電影《天使陷落》中有這么一個令人震驚的橋段:國際雇傭兵發(fā)射了大量攜帶高爆炸藥的微型自殺式無人機,這些無人機根據(jù)事先設定好的指令自動編隊低空飛行,對地面人員進行人臉識別、自動匹配之后,便一頭扎向各自的目標。裝備精良的美國總統(tǒng)衛(wèi)隊根本無力招架,被炸得死傷慘重。從科幻鏡頭走向現(xiàn)實戰(zhàn)場,近十年來,作為戰(zhàn)斗力“倍增器”的軍用無人機越來越頻繁地出現(xiàn)在軍事舞臺上。
無人機分類比較復雜,可按照用途、機翼構造、技術角度、任務高度、活動半徑等不同分類標準,劃分成數(shù)十種類型。
我國民航總局把無人機按質(zhì)量劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ六類,無人機編隊則按機隊總重分類。
軍事領域的無人機技術走在全球無人機領域的前列。軍用無人機按照作戰(zhàn)功能,大致可分為偵察無人機、察打一體/攻擊無人機、自殺式無人機、偵察校射無人機、通信/中繼無人機、電戰(zhàn)無人機、貨運無人機等。這些軍用無人機同樣可根據(jù)上表中的分類標準進行細化分類。
明察秋毫的偵察無人機" " 顧名思義,偵察無人機是利用無線電遙控設備和機載程序控制裝置操縱的不載人飛機。其主要作戰(zhàn)功能是運用機載設備,對指揮員關注的任務地域進行情報偵察和戰(zhàn)場監(jiān)視,以便情報分析人員進行判讀并發(fā)現(xiàn)目標信息,供后續(xù)作戰(zhàn)運用。偵察無人機根據(jù)任務性質(zhì),大致可分為戰(zhàn)略無人機、戰(zhàn)役無人機和戰(zhàn)術無人機;根據(jù)戰(zhàn)術性能,大致可分為高空高速無人機、高空長航時無人機、中空短距無人機、低空近距無人機等。
典型的戰(zhàn)略無人機有美制“全球鷹”無人偵察機,它屬于高空高速長航時無人偵察機,主要用于低、中強度沖突中實施大范圍的連續(xù)偵察與監(jiān)視。“全球鷹”全長13.4米,翼展為35.5米,最大起飛質(zhì)量為11610千克,最大載油量為6577千克,有效載荷為900千克。該機型的最大飛行速度為740千米/時,巡航速度為635千米/時,航程為26000千米,一次飛行可續(xù)航42小時,能從美國本土起飛到達全球任何地點進行偵察,或者在距基地5500千米的目標上空連續(xù)偵察監(jiān)視24小時,然后返回基地。機上載有合成孔徑雷達、電視攝像機、紅外探測器三種偵察設備,以及防御性電子對抗裝備和數(shù)字通信設備。綜合運用機載設備,一天就能掃過144270平方千米的地面范圍,能區(qū)分地面小汽車和卡車;或者對地面1900個邊長為2千米的方形區(qū)進行仔細觀察,能區(qū)分靜止和活動的人體目標。偵察設備所獲得的目標圖像通過衛(wèi)星通信或微波接力通信,以50兆比特/秒的速率實時傳回地面站。
戰(zhàn)術無人機的典型機型繁多,如以色列的“搜索者”無人偵察機。該機型的前三點式起落架可在平地或跑道上滑跑起飛,必要時可用氣壓彈射器或助推火箭幫助起飛?!八阉髡摺比L5.15米,高1.16米,翼展為7.22米,最大起飛質(zhì)量為372千克,有效載荷為63千克,最大飛行高度為4575米,最大飛行速度為194千米/時?!八阉髡摺睙o人偵察機每次出動的偵察飛行時間可達12小時,偵察飛行的活動半徑在有無線電中繼時為220千米,無中繼時為120千米。其機載光電偵察設備包括電視攝像機、前視紅外儀、激光目標指示器、激光測距儀,可全天候執(zhí)行任務,并將偵察獲得的圖像通過機載傳輸設備實時傳回地面站。此外,一些民用微小型無人機同樣可以承擔部分戰(zhàn)術偵察任務。
即察即打的察打無人機" " 作戰(zhàn)時,從偵察無人機發(fā)現(xiàn)目標,到指揮員運用火力打擊摧毀目標,必須經(jīng)過偵察、判讀、指揮、打擊等作戰(zhàn)流程,全鏈路往往需要數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘不等。這種反饋時間,早已不符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的作戰(zhàn)要求。因此,一種發(fā)現(xiàn)目標就能實時打擊的無人機走上歷史舞臺,這就是察打一體無人機。其典型機型有美制“死神”“捕食者”,土耳其的“旗手”TB-2和我國的“翼龍”“彩虹-5”系列等。這些大型察打一體無人機執(zhí)行遠程對地打擊任務,因此大多續(xù)航時間長、飛行距離遠。比如“彩虹-5”無人機能續(xù)航40小時,最大飛行距離將近1萬千米,使用掛載的1000千克彈藥打擊地面目標。
一些戰(zhàn)術型察打一體無人機在俄烏沖突中發(fā)揮了重要的作用。這些無人機價格低廉,為分隊級部隊使用,大多采用多旋翼設計,如“大疆”系列,加以簡單改裝,即可掛載小口徑迫擊炮彈、手榴彈等輕型彈藥,對近距離對峙的地面目標進行投彈攻擊,不僅可以給敵軍造成傷亡,而且可以使敵軍的精神、心理趨于崩潰。
