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军用无人机的发展趋势

发布时间:2019-01-13 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    军用无人机的发展趋势作者: 刘涛 楚帅领 张春元   摘 要:21世纪是智能化、信息化及高科技飞速发展的时代。无人机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、战场生存能力强等优点。无人机一改之前的作战传统,将直接参与一线作战,甚至局部取代战斗轰炸机和轰炸机,承担局部防空压制和对地打击任务。无人机作战,必将成为未来战争中一个极其重要的空中作战模式。该文联合实战情况及当前无人机的技能积累探讨了无人机未来的发展方向。
  关键词:无人机 发展趋势 高空长航时 隐身智能化 综合集成化
  中图分类号:V2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-00-02
  现今各国都在发展本国各自的军工家当,要想在世界上拥有话语权,必须拥有强大的军事力量作为后盾。伴随着第三次科技革命,各种高科技、智能化、信息化的武器被装备到了部队。军用无人机,恰是以其独特的战术战略优势进入了战场。因为它的出现战场格局发生了新的变化,也促使各个国家争相发展其无人机部队。有人预测无人机将发展成21世纪新式战争的重要角色,而且对未来军事冲突将产生深远影响。未来无人机主要呈现以下几种发展趋势:
  1 向高空、高速、长航时发展
  高空长航时无人机以其高的生存力和高效的侦查能力在未来仍将在各国无人侦察机发展打算中占有不可撼动的地位。据美国先进材料结构和航空委员会的研讨证明:在可预见的未来,航空器将会在20000 m以上的空间自由飞行。
  优秀的滞空能力是高空长航时无人机最重要的优势之一。具体表如今,为获取指标区完整的信息其能够在空中停留几天甚至十几天,从而使为我方决策提供实时、正确的情报成为可能。应用灵活,价格便宜,是高空长航时无人机相对于军用侦察卫星的优势所在。这样,我方指挥人员可根据需要将无人机部署在指定的空域并尽可能的接近指标。
  它还能够随时机动跟踪指标,排除指标上空云雾的影响,为我方提供实时高分别率的图像情报。所以高空长航时无人机已成为军用侦察卫星的重要补充手段。美国的“全球鹰”无人机是当前高空长航时无人机的优秀代表。其基本参数为:翼展35 m,机长13 m,不间断飞行达40 h,飞行高度19.5 km,大大超过喷气式歼击机和截击机的高度,目前该机已经加入到实战中。
  有矛必有盾,面对无人机的威胁各主要国家也正在大力发展反无人机等拦截系统,速度也就成了无人机突破敌方反无人机等拦截系统的关键要素之一。
  因此,探索发展速度更快的无人机也就被提上了各国的无人机研讨日程。据称正在研制的一种无人机最高速度将达到10倍音速以上。
  2 向机体隐身化、小型化、微型化方向发展
  高战场生存力将是未来无人机主要追求的本能之一。而全隐身技能将成为提高无人机战场生存力关键所在。一是选取大量使用雷达吸波材料、高强度复合材料并安装低噪声发动机。如环氧石墨合成材料,这种材料较铝合金或玻璃纤维具有极高的比强度,强抗振能力。例如美军的“捕食者”无人机为了实现隐身,其除了对发动机进行深埋并对卫星通讯天线等重要部件做了特殊处理外,更大胆的改进在于机身大量选取了石墨合成材料,使其雷达信号特征降低到0.1 m2,进而对雷达、红外和声纳传感器都有很强的隐身能力。二是优化整体设计尽量减小雷达反射截面。应用新工艺实现翼身融合,将襟翼、副翼一体化设计从而减小翼面的缝隙和棱角,进一步减小雷达反射截面。三是选取红外特征控制技能。包括在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂并将发动机喷流在喷口处迅速冷却。在机身关键部位涂抹可以吸收红外波的特制涂料,从而实现无人机的红外特征和环境背景的融合,降低无人机被发现的几率。四是选取充电表面涂层。用24V电源对无人机蒙皮进行充电,继而表面将产生一层特殊的保护层,该保护层主要有抗雷达和目视侦查两种功能。研讨证明,这种技能可使雷达可探测距离减小40%~50%。充电表面涂层还具有可变色特性,能够根据无人机的所在背景变换颜色,使其和背景颜色匹配以达到光学欺骗的目的。据有关资料显示,美国的洛克希德和波音公司结合研制隐身无人机“暗星”,便是一款全新技能尝试的隐身侦查无人机,该机机身扁平且较短,后端与机翼后缘齐平且无垂直尾翼和水平尾翼、减小了雷达散射面积,机头选取了先进的飞碟式圆弧平面外形,整个机体主要用胶接的石墨复合材料制造,这种全新气动布局设计也为更先进隐身无人机研讨奠定了基础。
