的特殊威望,找到了支持者。最后以研制П—20C导弹与研制“C型导弹重复为借口,建议政府停止П—20C导弹的研制工作。虽然当时图波列夫设计局的”C型导弹仍处在早期研制阶段,但政府在1959年4月1日还是作出了停止п—20C导弹研发工作的指示。

一向慎重的图波列夫为赢得政府批准,提出了“C”型导弹合理的飞行术性能指标,其结构将主要使用当时已经开发出来的铝合金,并将使用带加力燃烧室的涡轮喷气发动机作为动力,目的是避免出现“暴风”号和“暴风雪”号导弹在研制过程中碰到的耐热材料和采用冲压式发动机方面的难题。

“C”导弹开了无人机之先河

“C”导弹,就是当时被称为图—12l无人驾驶攻击机,是名副其实的无人机开先河之作。

该机的总体结构布局没有什么奇特的地方,其机身结构与切洛梅耶夫的П—5型导弹和别里耶夫的п—10导弹基本相似,其机翼为三角翼,三个尾翼而沿弹尾表面均匀分布,彼此间相隔120度。

图—121的机身长24,7米,圆柱形机身的直径为1.7米。该型机共由三大部分组成:头部两个舱用于安装第三舱的功能保障设备,第三舱为重约3吨的热核战斗部;第四舱和第五舱为焊接式承压燃料舱;第六舱上部密封,装有天文导航仪、自动驾驶仪和调节系统设备,下部为发动机;第七舱为尾舱。三角形机翼,采用多梁箱式结构,其后掠角为67度,机翼采用3.5%相对厚度的п—35LIATN翼形,机翼面积61.192平方米,翼展8.4米,展弦比1.5。飞机尾部有三个全动式方向舵,相对厚度4.5%,采用n—35凹nd冀形。尾翼前缘的后掠度为45度,后缘后掠度2,3度,尾翼总面积1.88平方米。

20世纪50年代中期,无人机自动飞行控制系统的发展仍处在起步阶段,因此在1.5小时的飞行过程中,图—121的航向误差能达到数10公里。这样,即使导弹战斗部威力较大,也会大大影响作战效能。为尽量减小这种误差,图—121又采用了“大地—AH”天文导航系统和П—85型自动驾驶仪。并由这两种系统联合工作,来控制导弹的飞行。“大地—AH”,天文导航系统由航空工业部第一科研所(нии—1)研制,它是在“暴风”号巡航导弹使用的天文导航系统的基础上研制出来的,由三轴陀螺稳定仪、天文望远镜、垂直陀螺和航向计算装置组成,借助于恒星观测方法,它能提供导弹在整个飞行过程的角度和方位校正,恒星观测则通过安装在垂尾地底部的光学弦窗来进行,光学舷窗的结构与“暴风”号巡航导弹的一样。导弹发射5分钟后能达到12公里的飞行高度,这时导弹开始利用天文导航仪提供的数据飞行。

为保障图—121的起飞,在其翼下装有一对推力57~80吨的прд—52型固体燃料助推器,每个助椎器带有1.55吨нмф—2型燃料。可拆下的外翼、舵面相助推器被固定在ст—10型发射车上,导弹的部分控制设备和战斗部由另外的专用车辆运往发射阵地。

在预发射状态,导弹与地面呈15度夹角。发射时首先启动的是кр—15—300型发动机,在地面它能以加力状态工作45秒钟。助推器启动后以10吨的力量冲断ст—10发射架导轨上的导弹固定螺栓。导弹发射3,75—5秒后,飞行速度可达167米/秒,高度约100米,这时助推器燃料用尽,自动导弹分离,降落到距发射架500—1500米远的地方。

在进入巡航飞行段前,导弹的飞行高度是19.9公里,速度达到2660公里/小时,这时导弹携带的16吨TC或T—1号煤油已被耗去40%。在进入巡航段后,导弹通过操纵发动机加力推力油门仍基本保持这一速度,飞行高度逐渐增加到24.1公里。在距目标大约45公里的时候,导弹沿弹道进入俯冲阶段,在到达指定区域后,导弹自行爆炸。

1958年下半年,图波列夫设计局亚乌洋试验工厂准备好了首批图-121的试验产品,并于当年开始在法乌斯托沃国家航空技术研究所靶场上进行发射系统、发射助推器等的点火试验,同时图—121无人攻击机的模拟机也进行了试飞。根据试验结果,对发射装置的结构和其他系统逆行了相应的改进。

1959年春天,经过试验改进后的图—121无人机的首架样机运抵设计局的弗拉基米罗夫卡基地,准备进行飞行试验。在对样机进行必要的检查和调整后,于当年8月25日进行了首次成功发射。随后,根据飞行试验计划又进行了4次发射,以证实全套装置所有部件的性能。

正当图—121无人机准备投入批量生产时,苏联部长会议下达指示,停止所有不具备发展前景的喷气式武器的研制工作。其中包括图—121无人驾驶攻击机项目。原因是:

首先,由M·K·扬格利领导研制的航程为2000公里的p—12弹道导弹已经于1959年底开始装备部队,其进攻精确度几乎是图—121无人驾驶攻击机的两倍,p—12可采用井式发射,其隐蔽性和安全性也大大高于图—121。

其次,图—121已成为1958年开始在欧洲部署的美国“奈基”地空导弹的理想靶标,这种导弹能摧毁30公里高空的超音速目标。

第三,图—121的大航程优势已失去实际意义,因为大部分欧洲目标已处于部署在苏联西部的P—12导弹的有效射程内,而打击极个别的远距离目标可用当时已经研制出来的威力更大的P-14弹道导弹,这种导弹也是由扬格利设计局研制的。该导弹于1961午装备郎队。

图—121数据:翼展8.4米,机长24.77米,机身直径1.7米,起飞重量35000公斤,巡航速度2775公里/小时,最大航程3880公里,巡航段飞行高度19900米。接近目标时的飞行高度为24100米。

无人机的成功之作

在研制图—121的同时,图波列夫设计局已着手研制图—123无人驾驶攻击机,它与图—121结构相似,区别在于增加了重量,扩大了外廊尺寸。为实现远距离飞行攻击洲际目标,增加了飞机的油料储备,并安装了HK—6新型节油涡轮风扇发动机,其最大推力为18—22吨。不过图—123项目在草案设计阶段就被迫停止了,原因与图—121一样。

前苏联政府在1960年7月16日,下达了研制远程无人驾驶系统的指示,该系统的正式代号为ДБР—1(“鹰—1”)。该系统中的无人驾驶侦察机重新起用了图—123这个代号。它主要用于对导弹阵地、机场、工业目标、港口、部队集结地、舰队、防空系统相导弹防御系统等远距离目标进行空中侦察,还能对大规模杀伤性武器的使用结果进行检验。政府对图-123无人侦察机提出基本性能要求是,航程3500—4000公里,速度2700—3000公里/小时,飞行高度20000—25000米。

在接到上级指示后,图波列失设计局又开始了图—123无人驾驶侦察机的研制。图—123的机体结构和气动布局与图—121基本相同,外形上的区别是图—123机体呈圆形,向尾部逐步过渡为椭圆形,加上要安装侦察设备,飞行过程也有所变化,所以图—123的结构布局多少有些变化,由于设备舱的容积加大,导致无人机的机身头部加长。

图—123也装一台KP—15—300型涡喷发动机,但使用寿命延长到厂50小时。机翼下方装有两台推力75000—80000公斤的ПРД—52型同体燃料助推器。

与一次性使用的图—12l无人驾驶攻击机相比,对图—123无人侦察机的性能要求提高了很多,首先要求它必需具有沿侦察航线飞行的高准确性,所以图—123采用了带速度与偏流角多普勒计算器的控制系统,但该系统却无法保障将无人机引导到半径仅10公里的侦察情报传递区。因此,要求图—123在完成侦察任务后要能返回到距情报传递区约300公里的地区,这时它就能被п—35型地面雷达发现,尔后地面操作员通过专门的无线电指令,将图—123引导到情报传递区。同样,根据地面指令,无人机发动机关车,然后抛掉剩余燃料,无人机的速度随之下降到1.75—1.3马赫,这时装在无人机方向舵底部容器内的减速伞启动并打开,伞衣面积为34平方米。在距地面4公里时,无人机的头部与机体脱离,头部的回收靠的是三个依次打开的减速伞,主伞的伞衣面积为158平方米,它能使无人机头部在接近地面时的下降速度降低到6米/秒左右。着陆时的冲击能量由四轮起落架抵消,而无人机的其他组成部分在着陆后完全报废。“鹰—1”无人驾驶侦察机系统于1961年9月参加了由国防部组织的国家试验,当年共进行了5次发射试验,其中第1次和第5次发射失败。1962年又进行了4次发射,从1963年4月28日到12月24日又进行了5次飞行试验,尽管第4次试验只取得了部分成功,无人机没有返回指定地区,但空军司令在这次发射后,却批准了国家委员会建议图—123开始服役的申请。根据1964年5月23日的政府令,“鹰—1”无人机系统正式装备部队。

1964年,图—123在沃罗涅日的第64号飞机广投入批量生产,前苏联西边界地区的空军航空兵侦察分队先后装备了52架图—123无人机。1972年,“鹰—1”无人机系统停产,1979年全部退出现役。退役后图—123被改装成靶标,用于防空导弹部队的训练与演习。目前,唯一一架幸存的图—123无人驾驶侦察机被存放在位于莫斯科的航空博物馆内。

图—123数据:翼展8.414米,机长27.825米,机身直径1.7米,起飞重量35610公斤,巡航速度2700公里/小时,最大航程3560—3680公里,巡航段飞行高度19000米,接近目标时飞行高度22800米。

第二章

胎死腹中的图—139无人机计划

60年代后期,图波列夫设计局完成了图—139无人驾驶侦察机的设计,研制出了试验机,并在60年代末70年代初进行了飞行试验,但很快图—139计划和其他所有后续的陆基战略超音速无人驾驶侦察机的研发工作都被取消。原因是:第一,当时已经在米格—25基础上成功地研制出在作战使用上速度更快、机动性更强的有人驾驶侦察机;其次,在已密集部署各种防空兵器(其中包括“奈基”地空导弹装置)的欧洲战区,“鹰”式无人机能否成功地执行侦察任务已成问题。

根据苏联军事工业委员会对“鹰”式无人驾驶侦察系统提出的要求,图波列夫设计局在研究过程中曾设想制造可以完全回收的无人驾驶侦察机,并提出了实施这一设想的两种方案。第一种是制造有人驾驶的图—123方案,代号是图—141(图—1.231П)或“鹰—П”。

根据预先设想,这种侦察机从发射阵地上发射出去,而执行任务、返回本土和降落则由飞行员驾驶完成,结果这项方案被否决,原因是它根本没有体现无人驾驶侦察机的优势,即高度的作战独立性和遇到强火力攻击时的作战稳定性,而且其过载飞行员也难以承受。第二个方案在图—123无人机的基础上研制其回收改进型。1964年“鹰—1”开始批量生产后,图波列夫设计局马上着手研制可完全回收的无人驾驶侦察机系统,该系统命名为ДБР—2“鹰—2”,这种可完全回收的无人机代号为图—139。

根据方案的设计要求,图—139无人驾驶侦察机在完成任务后降落重量是13500公斤,与此同时还要考虑到它必须完成不少于10次的再次起飞和在事先没有准备好的降落场上着陆。图—139是在批量生产的图—123无人机的基础上设计而成的,它与后者的区别是图—139采用于首架图—144超音速客机实验机使用的高升力翼型。

为保证图—139能够实现水平软着陆,以保障飞机结构最小限度地受损,飞机采用了伞衣面积为1200—1500平方米的新型着陆减速伞。同时还安装了固体燃料制动发动机以实现减速,该发动机可根据按地探测器的信号自动起动。当无人机进入软着落后,减速伞会被一个专用系统转挂到接近飞机重心的部位,以确保飞机垂直降落速度大约10米/秒。在接近地面时,由接地探测器信号起动的制动发动机开始工作,它可使图—139的垂直下降速度进一步降低到2—3米/秒。

虽然图波列夫设计局完成了图—139无人驾驶侦察机的设计;研制出了试验机,并进行了飞行试验,但由于其性能已不能适应当时苏联的战略要求,研发工作遂被取消。

尽管图—121无人驾驶攻击机用开始试验就被枪毙,图—139也胎死腹中。但图波列夫设计局在早期无人机的研制过程中所积累的经验和取得的成果,为其后来成功研制“雨燕”亚音速“战术无人机和”航班战术无人机打下坚实的基础。

侦察监视类无人机

从世界无人机的发展情况可知,在20世纪60年代以后,无人侦察机逐渐受到世界各国、特别是美国的重视,几十年来战术型无人侦察机发展较快,目前已发展得比较完善,并在实践中大量使用。战略型无人侦察机比战术型无人侦察机发展晚,现今还在不断完善和提高中。无人侦察机可归成四种:

长航时无人机

中程无人侦察机

、短程无人侦察机和近程无人侦察机。长航时无人机

这是一种飞行时间长,能昼夜持续进行空中探测和执行其他任务的无人机。目前世界高空型长航时无人机多数飞行高度在18000米以上,续航时间不小于24小时。中空型长航时无人机通常飞行高度几千米,续航时间不小于12小时。由于这类无人机的飞行时间特别长,常称作“大气层人造卫星”,已成为无人战略侦察机的主要发展趋势,是未来战争侦察卫星和有人战略侦察机的重要补充和增强手段。

美国是世界上最早研制长航时无人机的国家,早在20世纪70年代初就开始研制YQM-98A和YQM—94AB—GULL高空型长航时无人机和L450F、845A型中空型长航时无人机。近30年来,美国一直在发展这类无人机,至今已研制和正在研制的长航时无人机至少有25种。为了提高无人机的飞行时间和飞行高度,美国除了研制涡轮增压活塞发动机、转子发动机和涡轮风扁发动机为动力的长航时无人机之外,还在研制太阳能动力平台。例如80年代研制的SOLARHAPP和RAPTOR“探路者”,已取得相当成绩。太阳能动力平台的研制成功,将使高空型长航时无人机的飞行时间由几十小时,增到几个月,甚至一年;飞行高度由18000米,增到25000米,甚至30000米。90年代美国开始研制蒂尔2+、蒂尔2“掠夺者”和蒂尔3—“暗星”等新型无人机。

蒂尔2+是高空长航时无人机,以1台涡轮风扇发动机为动力,飞行高度19800米,续航时间30小时。为提高无人机生存能力,机上装有一套自我保护装备,包括干扰机、诱饵和雷达警戒接收机。每架无人机可携带3—4个拖曳式诱饵。干扰机可在两个频段上工作,既可对付敌方低频雷达与导弹,又可对付像俄制SA—10和SA—12那类新型武器。蒂尔2“掠夺者”是中空型长航时无人机,以1台80马力活塞发动机为动力,飞行高度可达7600米,续航时间24小时。机上装有电视与红外摄像设备和合成孔径雷达等,在4500米以上高度时,探测目标的一维分辨率可达到0.3米的水平。蒂尔3—“暗星”是近年来美国秘密研制的隐身无人侦察机,它采用翼身融合体外形,大展弦比机翼采用全复合材料,全胶接新工艺,机体下表面涂有黑色涂料,机身内装1台FJ—44涡轮风扇发动机,机头上方为发动机进气口。该机具有良好的隐身性能。飞行高度可达13700米,续航时间8—10小时。

