湯開杰 ?于亞南?王雄彬?劉鑫鑫?許長平
摘要:無人機技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用。 本文介紹了目前國外現(xiàn)有的各種無人機系統(tǒng)的性能和特點,并指出了各型無人機技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的優(yōu)勢。最后,分析討論了無人機技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:無人機技術(shù);戰(zhàn)術(shù);發(fā)展分析
引言
為了滿足未來戰(zhàn)爭的需求,所有軍事力量都在加快研發(fā)能夠控制未來戰(zhàn)場的先進武器。無人機的優(yōu)勢,正好滿足了這種需求,所以無人機的發(fā)展對未來戰(zhàn)場至關(guān)重要。目前,無人機仍無法像隱身轟炸機和戰(zhàn)斗機那樣變成戰(zhàn)斗中的主要裝備,但是利用無人機提高進攻能力已經(jīng)在逐步實現(xiàn)。對攻擊方式靈活性的要求使得戰(zhàn)爭方式已經(jīng)改變,因此關(guān)注國外無人機技術(shù)的發(fā)展,對研究無人機對未來戰(zhàn)爭有深遠影響。本文將對國外無人靶機、無人偵察機、無人電子對抗機、無人戰(zhàn)斗機、無人轟炸機等的相關(guān)技術(shù)進行進一步分析介紹。
一、空中磨刀石——無人靶機
無人機最早的應用領(lǐng)域為無人靶機,西方國家在半個世紀前就已將形成了低速、亞音速、超音速靶機的體系。低速靶機使用活塞式發(fā)動機,常用于防空部隊高炮和導彈的靶標,代表產(chǎn)品為美國的MQM33/36。亞音速靶機使用小型渦噴發(fā)動機,常用于測試空空或地空導彈系統(tǒng),代表產(chǎn)品為美國的BQM-74“石雞”。超音速靶機采用火箭作為動力,常用于模擬巡航導彈,代表產(chǎn)品為美國的GQM-163A“郊狼”。
目前無人靶機還在不斷的發(fā)展當中,隨著F22和F35等四代戰(zhàn)機不斷在全球部署,能夠替代四代戰(zhàn)機作為的靶機的技術(shù)還在研究當中,隱身技術(shù)、大機動技術(shù)、自衛(wèi)電子對抗技術(shù)如何在新一代靶機上實現(xiàn)是各國的研究重點。
二、天空之眼——無人偵察機
以色列從20世紀70年代開始到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了三代無人偵察機,即第一代“偵察兵”(小型無人偵察機),第二代“先鋒”(微型無人偵察機),第三代“搜索者”(戰(zhàn)術(shù)長航時無人察機)等。這些無人偵察機可以裝載不同的偵察平臺,可取得地面和海上的照相情報、電視情報、紅外成像情報或電子情報,所獲情報可實時傳回地面控制中心。
美國注重發(fā)展垂直起降的戰(zhàn)術(shù)無人偵察機,而把長航時無人機作為戰(zhàn)略無人機。先進的信號處理技術(shù)和通信技術(shù)的使用提高了垂直起降無人機操縱的靈活性,可以根據(jù)程序飛到懸停點后改變姿態(tài)并飛向下一個目標。垂直起降無人機可以從地面車輛,輪船,飛機,軌道車輛和衛(wèi)星等各種平臺上發(fā)射和回收,地面操作員可以通過計算機和網(wǎng)絡(luò)查看無人機的信息。無人機上也安裝了其他先進技術(shù)設(shè)備,例如精準的導航定位設(shè)備,遠距離雷達偵查設(shè)備和可見光成像鏡設(shè)備等。
三、戰(zhàn)斗機的盾牌——無人電子對抗機
隨著信息戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的發(fā)展,制信息權(quán)顯得尤為重要,無人電子對抗機可以裝載電子對抗裝備遂行電子對抗作戰(zhàn)任務(wù)。70年代中東戰(zhàn)爭中,以色列火蜂誘餌無人機用于作戰(zhàn)。埃及和敘利亞的防空導彈陣地雷達開機,接著那些薩姆導彈紛紛中計。不但消耗了彈藥,還把自身位置暴露出來。90年代以后,隨著無人機的飛速發(fā)展,世界各國紛紛研制不同類型的有電子對抗功能的無人機。如美國的“獵犬”“蚋蚊”和“捕食者”無人駕駛偵察機,都可裝載電子對抗偵察設(shè)備,遂行電子對抗偵察任務(wù);“先鋒”“蒼鷹”等無人機可按不同的任務(wù)加裝各種電子干擾設(shè)備;誘餌無人機主要有美國的BQM-74“石雞”、以色列的“壯士”等。
