張帆 劉姣龍

66133部隊 北京 100043

引言

隨著無人機進一步向隱身化、多能化、小型化等方向發(fā)展，其運用領域將得到極大拓展。小型無人機用途廣泛，效費比高，無人員傷亡，機動性能好，使用方便，能夠適應低烈度戰(zhàn)場環(huán)境，研究小型無人機的戰(zhàn)場應用問題可為今后無人機的技術發(fā)展方向提供參考。

1 小型無人機概況

無人機（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）顧名思義為“無人駕駛的飛機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，根據(jù)飛機外形的大小，可將無人機劃分為微型、小型、中型和大型無人機。微小型無人機的翼展和長度小于15cm（如圖1所示），大一點的則在幾十厘米至幾米之間。

圖1 微小型無人機

小型無人機的出現(xiàn)，得益于新型制造方式的出現(xiàn)以及微型電子技術的發(fā)展，使小型無人機跨入了一個全新的發(fā)展領域。小型無人機因結構簡單、重量輕、尺寸小、成本低，尤其是多旋翼無人機，能夠垂直起降、自由懸停，可適應于各種速度及各種飛行航路，從而可在軍用領域擁有廣闊的前景。

1.1 更輕的控制系統(tǒng)

20世紀90年代，MEMS技術（機載微型機電系統(tǒng)）得到發(fā)展，重量僅為幾克的導航系統(tǒng)被研制出來。它是微電路和微機械按功能要求在芯片上集成的一個獨立的智能系統(tǒng)，主要由傳感器、制動器、電源、信號處理和控制電路組成。它的尺寸為微米級至納米級，因此整個系統(tǒng)的體積非常小，并采用單晶硅材料，在機械特性方面要比超級合金或鈦等材料具有更好的電氣特性。

1.2 更好的成像系統(tǒng)

小型無人機具有更優(yōu)異的航拍功能，即使是攝影外行，利用無人機也能拍攝出高清的照片。而航拍功能主要與無人機的飛行控制、云臺技術（即掛載設備的穩(wěn)定技術）以及圖像傳輸技術有關。

飛行控制，對于多旋翼無人機而言，它們對外界和自身系統(tǒng)干擾敏感，所以飛行控制算法極為重要。目前，已經實現(xiàn)了多旋翼無人機定點懸停和軌跡跟蹤飛行控制。

云臺技術，主要分為固定和電動云臺兩種?，F(xiàn)在的云臺技術，已經能夠保證航拍時的畫面有全方位的穩(wěn)定性，保證畫面清晰、穩(wěn)定（如圖2所示）。

圖2 無人機航拍示意圖

圖像傳輸技術，是衡量無人機圖像傳輸性能的關鍵因素，2.4GHz是目前小型無人機主流使用的頻段，可以實現(xiàn)遠距離高帶寬的無線視頻傳輸[1]。

1.3 更便捷的動力來源

小型無人機的動力主要以鋰聚合物電池為主，具有能量密度大、重量輕、耐電流數(shù)值較高等特點，但小型無人機的尺寸限制它無法搭載大體積的電池。因此在電池能量密度還未取得重大突破時，小型無人機還不能長時續(xù)航。

1.4 更新的制造材料

碳或玻璃纖維管、片，這兩種材料是制造多旋翼無人機的主要原材料。此外，發(fā)泡聚乙烯輕巧、堅固、容易制作，成為小型固定翼無人機流線型外殼和機身的標準制作材料，如美國的RQ-11“涂鴉”無人機，固定翼展1.3m，質量不足2kg，士兵手持即可放飛（如圖3所示）。

圖3 士兵手持無人機放飛示意圖

1.5 行動更加靈活，更便于隱藏

無人機在作戰(zhàn)時便于隱藏，能快速識別目標，甚至進行偷襲，能夠為戰(zhàn)爭進行很好的服務，提高戰(zhàn)爭的成功率。無人機能夠進行遠距離，精準的偵查識別，由于有技術的支持，無人機識別不會出現(xiàn)錯誤，它能更加有效地助力軍事作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)成功率，降低人員傷亡。

2 小型無人機戰(zhàn)場應用

小型、輕便、可操控的無人機可以廣泛地應用到軍事領域。

2.1 戰(zhàn)場偵察

戰(zhàn)場偵察是無人機應用到戰(zhàn)場最主要，也是最傳統(tǒng)的一種行動樣式。小型無人機可同時或分別攜帶先進輕便的光電、紅外、攝像及雷達探測裝置，在多種區(qū)域內執(zhí)行大型無人機不宜執(zhí)行的各種偵察任務?，F(xiàn)代小型無人機的偵察優(yōu)勢在于可將無人機安裝多個攝像頭，其中兩個位于前部，兩個位于底部，再加上一個持續(xù)在拍攝4K視頻的主攝像頭。這些攝像頭拍攝的圖片將通過一個計算機視覺軟件，構成一個供無人機智能導航的3D場景，可以更直觀、全面地展現(xiàn)戰(zhàn)場地理環(huán)境。另外，士兵只需要通過配套的智能手表就能控制無人機的升降，以及其他各種操作即可。小型無人機可在廣闊的戰(zhàn)場上承擔戰(zhàn)術偵察任務。