除美国之外,加拿大和以色列等国家也很重视发展长航时无人机。加拿大通信研究中心80年代开始研制微波能动力平台SHARP,该飞机下表面装有50000根印刷电路天线,用以接收来自地面抛物面天线发射的微波能,把微波能转变为电能,供机载电动机用。该机续航时间为6—12个月。以色列90年代研制出“狩猎者”、“苍鹭”、“探索者”、“冲击”和HERMES450等中空型长航时无人机。中程无人侦察机

这种无人机通常活动半径在700—1000公里范围,飞行速度多为高亚音速或超音速。它主要用于大面积快速可见光照相侦察或红外与电视摄像侦察,实时传输。有高空型和中低空型两种类型。目前,高空型中程无人侦察机已发展到升限30000米以上,飞行速度达到3马赫以上的水平。例如美国格克希德公司研制的D-21/CID—21B,最大升限30500米,最大水平速度为4马赫。最近。美国正在研制一种称作U—2高空飞机的第三代间谍飞机,三角翼外形,以冲压发动机为动力,飞行速度大于3马赫。近年来,美国一方面继续在发展大高度高超音速中程无人侦察机,另一方面正在发展具有超低空飞行性能的中低空中程无人侦察机,例如特里达因·瑞安航空公司80年代后期开始研制的324型“金龟子”和350型,这是一种小展弦此机翼的高亚音速中程无人机,飞行高度为3.05米—13720米,具有较强的突防和生存能力。

短程和近程无人侦察机

这两种无人侦察机都是作战半径不大的小型战术无人机。短程无人侦察机的作战半径在150—350公里范围,近程无人侦察机的作战半径通常为几十公里。它主要用于战场侦察与监视,目标搜索与定位及战果评估等。

在世界无人侦察机中,这两种无人机占有相当比例,例如美国的“勇士”3000、“苍鹰”、“雌狐”、“密码”、R4E—40“天眼”“天球”和FQM—151A“短毛猎犬”;英国的“不死鸟”、“火鸟”、“大鸦”I和“大鸦”202;法国的“玛尔特”MKII和“狐理”;以色列的“侦察兵”和“先锋”;加拿大的CL—289和CL—227“哨兵”等。在这些无人机上可安装电视摄像机、前视红外装置、红外线扫描仪或激光测距/指示器等光电传感器一种供营、连、排使用、成本很低的小型无人机日益受到欢迎,这种无人机1—2个战士即可携带和操作运用,能在很小的场地上起落,它可用于观察山后及路面上的伏击部队,或作为前线观察哨和装甲车自己的空中侦察系统等。FGM—1.51A短毛猎犬:就是这类无人机,该机为单兵携带发射式无人机,最大发射重3.6公斤,每架价格5000美元,曾是海湾战争中使用的无人机。

电子对抗类无人机

电子对抗无人机分电子侦察和电子干扰两大类。

目前世界

无人电子侦察机

主要用于收集通信情报和电子情报。

无人电子干扰机

分有源电子干扰型和无源电子干扰型两种,目前无人电子干扰机多为无源电子干扰型,其基本的干扰设备是箔条投放器、曳光弹投放器和雷达回波增强设备,如角反射器、龙伯透镜等。无人电子侦察机

英国特里达·瑞安航空公司早在20世纪60年代初就开始从事无人电子侦察机的研制工作,在“火蜂”I靶机基础上又先后研制出147D、147E、147TE和1471F等电子情报与通信情报无人机。后来、在1471F础上又研制出大高度电子侦察型无人机154型(AQM—91A)。该机大量采用隐身技术,雷达散射截面和红外信号特征很小,有较高的生存能力,其飞行速度在900公里/小时以上,飞行高度大于20000米。继154型之后公司又研制出更高性能的无人电子侦察机YQM—98A,该机以一台18千中涡轮风扇发动机为动力,巡航速度为0.5~0.6马赫,飞行高度21000米以上,续航时间30小时。80年代美国又开始研制太阳能动力平台,使电子侦察类无人机的性能有了更大的提高。

原苏联对发展无人电子侦察机也很重视,据公开资料报导,已生产的机型有“小鹰”(最大飞行速度3500公里/小时,升限27000米)、雅克-25RD/RV(机上可装295公斤的电子情报设备和摄像机)等。无人电子干扰机

这类无人机按照用途不同可分为3种类型,即有源/无源电子干扰类、诱饵(假目标)类和反辐射/骚扰类。

①有源/无源电子干扰无人机。美国特里达因·瑞安航空公司在60年代后期以147N机体为基础研制出中高度电子干扰类无人机147NA,其机翼可挂载有源电子干扰吊舱或2个AN/ALE—2箔条投放吊舱。之后,又研制出147NC机和255型机。255型机可携带模组化音响干扰机和2个AN/ALE一2或AN/ALE—38箔条投放吊舱。在执行任务时,255型由DC-130H母机空中投放。完成任务后,由CH—3.或HH—53飞机空中回收无人机。美国比奇飞机公司在80年代研制出MQM—107“袭击者”,机上装有无源/有源电子干扰设备,飞机最大水平速度956公里/小时;升限12200:米;Air-EXJam是美国霍普金斯大学80年代研制的小型无人电子干扰机,最大发射重18.1公斤,机上装有微型电子干扰机,飞机巡航速度88公里/小时,续航时间3小时。80年代后期,该大学又研制出另一种成本很低的小型通信干扰型无人机,据说飞机单价在5000美元以下。

②诱饵型无人机。这是一种无源欺骗性干扰型无人机,是专门用于切断跟踪的诱饵,在轰炸机或歼击机上装这种无人机,在突袭前投放,可诱惑敌雷达或导弹,掩护飞机袭击目标。

Samon、150型Maxi、290P和TALD是美国布伦瑞克公司70、80年代研制生产的诱饵无人机。1982—1983年以色列曾用IDF有人飞机携带Samson攻击黎巴嫩贝卡谷地地空导弹阵地,取得良好的战绩。诱饵机在尤人电子干扰机中占有相当大的比例,除上述4种诱饵机外,还有147N、147NX、124INV—130“欧洲雀”,LODED、“鹌鹑”、AED等机型。近年来,为了提高巡航导弹的突防能力,正在计划发展一种为巡航导弹突防用的诱饵机。

③反辐射/骚扰型无人机。这是一种70年代中期开始发展的无人电子干扰机。机上一般装有电子干扰设备·、辐射探测器和非核战斗部。多数飞机采用小型活塞式发动机,续航时间一般在4小时以上。执行任务时,无人机在发动机推力作用下,以100—300公里小时的巡航速度飞到敌雷达区上空,作长时间盘旋,探测雷达信号,进行骚扰,当敌雷达开机时,无人机就由机上雷达寻的器制导,向雷达俯冲,摧毁它。由于这类无人机的骚扰,使敌方雷达不敢开机,为有人攻击机创造袭击机会。

英国波音军用飞机公司研制的“勇士”200;E系统公司研制的E—75与Axillary;费尔柴尔德公司研制的ATM—100;以色列飞机工业公司研制的“恶妇人”;德国道尼尔公司研制的DAR;梅伯布公司研·制的KDAR;法国赛其姆公司研制的“玛鲁拉”等都是反辐射/骚扰型无人机。

第三章

攻击类和多用途无人机

目前世界无人攻击机有多次使用性无人攻击机和一次使用性无人攻击机两种。它们都是空对地(舰)攻击型的,其攻击的目标是地面或海上的活动目标/固定目标。近年来,美国正在研究试验空对空无人攻击机,曾用“火蜂”靶机改成空—空交战试验台,并作了单机空中试验,取得较大进展。但对群机格斗来说,情况却要复杂得多,由于存在多机控制,操纵与指挥间的协调以及无人机与地面火力的协同作战等问题,仅作这种单机空中试验是远远不够的,还需作更深入的试验研究工作。因此,空对空无人攻击机是一项较长远的研究课题,目前主要研制下述两种类型。

多次使用性无人攻击机。这种无人机携带导弹、鱼雷或炸弹,在执行任务时,用自带的武器攻击摧毁目标。无人机可回收,多次使用。目前,这种无人机在种类与数量上都较少。主要机型有德国的LA—RPV,美国的QH—50系列,234型、259型和RAPTOR“示范者”等。

LA—RPV由德国道尼尔公司研制。该机装有1台涡轮喷气发动机,从地面发射后,在小高度上以较大飞行速度飞向目标区上空,攻击目标时,由机载弹药容器放出散弹武器,完成任务后靠机下起落架滑跑着陆。

QH—50系列出美国旋翼式直升机公司研制,这是一种多用途旋翼式无人机,可用作反潜武器,该机可携带2个MK44自动瞄准鱼雷或1个MK46鱼雷与1个声纳浮标。它由舰上控制人员遥控到位于声纳所获得的潜艇位置的上空时,投放鱼雷。完成任务后,遥控无人机返航到发射舰上。

RAPTOR“示范者”是美国斯凯尔德复合材料公司在于0世纪80年代研制的高空长航时无人机,目前还在研究试验中。它主要用于拦截敌弹道导弹,也可执行侦察监视任务。机上装有塔伦导弹,这是一种超高速(2公里/秒)空—空导弹,在导弹的自动导引头内装有被动攻角传感器和激光雷达测距仪。无人机飞到敌战术弹道导弹发射区上空后,作巡逻飞行,不断搜索地面目标,在敌弹道导弹发射后10—90秒助推段内,跟踪、锁定目标,并发射塔伦导弹拦截它。

一次使用性无人攻击机。这种无人攻击机用于攻击坦克、车辆及其他目标,通常为小型无人机,机上装有红外寻的器和非核战斗部,由地面无线电指令遥控或自动控制飞向目标区上空,作待机巡逻、探测到目标后,由寻的器制导飞向目标。

德阅梅伯布公司研制的PAD/KDH;美国空军部研制的XBQM—106,陆军部研制的“神风队员”,比奇飞机公司研制的1089E型和E系统公司研制的E—175;意大利米梯尔公司研制的“米拉奇”20与“米拉奇”100等都属于这类无人机。

微电子技术、自动控制与导航技术以及数控技术的迅速发展,为研制先进的自主无人攻击机提供了技术基础。1986年英国计算机公司赛肯分公司提出一种2000年后使用的制空无人机SOARELY方案,该机装有人工智能系统和小型战斗部,机翼为X形布局,可旋转或固定位置,旋转时,飞机像直升机,可垂直起落与空中悬停;固定时,飞机像固定翼飞机。无人机在执行任务时,靠人工智能系统自主操作,飞到敌防区上空,自动监视敌方活动,把获得的信息编成密码传送到地面站,当探测到值得摧毁的目标时,就自主决策攻击目标。

多用途无人机

多用途无人机是20世纪60年代出现的机种,它与单用途无人机相比,具有功能多,能适应战斗任务变化的需求与多种用途的需求以及成本低等优点,越来越受到世界各国的重视,在世界无人机中,多用途无人机的比例日益增长。多用途无人机上要有以下三种类型:

机上同时装载多种任务设备,执行多种任务。其首要条件是无人机要有足够大的任务设备载量与空间以及功能大、重量轻、价格低廉的小型任务设备,从目前技术水平来说,只有少数大型无人机才可能实现此要求。例如“秃鹰”、蒂尔3—“暗星”、蒂尔2+、YQM—94AB—CuLL、YQM—98A等大型无人机,这些无人机的有效载荷均在300公斤以上。

机体采用可互换性任务设备舱段/短舱或集装箱式安装法,实施一机多用。例如美国239型无人机,机头是组合式结构,可装侦察用头部、电子战头部或对地攻击用头部,飞机在执行某一任务时,装上相应的头部。英国的“灰背隼”无人机使用可互换性插入式设备容器,在执行监视、通信中转和电子干扰某—任务时,只需换上相应的设备容器。

以系列机形式实现一机多用。系列机由原准机和一些在原准机基础上发展而成的改型机组成,每种改型机通常只具有一种功能与用途,但由各种不同用途的改型机组成的系列机,却呈现出多用途的特点。例如瑞安147系列机,这是囊括了20多种改型机的大“家族”,该系列机具有高空与低空照相侦察、通信情报与电子情报收集、电子干扰与诱饵等多种功能与用途。

无人机同有人飞机相比,它的成长史要年轻得多,还很脆弱,但应看到这是一种新生事物,它对未来战争的作用具有深远意义。国外有些专家预言:“这种技术用用开始加以开发,它如同1915年出现机枪,1940年出现装甲车而改变了当时战争面貌一样,也将最终改变未来战争的面貌。”

“蒂尔”系列长航时无人侦察机

美国“蒂尔”系列长航时无人侦察机主要有“全球鹰”、“暗星”、“捕食者”等。“全球鹰”无人机侦察机是美国特里达因公司为美国国防部研制的高空长航时无人侦察机,属美国“蒂尔”系列发展计划的“蒂尔”Ⅱ+型无人机,主要用于未来战场中低强度冲突中实施大范围的连续监视与侦察,技术水平属当今世界最高者之一,堪称“空中蛇眼”。该机的最大特点:

第一,航程远,活动半径大,具备全球远程侦察监视能力“全球鹰”无人机采用涡轮风扇发动机,发动机推力为3266千克,常规式起降,最大起飞重量11612千克,最大载油量6450千克,航程26000千米,续航时间42小时,可从美国本土基地起飞,飞往全球任何热点地区进行战略与战役性侦察。该机最大飞行速度740千米/小时,巡航速度480千米/小时,巡航高度20000米,活动半径5500千米,能在距基地5500千米远的目标地区上空连续侦察24小时。

第二,实时成像分辨率高,覆盖区域大。“全球鹰”无人机的有效载荷为900千克,机上装有合成孔径雷达、光电摄像机、红外成像仪及数字通信设备等。合成孔径雷达作用距离20—200千米,广域搜索时,合成孔径雷达在一天之内可监视1374平方千米的范围。图像分辨率为0.9米,可分辨出小汽车和卡车等;在以点模方式工作时,可对1900个约2×2平方千米大小的地区实施详查.图像分辨率为0.3米,具备发现移动目标的能力.光电摄像机的工作波段为0.5—1微米,图像分辨率接近照相底片的水平。红外成像仪的工作波段为3—5微米,可发现伪装的目标,区分静止目标和移动目标。图像传输采用卫星通信或微波接力线路,似50兆比特/秒的传输速率将信息实时传送给地面站,在发送给战区或战场指挥中心,为指挥官进行决策或战场毁伤评估提供高价值信息。