那么,未來戰(zhàn)術(shù)電子對抗機將如何發(fā)展呢,作者認為戰(zhàn)術(shù)無人電子對抗機應用于隨隊偵察告警和支援干擾,將作為有人機的僚機,能先于戰(zhàn)斗機發(fā)現(xiàn)敵方防空陣地,同時發(fā)出干擾信號壓制或干擾敵方雷達,實現(xiàn)敵方雷達搜索范圍減小或者火控雷達無法鎖定的目的。未來無人電子對抗機成為撕開雷達覆蓋網(wǎng)的尖刀,成為戰(zhàn)斗機迷惑活動雷達的利器。
四、空中作戰(zhàn)打擊的未來 ——戰(zhàn)斗無人機
1971年,美國空軍使用“火蜂”147型無人機攜帶2枚電視制導炸彈攻擊靶場目標,演示驗證無人機攜帶武器攻擊目標的可行性。20世紀90年代末,美國國防高級研究計劃局提出了用于壓制防空武器的無人駕駛作戰(zhàn)飛行器(UCAV)概念。2002年5月22日,首架X-45A無人駕駛攻擊機完成原型機首飛。這種飛機空重小于3600千克,能攜帶12枚低成本自主攻擊彈藥,8枚小型靈巧炸彈或2枚聯(lián)合直接攻擊彈藥,能在目標上空巡弋10小時以上,由戰(zhàn)區(qū)外的監(jiān)視飛機上的操作員控制或通過衛(wèi)星通信由地面控制站的人員操控。X-45具有電子攻擊能力,可以穿越敵嚴密防守區(qū)域,采用精確制導彈藥摧毀敵防空導彈發(fā)射架及其雷達。
目前,世界上真正的無人戰(zhàn)斗機還是空白。未來無人戰(zhàn)斗機將會像有人機那樣,具備空中的格斗能力,不僅僅是用導彈在視距外展開攻擊,更重要的是能在電子對抗環(huán)境下進行視距內(nèi)空中格斗,這對無人機的智能化提出了很高要求。無人戰(zhàn)機可配備雷達、紅外搜索和跟蹤系統(tǒng)及自衛(wèi)傳感器,類似于有人戰(zhàn)斗飛機。其中許多研究是為了減小各種傳感器的尺寸,重量和成本,并將這些傳感器集成到飛機中,這為無人機發(fā)現(xiàn)目標和規(guī)避攻擊提供了基礎(chǔ),進而增強了電子對抗能力。無人作戰(zhàn)怎么實現(xiàn)呢?作者認為現(xiàn)階段提高彈頭的準確性和智能化水平是開發(fā)無人機的關(guān)鍵,小型智能炸彈(SSB)、小型導彈和升級版的低成本自動攻擊系統(tǒng)(LOCAAS)是目前飛機的首選武器。在不久的未來,無人機格斗作戰(zhàn)中,大功率微波束和激光類的能量束武器將是最有效的武器。
五、未來空的空中刺客——無人轟炸機
如今,軍用紅外探測器得到了非常廣泛的應用,幾乎所有地面發(fā)射的地對空導彈都采用紅外方法。無人機有兩種主要的紅外源,一種是機體,另一種是發(fā)動機。輻射光譜中的紅外強度和最大波長是要考慮的兩個重要因素,兩者都主要與輻射源的溫度有關(guān)。根據(jù)韋恩定律,黑體輻射譜中,產(chǎn)生最大輻射量的波長和黑體的溫度乘積為一常數(shù),λmax= 0.29/T (cm) (其中T是實際溫度)。因此,降低紅外光源的溫度是紅外隱身的關(guān)鍵。
對于亞音速中小型噴氣無人機,它們的機體溫度非常低,通常僅比環(huán)境空氣溫度高一到二十度,其紅外輻射特性可以忽略不計,因此飛機后方的發(fā)動機是輻射的主要部分。2009年7月23日,《美國每日航空航天》報道說,美國空軍對亞太地區(qū)隱形飛機的需求不僅限于有人戰(zhàn)斗機,還需要有能力的無人機。這說明太平洋空軍迫切需要隱身監(jiān)視無人機,無人機的偵察能力如果能夠更加滿足攻擊平臺的需求,這將非常有利于提升戰(zhàn)斗力。
X-47B隱身無人轟炸機由美國諾斯羅普·格魯門公司開發(fā),X-47B是無需人工修正、完全由飛控計算機操縱的噴氣式無人轟炸機,并且能夠從“喬治·布什號”航母上起飛并自主著落,設(shè)計時速可以達到800公里,最大飛行高度可達12000米。X-47B無人駕駛飛機具備有完全自主控制能力的空戰(zhàn)系統(tǒng),可以為美軍執(zhí)行全天候作戰(zhàn)任務(wù)提供作戰(zhàn)支持。X-47B無人機具備良好的隱身性能和戰(zhàn)場生存能力,能夠攜帶各種傳感設(shè)備和內(nèi)部武器裝備(兩枚精確制導導彈),可以滿足聯(lián)合作戰(zhàn)及長時跨區(qū)域作戰(zhàn)的須求,能夠與一架K—707型加油機配合,進行空中加油,來提高戰(zhàn)場覆蓋能力和進行遠程飛行。由于蝙蝠型無尾翼的設(shè)計,其隱身性能可應對大部分波段的雷達和紅外探測器的探測,這樣的特性使得隱身突防成為可能。
目前國外的各型無人機系統(tǒng)之間還是處于相對獨立的狀態(tài),信息的互聯(lián)互通還處于起步階段,各系統(tǒng)間情報的融合、目標信息的共享、大范圍態(tài)勢的融合效率依然低下,如何能夠?qū)⒏鱾€無人機系統(tǒng)的信息實時共享將是未來發(fā)展的必然趨勢。