玉石俱焚的自殺式無人機" " 為了加大對地面目標的威脅和實時打擊能力,世界上很多軍隊都在不斷研發(fā)自殺式無人機。其中首推頭頂盤旋的巡飛彈。這些巡飛彈可由單兵、火炮或機載設備發(fā)射,快速進入作戰(zhàn)區(qū)域,在距地面200~300米的高度巡航并搜索目標,具有留空時間長、作戰(zhàn)范圍大、空防能力強、戰(zhàn)術使用靈活、能實時發(fā)現(xiàn)打擊目標等作用。其代表型號包括美制“彈簧刀”“鳳凰幽靈”,以色列的“隕石”,法國的“海鷗”,烏克蘭的“sokil”等。以“彈簧刀300”單兵巡飛彈為例,整套系統(tǒng)包括巡飛彈、發(fā)射筒、地面控制器和背包。其中,巡飛彈以電動馬達驅(qū)動螺旋槳,最大質(zhì)量約2.5千克,裝載0.32千克的定向戰(zhàn)斗部,機身全長36厘米,翼展為61厘米,最大射程為10千米,巡航速度約20米/秒,最大持續(xù)飛行時間為15分鐘,攻擊精度為1米。為了對付裝甲目標,美軍后續(xù)還研發(fā)了“彈簧刀600”巡飛彈,最大射程擴展到40千米以上。各型巡飛彈以智能化、靈巧性、低成本、部署快、可多平臺運用等優(yōu)勢被納入軍隊裝備系列,美陸??哲娂昂\婈憫?zhàn)隊都采購了大量的“彈簧刀”巡飛彈。
民轉(zhuǎn)軍用的自爆穿越機" " 除了巡飛彈外,俄烏戰(zhàn)場上還出現(xiàn)了“民轉(zhuǎn)軍”的自殺式穿越機。穿越機是多旋翼飛行器的一種,具有體積小、速度快、加速快的特點。由于速度極快,穿越機也被稱作“空中F1”,百公里加速不到2秒,時速最高可達230千米。當捆扎炸藥的穿越機高速撞擊目標時,其威力往往可以摧毀一輛主戰(zhàn)坦克。由于穿越機高速飛行時續(xù)航時間通常在5分鐘左右,加上受地面控制信號和圖像信號接收范圍影響,飛行距離通常在1500米以內(nèi),因此,地面分隊往往使用偵察無人機搜索定位目標,再引導裝備FPV眼鏡的穿越機飛手隱蔽貼近目標,放飛并操縱穿越機實施自殺式撞擊。入門級的整套小型穿越機外加FPV系統(tǒng)所需的預算在2000元左右,較高級的配置也就在萬元左右的價位。
當前,世界無人機技術已經(jīng)取得了顯著的進步。?由單機向系統(tǒng)方向發(fā)展,意味著無人機已成規(guī)模地融入軍隊裝備體系之中,成為其戰(zhàn)斗力生成的“倍增器”。但軍用無人機作戰(zhàn)運用仍受四大關鍵技術因素的影響與制約。
數(shù)據(jù)鏈" " 該技術主要用于對無人機及機載設備的遙控和遙測,以及對無人機的跟蹤定位,對無人機實時獲得的偵察信息的高速傳輸和處理,是決定無人機工作距離的重要因素之一。因此,數(shù)據(jù)鏈技術涉及無人機遙控及遙測、跟蹤定位、圖像處理、通信、自動控制等技術,是一項復雜的信息系統(tǒng)工程。
組網(wǎng)通信" " 該技術是無人機集群運用的重要基礎。其主要目標是通過無線通信技術手段,實時共享網(wǎng)絡中每架無人機的數(shù)據(jù)信息,使單架無人機更好地利用所獲得的數(shù)據(jù)資源,可以增強無人機的工作效率和生存能力。該技術決定無人機集群運用的最大數(shù)量規(guī)模。
集群技術" " 2017年12月7日晚,在廣州《財富》全球論壇招待晚宴特設的表演環(huán)節(jié)中,上演了由1180架無人機構成的燈光秀。之后,數(shù)千架的無人機編隊在成都、西安進行了復雜的編隊飛行,在特定空域中組成不同的圖案和主題,且不會發(fā)生碰撞。無人機集群技術,就是將鳥類群體飛行原理應用于無人機集群飛行。無人機單獨飛行具有簡單的功能,但集群之后的群體行為則相當復雜多樣。單一無人機可能因為故障而導致任務失敗,而集群飛行時,即使有幾架無人機失效,集群也能繼續(xù)工作而不影響功效。集群技術涵蓋單機控制、任務規(guī)劃、集群協(xié)同、傳感與避障、起降通道、通信組網(wǎng)等技術群,其難度不言而喻。截至目前,最大的無人機集群由1180架無人機組成。
自主技術" " 2020年3月,“卡古-2”攻擊型四旋翼無人機被編程為在不依靠操作員的情況下攻擊目標,跟蹤并攻擊了正在撤退的由哈夫塔爾指揮的“利比亞國民軍”,導致一名利比亞國民軍成員死亡?!缎驴茖W家》雜志引用了聯(lián)合國的一項調(diào)查研究撰文稱,這是有史以來第一例記錄在案的無人引導的案例,當時這架“卡古-2”攻擊型四旋翼無人機,是在沒有人為命令的情況下,擅自做主發(fā)起攻擊的。由此可見,當人工智能被優(yōu)先運用到軍事領域時,自主技術將大大提高無人系統(tǒng)的效率和效能,為作戰(zhàn)提供戰(zhàn)略優(yōu)勢。自主技術和機器人技術的進步可能促生全新的作戰(zhàn)樣式,徹底改變以往的作戰(zhàn)概念。
作為高新技術的集合體,軍用無人機系統(tǒng)未來還將在互操作技術、網(wǎng)絡安全技術、人機合作技術等方面持續(xù)發(fā)力,向協(xié)同化、專業(yè)化、智能化、集群化方向發(fā)展。