美国“暗星”高空长航时隐身无人侦察机,是美国国防部正在研制的具有当代最先进技术水平的无人侦察机,也是世界上第一种隐身无人侦察机,属美国“蒂尔”系列长航时无人侦察机发展计划的“蒂尔”Ⅲ一型无人机,主要用于突入严密设防的敌方地区,对高价值目标实施侦察和监视。“暗星”的战术性能不及“全球鹰”,通常与“全球鹰”无人侦察机混合编队使用,以支援未来战场作战。“暗星”无人侦察机的最大特点是采用全隐身设计,可以连续数小时飞行盘旋和监视而不被发现,是窥视敌方军事行动的“隐形间谍”。该机长4.5米,翼展21米,外形设计独特,机身短而扁,机头呈半圆形,机翼长而平直,翼根后缘与机尾部平齐,以使照射的雷达波分散。此外,所采用的涡扇发动机进气道和扁形尾喷管置于机身上部,可减弱对雷达波的反射和向下的红外辐射。机体几乎全部采用复合材料,表面有吸收雷达波的涂层。这些设计措施,使得“暗星”无人机具备很好的隐身特性。“暗星”无人机的发动机推力为862千克,空重2546千克,最大起重3909千克,载油量1360千克,最大飞行速度556千米/小时,巡航速度418千米/小时,活动半径930—1852千米,飞行高度13700米,续航时间12小时,在目标区上空可连续侦察8小时。该机有效载荷454千克,可根据天气情况换装两套不同的侦察设备。在晴朗天气时,装备光电摄像机和红外成像仪;在恶劣天气时,换装合成孔径雷达,雷达分辨率为0.3~0.9米。当“暗星”无人机合成孔径雷达以广域搜索方式工作时,可覆盖5.15万平方千米的地域,分辨率为0.9米;当以点模方式工作时,可详查600个.高价值目标,分辨率为0.3米。图像传输可通过卫星通信或微波通信,传输速率为15比特/秒。

美国“捕食者”无人侦察机,是美国通用原子公司为美国国防部研制的中空长航时无人侦察机,属美国“蒂尔”长航时无人机发展计划的“蒂尔”Ⅱ型无人侦察机,主要用于为战区指挥官及合成部队指挥官进行决策提供情报支持,曾在波黑战场实战使用。“捕食者”无人侦察机空重350千克,采用一台85马力的4缸双冲程活塞式发动机和一副双叶可变浆距的推进式螺旋桨,桨叶直径1.73米,翼展14.85米,机长8.13米,机高2.21米,最大起飞重量850千克,载油量295千克。该机活动半径926—3700千米,最大飞行速度240千米/小时,巡航速度130千米/小时,升限7620米,续航时间40小时,在目标上空留空时间24小时。可常规轮式起飞和软式着陆,也可用降落伞紧急回收。

该机有效载荷为204千克,机上装有合成孔径雷达、光电摄像机、红外成像仪、CPS与惯导复合导航系统和通信设备等。其中,合成孔径雷达为KU波段,功率1千瓦,在4000米高空和6.6千米远的分辨率为0.3米,当与军用码GPS接收机连通时,可以给出每张图像的中心坐标,圆公算偏差为0.25米,可精确确定目标的位置。红外成像仪采用512×512单元铂硅凝视阵列,工作波段为3—5微米。光电设备包括一台可放大10倍的变焦距彩色电视摄像机、焦距900毫米的彩色电视摄像机和作用距离为10千米的饵玻璃护目激光测距仪。此外,机上还装有G/H波段视距通信数据链路以及特高频段和KU波段卫星通信链路。“捕食者”无人侦察机现处于生产和部署阶段。1995年,美军曾把“捕食者”无人侦察机部署到阿尔巴尼亚,以支持波黑维和行动,但2架失踪、1架被击落、1架发动机发生故障。1996年以来,美军把改进后的“捕食者”无人侦察机部署到匈牙利,用来支持北约在波斯尼亚的军事行动,实战使用效果很好,已达到能发现地面建筑物的门牌号码水平。

引人注目的“蒂尔型”无人机

海湾战争期间,美军为了搜索精锐的伊拉克共和国卫队和“飞毛腿”弹道导弹发射基地而绞尽脑汁。从此,进一步加强了无人机的研制、生产和使用。他们企图不以飞行员生命为代价,利用无人驾驶飞机,突破对方严密的空防,长时间在对方空域进行侦察和监视,以及时给对方重要目标致命的打击。“蒂尔型”无人机正是在这种背景下兴起的。美国研制的“蒂尔型”无人机有:蒂尔1、蒂尔2、蒂尔2+和蒂尔3—等型别。1995年,美国空军战斗司令部起草了一份重要文件,要组建若干无人机部队,每支部队含有50架中空蒂尔2型、20架大载荷蒂尔2+型和20架隐型蒂尔3—型无人机。这些无人机将配置有先进的合成孔径雷达,光电传感器和红外线传感器,先进的导航和通信设备以及先进的导弹武器等。他们对无人机的要求是:能够突破对方空防,接近目标,搜集各种住处资料,其中包括步话机等发出的微弱信号;能够在战场上空,为因某种原因(例如线路故障或线路被切断)而中断通信联系的两支地面部队提供紧急的通信联系,向地面部队发出对方导弹袭击危险的警告;能够及时摧毁对方目标。他们要这些无人机部队去对付国际上两个地区同时发生严重冲突的情况。“蒂尔型”无人机主要有以下三种:

蒂尔2型无人机。由通用原子公司制造的蒂尔2型无人机,被命名为“掠夺者”,每架320万美元,比较便宜。它能在7620米高度上,以每小时130公里的巡航速度携带204公斤载荷,持续飞行24小时。美军把它视为在战场上空低飞的“卫星”,利用它们可在小范围内连续几天或几周侦察或监视有关情况。它还被用来观测难以掌握的对方在山谷之中和高地背后的情况。机上配备的直播发射机能传送四个频道数字式视频信号,直接传给在该机周围130公里范围内战场上的士兵。

在1995年代号为“流沙”的演习期间,该机依靠光—电传感器曾发现50%机动式“飞毛腿”弹道导弹。该传感器的分辨率达到了这样的程度:能够辨别出进出建筑物或轿车的是否是同一个人。1995年6月开始,该机又装上了合成孔径雷达,使它具有全天候侦察和监视能力。机上有通信中继装置,可为战场上中断通信联系的两支地面部队提供紧迫的通信联系。

蒂尔2+型无人机。蒂尔2+型尚未命名。目前使用的是由瑞安公司制造的,每架1000万美元。它是翼展长35.36米、重12吨的大型飞机,能携带908公斤载荷,在19812米高度上,以每小时5381公里的速度持续飞行42小时。在中途不加油的情况下,一次可飞行22526公里,即绕地球大半圈。每天侦察的面积高达137200平方公里。

该机尺寸大,飞行时间长,易被对方雷达发现和跟踪。它采取以下措施来提高其生存能力;一是大部分时间在19812米以上高空飞行,可免遭许多来自地面的中低空导弹袭击,目前只有少量俄制地—空导弹可以达到这个高度;二是在机上配备干扰机、诱饵和雷达警戒接收装置。干扰机有二种频道:低频道和高频道。前者用来对付旧式雷达和导弹,后者则用来对付新式武器,如俄制的SA—10和SA—12导弹。机上可携带3—4个诱饵,如果在机外拖曳的诱饵被击中,可以再放出一个,以这种假目标欺骗来袭的导弹。有了雷达警戒接收装置,飞机便能及时采取躲避对方导弹的机动动作;三是利用机载计算机,根据前方可能遇到的威胁,自动设计安全地飞往目标的航线。因此,它不必采取费用高昂的隐形措施,只要依靠上述手段,足以提高自身的生存能力。这样可以较大幅度地降低其成本。

该机装有合成孔径雷达,电—光传感器和红外线传感器。这些新式装置有两种工作方式:一种是搜索方式,每小时覆盖5488平方公里,分辨率为0.91米;另一种是定点方式,分辨率达0.30米。遇到敌情,能立即以这三种装置中任意两种经卫星或地面站传送图像。每秒钟可传送50兆位数据,即可经卫星传送实时电视。美国陆军拟在该机两个外挂点装上两枚新研制的导弹,一枚用来摧毁发射后处于助推阶段的对方弹道导弹,另一枚用来打击对方领土纵深目标,其中包括弹道导弹运输和发射装置。

蒂尔3—型无人机。蒂尔3—型是命名为“暗星”的隐形无人机,由洛克希德·马丁公司和波音公司联合研制,每架I000万美元。该机基本上是由飞蝶状机动性身和稍微前掠的直机翼组成。经过精心设计,全机只产生2个尖峰信号(一前一后),而B—2隐形轰炸机、F—117或F—22隐形战斗机至少有4个尖峰信号。这是因为前者要在战场上空巡逻数小时,主要讲究尖峰信号的数量,而不像后者那快速进入和退出目标上空,着重于尖峰信号的散射。该机机体主要是用石墨复合材料制造,与铝比较,估计节省重量25%。机体上面涂白色漆,保护复合材料树脂不被阳光破坏,下面涂黑色漆使该机在高空难以被发觉。

该机携带重454公斤的载荷,可在15240米高空,以每小时556公里速度,持续飞行12小时。它主要任务是进入防卫严密具有重大价值的目标上空拍照。由于受到特殊外形限制,该机载荷量较少,要么装备合成孔径雷达,要么装备电—光照像机,两者不能同时都装上。除此之外,还在考虑安装红外线传感器。这些装置的分辨率和覆盖面均与前面所述的相同。不过,目前其卫星通信线路被限制在每秒钟发送1.5兆位数据,但该机能在地平线上方发送实时定点的图像。

上述无人机均装有全球定位系统线路和自动驾驶装置等,可自行起降和执行任务。

颇具发展前景的太阳能无人机

美国航空肌天局(NASA)认为,太阳能无人机的用途广泛,发展前景乐观。由于这种无人机主要利用太阳能提供能源,只有飞得高、续航时间长和飞行距离远的特点,是一个理想的空中飞行平台。完全可以用于科学观测,作为人造地球卫星的补充,也能执行监视空中目标,探测风暴、探测水下珊瑚礁(为海上航行扫除障碍)和寻找成片油田等任务,军事用途的潜力巨大。

NASA研制的第一种太阳能无人机“探索者”,目前正在夏威夷上空进行试验飞行。上面带有两个阿摩斯研究中心研制的传感器,一个是数字式高分辨率的频谱干涉仪,另一个是能实时传输的高分辨率空间图像系统,试飞完成后就可以投入应用。

同时,NASA为了能得到每年1300万美元的科研经费,也在进一步拓宽太阳能无人机的使用范围,不局限于目前的这些试验和试用。他们发现,利用这种飞机的机翼可以进行全球信息的传输。太阳能飞机可以长期在高空飞行,完全可以用作便携式电话通信中继站。把它作为通信中继站要比用人造卫星更好,有更大的灵活性。因为它能毫不困难地从空中返回地面进行维修或更换设备,这是卫星所无法比拟的。太阳能飞机还可以很容易地快速转换所监视的工作城区,比卫星更方便,但其使用费用却比卫星低很多。按他们的计算,卫星的使用费大约是1000英镑/小时,而太阳能无人机的使用费用不到其一半。

当然,现在谈太阳能无人机的应用前景似乎还为时过早。何时走向实用,还要看NSA的试验进展是否顺利。为此,美国NASA已花了近十年的时间,研制了四种太阳能无人机原型机,目前正在进行第一阶段的试飞计划。这四种太阳能无人机有类似的之处,但又各有不同。

第一种型号“探索者”是于1993年首飞的。它采用平直翼和双吊舱设计,是四个型号中最小的一种。翼展29.5米,展弦比12,机长3.6米,翼面积71平方米。共装6台发动机,单台功率1.5千瓦。起飞重量252公斤,有效载荷45公斤。飞行速度30公里/小时,升限21000米,续航时间14—15小时。1995年,“探索者”太阳能无人机曾创造过15530米的飞行距离和19970米的飞行高度记录。后来,在夏威夷上空,又创造飞行高度21600米的记录。

第二种型号“探索者+”太阳能无人机,是在“探索者”基础上发展而成的,1998年出厂,同年首次试飞。该机仍然采用平直翼、双吊舱设计,但尺寸更大。翼展36,3米,展弦比15,机长3.6米,翼面积87平方米。共装8台发动机,单台功率1.5千瓦。起飞重量315公斤,有效载荷67.5公斤。飞行速度为30公里小时,升限为24000米,续航时间白天可达到14—15小时、夜间为2—5小时。改进型“探索者+”有许多新特点,不管是在气动特性,还是动力系统上都有所突破。飞机采用的翼型也更适合高空飞行。特别是在机翼上表面安装了新型的太阳能电池板。这种电池板采用了由加里福尼亚太阳能动力公司研制的新型光学导电体。采用这种导电体制作的太阳能电池,其能量比在“探索者”上用的太阳能电池提高了14%。使“探索者+”获得的能量,从8千瓦提高到12.5千瓦。这个能量足可以供两台发动机工作使用。另外,在操纵系统方面也进行了改进。由于采取了这些改进措施。在1998年的试飞中,使它的飞行高度达到了24800米。

第三种型号是“百人队长”,已经开始试飞。这种太阳能无人机尺寸更大,飞得更高,航程也更远。该机采用了由五段短形翼组成的大展弦比机翼,底下有4个吊舱,机翼前安装了14台发动机。其翼展达到了61.8米,是“探索者”翼展的两倍,为了避免飞机在起飞、着陆以及转弯寸产生翼尖失速,外段机翼设计了10度左右的上反角。由于“百人队长”采用了4个翼下吊舱,内部可携更多的有效载荷或设备。在30000米高度飞行时,它的有效载荷为50公斤;在24000米高度时。有效载荷则可达到600公斤。目前,“百入队长”还没有装太阳能电池板。在1998年的试飞中,爬升到24800米高度的能量是用机载锂铝电池所提供的。未装太阳能电池就进行试飞,主要为了检验加大翼展后的机翼结构和采用各种新系统后的工作情况。现在生产厂家已经接到太阳能电池板,正在安装过程中;预计装太阳能电池的“百人队长”太阳能无人机2001年才试飞。

第四种型号“太阳神”太阳能无人机,是1999年出厂的。它的外形与“百人队长”差不多,但尺寸达到了创记录的水平,翼展达75米,比美国目前最大的两种大型运输机C—5和波音747的翼展还要大。翼下吊舱也由4个增加到5个。与“百人队长”相比,“太阳神”的机翼长了13.2米,多了一个机舱和一个起落架。据设计人员介绍,它集中了前几种太阳能无人机的优点。飞机的结构全部采用碳纤维复合材料制造。碳纤维材料的柔韧性比较好,使机翼在飞行过程中能保持良好的状态,适应飞机向上或向下的飞行。翼盒还用奥美丝,开夫拉和环氧树脂等材料进行了加强,机翼前缘内用泡沫填充,整个飞机外表用一层坚固的塑料胶片加固。在1999年夏天,“太阳神”无人机进行了6次超过500米的低空飞行试验。它和“百人队长”一样,这些试飞都使用的是锂铝电池供电,要等到2001年才能使用太阳能电池。全机系统试验,估计要到2003年才能实施。那时,将进行续航时间达96小时的远距离飞行试验。按设计者要求,这种太阳能无人机可经常在15000米左右的高度上执行任务。飞机上共装14台发动机,但现在的试飞只有8台可以工作;其余6台只是摆样子的。据说,这主要是为了节约能量。

