摘要:無人偵察機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了美國、以色列、俄羅斯等國家主要無人偵察機(jī)現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,對無人偵察機(jī)的發(fā)展趨勢作了簡述。
關(guān)鍵詞:無人偵察機(jī);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
近年來,圖像處理、信息化處理及融合、數(shù)據(jù)鏈通信、傳感器科學(xué)、導(dǎo)航等技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展,推動著無人偵察機(jī)的發(fā)展。相較于有人偵察機(jī)和衛(wèi)星等其他偵察方式,無人偵察機(jī)具有使用限制少、無人員傷亡、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)。無人偵察機(jī)在航空偵察力量中占比越來越大,其在軍事任務(wù)和非軍事活動中的作用和地位也越來越凸顯。美國、以色列等國家投入大量軍費(fèi)研發(fā)無人偵察機(jī),并在實(shí)戰(zhàn)中取得了廣泛的運(yùn)用,引領(lǐng)著全球無人偵察機(jī)的發(fā)展方向。
一、國外無人偵察機(jī)現(xiàn)狀
1917年,全球第一架無人機(jī)自英國誕生。無人機(jī)歷經(jīng)100余年的發(fā)展,其發(fā)展大致經(jīng)歷了六個(gè)階段:1917-1930年為研制問世階段、1930-1950年為低空低速靶機(jī)階段、1950-1960年為實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用階段、1960-1973年為廣泛應(yīng)用階段、1974-1990年為新技術(shù)運(yùn)用階段、1991-至今為高技術(shù)運(yùn)用階段[ 1 ]。目前,世界上共有87個(gè)國家和地區(qū)擁有無人機(jī),其中26個(gè)已裝備大型無人機(jī)。
無人偵察機(jī)是指無人駕駛的專門用于航空偵察的飛行器。上世紀(jì)60年代,無人偵察機(jī)首次在戰(zhàn)場上得到了運(yùn)用。越南戰(zhàn)爭期間,美軍為了減少偵察機(jī)飛行員被俘虜和傷亡的風(fēng)險(xiǎn),使用泰勒雷恩(Teledyne Ryan)飛機(jī)公司的“火蜂”(Firebee)無人機(jī)遂行偵察任務(wù),大幅降低了戰(zhàn)機(jī)損失率和飛行員傷亡率。此后,無論是在戰(zhàn)時(shí)航空情報(bào)偵察,還是在平時(shí)的邊境管控、搜救等任務(wù)中,無人偵察機(jī)都發(fā)揮了不可替代的作用。
(一)美國
根據(jù)英國國際戰(zhàn)略研究所(IISS)《軍力對比2018》,美軍裝備無人機(jī)共計(jì)1139架(不包括20千克以下的微小型無人機(jī)),其中無人偵察機(jī)(ISR)564架。
美國裝備的長航時(shí)無人偵察機(jī)主要包括中型無人偵察機(jī)“蚊蚋”750、RQ-1A“捕食者”和大型無人偵察機(jī)“全球鷹”、MQ-9“死神”。“蚊蚋”750擁有長達(dá)40小時(shí)續(xù)航時(shí)間,并能夠在目標(biāo)上空偵察20小時(shí)以上。機(jī)載有航空偵察系統(tǒng),包括光電偵察、數(shù)據(jù)傳輸、電子偵察等設(shè)備。RQ-1A“捕食者”擁有40小時(shí)以上的續(xù)航時(shí)間,機(jī)載有各類先進(jìn)傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)全天時(shí)、全天候偵察,并進(jìn)行遠(yuǎn)程信息傳輸 [2]?!拔抿浮?50和RQ-1A“捕食者”都曾在波黑沖突中遂行航空偵察任務(wù),為作戰(zhàn)提供情報(bào)支撐?!叭蝥棥睙o人偵察機(jī)主要用于實(shí)施大范圍的連續(xù)偵察與監(jiān)視。它可以從美國飛到世界任一地點(diǎn)遂行偵察,也可在距基地5500千米的目標(biāo)上空遂行長達(dá)24小時(shí)的連續(xù)偵察與監(jiān)視。機(jī)上裝備了合成孔徑雷達(dá)、紅外探測器、電視攝像機(jī)三種偵察設(shè)備,可在復(fù)雜條件下遂行全天候、全天時(shí)、高分辨率航空情報(bào)搜集,并利用通信設(shè)備將情報(bào)回傳給作戰(zhàn)指揮中心,為作戰(zhàn)指揮官進(jìn)行決策和戰(zhàn)損評估提供情報(bào)支撐。