  另一方面,细小型无人机以其体积小、重量轻、造价低、不易被发现的独特优势,能够在一些特殊领域和特殊任务中发挥一种关键而不可或缺的作用。恰是基于此,未来无人机机体的小型化、微型化也将越来越受到各个主要军事强国的青睐。目前关于微型无人机的研讨还处在实验室阶段,各国对于微型无人机的认识也不尽相同。对照流行的观点是,美国国防部对于微型无人机的定义:微型无人机是一种任何尺寸都不大于15 cm并装载小型有效载荷、大略航空电子设备和通信链路的足以完成所需战斗飞行任务的无人机。进入21世纪,随着高精密计算机和纳米技能的发展,已经能够把传感器、电动机等数字智能装置集中在一块芯片上,制造出几厘米甚至更小微型装置。当前,该类无人机以美国麻省理工学院的“微星”和“黑寡妇”微型无人机为代表,这一成果的意义在于,它表明了人们对于低雷诺数飞行器设计、微电子、微机电技能的应用,弱功率信号抑制与图像传输技能以及高本能轻质结构的使用基本成熟。这让人们对于“掌上飞机”的设计和制造由梦想形成了现实。而微型无人机的出现也为战场反侦察提出了新的挑战,但目前该类飞机在实战环境中的应用还对照少。
  3 向系统集成化、传感综合化、载荷模块化方向发展
  未来无人机的发展正朝着系统集成、传感综合、载荷模块化的方向发展。信息时代各种高新技能飞速发展。无人机高技能叠加的结果是:无人机的作战本能和系统的复杂程度不成比率的同步增长,这也大大增加了无人机与其他作战装备协同作战以及其自身维护保障的难度。恰是在这种背景下,对无人机信息技能的联通性和融合性提出了更高的要求,从而催生出“综合集成”这一新型的无人机信息链路设计观念。其核心思维是:将无人机系统与分布在陆、海、空、天的各种侦查探测、指挥抑制、打击武器等系统无缝地连接成一个有机的总体,进而变成远远高出单个无人机系统的合力。目前以美国为首的北约国家在这种思维的引领下已经完成了无人机战术抑制系统的开发,并为此制定了技能标准,建立通用的地面站,成立了为通用抑制系统制定设计标准的事务小组。以期实现对大多数陆、海、空军的近程及中程无人机进行抑制。   目前具有全天候侦察能力的先进的军用无人机上一般安装如下局部组成综合传感器。
  合成孔径雷达;
  激光测距仪;
  观测仪和变焦彩色摄像机;
  第三代红外传感器、能在可见光和中红外两个频段上成像的柯达CCD摄像机。
  随着计算机科学和信息处理技能的不时完善,我们有理由相信无人机的信息综合化水平在不远的未来也将会有质的飞跃。
  高技能的迅速发展,使得模块化技能将会在无人机系统优化设计中扮演越来越重要的角色。面向无人机的作战功能,将机载设备和无人机平台总体设计,模块化组合,使得同一平台能够根据不同的作战任务搭载具有不同的功能的设备,进而大大的拓展无人机的使用空间。将“一机多用”的理念形成现实。如英国研制的“小妖精”无人机可根据其所担负的电子侦察、战场评估、情报搜索等不同任务,分辨搭载红外传感器、变焦摄像机和合成孔径雷达等各种不同设备。
  4 向任务多样化、飞控智能化方向发展
  近年来由于无人机在战场和特殊环境中尤其是在打击恐怖主义作战中的优异表现,当今世界正在掀起新一轮无人机研制的高潮。未来无人机将在以下这三个特定领域:干燥任务领域、恶劣环境任务领域和危险任务领域发挥巨大的作用。当今世界恐怖主义愈演愈烈,无人机除了传统充当靶机、侦察敌情、收集信息等任务外还会向着抨击机、战斗机、预警机的方向发展。未来高技能的战场条件对无人机通用性和适应能力提出了更高的要求,将有人战斗机和无人机合二为一的通用性战斗机有可能未来的战场崭露头角。该机联合了有人机和无人机的优点,能够实如今有人模式和无人模式两个平台之间转换。这样它既能够像普通飞机一样有人驾驶还能够按照既定程序或地面指令自主飞行。其优点是既能够执行无人机的特殊任务,也能够在飞行员受伤或其他突发情况下平安返航。从而使得无人机的作战任务和用途得到极大的拓展。更能增强无人机的战场生存能力和任务多样化的适应能力。
  随着人工智能技能和群体智能理论的不时进步以及其在无人机系统上的应用,这将会使得无人机的信息处理,战场态势评估,指标选择与锁定和火控解算等自主决策能力和水平得到极大的提升。
  无人机较有人机最大的优势在于其超高的灵活性、机动性和滞空能力等。但目前其致命的缺点也在于:无人机实时的战场分析与判断,动态的飞行姿态抑制与修正及正确可靠的指标判断与实时监控。无人机智能化便是“无人机自主地做出判断的能力”,这不但使无人机可以按照指令或预先编制的程序来完成作战任务,更是无人机自己可以对于潜在的威胁和突发事件在不需要人工干预的情况下自主做出判断和反应。
  生物学上对蜜蜂和蚂蚁的研讨发现,单就每只蜜蜂和蚂蚁的个体而言,他们的智商并不高,但它们可以在没有任何指挥的情况下分工明确、协同事务,完成一系列“令人不可思议的事务”如建立坚固漂亮的巢穴,集中食物、抚育子女。这种群体的能力,便是群体智能的体现。如果把这种理论应用到无人机方面,比如每架无人机和导弹差不多,只装备低本能传感器和大略程序,然而让这种大略的无人驾驶飞机大量出动,相互协作,抨击指标。只管每个传感器的探测能力对照低,然而群无人机能够实现信息的交流与共享,集体执行对指标的抨击任务。
  5 结语
  新的战争局势,召唤着先进装备的崛起,科学技能的发展催生了卓越的国防武器。在现代高技能条件下,无人机既能执行常规作战任务还能够执行特种作战任务。包括精确打击、定点轰炸,代替人员在核生化或其他特殊条件下执行作战任务。从而有可能对未来空战的组织编制、作战原则、战术思维乃至国防战略思维带来变革,给未来的防空作战带来巨大的挑战。我们要深入研讨无人机的作战特点,亲密跟踪无人机研制领域的最新进展,不时地加强我国无人机的研制事务,充分挖掘现有无人机的作战潜力。为全面提高我军战斗力,打赢现代高技能条件下的部分战争,提供坚实
  保障。
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