无人驾驶飞机

无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空,也可由母机带到空中投放飞行。回收时,可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆,也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反覆使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

基本简介

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用,揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。

与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。在几场局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力,发挥着显著的作用,并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色,对未来的军事斗争造成较为深远的影响。

一些专家预言:“未来的空战,将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。”但是,由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物,实战经验少,各项技术不够完善,使其作战应用还只局限于高空电子及照相侦察等有限技术,并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。因此,世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。根据实战的检验和未来作战的需要,无人驾驶飞机将在以下几个方面得到更快的发展。

诞生过程

自动化在飞机驾驶中的应用是在人飞上蓝天后,又一个重大的科技进步。无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。由于他是高科技技术的集中载体,其主要应用于现代战争。它的研制成功和战场运用,揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。

现代战争已是坦克、大炮、飞机、军舰多兵种之间有机配合,空地海天电一体的立体战争。其技术之先进、杀伤力之强和危险性之大,都是前所未有的。而无人机以其体积小、重量轻、机动性好、飞行时间长和便于隐蔽为特点,尤其是因其无人驾驶,特别适合于执行危险性大的任务,故在现代战争中正发挥着越来越大的作用。如在1982年发生的贝卡谷地之战和1991年爆发的海湾战争中,无人机在侦察监视、干扰敌方雷达通信系统和引导己方进攻武器等方面,都发挥了极其重要的作用。

无人机的诞生可以追溯到1914年。当时第一次世界大战正进行得如火如荼,英国的卡德尔和皮切尔两位将军,向英国军事航空学会提出了一项建议:研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飞机,使它能够飞到敌方某一目标区上空,将事先装在小飞机上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴·亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。

最初的研制是在一个名叫布鲁克兰兹的地方进行的。为了保密,该计划被命名为“AT计划”。经过多次试验,研制小组首先研制出一台无线电遥控装置。飞机设计师杰佛里·德哈维兰设计出一架小型上单翼机。研制小组把无线电遥控装置安装到这架小飞机上,但没有安装炸弹。1917年3月,在第一次世界大战临近结束之际,世界上第一架无人驾驶飞机在英国皇家飞行训练学校进行了第一次飞行试验。可是飞机刚起飞不久,发动机突然熄火,飞机因失速而坠毁。过了不久,研制小组又研制出第二架无人机进行试验。飞机在无线电的操纵下平稳地飞行了一段时间。就在大家兴高采烈地庆祝试验成功的时候,这架小飞机的发动机又突然熄火了。失去动力的无人机一头栽入人群。

两次试验的失败,使研制小组感到十分沮丧,“AT计划”也就此画上了句号。但A.M.洛教授并没有灰心,继续进行着无人机的研制。功夫不负有心人,10年后,他终于取得成功。1927年,由A.M.洛教授参与研制的“喉”式单翼无人机在英国海军“堡垒”号军舰上成功地进行了试飞。该机载有113公斤炸弹,以每小时322公里的速度飞行了480公里。“喉”式无人机的问世在当时的世界上曾引起极大的轰动。

几乎与此同时,英国皇家空军也研制了几种不同用途的无人机,其中有用陀螺仪控制的空中靶机,有用无线电控制、可投放鱼雷的无人机,甚至还开始研制无人驾驶的攻击机。但经过反复试验,英国皇家空军最后确定制造一种用陀螺仪控制的无人机。这种无人机既可当靶机,也可携带炸弹。后来,皇家空军又对这种无人机进行了改进,采用预编程序的无线电遥控装置,并装上了大功率发动机,使这种无人机的速度增大到每小时310公里。英国皇家空军一共制造了12架这种取名为“拉瑞克斯”的无人机,该机还曾装上火炮,成功地从战舰和地面基地进行了发射试验。

发展历程

随着无人机技术的逐步成熟,到了30年代,英国政府决定研制一种无人靶机,用于验校战列舰上的火炮对飞机的攻击效果。1933年1月,由“费雷尔”水上飞机改装成的“费雷尔·昆士”无人机试飞成功。此后不久,英国又研制出一种全木结构的双翼无人靶机,命名为“德·哈维兰灯蛾”。在1934~1943年问,英国一共生产了420架这种无人机,并重新命名为“蜂王”。

英国人在无人机的研制上捷足先登,美国人也不甘落后。早在1915年,美国的斯佩里公司和德尔科公司就曾研制出第一架无人机。这架无人机总重只有272公斤,由1台30千瓦的活塞式发动机作为动力,装在一个4轮滑车上,草地上铺设了滑轨。飞机发动后,带动滑车在滑轨上滑行。达到一定速度后,飞机即脱离滑轨飞上天空,然后由一个简单的陀螺仪装置控制飞行方向,由一个膜盒气压表自动控制飞行高度。1915年,这架被取名为“空中鱼雷”的无人机不仅成功地进行了试飞,而且被装上136公斤炸药成功地进行了攻击目标试验。

此后不久,美国陆军的查尔斯·F·凯特林又研制出一种无人机,并取名为“凯特林飞虫”。该机颇似普通的双翼机,总重量为238.5公斤,可携带82公斤炸弹,飞行速度达到每小时88公里。1918年9月,美国陆军开始试飞“凯特林飞虫”,并于10月22日终于把它送上了天空。

30年代美国的一个叫雷金纳德·德里的航空专家为美国陆军研制出了供打靶用的无线电遥控机。1939年,美国又研制出了一种上单翼无人机,取名为RP-4。

1941年,珍珠港事件爆发。因战事所需,美国陆、海军开始大批订购靶机,其中OQ-2A靶机984架、OQ-3靶机9403架、OQ-13靶机3548架。后两种靶机均安装上了大功率的发动机,飞行速度可达每小时225公里,飞行高度达3000米。

在第二次世界大战中,美国陆军航空队曾大量使用无人靶机,并在太平洋战场上使用过携带重型炸弹的活塞式发动机无人机对日军目标进行轰炸。战争期间,美军还打算将报废的B-17和B-24轰炸机改装成携带炸弹的遥控轰炸机。驾驶员先驾驶这种遥控轰炸机至海边,然后跳伞脱身,遥控轰炸机则在无线电的遥控下继续飞行,直至对目标进行攻击。可惜由于所需经费巨大,再加上操纵技术过于复杂,美军最终还是放弃了这一研制计划。在此期间,美国海军也曾研制出3种喷气式无人机,分别取名为“格劳伯”、“富根”、“加格勒”,但因种种原因,都未能正式装备部队。

二战结束后,随着航空技术的飞速发展,无人机家族也逐渐步入其鼎盛时期。时至今日,世界上研制生产的各类无人机已达近百种,并且还有一些新型号正在研制之中。而随着计算机技术、自动驾驶技术和遥控遥测技术的发展和在无人机中的应用,以及随着对无人机战术研究的深入,无人机在军事方面的应用日益广泛,被誉为“空中多面手”、“空中骄子”。

主要功能

作为靶机

这是无人机的最初用途,可用于地面防空和空中格斗武器的试验与训练。如美国诺斯罗普公司研制的MD2R5靶机,最大飞行高度8250米,可装红外曳光管和雷达信号。

无人驾驶飞机增强器,还可带拖靶作为火炮和导弹的靶标。美国瑞安公司的BQM-34靶机飞行速度为1.5马赫,飞行高度达1.83万米,可用于模拟敌方战斗机。面对日益严重的反舰导弹的威胁,美国海军还开发了BQM-74C型掠海飞行无人机,用于评估舰载反导系统。

侦察监视

这也是无人机最早的用途之一。无人侦察机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里,甚至更远的距离。它依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备,完成各种侦察和监视任务。一般来说,一架无人机可携带一种或几种侦察设备,按预定的程序或地面指令进行工作,最后将所获得的信息和图像随时传送回地面,供有关部门使用;也可以将获得的所有信息记录下来,待无人机回收时一次取用。随着高新技术的发展和应用,无人机上的设备性能也在不断提高,同时还增加了一些新的装备,应用范围进一步扩大。如装备全球定位系统(GPS)后,无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用,形成高、中、低空,多层次、多方位的立体空中侦察监视网,使所获得的情报信息更加准确可靠。

骗敌诱饵

使用无人机吸引敌方的火力或整个防空系统,进而将其破坏或摧毁,是近一二十年人们为无人机开发出的新用途。作为诱饵之用的无人机,其主要使命是协同其他电子侦察设备遂行诱骗侦察;或作为突防工具,为有人驾驶飞机提供防空压制;或与反辐射武器配合使用,压制和摧毁敌防空系统。为此,这种无人机与其他用途的无人机有所不同。为了提高作为诱饵的欺骗效果,常常要采取一些措施,如进行特殊设计,并装上适当的电子设备,使其具有与欲模拟的目标有相仿的机动能力和信号特征;安装角反射器等无源装置,增大无人机的雷达反射面积;安装射频放大设备,增强雷达反射信号。总之,就是千方百计让敌方容易发现它,吸引敌方的注意力。一般来说,在执行诱骗任务时,诱骗无人机先在前沿阵地上空模仿有人驾驶飞机作战术飞行,刺激或诱发敌防空武器系统中的雷达开机,然后己方侦察设备趁机完成侦察任务。用作突防工具时,无人机先于己方的攻击机群从侧面到达敌防空体系所保护的目标区,迷惑敌方雷达,消耗敌防空兵器。这些无人机由于采用了增大雷达反射截面积和信号强度等措施,具有根强的欺骗性。敌方的雷达将首先截获到这些假目标,但很难识别,导致把这些错误的情报传递到敌火控雷达系统和防空武器。这样,一方面可使敌防空雷达网在对付这些假目标上消耗大量时间,另一方面敌武器系统会对其开火或发射导弹,消耗防空火力,从而降低对己方攻击机的威胁。事实证明,诱饵无人机曾在几次局部战争中发挥了相当重要的作用。例如,在1973年的第四次中东战争中,以色列使用美国的“鹧鸪”式小型无人机作为诱饵,欺骗敌防空火力,掩护自己的飞机进攻。据介绍,曾有1架无人机诱使32枚“萨姆”导弹对其发射。随后,以军的F-4战斗机和A一4攻击机紧随其后,顺利完成了对埃军阵地的攻击任务。

实施干扰

系统进行干扰,使其通信中断,指挥失灵。目前发展的趋势是向干扰雷达和干扰通信同时进行方式发展。因为要想使敌方地域的所有雷达都受到完全干扰是不大可能的,那么未受干扰压制的雷达所获得的有关目标的信息,可以通过通信线路传送到已受干扰雷达阵地上。所以,只有在干扰雷达时,同时对通信系统也予以干扰,才能使敌方高炮和导弹阵地无法得到所需要的情报信息。为此,一架无人机可同时装备两种或两种以上的干扰设备,根据需要灵活运用;也可是两种或多种不同用途的无人机或无人机与电子战飞机之间的协同作战。英国研制的“君主”系统,就是使用多架无人机,分别携带电子侦察设备、雷达干扰设备和通信干扰设备,飞临敌方阵地上空遂行电子战任务的一个综合系统。在光电对抗中,无人机的作用潜力也是十分引人注目的,它可以装备烟雾装置,瓦解敌方的光电制导武器的进攻;也可以装备闪光灯具,作为红外诱饵,引偏敌方的红外制导武器;还可以利用它机动灵活和滞空时间长的特点,把携带的曳光弹准确地投放到所需的位置上。

对地攻击

作为一种空中运载工具,无人机也能携带多种对地攻击武器,飞往前线或深入敌占区纵深,对地面军事目标进行打击;它可以用空对地导弹或炸弹对敌防空武器实施压制;用反坦克导弹等对坦克或坦克群进行攻击;用集束炸弹等武器对地面部队集结点等进行轰炸。特别值得一提的是反辐射攻击无人机。这是一种利用敌方雷达辐射的电磁波信号,发现、跟踪,以至最后摧毁雷达的武器系统。它不仅可用于攻击敌方雷达、干扰机和其他辐射源,而且高速反辐射无人机加装复合制导装置等设备后,还可用于攻击敌预警机和专用电子干扰飞机。美国的“勇敢者”200型和德国的KDAR就属于反雷达无人机。KDAR采用无尾、十字形机翼的布局形式,机翼还可折叠起来,放人一个6.1立方米的标准容器内。该容器既是储存和运输的包装,又是发射装置,每个容器可装20架KDAR无人机。

校射作用

主要用于火力引导和对射击效果进行评估。美国洛克希德公司生产的“苍鹰”就是这样一种无人机。它装有测距机。自动跟踪电视摄像机、激光指示器和热成像仪,可通过抗干扰的数据链向地面传送位置修正指令,能为“铜斑蛇”激光制导炮弹和机载“海尔法”反坦克导弹指示目标。

通信中继

如美国的“先锋”式无人机装有抗干扰扩频通信设备、大功率固态放大器、全向甚高频和超高频无线电台中继设备等,可在C波段进行数据、信号、话音和图像通信,通信距离为185公里。无人机除了具备上述7种功能外,还有其他飞机所不具备的特长。一是费用低廉。无人机的造价通常在几万至几十万美元之间。与有人驾驶飞机相比,价格差距十分悬殊,相当于有人驾驶飞机的1/100~1/1000。无人机操纵人员只需半年的常规培训,而培养一名有人驾驶飞机的飞行员,必须经过4年以上的专门培训,且耗资巨大。无人机执行与有人机相同的任务时,所耗燃料也相当少,通常只占有人机的l%。二是隐蔽性好,生存能力强。无人机的长度基本在10米以内,重量大多在1~2吨之间;因此,它在空中活动十分轻捷自如,各种探测器材很难发现它的行踪。三是使用简便,适应性好。无人机既可以近距离滑跑升空,也可以直接发射升空;既可以在公路上起飞,也可以在海滩、沙漠上起飞,因而可在前线广泛使用。无人机的回收也很方便,既可以用降落伞和拦阻网回收,也可以利用起落架、滑橇、机腹着陆。如加拿大的CL-227“哨兵”无人机还可以像直升机一样进行垂直起降。此外,无人机能适应各种环境,可以毫无顾忌地进出核生化武器的沾染区,并可以在各种复杂气象条件下连续飞行。

优劣介绍

主要优点

无人战斗机具有以下优势:

*更强的机动性——近代,战斗机内人体忍耐力会限制军队在快速行动期间利用飞机集中人员的数量,而无人战斗机消除了这一瓶颈,从而使得机动性大幅提高。

*重量更小——重量可以影响很多方面,如续航时间、加速、有效载荷等。毕竟驾驶舱内的一两名飞行员及所有物品会有很大的重量。

*更好的空气动力——不需要驾驶舱顶蓬。

*环境感知——利用无人战斗机能够在地面上构建虚拟座舱,这比飞机上安装任何装置都有效。而且,对于执行制空任务而言,环境感知是很重要的,而空空作战并不需要在实际飞机上进行侦察。

*不会让相关人员疲劳——地面飞行员可以控制他们的无人战斗机,执行任务时更舒适,更灵活。

*耗资更低——飞行部队耗资更低。所有的人机互动装置、生命维持、弹射座椅等会需要很多资金,但如果是无人战斗机,就仅需要人机交互装置,而且许多无人机可以共用一个,更低价,无需承受所有的压力。相关人员只需与无人战斗机进行通信,而且飞机中已经有一些通信方式,所以不会有大的变化。