MQ-9“死神”無人偵察機(jī)裝備了新型渦槳發(fā)動機(jī),能夠以416千米/小時(shí)的速度連續(xù)飛行27小時(shí)。機(jī)載的航空偵察系統(tǒng)可對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視、偵察,從而為飛行員提供態(tài)勢感知,為作戰(zhàn)指揮人員提供情報(bào),以滿足遂行空中支援、目標(biāo)打擊、空中控制、簡易爆炸裝置探測、轟炸效果評估等任務(wù)的情報(bào)需求。
美國裝備的短時(shí)無人偵察機(jī)包括“微星”、“黃蜂”、FQM-51“瞄準(zhǔn)手”無人機(jī)等?!拔⑿恰睙o人機(jī)體型約為人手掌大小,重量不到100克,續(xù)航時(shí)間約為30分鐘,航程約5千米。它能夠在大、中型無人偵察機(jī)的偵察盲區(qū),例如市區(qū)街道、廠房等地方,遂行偵察任務(wù),為反恐等作戰(zhàn)任務(wù)提供情報(bào)支撐?!包S蜂”無人機(jī)翼展為33厘米,重量17克,續(xù)航時(shí)間約為1小時(shí)40分鐘,機(jī)載2部微型攝像機(jī)。美海軍使用“黃蜂”無人機(jī)遂行沿海的航空偵察任務(wù)。FQM-51“瞄準(zhǔn)手”無人機(jī)翼展為2.8米,加上900克的任務(wù)載荷最大重量可達(dá)3.8千克,續(xù)航時(shí)間90分鐘,航程10千米,曾在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭中遂行航空偵察任務(wù)。
(二)俄羅斯
俄羅斯裝備的無人偵察機(jī)主要有““海雕””10無人機(jī),前哨和獵戶座察打一體無人機(jī)等?!昂5瘛?0是俄軍目前服役的主力無人機(jī),擁有長達(dá)14個(gè)小時(shí)的續(xù)航時(shí)間,活動半徑最大可達(dá)120千米,可以同時(shí)裝配3~4種有效載荷,在復(fù)雜氣候環(huán)境下和交通不便地區(qū)遂行偵察監(jiān)視任務(wù),并將情報(bào)實(shí)時(shí)傳回?!扒吧凇辈齑蛞惑w無人機(jī),機(jī)長6米,翼展9.1米,實(shí)際升限5797米,速度216千米/小時(shí),活動半徑可達(dá)250千米,擁有長達(dá)16個(gè)小時(shí)的續(xù)航時(shí)間。裝備俄自產(chǎn)的GOES-540光電吊艙,集成的偵察設(shè)備可識別裝甲車輛,并對打擊目標(biāo)進(jìn)行傷害評估。2019年8月,俄完成首架“前哨”R無人機(jī)的生產(chǎn)并進(jìn)行試飛。2021年9月的Zapad-2021演習(xí)期間,俄軍使用“前哨”R無人機(jī)遂行了偵察。“獵戶座””察打擊一體無人機(jī),機(jī)長8米,翼展16米,實(shí)際升限為7500米,擁有長達(dá)24小時(shí)的續(xù)航時(shí)間??蓲燧d光電、紅外、多模雷達(dá)等多種傳感器,對地面目標(biāo)進(jìn)行偵察和監(jiān)視。此外,俄羅斯還裝備了“副翼”“石榴”等系列小型無人機(jī)遂行偵察任務(wù)。這些無人偵察機(jī)在戰(zhàn)場上的廣泛運(yùn)用,為作戰(zhàn)指揮員提供了各類有價(jià)值的情報(bào),成為了未來俄軍在戰(zhàn)場的重要武器之一。
(三)以色列
以色列軍隊(duì)裝備的長航時(shí)無人偵察機(jī)主要有“蒼鷺”TP和“赫爾墨斯”900。以色列航空航天工業(yè)公司研制的“蒼鷺”TP無人機(jī),機(jī)長14米,翼展26米,最大起飛重量4650千克,常規(guī)有效載荷1噸,實(shí)際飛行高度可達(dá)12000米,最快速度234千米/小時(shí),擁有超過20小時(shí)的續(xù)航時(shí)間,能夠執(zhí)行遠(yuǎn)距離飛行任務(wù)?!吧n鷺”TP無人機(jī)可裝備一組重達(dá)250千克的傳感器載荷,包括光電偵察設(shè)備和合成孔徑雷達(dá)等,能夠遂行航空偵察與監(jiān)視等任務(wù)。依靠于先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)和有效的載荷及傳感器,“蒼鷺”TP無人機(jī)成為了世界上最暢銷的無人機(jī)之一?!