施 詩(shī)，陳凱婷

（南京理工大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京210094）

1 引言

自無(wú)人機(jī)被發(fā)明以來(lái)，已有多個(gè)國(guó)家將無(wú)人機(jī)投入到軍事領(lǐng)域當(dāng)中。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，美軍就已經(jīng)開(kāi)始將無(wú)人靶機(jī)投入到防空炮手的訓(xùn)練中。二戰(zhàn)以后，電子設(shè)備更加小型化、智能化，通訊手段更加高效，各種新材料不斷涌現(xiàn)，各國(guó)在各型軍用無(wú)人機(jī)研制方面都獲得了突破和發(fā)展。隨著幾個(gè)主要國(guó)家不斷增強(qiáng)在軍用無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的研發(fā)投入，了解軍用無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)職能和未來(lái)發(fā)展方向變得尤為重要。

2 無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上的任務(wù)種類(lèi)

軍用無(wú)人機(jī)技術(shù)涵蓋了很多領(lǐng)域，主要包括以下幾個(gè)方面：隱身技術(shù)、通信技術(shù)、飛控技術(shù)、電力和動(dòng)力技術(shù)、發(fā)射回收技術(shù)、氣動(dòng)布局[1]。根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)職能不同，主要可以分為以下幾類(lèi)。

2.1 偵察

無(wú)人機(jī)因?yàn)闆](méi)有駕駛員，所以節(jié)約了空間，簡(jiǎn)化了飛環(huán)設(shè)備和生命保障系統(tǒng)，且不需要落地讓飛行員休息，所以在加油機(jī)的協(xié)助下，續(xù)航時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有人偵察機(jī)。無(wú)人偵察機(jī)相較于衛(wèi)星偵察，成本更低，更加靈活。相較于有人偵察機(jī)，無(wú)人偵察機(jī)的滯空時(shí)間更長(zhǎng)，成本更低，且不用考慮人員傷亡和疲勞。早在20 世紀(jì)，以色列就已經(jīng)開(kāi)發(fā)了“偵察兵”等多種無(wú)人偵察機(jī)。其他國(guó)家也相繼研制出多種型號(hào)的無(wú)人偵察機(jī)，如英國(guó)的“不死鳥(niǎo)”、美國(guó)的“全球鷹”、前蘇聯(lián)的圖243 無(wú)人偵察機(jī)等。國(guó)內(nèi)研究人員也對(duì)偵察無(wú)人機(jī)進(jìn)行了大量研究。陸軍工程大學(xué)的龐強(qiáng)偉等人[2]提出了一種多無(wú)人機(jī)多目標(biāo)協(xié)同偵察航跡規(guī)劃算法。宋朱剛等人[3]對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)在情報(bào)偵察方面的軍事應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

2.2 電子對(duì)抗

和有人戰(zhàn)斗機(jī)一樣，無(wú)人機(jī)在加裝了電子對(duì)抗吊艙等設(shè)備后也能承擔(dān)對(duì)敵的電子對(duì)抗任務(wù)。無(wú)人機(jī)可以攜帶分布式干擾系統(tǒng)和有人電子對(duì)抗戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。反輻射無(wú)人機(jī)可以對(duì)敵方地面防御系統(tǒng)進(jìn)行壓制和干擾。

2.3 作戰(zhàn)

隨著動(dòng)力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，軍用無(wú)人機(jī)尺寸越來(lái)越大，載彈量也隨之提升。各國(guó)開(kāi)始研發(fā)用于對(duì)地攻擊的軍用無(wú)人機(jī)。2018 年俄羅斯“牽牛星-O”攻擊無(wú)人機(jī)開(kāi)始服役，最大起飛重量7.5 t，載彈量2 t。可實(shí)現(xiàn)對(duì)空對(duì)地等多種任務(wù)。目前幾個(gè)軍事強(qiáng)國(guó)都在研發(fā)偵察-打擊一體無(wú)人機(jī)，未來(lái)無(wú)人機(jī)的攻擊作用不可小覷。

2.4 通訊

無(wú)人機(jī)在偵察領(lǐng)域的作用，使得其也可以同時(shí)用于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和通訊指揮方面。高空無(wú)人機(jī)和低空旋翼無(wú)人機(jī)以及預(yù)警機(jī)、地面基站、通訊衛(wèi)星等可以構(gòu)建起一個(gè)立體多層的復(fù)雜通訊網(wǎng)絡(luò)，在指揮調(diào)度部隊(duì)、情報(bào)分享等方面有著很大優(yōu)勢(shì)。

2.5 靶機(jī)

此外，無(wú)人機(jī)可以作為靶機(jī)來(lái)模擬空中機(jī)動(dòng)目標(biāo)。在對(duì)空武器的研制、檢驗(yàn)以及部隊(duì)的戰(zhàn)訓(xùn)等方面具有非常重要的作用[4]。

3 軍用無(wú)人機(jī)的展望

近年來(lái)，美軍多次部署先進(jìn)無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行轟炸，取得了很多戰(zhàn)果，充分展現(xiàn)了先進(jìn)的軍用無(wú)人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上的重要性。軍用無(wú)人機(jī)如圖1 所示。軍用無(wú)人機(jī)未來(lái)的發(fā)展方向有以下幾個(gè)方面。

