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从新加坡航展看无人机发展

发布时间:2018-12-15 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    从新加坡航展看无人机发展作者: 林彬   亚洲规模最大的新加坡国际航空航天展览会于2014年2月11日开幕,本届新加坡航展吸引了来自47个国家和地区的近千家厂商参展,并且获得了新加坡空军的全力支持,新加坡空军派出主力战机F-15SG和F-16 BLOCK52等,还有新购买的G550型预警机。除新加坡本国的空军装备外,来自澳大利亚、以色列、美国、欧洲等国家和地区的军火生产商也展出了各自在民用和军用领域的“拳头”产品。无人机是本届新加坡航展的重头戏之一,它们造型各异、功能多样,相当吸引眼球。
  无人机向侦察打击一体化发展
  参考美国国防部对无人机的理解,无人机是一种利用空气动力飞行,可自主或接受地面操作人员遥控,同时携带武器执行作战任务的消耗性或可反复使用的飞行器。
  从翼型上可将无人机划分为旋翼无人机和固定翼无人机,旋翼无人机还有常规单旋翼结构、相当规双旋翼和共轴双旋翼结构之分,其中相当规双旋翼还可分为轴对称的涵道式结构和倾转旋翼结构。旋翼无人机的作战半径较短,担负的任务也与固定翼无人机不一样,微型无人机甚至能够执行暗杀任务,其典范之作要数可携带激光制导炸弹的MQ-8B“火力侦察兵”。大型旋翼无人机起飞重量可达到1吨以上,中型的在0.5~1吨左右。
  旋翼无人机的战场生存能力较强,可充分利用各种有利的地形抵近指标侦察、打击,可执行的任务涵盖侦察、监视、中继通讯、指挥、战场情报、打击评估以及弹着点校正等。无人机的发展趋势是多军种通用,如美国的MQ-8B不但能够在海军舰艇上部署,还可配备陆军。海军的MQ-8B可通过光电、红外、激光等手段对战场环境进行监视和抑制,可发射“阿尔法”、APKWS等制导武器,突出了海上监视和滨海作战等特点;陆军一个作战单位装备4架MQ-8B,由两个抑制站支持作战任务,旅级作战单位装备可提升到16架,抑制面积达数千平方公里。
  固定翼无人机的任务弹性会更大一些,不但可执行传统强击机的对地打击任务,还能够进行战略侦察。其特点是起飞质量跨度较大,从数百公斤到数吨不等,如以色列的“赫尔姆斯”450起飞质量在500公斤左右,美军的RQ-4“全球鹰”起飞质量可达11.6吨,翼展35.4米,最大飞行高度接近2万米,航程2. 5万公里,它通过合成孔径雷达、光电以及红外手段进行对地侦察和监视,是高空长航时无人机的代表,可执行战略侦察任务。
  除了典型的侦察任务外,固定翼无人机在侦察打击一体化上表现突出。2002年,美军将携带“阿尔法”反坦克导弹的RQ-1B“捕食者”无人机命名为MQ-1B,这意味着MQ-1B是一种可执行对地抨击的多用途无人机。目前更先进的MQ-9“死神”无人机已经入役,侦察打击一体化使得对地打击变得如同遥控游戏。固定翼无人机的另一个发展方向是上舰,X-47B是舰载隐身固定翼无人机的代表作,也是第一架不需要人工干预、可从航母上起飞并自行下降的无人隐身轰炸机,最大起飞质量20吨,飞行高度超过1万米,总体大小接近F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机。首架X-47B在2011年首飞,2013年完成航母起降测试。