昂諣柲埂?00無人機(jī)是以色列飛機(jī)制造商埃爾比特公司以“赫爾墨斯”450無人機(jī)為基礎(chǔ)改進(jìn)研發(fā)而成的長航時(shí)無人機(jī)。速度可達(dá)220千米/小時(shí),擁有長達(dá)36小時(shí)的續(xù)航時(shí)間,最大航行范圍可達(dá)4500千米。可裝配300千克的載荷,包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)、合成孔徑雷達(dá)、廣域監(jiān)視/測繪傳感器、高光譜傳感器等,可遂行航空偵察、監(jiān)視、目標(biāo)截獲與通信中繼等任務(wù)。此外以色列還裝備了“云雀”系列小型無人機(jī),可晝夜對10千米范圍區(qū)域遂行偵察。隨著以色列無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,以色列無人機(jī)出口多個(gè)國家,已然成為世界上無人機(jī)技術(shù)最先進(jìn)的國家之一。二、無人偵察機(jī)的發(fā)展趨勢
隨著無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的應(yīng)用,目前無人偵察機(jī)的偵察功能相對單一、復(fù)雜環(huán)境下偵察效果較差、融入體系作戰(zhàn)能力不足等缺點(diǎn)逐漸凸顯。為了滿足未來戰(zhàn)場的需要,無人偵察機(jī)將進(jìn)一步提升飛行、平臺、機(jī)載偵察設(shè)備和測控傳輸系統(tǒng)等方面的能力。
(一)無人偵察機(jī)的飛行性能向長航時(shí)、高超聲速、垂直起降方向深化
未來對于戰(zhàn)場長時(shí)間航空偵察與監(jiān)視的需求,使得繼續(xù)推進(jìn)長航時(shí)無人偵察機(jī)的發(fā)展成為必要。長航時(shí)無人偵察機(jī)相比較于軌道衛(wèi)星和有人駕駛偵察機(jī),具備更廣域的持續(xù)偵察監(jiān)視能力。比如,美國空軍一架增程型MQ-9無人機(jī)在遂行持續(xù)情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)時(shí),續(xù)航時(shí)間可達(dá)25小時(shí),而有人駕駛偵察機(jī)執(zhí)行相同任務(wù)則只能連續(xù)飛行5小時(shí)[ 3 ]。使無人偵察機(jī)具備高超聲速飛行性能,有利于躲避地空導(dǎo)彈以及戰(zhàn)機(jī)打擊,在保證安全的前提下遂行情報(bào)偵察工作。可見,高超聲速飛行性能是未來無人偵察機(jī)的發(fā)展方向。例如,美國洛馬公司正在研制的SR-72無人機(jī),其定位是一款集偵察、攻擊于一體的新型無人平臺。該機(jī)的最大速度可達(dá)6馬赫,即7350千米/小時(shí)?,F(xiàn)有固定翼無人機(jī)在復(fù)雜地形條件下起降程序復(fù)雜,使無人機(jī)具備垂直起降性能,能夠滿足現(xiàn)代機(jī)械化部隊(duì)和海軍艦艇編隊(duì)的移動作戰(zhàn),具有場地適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動性能好等優(yōu)勢。為了完成未來復(fù)雜戰(zhàn)場條件的無人機(jī)偵察任務(wù),垂直起降性能也將成為無人偵察機(jī)的重要發(fā)展方向。
(二)無人偵察機(jī)的平臺向微小型化、隱身化方向發(fā)展
目前,高空、中空無人偵察機(jī)在執(zhí)行戰(zhàn)略、戰(zhàn)役偵察任務(wù)上取得了較好的效果。但是對于處于城市街道、建筑內(nèi)、森林大山中的航空偵察,微小型無人偵察機(jī)的發(fā)展就顯得尤為必要。由于微型無人機(jī)設(shè)備體型小,機(jī)動性能好,便于快速展開部署偵察。在執(zhí)行任務(wù)中,通過無人機(jī)配備的圖像情報(bào)偵察設(shè)備對可疑目標(biāo)狀態(tài)、位置等信息進(jìn)行多角度、全方位攝像取材,并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將情報(bào)素材實(shí)時(shí)傳回地面站,使地面站指揮員如有親臨現(xiàn)場,一目了然的真實(shí)感,便于迅速果斷地進(jìn)行科學(xué)應(yīng)對處置[4]。