圖1 軍用無(wú)人機(jī)

3.1 更加智能的控制技術(shù)

得益于人工智能領(lǐng)域的高速發(fā)展，基于人工智能算法的控制技術(shù)是未來(lái)軍用無(wú)人機(jī)的發(fā)展方向之一，包括旋翼軍用無(wú)人機(jī)的避障技術(shù)和自主導(dǎo)航技術(shù)，固定翼軍用無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)控制和氣流干擾下的穩(wěn)定性控制技術(shù)，以此大幅提升軍用無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

通過(guò)人工智能算法進(jìn)行控制，可以使小型軍用無(wú)人機(jī)進(jìn)入到城市和森林等更加復(fù)雜的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。例如實(shí)現(xiàn)對(duì)房間和隱蔽設(shè)施內(nèi)敵人的偵察和殲滅任務(wù)，以及給被困人員提供領(lǐng)航以及彈藥、醫(yī)療的后勤援助任務(wù)。智能控制還包括對(duì)多架無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)編隊(duì)，針對(duì)敵情進(jìn)行快速自主隊(duì)列變換。

3.2 更加先進(jìn)的通訊技術(shù)

無(wú)人機(jī)的定位和通訊一直是實(shí)際應(yīng)用中的重難點(diǎn)。在中東曾經(jīng)出現(xiàn)利用電子干擾技術(shù)捕獲無(wú)人機(jī)的案例。未來(lái)軍用無(wú)人機(jī)應(yīng)該具備抗干擾和抗電子戰(zhàn)的能力，采用更加安全和加密性更高的數(shù)據(jù)通訊手段。另一方面，無(wú)人機(jī)之間、無(wú)人機(jī)和其他作戰(zhàn)平臺(tái)之間應(yīng)該具備更加高效的實(shí)時(shí)通訊鏈共享模式。需要無(wú)人機(jī)搭載的通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化，對(duì)無(wú)人機(jī)的電子和雷達(dá)系統(tǒng)提出了更高的要求。由此，無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在局部小規(guī)模作戰(zhàn)中和參與小股部隊(duì)的作戰(zhàn)任務(wù)中擔(dān)任全天候的戰(zhàn)場(chǎng)指揮、情報(bào)支援和不同部隊(duì)間通訊的作用，甚至可以替代衛(wèi)星導(dǎo)航。

3.3 多用途化和專(zhuān)業(yè)化

功能和執(zhí)行任務(wù)方面，未來(lái)軍用無(wú)人機(jī)會(huì)朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展：①多用途化。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單架無(wú)人機(jī)成本越來(lái)越高，所以無(wú)人機(jī)的多用途化以提高無(wú)人機(jī)的出勤率是必然趨勢(shì)。由于無(wú)人機(jī)維護(hù)簡(jiǎn)單，出勤率可以得到很好的保障。所以高續(xù)航大航程的查打一體隱身無(wú)人機(jī)成為未來(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，甚至是發(fā)展出一個(gè)平臺(tái)多種型號(hào)，以滿(mǎn)足短距起降和航母上起降等情況，并且滿(mǎn)足模塊化設(shè)計(jì)，可以兼容和搭載不同的偵察、電子戰(zhàn)、武器系統(tǒng)等設(shè)備。但是與此同時(shí)，執(zhí)行特殊任務(wù)的軍用無(wú)人機(jī)的需求也會(huì)越來(lái)越大。②專(zhuān)業(yè)化、特種化。如果說(shuō)多用途化是滿(mǎn)足大部分功能的廣度，那么專(zhuān)業(yè)化就是滿(mǎn)足功能的深度。諸如微型化的無(wú)人機(jī)蜂群、超高續(xù)航的太陽(yáng)能偵察無(wú)人機(jī)[5]、高超聲速突防無(wú)人轟炸機(jī)、水陸兩用無(wú)人機(jī)等都是可以發(fā)展的方向。

4 結(jié)語(yǔ)

新的控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及更為先進(jìn)的加工制造技術(shù)使得軍用無(wú)人機(jī)成為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上不可替代的一員。隨之而來(lái)的是戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)法上的革新。在未來(lái)，軍用無(wú)人機(jī)可以跟隨特種部隊(duì)進(jìn)行敵后偵察和作戰(zhàn)，滲透敵方防御進(jìn)行斬首行動(dòng)?；诘统杀緹o(wú)人機(jī)的蜂群戰(zhàn)術(shù)可以用來(lái)對(duì)敵方目標(biāo)發(fā)動(dòng)飽和式攻擊，以摧毀敵方重要軍用設(shè)施和裝備。也可以悄無(wú)聲息進(jìn)入敵方城市破壞電力系統(tǒng)、通訊基站和基礎(chǔ)設(shè)施，破壞廣播和傳播虛假信息以實(shí)現(xiàn)不戰(zhàn)而屈人之兵的效果。

綜上所述，中國(guó)應(yīng)大力發(fā)展軍用無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)，積極摸索新型戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法，通過(guò)實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為無(wú)人機(jī)發(fā)展提供幫助。