  由于无人机具有无人驾驶、重量轻、成本低等特点,越来越多地应用到军事和民用领域。无人机在民用领域应用前景较广,如测绘、巡查、防灾减灾等。随着作战思维的转变和军事科技的发展,无人机起初在军事领域发挥重大作用,从传统的侦察领域扩展到侦察打击一体化,从战术侦察升级到战略侦察,尤其是在伊拉克和阿富汗战争中,无人机大显身手。20 01年,美军的RQ-1B无人机发射空对地导弹击毁了塔利班的坦克,这是无人机使用精确制导武器抨击地面指标的第一战;同年,RQ-1B无人机再次发射反坦克导弹击毙了本·拉登的助手。RQ-1B将无人机作战任务提升到一个新高度,在执行侦察任务的同时还能够通过机载武器对指标实施打击,甚至是对运动指标进行抨击,大大缩短了侦察与打击之间的时间差。
  以、美、欧无人机研制各有千秋
  在航展的静态展示区内,新加坡空军派出了“苍鹭”1无人机和“赫尔姆斯”450无人机。“苍鹭”1无人机为以色列飞机工业公司研制,作为一种大型长航时的无人机,“苍鹭”1使用常规的上单翼双尾撑和双垂尾布局,任务范围广,携带有光电/红外探测装置,可执行海上监视、巡逻、中继通讯、电子侦察等任务;“赫尔姆斯”450无人机系统是以色列埃尔比特公司的产品,它的用途很广,可支援师旅级作战单位,在阿富汗战争期间曾执行多种情报收集、监视任务,该系列还有“赫尔姆斯”750、“赫尔姆斯”1500(它是高空长航时无人机,为V字型尾翼典型结构)等。
  室内展区的无人机展台主要为以色列、美国和欧洲等国,供应商涉及以色列飞机工业公司、以色列埃尔比特系统公司、美国Textron系统公司旗下的AAI公司等,其中以色列和美国的无人机系统吸引了众多目光。
  无人机传统强国以色列的无人机打击系统令人印象深刻。以色列飞机工业公司设置了一个巨大的展台,主题是“3D防务解决:发现(Detect)、决策(Decide)、战胜(Defeat)”,演示了通过无人机系统、轨道侦察、中继卫星、空中预警指挥平台等各网络战节点通过统一指挥摧毁敌方重要指标的过程,这为无人机系统在网络战中的应用提供了思绪。此外,还有先进的无人机系统实物展示和模型展示,如“苍鹭”系列、“赫尔姆斯”系列、“哈比”I I反辐射无人机等。“哈比”是以色列在20世纪90年代研制的全天候轻型防辐射无人机,作战用途是压制敌方雷达系统,发射方式为车载发射,当其捕捉到敌方雷达信号时会起初跟踪直到摧毁指标。如果敌方雷达关机,“哈比”无人机则会进入搜索状态,寻找再次开机的雷达。以色列的无人机系统有着极强的创新性,并注重应用最新的雷达隐身和材料技能,可根据实战需求研发无人机,并将无人机纳入到网络战节点中,充分发挥信息化的优势,因此以色列无人机展台上还有各种制导打击武器。与美国的无人机相比,以色列的同类产品虽然总体本能有所差距,但实用性更强。   美国Textron系统公司旗下的AAI公司也展出主打产品:ShadowM 2无人机和Aerosonde无人机。Shadow M 2作为美军RQ -7 B“影子”无人机的改进型,增加了有效载荷携带量,比RQ -7 B更大、更重,机身气动经过优化,流线型更加明显。Aerosonde无人机定位于远程侦察,根据AAI公司官网的消息,Aerosonde Mark 3飞跃大西洋只需27个小时,消耗的燃料为1.5加仑;Aerosonde Mark 4的续航能力超过38个小时。据悉,美军已经制定出下一代无人机系统的发展路线图,打算在未来10年内大幅度增加具备对地打击能力的无人机数量,突出在雷达隐形、侦察打击一体化上的特点,如“全球鹰”、“捕食者”、“死神”、X-47 B、“火力侦察兵”等。
  欧洲无人机主要为多国研制,可获得多国的先进技能,对照典型的为“神经元”无人机。这款无人机使用无尾布局,酷似美军的B-2轰炸机,设计参与方包括达索公司、Saab公司、阿莱尼亚宇航公司等。此外还有达索公司的Telemos多用途无人机、泰勒斯公司的“守望者”无人机、奥地利的S-10 0旋翼无人机、意大利的“隼”EVO无人机、瑞典的SKELDAR-V200旋翼无人机等。
  无人机的技能特点