2.1.1 戰(zhàn)場目標識別。目前，小型民用無人機對于色彩的識別性能非常高，在作戰(zhàn)時它能精準快速地識別目標。如果在偵查中人眼無法識別的部分可以用無人機進行識別，這樣能夠提高作戰(zhàn)的工作效率[2]。

2.1.2 戰(zhàn)場監(jiān)視與目標引導。在激烈的戰(zhàn)爭中很難人為地將戰(zhàn)場的一些情況及時傳回，但是利用小型民用無人機可以做到。利用小型民用無人機能夠有效保障作戰(zhàn)部隊全面掌控戰(zhàn)場動態(tài)，如果在戰(zhàn)爭中發(fā)生意外事故，可利用小型無人機進行作戰(zhàn)計劃的調整，保證對戰(zhàn)爭局面的有效控制。

2.1.3 挖“地鼠”?！暗厥蟆笔且环N隱藏的地下偵查方式，這種偵查方式比較隱蔽，如果采用人而進行偵查，很難發(fā)現(xiàn)敵方的目標，但是采用無人機，可利用熱成像技術，對敵方的潛伏人員進行偵查，能快速發(fā)現(xiàn)敵方人員。同時能根據(jù)敵方部署來進行相對應的作戰(zhàn)布局，這能保證快速攻敗敵方，降低我方傷亡率，取得作戰(zhàn)勝利。

2.2 電子干擾

由特戰(zhàn)小分隊放飛小型無人機抵近目標，通過直接發(fā)射干擾性、壓制性電磁信號，或使用無源干擾設備器材等方式，對敵指揮通信系統(tǒng)、地面雷達和各種電子設備，以較小干擾功率產生較強的干擾效果。特別是對防空雷達，不僅能干擾雷達波束主瓣，還能從波束旁瓣進入雷達接收機，擴大對目標雷達的干擾范圍；誘餌小型無人機可先于攻擊編隊進入對方前沿陣地上空，誘使其防空雷達開機或者防空武器開火，暴露其雷達頻率和陣地位置，為后續(xù)打擊提供參數(shù)。

2.3 小型無人機蜂群

小型無人機蜂群能夠為部隊執(zhí)行緊急近距空中支援任務，通過分散化的補給投放為部隊提供補給，在大規(guī)模攻擊開始前為部隊執(zhí)行偵察任務，形成備份空中通信網絡，或參與大規(guī)模電子戰(zhàn)。在戰(zhàn)術層面，小型無人機組成的小型群組能夠迅速部署進行空中突襲獲取暫時的優(yōu)勢。總之，小型無人機不能取代大型空中平臺，但能夠完成一些戰(zhàn)術空中任務，對大型平臺的能力進行補充，或者為小型機動部隊提供持續(xù)空中掩護[3]。

3 小型無人機的主要缺點分析

第一，無人機航程短。由于無人機體型小所以續(xù)航能力不高，它不能搭載大型大帶寬通信設備，工作距離有限，所以在執(zhí)行工作時一定要控制好時間。第二，無人機易受天氣干擾，當雨雪冰雹天氣時，它無法正常工作。第三，無人機無抗電磁干擾能力。在受到地面干擾時，能力會失效。第四，無人機應變能力差，在遇到突發(fā)狀況時，無人機不能處理事故，只會毀壞。第五，無人機在高水平作戰(zhàn)中起不到太大的作用，很容易被破壞。

4 未來發(fā)展

未來的小型無人機平臺能夠滿足相當一部分的小型空中力量的需求。營級以下的部隊將不再依賴少量的高精尖裝備來支持對地作戰(zhàn)，而是直接控制成本較低的小型無人機平臺以補充傳統(tǒng)飛機的能力。同時，計算機感知和認知能力的改善將使小型無人機系統(tǒng)在沒有人類控制和引導的情況下獨立執(zhí)行更多的任務。計算機視覺等新興技術使自制裝備能夠實現(xiàn)戰(zhàn)場上的自我導航和目標識別，并根據(jù)人類設定的規(guī)則與目標進行交互。

5 結束語

隨著5G技術的出現(xiàn)，民用無人機在未來會有更高的技術，根據(jù)國家的發(fā)展方向，地方以及企業(yè)要不斷創(chuàng)新，為我國的軍事發(fā)展提供動力，推動無人機的進一步發(fā)展。具體發(fā)展：①培養(yǎng)更多的專業(yè)人才，為無人機發(fā)展提供堅實的基礎。②給予足夠的資金，提供充足的人才，讓無人機技術得到突破。③技術的發(fā)展能夠讓人機內部的電池載量更大，能夠讓無人機飛得更遠。④增強無人機的抗干擾能力，讓無人機避免受到電磁的干擾，確保無人機能夠正常的使用。⑤調整好無人機的價格，平衡市場。以上幾點都是無人機未來的發(fā)展方向，希望在未來技術成熟的時候都能夠全部實現(xiàn)。并且在未來作戰(zhàn)的方向也會向著電子戰(zhàn)的方向發(fā)展，無人機在這方面具有先天優(yōu)勢，未來應更重視無人機的研發(fā)與新技術應用，為我國電子戰(zhàn)獲取成功提供保障。