*让飞行员远离危险——无人战斗机能够挽救飞行员的生命。训练飞行员的成本很高,而且很难迅速进行替换。

*无人战斗机能够开展远程超视距外空对空攻击以及视距内近程作战,而且无人战斗机成本低、数量与质量相当并且有可能用于与敌军同归于尽的战术中。

主要劣势

不过,相对地,无人战斗机也存在一定的劣势。例如,无人战斗机很容易受到干扰以及人员因素的影响。而且,无人战斗机的行动还存在滞后性,虽然无线电通信能够迅速传播,但在空战过程中反应时间也是至关重要的。此外,无人战斗机还存在单点失效性:一旦敌军摧毁了指挥中心,那么所有无人战斗机便会丧失效用。[1]

主要种类“密码”无人机

这是美国西科斯基飞机公司应国防部要求研制的一种小型无人机,主要用于向战场指挥员提供与战斗进展有关的战场实时信息。“密码”机外型十分奇特,酷似一个面包圈。该机飞行高度2500米左右,巡航半径30公里,内装光学照相机、前视红外传感器及其它可执行军事任务的传感器。它主要担负在中低空范围内对敌各种目标的侦察搜索任务,并可利用机上地面穿透雷达探测地下的雷达等装置。

二战结束后,随着航空技术的飞速发展,无人机家族也逐渐步入其鼎盛时期。时至今日,世界上研制生产的各类无人机已达近百种,并且还有一些新型号正在研制之中。而随着计算机技术、自动驾驶技术和遥控遥测技术的发展和在无人机中的应用,以及随着对无人机战术研究的深入,无人机在军事方面的应用日益广泛,被誉为“空中多面手”、“空中骄子”。

多功能无人机

这种无人机将集侦察、校射、监视、战果评估、目标识别、无线电中继、对地攻击等多功能于一体,可在距敌较远时进行干扰、诱骗等软打击,也可在必要时对地面重要目标进行攻击。美国波音公司研制的“秃鹰”就是这样一种无人机。“秃鹰”是一种大高度、长续航时间的自主式无人机,可用于执行战略侦察、监视。目标探测、反潜战、指挥、控制、通信、大气监测、海关与边防巡逻等任务。该机采用全复合材料机体结构,具有很轻的大展弦比承载机翼。该机巡航速度每小时148公里,最大升限2.736万米无人驾驶飞机,航程1.48万公里,续航时间120小时。其中升限和续航时间均创造了无人机的飞行记录。

人工智能无人机

为使无人机真正成为“空中士兵”,国外正在积极发展人工智能无人机。如英国塞肯公司的“塞肯”观察与攻击自动飞行器,可在空中监视目标的同时自动判断目标的军事价值。当它认为目标值得攻击时,就自动调整飞行状态,精确地向目标发起俯冲攻击。

长时间留空无人机

为对目标进行长时间监视,弥补无人侦察机留空时间短、对同一目标反复侦察时所需航次多等不足,长时间留空无人机便应运而生。如美国洛克希德公司的微波动力无人机,可在高空飞行60天以上。目前,国外的长时间留空无人机最大续航时间可达1年,可对目标进行连续不断的侦察、监视。

反导弹无人机

为对付日益增多的地对地战术导弹的攻击,国外正积极研制用于拦截导弹的无人机。这种无人机可在距所防卫目标较远处击毁来袭导弹,从而克服了“爱国者”、C-300等一类导弹拦截距离近、反应时间长、拦截成功后的残体仍对目标有一定损害作用的不足。

预警无人机

与载人预警机相比,预警无人机的经济性好、费效比低且生存能力强。预警无人机与载人预警机一样,集预警、指挥、控制和通信功能干一身,可起到活动雷达站和空中指挥中心的作用。平时可用来进行空中值勤,监视敌方行动,战时可加大预警距离,扩大己方的拦截线并且可以通过它统一控制战区内的所有防空武器,有效指挥三军作战。预警无人机既可单独作用,又可与载人预警机配合使用。单独使用时,预警无人机利用下行数据传输线,将所获得的情报信息传到地面指挥控制中心。配合使用时,预警无人机率先部署在200~300公里外,将所获得的情报发送给载人预警机,以此扩大预警范围,避免载人预警机穿行于危险区域。美国格鲁门公司研制的D754就是一种典型的预警无人机。该机装有新型机载共形相控阵雷达,能够在复杂电子环境中探测和识别像巡航导弹这样的低空飞行目标。此外,机上还装有红外等多种传感器。

隐身无人机

1995年6月1日,由美国洛克希德公司、马丁公司和波音公司联合研制的世界上第一种隐身无人机——“蒂尔”-3(绰号“暗星”),在美国加利福尼亚州的洛克希德公司斯昆克工厂公开展出。该机外形奇特,机翼硕大,机身扁平,有头无尾。“暗星”之所以采用这种奇特的外形,主要是为了减小雷达反射截面积,以增强隐身性能。机身的底部涂成黑色,也是基于此种考虑。该机在1.37万高度可巡航8小时,活动半径1800公里,巡航速度每小时240公里。据介绍,该机将装备合成孔径雷达或电光探测设备,在续航8小时时,总监视覆盖面积为4.8万平方千米;在1米分辨率时,搜索速度为每小时5480公里;能显示0.3米的目标象点;单机可截获目标600个。该机还具有自主起飞、自动巡航、脱离和着陆的能力,而且可在飞行中改变自己的飞行程序,以执行新的任务。

微型无人机

为进一步扩大无人机的使用范围,使无人机能直接为班、排、连等低级别作战单位提供实时的情报保障,国外正积极开发微型无人机。这种无人机最长约2米,仅重几公斤,使用时可由单兵发射筒发射。如美国布兰登布雷飞机结构公司和伞翼公司正在研制的“天球”无人机,最大重量仅9公斤左右,最长留空时间为2.5小时,除可以垂直起降外,还可在7米×7米的场地上发射与回收。

新一代微型侦察机即将走出实验室。可以放在手掌上的这种微型飞机翼展15厘米,靠体积仅有纽扣大小的电动或喷气发动机推动。它将被用于侦察卫星和军用侦察机监视不到的死角,使士兵能够看到山背面的情况或发现躲在被轰炸后的建筑物内的敌人。微型侦察机可以放在军用挎包里,它装备有摄像机、红外线传感器或雷达探测器等,甚至有电子鼻,以便通过士兵的气味发现他们。

佐治亚工学院的罗布·米切尔森则提出使用脉冲式喷气发动机,他已经造了一个模型,如同一支短粗的钢笔。另一个办法,是用电动机带动螺旋桨。尽管微型电动机提供动力还存在困难,但美国国防部对制造微型技术研究所的工程师们制造的一种1厘米大的直升机,还是表现出了极大的热情,希望在一年内能够看到几种样机试飞。专家指出,将来当有只鸟在你头上转或房间里有蚊子叫时,请你当心,也许有人正在监视你。

空战无人机

为减少有人驾驶飞机在空战中的损失,国外正研制用于空对空交战的无人机。由于无人机机动时不受飞行员抗过载能力的限制,空战时,可进行超常规机动,对导弹等高速攻击武器可进行有效的规避。同时,由于无人机被敌方机载雷达截获的概率低,故在空战中的损失要大大低于有人驾驶飞机。例如,美国研制的高机动空中格斗无人机,在与F-4“鬼怪”式战斗机进行空战格斗试验中,曾成功地躲避开F-4所发射的“麻雀”导弹的攻击,并占领了F-4后侧有利的攻击位置。另外,美国还在进行“天眼”无人机携载“轻标枪”和“针刺”空对空导弹的试验,用于与直升机、攻击机空战。

发展目标

良好的隐身性能

无人驾驶飞机在近期的几场局部战争中,尤其是在空袭南联盟行动中发挥的巨大作用是令人瞩目的,但由于自身隐身技术存在着一定的不足和遂行作战任务性质的局限,使其在作战中暴露出来的很高的被击毁率又是发人深省的。在以“非接触”方式为主导的未来战争中,不尽快解决无人驾驶飞机隐身技术问题或仅仅扮演一个不堪一击的“假目标”角色是远远不够的。因此,增强无人驾驶战斗机的隐身性能是迫切需要的。这个问题已经引起了一些军事大国的高度重视。1998年年底,美国海军在签订研制无人驾驶飞机的第一份合同时,海军航空系统司令部就强调了无人驾驶飞机的隐身性能。以色列在研制和使用无人驾驶飞机方面积累了十分丰富的经验,先后研制出了侦察兵、猛犬、先锋、猎人、搜索者、苍鹭、徘徊者等型号的无人机,并多次在战争中使用,其掌握的某些技术目前居世界领先水平。但上述无人驾驶飞机主要用于侦察、电子干扰或反辐射攻击,作战功能有限。为了对付敌方的地地导弹等威胁性目标,以色列飞机工业公司正在研制一种高空长航时隐身无人驾驶战斗机。该机采用隐身技术与远距空空导弹相结合,可携带莫阿布导弹,突入敌方战区后方,拦截和攻击处于助推阶段的地地导弹。机载莫阿布导弹是拉斐尔公司在巨蟒4红外制导空空导弹的基础上发展而来的,它在高空的最大射程约为100公里,飞行速度在1500到2000米/秒之间。无人驾驶飞机隐身技术虽然仍处于发展阶段,但随着适用于无人驾驶飞机的隐身材料的不断研制和隐身机型的不断完善,在未来战争中,它必将成为令敌方防不胜防的空中“暗箭杀星”。

准确的攻击能力

无人机和战斗机的结合,构成了一种全新的武器系统——无人驾驶战斗机。第二次世界大战以来,无人驾驶飞行器的研究应运兴起。遗憾的是,此后几十年中,无人机与战斗机却一直无缘结成连理,没能造就出无人驾驶战斗机。近年来,随着中远程巡航导弹和弹道导弹的发展日新月异,地空导弹、空空导弹的制导技术日臻成熟,可重复使用的无人驾驶飞机的控制水平也日益提高,“无人驾驶战斗机”的话题才得以被人提及,且有人将反辐射导弹的技术移植到无人机上,研制出了反辐射无人机,成为一种对地面雷达极具威胁的新式武器。这种航空武器的出现,可以说是向无人战斗/攻击机的发展目标又迈进了一步,但它还不是真正意义上的无人驾驶战斗机。它采取“自杀”的方式,与敌方雷达同归于尽,充其量仅仅是巡航导弹的翻版。而真正的无人驾驶战斗机应是“可以重复使用的巡航导弹”。

90年代初,美、英、以色列等航空工业发达国家,最先向无人驾驶战斗/攻击机这一技术高地发起了冲击。经过对未来战场环境和对正在发展的航空航天新技术的分析预测,军界和工业界人士认为,由于无人机能够以合理的成本进行有危险的行动,保护军人的生命安全,因此,在今后10到30年的时间内,需要研制和使用新型的无人驾驶战术战斗机,执行一些对有人驾驶战斗机来说太危险,而对于一次性发射的导弹来说又不太经济的任务。据美国国防部声称,如果美国空军与海军的联合攻击战斗机计划因技术或预算问题而夭折,则将打算用无人驾驶战斗机取代现役的F-16和F/A-18战斗机。英国、法国、以色列和日本也在加紧研制无人驾驶战斗机。英国空军正在考虑用无人驾驶战斗机替代将于2015年退役的旋风GR4战斗机。各国五花八门的无人驾驶战斗机设计构想多数尚处于论证、研制和试验阶段,其中最典型的方案有:美国诺斯罗普·格鲁门公司为军方设计的未来无人驾驶战斗飞行器方案;波音公司准备将JSF战斗机改装为两种成本较低的“无人驾驶战术战斗机”;欧洲国家在研制出第四代战斗机EF2000和阵风之后,英国和法国决定联手研究一种具有强大攻击力的无人驾驶航空器。携带各种武器的无人机将于2007到2025年投入实战。

轻便灵巧的机型

微型武器具有重量轻、体积小、造价低、不易被发现和摧毁等特点,因此被世界各国尖端武器研制机构所看好,并投入了巨大的研制资金,在未来战场上有着强劲的发展前景和潜力。无人驾驶战斗机根据其较为特殊的战争使命,在微型化发展方面更具有非常强烈的要求。

美国国防部高级研究项目局在1999年1月进行了一系列翼展60厘米、重200克的小型无人机试验,并获得了成功。目前,该局在其空中飞行器计划中又推出了12种大小只有152毫米的袖珍型无人飞行器的预研方案,其中4种的研制工作已正式启动。这4种袖珍型无人机有两种固定翼型、一种直升机型、一种折叠翼(活动翼)型。由维伦蒙特公司研制的固定翼样机,其翼展为15厘米,时速48公里,装备有5克重微型GPS装置,试飞22分钟获得成功;另一种固定翼样机的翼展也是15厘米,装有军用摄像机,航程5到10公里,由洛克希德·桑德斯公司研制;直升机型重300克,携带红外成像设备,样机有三轴稳定器,采用GPS导航,持续飞行时间可达2小时;折叠翼型袖珍无人驾驶飞机正由美国加州工学院进行研制,其主要战斗诸元仍处于尖端武器的机密领域。另外,据军事科学家们透露,一种仅有一美元纸钞大小的遥控战斗机已经研制出来。机上装有超敏锐感应器,可“闻”出柴油发动机排出的废气,一旦被它盯上,就会紧追不放,且可以拍摄夜间红外照片,将敌动态和坐标传到200公里外的基地,引导导弹精确命中目标。它执行任务时不用担心敌方雷达系统,适合全天候全时程作战。

双重性的驾驶机理

为了提高作战效益和遂行各种任务的需要,一种有人和无人两用型战斗机,也将随着无人驾驶飞机技术的日益成熟而在未来的空战中出场。它具有两个可以相互独立工作的飞机操作平台,既可以和普通飞机一样由飞行员操纵飞行,也可以由基地指挥中心直接遥控飞行或预置飞行程序自身控制飞行。两用型战斗机的优点是在执行某项任务中,当飞行员伤亡或出于其它原因对飞机操作失灵或是需要暂时脱离飞行操作工作以完成其它任务时,飞机的遥控指挥系统只要未被破坏,仍可以顺利完成任务,安全归返。美国与英国合作研制的三军通用型联合攻击/战斗机,现正在研究无人化的问题。该机很可能成为世界上第一种有人和无人两用的战斗机。

可见,在未来战争中,品类众多、功能各异的无人驾驶飞机,必将成为广奥空宇中的百变幽灵而无处不在,无所不能。随着航空工艺、材料和技术的不断进步,无人驾驶飞机在未来的20年间将会真正崛起,成为高技术战争舞台上一颗耀眼的“明星”。

救灾应用

3月10日云南盈江地震灾情发生后,装载有低空无人机航摄系统的测绘应急车连夜赶赴盈江县实施无人飞机航拍任务。3月11日上午,第一架无人飞机于9:00在盈江县城顺利起飞,对灾区全境进行了长达50分钟的航空摄影,成功获取到盈江灾区首批震后20平方千米、1000多张0.1米的高分辨率航空影像。3月11日下午,无人飞机再次起飞,成功获得第二批航空影像数据并在第一时间传回北京。