  无人机是一个综合性的武器系统,汇集了航空航天、材料学、自动抑制技能、先进制造技能、通讯工程等学科,涉及飞机机体、飞控、通讯以及发射回收系统等。从某种意义上看,发展一个型号的无人机其实并不难,其整体设计能够选择传统的飞机气动布局,尤其是在计算机辅助设计的介入下,能够对无人机的整体设计参数进行快速的优化,找出最为合适的气动方案,从而实现缩短研制周期和研制难度,在成本抑制上也有较好的效果。然而无人机研制也不能全盘照抄有人驾驶飞机的研制方案,因为无人机与有人驾驶飞机的最大区别在于自动抑制系统和气动设计,尤其是那些具备雷达隐形能力的无人机,在气动设计上需要更多地考虑隐身本能,不但要满足高升阻比的要求,还要实现高机动,所以我们目前看到的多种雷达隐身无人机都选取了建立在推力矢量基础上的无尾布局。
  无人机的任务决定其机载设备的种类和数量。当前,大局部无人机都具备执行战术侦察任务的能力,并向侦察打击一体化方向发展,因无人机的机载雷达设备主要突出高分别率、全天候的特点,尤其是当前
  光电探测技能的迅猛发展,使得机载设备的体积越来越小,探测距离和精度不时增加。机载雷达主要事务频率为Ku、Ka、U/VHF等波段,配合光电或红外探测装置可有效对地面指标进行跟踪,如美军的RQ-4无人机使用光电红外模组,可对监控区域内的指标进行长时间监视,抑制面积超过10万平方公里。一些无人机除了在侦察打击方面有非常建树外,还可执行情报收集任务,对敌方信号源进行截获,这是无人机机载设备技能发展的一个重要方向,在侦察打击的同时还可进入敌纵深收集可疑的通讯信号。
  先进的侦察与情报收集需要建立在高精度定位和侦察图像的快速成熟基础上,否则截获的情报无法保证实时性。高精度定位技能是无人机发展的基本要求之一,从前无人机只靠单一的全球定位系统来实现定位和遥测,如今无人机定位普遍选取组合导航技能,可在复杂的电磁环境中提高生存能力,并将收集到的情报进行加密,通过高增益、高速信号处理通道传回己方地面站。
  先进的动力系统是无人机实现长航程的重要基础。当前无人机的动力系统随着无人机发展方向趋于两极化而改变,高空长航时的无人机需要低油耗、高推比的发动机,如RQ-4使用的AE3007H发动机是其2.5万公里航程的保证。另外涡轮螺旋桨发动机也是当前无人机的主要动力,如美军的RQ-9。微型无人机需要的动力装置对照特殊,以美军的微型无人机为例,总质量仅仅为100克,动力系统占20克左右,为锂电池驱动,微型无人机涉及到微型航空电子技能和小型推进系统等技能。
  如果无人机要上舰部署,需要更加可靠的本能。传统的舰载固定翼无人机虽然优点突出,但缺点也十分明显。优点是结构大略便于维护,缺点主要体如今回收上,大多数舰载固定翼无人机使用弹射起飞,回收时相当困难,如今对照普遍的回收方式是拦网回收,偶尔也通过打捞将无人机回收或利用机械臂回收无人机。恰是由于舰载固定翼无人机天生存在缺陷,因此这种飞行器的发展受到外界更多的关注,诸如X- 47B这样的固定翼无人机是未来海军航母的标配之一,可执行空中侦察、监视、情报收集、中继抑制、电子战、指挥、战场评估、炮兵射击纠正以及舰队反潜等任务,甚至可作为离舰有源诱饵对来袭的导弹实施干扰。舰载旋翼无人机可突出低空低速的飞行特性,与中高空长航时无人机相互配合,通过机载光电、雷达、红外等设备对指标进行侦察。
  结 语
  新加坡航展的无人机系统展示透露出,无人机系统已经不再是单一的作战单元,而是被纳入到网络战中,在信息化条件下充分发挥出其在侦察打击一体化上的优势。除可进行战略级侦察的高空长航时无人机外,未来无人机的发展趋势将集中在中空低速、多用途长航时无人机的研发上,可搭载先进的光电侦察设备、合成孔径雷达以及对地打击武器,集侦察打击能力于一身,发现指标后准时将图像、视频信息传回指挥部,一旦决定打击指标,可随时发射制导武器将指标摧毁。
  责任编辑:葛 妍
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