从汶川地震到舟曲泥石流,利用无人飞机获取灾区影像正在成为救灾测绘应急保障的重要手段。那么,无人机的优势在那?灾后为什么第一时间要获取航空影像?记者就此采访了受命担负云南盈江地震无人机应急机组的北京天下图集团相关负责人。“影像图可以比其他观测手段更直观的进行灾后的灾害评估和重建决策。”国家测绘局无人机专家、北京天下图集团董事长关鸿亮先生在接受采访时表示。

据了解,此次实施航拍任务的北京天下图集团是国家测绘局唯一批准的全国“城市高分辨率航空影像数据库”建设试点单位,其自主品牌“天下图库”已经形成国内目前规模最大、种类最全、技术最新、响应速度最快的、分辨率最高的对地观测体系,是唯一通过自主航飞模式建设的、覆盖全国5-50厘米高分辨率的航空影像库。

天下图负责人告诉记者,无人机最大的优势就是可以在恶劣的自然条件下,利用简单条件就可以低空飞行,获取影像数据。天下图目前已经具备影像获取、影像处理、影像生成等一套完整的航飞体系,能够在很短时间飞到很多地方,满足各类应急测绘和精准测绘需求。

天下图集团无人机部负责人赵星涛介绍,天下图目前已经在全国布有15个应急中心,除少数地区外,均可以24小时抵达全国各地。特别是针对地震、泥石流等可能突发的地区,强化了应急中心建设。此次盈江地震发生后,就由云南的应急中心第一时间赶赴现场开始作业。“我们是第一个到达灾区的航摄队伍,尽管条件恶劣,但很快拍摄完成后,经过数据处理,3个小时就快速拼接出灾区影像图来。”赵星涛说,如此快速的反应为相关部门的灾情分析、判断提供了及时有效的决策参考。

天下图负责人表示,获取的航空影像数据需要后续加工才能最终形成最终全图,而天下图的“像素工厂”可以对获取的影像进行批量处理,不仅时间大大缩短,而且成本低、全自动运行,对于应急测绘保障的效率有极大的提升。“我们不仅与相关部委有着密切的合作关系,做到第一时间响应,第一时间作业,而且我们特别针对突发事件的应急处理有详细的预案,利用我们的无人机和先进技术为抗震救灾尽力也是我们的义务和责任。”这位负责人说。

无人机明星

“苍鹭”无人机:最大起飞重量372千克,任务设备重量63千克,巡航速度102千米/小时,实用升限4876米,最大航程120千米(无中继)、250千米(有中继),翼展16.6米,机长8.5米,批高2.3米。

以色列装备的无人机主要有“侦察兵”、“猎犬”、“搜索者”、“苍鹭”等,其中“苍鹭”是以色列飞机工业公司马拉特子公司研制的大型高空战略长航时无人机。该机主要用于实时监视、电子侦察和干扰、通信中继和海上巡逻等任务。它可携带光电/红外雷达等侦察设备进行搜索、探测和识别,进行电子战和海上作战。其设计特点是,采用复合材料结构、整体油箱机翼、先进的气动力设计(L/D>20)、可收放式起落架、大型机舱、电源系统功率大、传感器视野好等。动力装置采用四冲程活塞发动机。“苍鹭”在7620米高度,以1孔不入50千米/小时的速度巡逻时,其续航时间为36小时,在4570米高度巡逻,续航时间为52小时。数据实时传输距离在有中继时可达1000千米。该机装有大型监视雷达,可同时跟踪32个目标。采用轮式起飞和着陆方式。这种无人机具有典型的预警机的特点,代表了无人侦察机的一种发展方向。以色列正在研制攻击无人机,如“哈比”反辐射无人机,主要对付敌方的地面警戒,引导雷达及地空导弹和高炮的火控雷达。

第四章

俄罗斯“熊蜂”无人机

俄罗斯装备了图—243、图一141、图—300、“熊蜂”等无人机。“熊蜂”无人机实际上是一种小型遥控无人驾驶飞行器,其使命是利用机载可变焦电视摄像机和可昼夜观测的红外照相机对作战部队的战术纵深实施侦察。采用带准进式螺旋桨的常规气动布局,可变后掠翼,机上装有可保障软着陆的机械减震装置,由一体化发射控制站负责发射前自动检测、发射、无人机的遥控和信号接收,并通过电视监视器实时显示,操作员从电视屏幕上可看到无人机侦察到的地面图像、无人机所在航线及其所处位置坐标。“熊蜂”无人机的一个重要特点是生存能力强。防空兵器很难打到它,只有在准确掌握其航线的情况下,用密集炮火才能将其摧毁。车臣战争期间,俄空降兵在巴姆特和维杰诺村及其他地区的作战中曾成功地使用了“熊蜂—1”型无人机,减少了人员伤亡。飞行速度110—180千米/小时,飞行高度1000~3000米。这种无人机体积小,战场生存能力较强,但它的续航时间只有二小时,它的无线电通信距离较近,决定了其活动半径只有60千米,显得有些欠缺。“熊蜂”无人机的成功研制,说明俄罗斯的小型无人机技术已相对较成熟。

英国“不死鸟”(Phoenix)中程无人机

马可尼公司研制的“不死鸟”(Phoenix)中程无人机目前已编入英国陆军皇家炮兵第32团和第39团服役。这两个团都装备有AS90155毫米自行榴弹炮,“不死鸟”无人机将为炮团提供侦察照片和数据。“不死鸟”无人机最大使用高度2440米,侦察半径60公里,在1000米高度下视场为800平方千米。根据一项5亿美元的合同,英国陆军将接收大约8个地面控制站和50架“不死鸟”无人机。目前,马可尼公司提供的是红外探测设备,可以昼夜照相。这种无人机的探测系统较单一,影响了其侦察能力,所以英国防部正在研究开发的战场生存能力和有效载荷,增加合成孔径雷达、激光照射系统、声频探测系统和化学探测系统。

美国“掠夺者”无人机

美国装备了“坎姆者普特”、“龙”、“蚊”、“食肉动物”、“掠夺者”等无人机。其中“掠夺者”是美国战略无人机计划的第一个重要成果,该机主要用于前线部队,为陆军旅和陆战队特遣部队提供电子光学和红外情报。曾被派往波黑战场进行空中侦察,飞行记录为2620任务小时,证明了其作战的价值和能力。“掠夺者”是一种中空长航时无人机,它的最大速度为240千米/小时,载重204千克,最大飞行高度7620米,作战半径926千米,续航时间40小时。它可装备电视及红外摄像机或合成孔径雷达。它的光电仪器在4.5千米的空中拍摄图像的分辨率达40厘米,可以从图像中分辨出进出轿车或房屋的是否为同一个人。它的合成孔径雷达不仅可进行大面积搜索,还特别适合在恶劣的天气下使用,其分辨率达到30厘米(U—2侦察机为2.7米)。尤其是它可将拍摄到的图像以接近实时的(延迟时间1秒)方式发送到世界上任何地方。它是目前世界上唯一具有这种能力的现役无人机。由于它在波黑的战功卓著,被美军称为“波黑上空的低空卫星”。继这种无人机之后,美国又研制了“暗星”等无人作战机,并使用了隐身技术。

“暗星”无人机

又名“蒂尔”I Ⅱ,是一种适用于大威胁环境下侦察用的高空续航隐形无人机,机体短粗呈饼状,主要用于对高价值目标的连续监视和侦察。翼展21米,机长4.57米,起飞重量3900千克,有效载荷454千克,巡航速度556千米/小时,飞行高度15240米。目前计划少量生产,仅用于在重点防御地区上空飞行。隐形“暗星”无人机不具备

“环球鹰”无人机

的性能和负载,但具有突破最好防空系统的能力和最佳生存能力。“暗星”无人机的机体较薄,机翼又长又窄,作战半径为926公里,续航时间8小时,使用FJ44型涡轮风扇发动机。“暗星”无人机每秒钟的通信能力限制在1.5兆位,飞行中主要传送固定框架图像。“暗星”无人机的特点是:隐形、生存能力强,活动范围和续航时间都比。“环球鹰”更大更长。两者的主要区别在于“环球鹰”主要任务是担负低威胁度或中等威胁度地区上空的执行高威胁度区域上空的侦察任务,而“暗星”主要用来执行高威胁区域上空的侦察任务。“环球鹰”无人机

又名“蒂尔”Ⅱ将成为21世纪初美军远程无人机的中坚,是一种适用于在低等至中等威胁环境下执行侦察任务的远程长航时无人机。无人机重3.5吨,机长14米,翼展35米,留空时间42小时,最大不加油航程为2.25万公里,能在2万米飞行高度昼夜侦察。“环球鹰”无人机将装备综合孔径雷达、红外和电子光学传感器。搜索方式时的分辨能力为0.9米,定点分辨侦察能力为0,3米。“环球鹰”无人机每秒能发回50兆位数据,它可以近实时向地面站发送视频图像,也能将综合孔径雷达数据直接发往前线地面部队。“环球鹰”无人机用于执行远程和长时间的任务。包括连续在大面积地区侦察机动导弹发射架。无人机能通过卫星与地面站进行联络,使唤远离前线的怀念部也能指挥作战,无人机侦察期间能进行规避机动并能利用雷达干扰机实施干扰和进行电子欺骗。

袖珍无人机

美国防部高级研究计划局正在研制一种机长和翼展都不足15厘米的微型无人机。它续航时间为1小时,航程16公里。它既可飞入建筑物内进行侦察,又可作为视听监视哨附着在建筑物或装备上。美国防部准备将这种飞机用于执行特殊情况下的监视任务。

第五章

无人战斗机

航速将是音速的12倍,它既可以从大型有人驾驶飞机上发射,也可由飞行员在地面进行摇控去执行各种作战任务。1996年3月,美国国家航空航天局研制出两架试验机:X—36试验型无尾无人战斗机。该机长5.7米,重88公斤,其大小相当于普通战斗机的28%。该机使用的分列式副翼和转向推力系统比常规战斗机更具有灵活性。水平垂直的机尾既减轻了重量和拉力,也缩小了雷达反射截面。无人驾驶战斗机将执行的理想任务是压制敌防空、遮断、战斗损失评估、战区导弹防御以及超高空攻击,特别适合在政治敏感区执行任务。高级机动无人驾驶战斗机能用激光摧毁目标。

无人隐形攻击机

这种飞机的速度为5倍音速。可使用微型高精确制导炸弹,能在几分钟之内摧毁各种移动目标。美空军计划在未来10~30年内,用无人战斗机和无人隐形攻击机取代现有飞机来执行危险性较大的作战任务。

无人机的发射与回收

全世界无人机的发射方式多种多样,可以肯定地说,比有人飞机的起飞方式多得多。大致可归纳为手发射、零长发射、滑轨式发射、由发射车上发射、起落架滑跑起飞、母机空中发射、容器式发射装置发射和垂直起飞等类型。在地面发射时,无人机用得较广的发射方式是零长发射与滑轨式发射方式。大展弦比机翼的无人机,特别是长航时无人机,通常用起落架滑跑起飞方式。空中发射方式的主要优点是机动性高,发射点活动范围大,可降低无人机燃油载量和航程要求,大、中、小型无人机都有采用这种发射方式的,尤其是美国,有较多大型无人机采用空中发射方式。容器式发射装置常用于发射小型无人机,或用于军舰和潜艇上发射无人机。垂直起飞方式是海军和海军陆战队欢迎的无人机起飞方式。

①手发射。这种发射方式最简单,由1人或2人把握,靠无人机自身动力起飞。手发射的无人机通常最大尺寸小于3米,发射重为几公斤,十几公斤。例如FQM-151A“短毛犬”,该机是单人携带/发射式无人机,翼展2.74米,机长1.83米,最大发射重3.6公斤。英国的BTT—lImp是单人发射无人机,其翼展1.83米,机长1.09米,最大发射重5.9公斤。

②零长发射。无人机安装在零长发射装置上,在1台或多台(通常是2台)助飞火箭发动机推力作用下飞离发射装置,飞机起飞后,扔掉助飞火箭,由机上主发动机完成飞行任务。例如加拿大的CL—289,该机机身尾部装1台涡喷发动机,在其后通过推力杆连接1台助飞火箭发动机。在助飞火箭作用下,无人机从车载零长发射装置上发射。助飞火箭工作几秒后、自动分离无人机,由涡喷发动机完成飞行任务。英国的ASAT/“小鹰”,机身下部两侧各装1台可弃式助飞火箭,在2台助飞火箭作用下,无人机由零长发射架上起飞。助飞火箭工作1.3秒后被扔掉,无人机由机上涡喷发动机完成飞行任务。

③滑轨式发射。无人机安装在轨道式发射装置上;在自身助飞发动机或发射装置上的动力装置作用下起飞,无人机飞离发射装置后,在主发动机作用下完成飞行任务。发射装置上的动力装置有弹力式、液压式和气动式动力装置。例如,英国的“不死鸟”在液压弹射器作用下由车载斜轨上发射;法国的“玛尔特”MK Ⅱ在弹簧索弹射装置作用下从斜轨上发射:比利时的“食雀鹰”在自带的M3型火箭助推器作用下由2.5米短轨上发射。

④由发射车上起飞。无人机安装在3轮或4轮发射车上,由机上发动机推力作用,使无人机与发射车组合体沿普通跑道滑跑,当加速到无人机起飞速度时,释放无人机。组合体的滑跑方向由地面站发指令控制。滑跑路线有直线滑跑和沿圆周线滑跑两种。在后一种情况,发射车与跑道中心的标塔用缆绳相连,由缆绳长短决定发射车园周滑跑线的半径,当发射车滑跑几圈,加速到无人机起飞速度时,无人机飞离发射车。例如澳大利亚的“金迪维克”和英冈的GTS7901“天眼”都采用这种发射方式。

⑤起落架滑跑起飞。这种起飞方式与有人飞机类同,所不同的有三点:一是有些无人机采用可弃式起落架,在无人机滑跑起飞后,起落架便被扔下,回收无人机时,采用别的方式;二是大多数无人机。尤其是中、小型无人机,采用非收缩型起落架,航程较远和飞行时间较长的大型无人机用收缩型起落架;三是起飞滑跑跑道短,对跑道的要求也不如有人飞机那样苛求。例如美国的“秃鹰”,巴西的BQM-—1BR采用可弃式起落架⑥母机携带,空中发射。无人机由有人飞机(固定翼飞机或旋翼式直升机)携带到空中,当飞到某飞行高度和速度时,空中发射无人机。固定翼母机携带无人机,一般采用翼下悬挂或机腹半隐蔽式携带方式,直升机一般由机身两侧携带无人机。例如,意大利的“米拉奇”100由AgustaAl09直升机空中发射,美国的154型由DC—130“大力神”母机携带,空中发射。目前正在研究由无人机作母机,空中发射无人机的方式。

⑦容器式发射装置发射。容器式发射装置是一种封闭式发射装置,兼备发与贮存无人机功能。它有单室式和多室式两种类型。德国KDAR无人机用单室式发射装罩发射。多室或发射装置含有多个发射(贮存)室,每室内有1架无人机,安置在室内发射轨道上,室内还配备有动力设备和电子设备。发射时,靠室内动力设备启开室门,推出轨道,调整发射角度后,可按先后次序发射每个室内的无人机或成组发射无人机,也可同时齐发无人机。例如,美国的“勇士”200采用一种国际标准尺寸2.44×2,44×6.1米的容器式发射装置,此装置可装15架无人机。德国的DAR采用车载多室式发射装置,该装置可装20架DAR无人机。

⑧垂直起飞方式。垂直起飞有两种类型:一是旋翼飞机垂直起飞。这种起飞方式的特点是以旋翼作无人机的升力工具,旋转旋翼使无人机垂直起飞。目前世界上至少有4种旋翼式无人机:主旋翼/尾旋翼式(如美国的ARC003)、共轴反旋双旋翼式(如加拿大的CL—227“哨兵”、美国的QH—50)、单旋翼式(如德国的D034“田凫”)和倾斜旋翼式(如美国的D-340“瞄准手”)。由于这种起飞方式不受场地面积与地理条件的限制,所以适用范围广。二是固定翼飞机垂直起飞;这种方式起飞有两种情况。一种是飞机在起飞时,以垂直姿态安置在发射场上,由飞机尾支座支撑飞机,在机上发动机作用下起飞。例如美国的XBQM—108A无人机,它保留普通起落架装置,机尾有尾支座,可采用起落架滑跑方式起飞,也可以垂直姿态起飞。另一种是在机上配备垂直,起飞用发动机,在该发动机推力作用下,飞机垂直起飞。例如美国格鲁门公司设计的754型无人机,机上装两种发动机,一种是巡航用涡轮风扇发动机,它沿无人机纵轴方向安装于机下发动机短舱内。另一种是起飞(着陆)用涡轮喷气发动机,装于机身内重心处,发动机轴线相对于飞机垂直线前倾20°,它只在无人机起飞(着陆)阶段工作30秒左右,由它提供85%垂直起飞升力,由涡轮风扇发动机提供15%垂直起飞升力。在这两种发动机的作用下,飞机垂直起飞(着陆)。

无人机的回收方式

无人机的回收方式可归纳为降落伞回收、中空回收、起落架滑轮着陆、拦截网回收、气垫着陆和垂直着陆等类型。有些无人机采用非整机回收,这种情况通常是回收任务设备舱,飞机其他部分不回收。例如美国的D—21/GID—2lB;在完成飞行任务后,其任务设备舱被弹射出机体,由C—130飞机空中回收。有些小型无人机在回收时不用回收工具而是靠机体某部分直接触地回收飞机,采用这种简单回收方式的无人机通常是机重小于10公斤,最大尺寸在3.5米以下。例如英国的UMAC Ⅱ飞翼式无人机,完成任务后靠机腹着陆回收。

①降落伞回收。这是一种较普遍的回收方式。降落伞由主伞和减速伞(也称阻力伞)二级伞组成。当无人机完成任务后,地面站发遥控指令给无人机,使发动机慢车,飞机减速,降高。到飞机在某高度和飞行速度时,开减速伞,使飞机急剧减速,降高,此时发动机已停车,当无人机降到某飞行高度和速度时,回收控制系统发信号,使主伞开伞,先呈收紧充气状态,过了一定时间,主伞完全充气。无人机悬挂在主伞下慢慢着陆,机下触地开关接通,使主伞与无人机脱离。这是对降落伞回收过程最简单的描述,省略了中间环节和过程。为尽量减少无人机回收后的损伤,特别是为保护机载任务设备,有些无人机还在机体触地部位装减震装置,充气袋是一种常用的减震装置。同时还考虑机体着地部位尽可能远离任务设备舱。例如加拿大的CL—89回收时,无人机上下翻转180度,使机腹在上,机背在下,机背前后的着陆气包着地,吸收撞击能量,保护机腹内的任务设备。有些无人机机体着地部分被设计成较脆弱,当作飞机着地的减震装置。例如英国的“不死鸟”,飞机在回收开伞后翻转180度,机腹朝上,机背向下,机背整流罩较脆弱,允许着地时被压扁,吸收着地撞击力,保护机腹的任务设备短舱。

②空中回收。用大飞机在空中回收无人机的方式目前只在美国有采用。采用这种回收方式,在大飞机上必须有中空回收系统,在无人机上除了有阻力伞和主伞之外,还需有钩挂伞、吊索和可旋转的脱落机构。其简单回收过程如下:地面站发出遥控指令,阻力伞开伞,同时使发动机停车,当无人机在阻力伞作用下降到一定高度和一定速度时,回收控制系统发出并主伞控制信号,打开钩挂伞和主伞,主伞先呈收紧充气状态,不久,就完全充气。此时钩挂伞高于主伞,钩挂伞下面的吊索保证指向主伞前进的方向,在吊索上安装指示方向的风向旗,使大飞机便于辨认和钩住钩挂伞。这时,大飞机逆风进入,钩挂无人机钩挂伞与吊索,当钩住时,主伞自动脱离无人机,大飞机用绞盘绞起无人机,空中悬挂运走。这种回收方式不会损伤无人机。但是为回收无人机要出动大飞机,费用高;在回收时要求大飞机驾驶员有高的驾驶技术,受天气与风情影响大,加上伞的性能无法事先估计,其回收的可靠性低。随着回收技术的提高,故回收的可靠性将会提高。例如美国的“火蜂”Ⅱ直升机钩挂高于主伞24.08米的钩挂伞。

③起落架滑跑着陆。这种回收方式与有人飞机类同。不同之处在于:一是对跑道要求不如有人飞机苛求;二是有些无人机的起落架局部被设计成较脆弱,允许着陆时撞地损坏,吸收能量。例如英国的“大鸦”1,这是一种机重15公斤,翼展2.70米,机长2.10米的小型无人机,机身下有着陆滑撬,机翼有翼尖滑撬,翼尖滑撬较脆弱,回收时允许折断,以吸收撞击力;三是为缩短着陆滑跑距离,有些无人机例如以色列的“先锋”、“犯犬”、“侦察兵”等在机尾装尾钩,在着陆滑跑时,尾钩钩住地面拦截绳,大大缩短了着陆滑跑距离。

④拦截网回收。用拦截网系统回收无人机是目前世界小型无人机较普遍采用的回收方式之一。拦截网系统通常由拦截网、能量吸收装置和自动引导设备组成。能量吸收装置与拦截网相连,其作用是吸收无人机撞网的能量,免得无人机触网后在网上弹跳不停,以致损伤。自动引导设备一般是一部置于网后的电视摄像机,或装在拦截网架上的红外接收机,由它们及时向地面站报告无人机返航路线的偏差。

当无人机返航时,地面控制站要求无人机以小角度下滑,最大速度不得超过120公里/小时,操纵人员通过电视监视器监视无人机飞行,并根据地面电视摄像机拍摄的图像,或红外接收机接收到的无人机信号,确定返航路线的偏差,然后半自动地控制无人机,修正飞行路线,对准地面摄像机的瞄准线,飞向拦截网。无人机触网时的过载通常不能大于6G,以免拦截网遭到较大损坏。例如以色列的“侦察兵”、美国的“苍鹰”等都用拦截网回收。

⑤气垫着陆。70年代出现气垫车、气垫船,它们利用气垫效应离开地面或水面腾空行驶。无人机气垫着陆的工作原理是一样的。在无人机的机腹四周装上“橡胶裙边”,中间有一个带孔的气囊,发动机把空气压入气囊,压缩空气从囊孔喷出,在机腹下形成高压空气区一气垫,气垫能够支托无人机贴近地面,而不与地面发生猛烈撞击。70年代中期美国用澳大利亚的“金迪维克”无人机作气垫着陆的研究机,进行气垫着陆项目试验研究,取得较大成绩。气垫着陆的最大优点是,无人机能在未经平整的地面、泥地、冰雪地或水上着陆,不受地形条件限制。其次,不受无人机大小、轻重限制,且回收速率高,据说可以达到1分钟1架次,而空中回收则是1小时l架次。

无人机的回收方式还有旋翼飞机垂直着陆,固定翼飞机垂直着陆等类型,其工作原理与相应的发射方式工作原理类同。

世界军用无人机发展动态

自1913年世界上出现第一个自动驾驶仪以来,无人驾驶飞机(下面简称无人机)受到越来多国家的青睐,发展迅猛。目前,研制使用无人机的国家已达30多个,无人机基本型数已增到300多种,其使用范围已拓宽到军事、民用和科学研究三大领域。在军事上可用于侦察、监视、通信中继、电子对抗、火力制导、战果评估、骚扰、诱惑、对地(海)攻击目标模拟和早期预警等,在民用上,可用于大地测量,气像观测,城市环境监测,地球资源勘探和森林防火等;在科学研究上,可用于大气研究,对核生化污染区的取样与监控,新技术、新设备与新飞行器的试验验证等。

军用无人机的发展

军用无人机的种类很多,主要有侦察;勺监视、电子对抗、攻击和多用途四大类。

目前,美国、法国、德国、加拿大、意大利、瑞士、以色列、英国,南非、澳大利亚、俄罗斯、日本、印度等国都已装备无人机。各国无人机发展计划较多,其中美国的“军用无人机联合研制计划”比较具有代表性。该发展计划将无人机发展分为四类:

近程无人机——主要满足师以下战术部队和海军小型舰艇的作战需要,可执行侦察和监视任务。活动半径为30公里,续航时间在6小时以内,起飞重量约90千克,可在狭窄地域发射和回收。将装备全球定位系统;惯性导航系统,设备具有通用性。

短程无人机——主要适用于军或集团军的作战需要,可执行侦察、巡逻、目标截获、电子战等任务。活动半径为150公里,续航时间为812小时,时速为158公里。其机载设备要求完备,包括昼夜成像设备、数据传输系统、机载雷达和通信、识别目标设备等。

中程无人机——主要用于空中和地面炮火攻击前、后的目标侦察与毁伤评估。活动半径为700公里左右,续航时间12小时以上,飞行高度1万米以上,航程1200公里以上。该机性能优越,能在较强的威胁环境中获得高质量的图像信息。美国空军、海军和海军陆战队都将装备这种无人机。

远程无人机——可满足多种任务的作战需要。续航时间可超过24小时,飞行高度可达1.5万米,时速可达278公里,最大航程9000公里以上。主要用作通信中继空中平台或各种探测装置平台、电子对抗或执行特殊任务。

以色列在无人机研制方而一直处于世界领先地位。目前,以色列正根据海湾战争使用无人机作战的经验,积极研制一种装有传感器和导弹的大型低空飞行无人机,以对付敌人的导弹威胁。还准备研制一种反弹道导弹无人机,携带导弹能在第一线直接作战。据英国《国际飞行》2002年3月11日报道,以色列银箭公司计划于今年5月首次试飞其研制的最新型无人机“赫姆斯—180”,(Herrmes)。公司的项目负责人称,该机的设计旨在执行艰苦繁重的战场任务。该机机身长4,4米,翼展长6米,机身下的回转装置上装有一套由三个传感器组成的组件,另外还带有一套30千克的光电组件,其中包含昼夜传感器及帮助武器瞄准的激光指示器。银箭下属的UEL于公司将提供UEL~741转缸式发动机。“赫姆斯—180”与“赫姆斯—450”长航时战术无人机和“赫姆斯—1500”中高空长航时无人机系统使用相同的电子设备和数据链路。除了“赫姆斯—1500”使用的双发动机控制系统以外,他们的地面控制站也是相同的。该机起飞时采用轮式起落架或弹射器,着陆时使用的降落伞带有双电池安全气袋进行缓冲。有关方面拒绝透露其具体的服役时间。

无人机的作战使用,归纳起来是三个方面:空中发现敌人、空中阻滞敌人和空中打击敌人。无人机发达的国家在无人机的使用研究方面,硬件研究将重点放在发展无人机直接打击装备的方向发展;软件研究重点放在研究战场上无人机与有人机的协同。为使无人机的开发建立在完整的科学分析基础上,各国普遍加强对无人机作战使用的试验和论证工作。美国由国防部牵头,组织各军兵种对国内外各种无人机进行对比鉴定评估试验,总结部队的作战使用经验,提出改进无人机的技术规格,加强无人机作战效益的论证分析研究。

无人侦察机将成为亚洲军备竞赛的主角

“9·11”事件后美国在阿富汗展开的军事行动,是运用了高技术武器的21世纪型“新战争”,它引起了世界各国国防人士的强烈关注。特别是为进行军备竞赛而不断增加国防预算的亚洲地区,对此关心的程度更高,人们的关心似乎主要集中在把战场和司令部联系起来的高水平信息系统和无人驾驶侦察机等。

据美国的国防杂志《防务新闻》报道说,2002年2月底在新加坡举行的亚洲航空展上,亚洲各国派遣的国防人士对美国防卫产业界展出的无人驾驶飞机和信息仪器特别关心。其理由是,从2001年10月起在对阿富汗展开的军事行动中,美军以新武器进行“新战争”,轻而易举地摧毁了塔利班政权。

在阿富汗的战争中,发挥作用最大的是高性能制导炸弹JDAM,以及巡航导弹等从空中准确锁定目标实施打击的高技术炸弹。但是,在阿富汗战争中大量使用的JDAM等是通全过全球卫星定位系统制导的炸弹,所以事实上,除拥有大规模卫星系统的美国之外,其他国家不可能使用。因此,亚洲国家关注的是那些在寻找塔利班及“基地”组织头目所在位置方面发挥了重要作用的“食肉动物”无人驾驶侦察机。2002年2月初,美国中央情报局通过对这种无人驾驶侦察机的远程遥控,发射导弹炸死了“基地”组织的头目。

美军在阿富汗战争前,也在伊拉克的禁区用“食肉动物”无人驾驶侦察机进行监视,但是据说“食肉动物”无人驾驶侦察机正在被“全球鹰”无人驾驶侦察机取代,“全球鹰”无人驾驶侦察机的飞行行距离更远,可以从美国本土飞到世界各地。

汇聚到,亚洲航空展的国防方面人士都认为,今后无人驾驶飞机将成为战争中的主角,《防务新闻》杂志也介绍了许多这方面专家的意见,印度国防研究所的一位人士说:“飞机正在从有人向无人的方向转变。这样一来,在国界的警备方面也可以有效发挥其作用,不仅大国,小国也可以使用它。”

长盛不衰,战绩非凡

无人机自诞生之后就与战争结成良缘,从二次世界大战到现在,它经历了大大小小不少次战争,在这些战争中无人机被用来执行侦察、监视、信号情报收集、诱惑、骚扰/反辐射、攻击等任务,取得越来越好的战绩,受到世界各国的重视。

早在第二次世界大战期间,希持勒德国秘密从事V—1飞弹的研制工作,V—1是世界上第一架在整个飞行过程中由飞行控制系统自动导引的无人机,也是现代巡航导弹的先驱。其外形很像一架普通飞机,有中单翼、平尾和立尾,在立尾上方装一台脉冲式喷气发动机,机上的飞行控制系统含定高器、程序控制器和自动驾驶仪等,机内装1000公斤左右炸药。从1944年开始德国多次利用V—1空袭英国首都伦敦,总计达8000架之多。但由于V—1的飞行控制系统性能较差,目标命中精度只有29%。

在20世纪60年代初美国的U—2高空侦察机相继在我国和原苏联领空被击落,为减少人员伤亡与军费开支,掩盖其侵犯别国领空罪行,美军大量用147无人机系列潜入到我国和东南亚上空,进行侦察、监视和电子干扰活动。据统计,从1964年到1975年共执行3435架次飞行任务,主要机型有147H高空照相侦察机,147SC低空侦察机,147E、147TE与147TF信号情报型无人机。据说美国从东南亚得到的空中侦察照片,80%是由无人侦察机拍摄的。为进一步提高无人机的生存能力,后来美国研制出154/AQM—91A多用途无人机,该机具有较好的隐身性能,美国曾用它执行过侦察任务,其回收率在97%以上。

在1973年的以埃战争中,以色列采用美国诺斯罗普公司生产的廉价无人机“石鸡”,佯装大型轰炸机飞入埃及领空,诱使沿苏伊士运河的埃及萨姆导弹连发射几十枚昂贵的苏制防空导弹,大大减少了有人攻击机的伤亡。

在1982年贝卡谷地战争中,以色列采用自制的“侦察兵”和“猛犬”无人侦察机,每天飞行70架次以上,实时侦察贝卡谷地叙利亚阵地的情况。此外,还在叙利亚几个机场上空对叙方飞机动向进行监视,把侦察到的图像信息实时传输给E—2C预警机,由预警机转发给以色列作战指挥所,使指挥所随时掌握叙利亚的战斗部署与动态。在战争中,以色列还用SAMSON—I无人机模拟全尺寸有人攻击机,充当假目标,引诱贝卡谷地的叙利亚火炮与导弹射击;还用另一些装有雷达寻的器和非核炸药的反辐射/骚扰型无人机,飞到叙利亚雷达阵地上空进行骚扰,伺机摧毁雷达,使叙方雷达不敢开机,处于“盲目”状态,为有人攻击机突防歼灭目标创造了有利条件。在这次综合运用有人飞机和无人飞机的进攻中,以色列在没有损失1名飞行员的情况下取得了胜利。

在90年代的海湾战争中,以美国为首的多国部队动用了不少无人机机型,据公开资料统计,有美国的BQM—147A“敢死蜂”、FQM—15lA“短毛猎犬”与“瞄准手”,英国的“不死鸟”,法国的“玛尔特”MKII,加拿大的CL—89与CL—227“哨兵”和以色列的“先锋”等。“先锋”机是海湾战争中用得较多的无人机,美国海军、海军陆战队和陆军共动用6个“先锋”机连,总计执行522架次飞行任务,总飞行时间为1640小时。它成功地为炮兵与舰炮进行火力校正和战果评定、侦察与监视敌情;为陆军军用直升机进行攻击前的侦察;协同预警机探测地面目标。BQM—147A“敢死蜂”由海军陆战队使用,共投入55—60架,它装有电视摄像机,用于观察科威特南部城市的障碍物与雷区,海军陆战队因用了“敢死蜂”作战前侦察,提前了1个半小时攻入目的地。美国海军使用CL-227“哨兵”为舰对岸导弹提供了弹道修正参数,减轻了预警机的工作负担。法国部队利用“玛尔特”MK Ⅱ无人机对伊拉克的纳契兹沙漠区进行侦察,使第2军团步兵团很快占领了该地区。“玛尔特”机还被用来侦察伊拉克的普罗克斯指挥所,为炮击摧毁指挥所提供目标位置数据。据一位参加“沙漠风暴”行动的多国部队指挥员报导,从1991年2月17日到3月7日,归其所属的5架装有前视红外探测器与昼夜电视摄像机的“瞄准手”无人机,在总计60架次、1197小时的飞行任务中,引导部队摧毁了对方6个地面无控火箭连、120多门炮、7个弹药库、1个自动化炮兵旅和1个机械化步兵连。

在1995年的波黑战争中,美国通用原子公司研制的蒂尔2。掠夺者中空长航时无人机在波黑战区上空执行侦察监视任务,共飞行数百架次,累计飞行1000多小时。

在伊拉克的“禁飞区”和1999年科索沃战争中,无人机的身影几乎无时不在。特别是美国在阿富汗反塔利班的战争中,无人机不仅发挥了全时空侦察、监视的重要作用,而且对许多重要目标进行了实时而准确的攻击。使得美国军方无人攻击和空袭的设想,提前走上战场,也为美国当局梦想实现零伤亡战略注射了一支强心剂。

无人机的重要作用,使美国国防部决定由其所属的高级研究计划局(ARPA)和防务空中侦察办公室(DA—RO)负责组织新型无人机系统的研制工作,并选定与投资发展“狩猎者”、“机动者”、蒂尔1、蒂尔2“掠夺者”、蒂尔2+和蒂尔3—“暗星”等六种无人机。以色列是发展无人机的后起之秀,从90年代开始正在大力发展中空长航时无人机。各国正是从战争中看到了无人机的重要作用和发展前景才竞相发展的。

第六章

新一代无人机如何发展

在美国对阿富汗塔利班实施的军事打击中,无人机在侦察和对地攻击中发挥了重要的作用。据《防务日报》报道,美国防部已经成立了一个无人机计划任务小组,用于研究军用无人机系统及其技术的发展方向。纵观世界无人机发展趋势,新一代无人机将从以下几个方面着力发展。

从低空,短航时向高空,长航时发展

老式的无人机滞空时间短,飞行高度低,侦察监视面积小。不能连续获取信息,甚至会造成情报“盲区”,不适应现代战争的需要。为此,美国陆军研制了“蒂尔”II超高空,长航时无人机。

从单一侦察设备向传感器综

合化方向发展

为增强无人机全天候侦察能力,机上安装有光电、红外传感器和合成孔径雷达组成的综合传感器。如美军的“捕食者”无人机就装有观察仪和变焦彩色摄像机,激光测距机,第三代红外传感器(能在可见光和中红外外两个频段上成像的柯达CCD摄像机),合成孔径雷达。使用综合传感器后,还可综合使用各种传感器的情报。

机载设备由固定装备向模块化方向发展

机载设备采用模块化设计后,无人机根据不同的任务搭载不同的设备,一机多用途。英制“小妖精”无人机可根据担负的战场监视,目标指示、电子战等不同任务,分别搭载传感器、激光目标指示器和电子干扰机等各种不同设备。在靶机上装上侦察、电子战设备或各种战斗部,即可将其改装成侦察、电子战无人机或巡航导弹。飞行控制自动化在无人机上安装全球定位系统(GPS)或预先储存飞行路线和飞行高度,无人机即可按预定方案飞行,并随时将图像轨迹发送到地面站。

向隐形无人机方向发展

无人机在近年来的军事应用中尽管效果突出,但也暴露出自卫能力弱的致命缺点。如在科索沃战争和对伊拉克的空袭中,有好多架无人机被地面防空火力击落。为了对付日益增强的地面防空火力的威胁,许多先进的隐形技术被应用到无人机的研制上。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。如美军“蒂尔”Ⅱ无人机除了主梁外,几乎全部采用了石墨合成材料,并且对发动机出气口和卫星通信天线作了特殊设计,飞行高度在300米以上时,入耳听不见;在900米以上时,肉眼看不见。二是采用限制红外光反射技术,在机身表面涂上能够吸收红外光的特制油漆并在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂。三是减小机身表面缝隙,减少雷达反射面。四是采用充电表面涂层还具有变色的特性:从地面向上看,无人机具有与天空一样的颜色;从空中往下看,无人机呈现与大地一样的颜色。此外,无人机加强自卫和攻击的能力也是未来发展的重要趋势之一,在增强隐身性能的同时加强突防性能。如装备微型空空、空地导弹以及定向能武器等。

从实时战术侦察向空中预警方向发展

美军认为,21世纪的空中侦察系统主要由无人机组成。目前无人侦察机方面,以色列和美国在技术上处于领先地位。各国也都把无人侦察机作为优先发展或采购的重点。这突出表明无人侦察机作为一种信息战装备的重要地位,是当今无人机发展的主流。同时,美军计划用预警无人机取代E—3和E—8有人驾驶预警机,使其成为21世纪航空侦察的主力。

向空中格斗方向发展

攻击无人机是无人机的一个重要发展方向。无人作战飞机将成为未来中作战新武器。无人作战空中飞行器(UCAV)实际上就是无人战斗机、轰炸机和攻击机的通称。由于无人机能预先靠前部署,可以在距离所防卫目标较远的距离上摧毁来袭的导弹,从而能够有效地克服“爱国者”或C—300等反导导弹反应时间长、拦截距离近、拦截成功后的残骸对防卫目标仍有损害的缺点。如德国的“达尔”攻击型无人机,能够有效地对付多种地空导弹,为已方攻击机开辟空中通道。以色列的“哈比”反辐射无人机,具有自动搜索、全天候攻击和同时攻击多个目标的能力。美将无人作战飞机的发展已提到议事日程,它将成为未来空军力量结构中的重要一员。无人作战飞机最突出的优点就在于“无人”,不必担心飞行员伤亡。美国空军科学顾问委员会发表了一份《新世纪展望—21世纪的航空航天力量》的研究报告,宣称“不久的将来,无人作战飞机将可能成为21世纪空中作战的主导力量”。未来无人驾驶攻击机,无尾翼,翼展8.24米,能携带精确制导对地攻击武器,航程约1200千米,具有隐身性能。目前,发展无人作战飞机的各项基础技术(如机体、发动机、航空电子和传感器等)已具备,一些关键技术(如信息融合与处理、微小型化精确制导弹药等)不久都有可能被攻克,因此,全新设计的先进的无人作战飞机,在2020年之前可能研制成功。

微型无人机将横行未来战场上空

微型无人机(MAV)是指尺寸只有手掌大小(约15厘米)的飞行器。为提高无人机的机动性能和战场生存能力,机体正朝着小型、微型化的方向发展。美军研制出一种长度和翼展都不超过1.5厘米的微型无人机,用于特殊条件下的侦察或附在某些物体上搜集视听信息。它将作为士兵可携带的一种战场侦察装备,其潜在的作用包括:执行空中监视、生物战剂探测、目标识别、通信中继,甚至能侦测大型建筑物内部的情况。此外,它还可用于准军事行动或民用,例如,当恐怖分子绑架人质时,利用它可准确跟踪人质的去向,然后可根据它拍摄的图像打击罪犯;它可飞入已毁损的建筑物(如地震所致)内部搜寻幸存者。

21世纪新概念无人机

反辐射无人机的发展是无人机在未来电子战领域应用的重要扩展,这种发展和应用的潜力恰恰来源于无人机自身具备的体积小、机动灵活、不载人、被发现率低、突防能力强以及风险代价小等优点。反辐射无人机与反辐射导弹类似,都是用来攻击敌方各种地基雷达目标。但比较而言,反辐射无人机的成本更低,攻击的机动性更强,而且可以从几百或几千千米飞到敌方雷达目标上空实施攻击,特别是反辐射无人机可以长时间在目标上空巡逻搜索,待敌方雷达开机时再发起攻击。目前,世界许多国家都在研制反辐射无人机,其中以色列的“哈比”、德国的“达尔”及南非的“云雀”最为典型。这里仅以以色列的“哈比”反辐射无人机为例作以简略介绍。“哈比”反辐射无人机是以色列飞机工业公司研制的能自主探测、攻击和摧毁敌防空系统的“自杀”性无人机,该机采用一台26马力的双缸双冲程活塞式发动机和推进式螺旋桨,带有反辐射导引头,可全天候作战使用。飞行速度200千米/小时,巡航速度165千米/小时,飞行高度3000米,航程100千米以上,续航时间3—5小时,攻击精度达5米。该机在作战效果上类似于防区外导弹或巡航导弹,但自身具备自主探测和目标定位与攻击能力,而且可在敌防空系统雷达关机时留空巡航搜索并猎寻目标,属自杀性无人攻击机。

微型无人机

现在世界上最小的无人机应属美国海军研究实验室开发的SENDER小型固定翼无人机。该机长120厘米,重4.5千克,有效载荷1.1千克,飞行速度70—160千米/小时,航程180千米,航时2小时。但随着纳米技术与微机电系统的迅速发展,小型无人机的发展将逐步走向微型化,在体积和重量上将呈数量级下降,比SEND-ER更轻、更小、更机动灵活的微小型无人机将可能问世,只有几厘米或十几厘米大小的微小型无人机群将可能在21世纪战场上投入使用,执行侦察成像、生化武器取样、情报搜集、目标定位、通信中继以及发射致命武器等作战任务。

正在探索研究的微小型无人机约6—20厘米大小,重约10—100克,巡航速度30—65千米小时,航时20—60分钟,航程1—10千米,可以是固定翼,也可以是旋翼机,可直接飞入敏感建筑物或办公室内收集情报等。目前,尺寸在15厘米、犹如小鸟的微小型无人机技术上已基本无障碍,机载相机也仅有5克重,将来还可能开发出仅有昆虫般大小的微型无人机,机载微型相机可能仅有1克重,探测器也仅有2克重。这些微小型无人机可以用手提箱携带,根据需要随时出动实行侦察和情报搜集的任务,也可用这类无人机携带毒气。根据需要适时攻击。美国现已研制出巴掌大小无人机。

无人驾驶潜隐战斗机

数十年来,美国一直把提高其军用飞机的生存能力作为最优先考虑的技术目标。五角大楼除了支持美国空军有计划地采购潜隐式飞机,还改进了在防空区外发射的空对地武器,把它们视为使战斗机免遭敌军火力攻击的一种方式。其要旨是尽可能拉开美国飞行员与部署在高价值目标周围的密集防空系统之间的距离。

这种趋势肯定会继续发展,从某种意义上来说,特种飞机将有可能全部退出作战行动,在实施目标打击时由许多无人驾驶飞机取而代之。这些系统眼下使用的术语是“无人驾驶战斗机(UCAV)”。它们不但可能有助于减少飞行员的伤亡,而且可能为攻击某些目标提供更廉价、更有效的途径。

五角大楼和美国的主要飞机制造厂如今把UCAV视为一种切实可行的军事选择方案——这种系统既可以用作现有战斗机的补充,也可以在未来几十年内继续服役。飞机制造行业和五角大楼都在向UCAV方案投入大量资金。他们说,使UCAV成为可能的技术,绝大多数都是现成的。成功与否,取决于是否有人能把这些技术综合成一个可靠的平台。这需要付出巨大的努力。

空军和国防高级研究计划局已开始根据主体计划,联合探索把UCAV用于“压制敌军防空系统(SEAD)”的可能性。这项任务对空军来说历来都是最令人毛骨悚然和最危险的任务之一,它常常要求深入敌军防空区对全副武装的地对空导弹和目标跟踪雷达实施近距离攻击。官员们认为,UCAV在SEAD方面具有很大的潜力。由于UCAV不

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