無人偵察機(jī)在敵方防御區(qū)遂行偵察任務(wù)時(shí),其被探測到的幾率大大提升。因此,無人機(jī)應(yīng)該考慮具備良好的隱身性能,提高戰(zhàn)場的生存能力[5]。將無人機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代隱身技術(shù)結(jié)合研發(fā)生產(chǎn)新型隱身無人偵察機(jī)成為了各國的發(fā)展重點(diǎn)。
(三)無人偵察機(jī)的機(jī)載設(shè)備向模塊化、全天候、高分辨、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展
從近年來無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的應(yīng)用來看,未來的無人偵察機(jī)應(yīng)具備電子戰(zhàn)、偵察、監(jiān)視、打擊、評估、通信中繼等多方面能力。集“偵察、監(jiān)視、打擊”等多任務(wù)于一身,是美軍未來綜合性無人機(jī)發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃[6]。在通用平臺實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備模塊化設(shè)計(jì),提升系統(tǒng)的通用性和開放性,從而達(dá)成多任務(wù)應(yīng)用,是未來無人偵察機(jī)重要的發(fā)展方向。
分幅式光電相機(jī)與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)相比,基本不受光線強(qiáng)度、氣象條件和飛行速度等因素的影響,具有成像質(zhì)量高、覆蓋范圍大、立體成像、通用性強(qiáng)優(yōu)點(diǎn);超光譜成像技術(shù)具備更好的反隱身、反欺騙和反偽裝能力;合成孔徑雷達(dá)具有全天時(shí)、全天候、遠(yuǎn)距離成像能力。在美國的綜合機(jī)載偵察戰(zhàn)略中,合成孔徑雷達(dá)因其優(yōu)越的性能被列為基準(zhǔn)的成像手段。此外,合成孔徑雷達(dá)具有高分辨能力,無人偵察機(jī)使用合成孔徑雷達(dá)偵獲的情報(bào)素材,例如地面圖像和測繪數(shù)據(jù)具有很高的分辨率。以上技術(shù)的不斷發(fā)展以及在無人偵察機(jī)機(jī)載偵察設(shè)備上的應(yīng)用,為無人偵察機(jī)偵察能力向全天候、高分辨、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展提供了條件。
(四)無人偵察機(jī)的測控傳輸系統(tǒng)向高時(shí)效、自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
1.高時(shí)效。未來的無人偵察機(jī)的偵察監(jiān)視系統(tǒng),通常配置高分辨率合成孔徑雷達(dá)和各類先進(jìn)傳感器設(shè)備,致使偵獲到的情報(bào)素材數(shù)據(jù)量龐大。由于情報(bào)時(shí)效的要求,對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高時(shí)效地傳輸,需要數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)提供有力支撐。2011年,美國國防部發(fā)布的無人系統(tǒng)路線圖對支撐未來發(fā)展的技術(shù)進(jìn)行了想定:激光通信技術(shù)的速率高達(dá)2.5G比特/秒至10G比特/秒的、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容對傳輸順序進(jìn)行動態(tài)調(diào)整、多發(fā)多收(MIMO)技術(shù)等。
2.自動化。目前無人偵察機(jī)主要是作為航空情報(bào)搜集平臺,將數(shù)據(jù)傳輸回地面情報(bào)機(jī)構(gòu)處理或者地面作戰(zhàn)指揮官進(jìn)行分析研判,具有相對滯后性。為了快速發(fā)現(xiàn)敏感目標(biāo),給自動調(diào)整無人機(jī)航線提供算法支撐,進(jìn)而減少地面人員工作量,提高情報(bào)質(zhì)效,發(fā)展無人機(jī)情報(bào)自動處理能力,提升自動化水平,也是未來無人偵察機(jī)測控傳輸系統(tǒng)的發(fā)展方向。2010年,美國空軍在發(fā)布的《技術(shù)地平線》中,將傳感器數(shù)據(jù)自處理技術(shù)列為主要支撐技術(shù)。
3.網(wǎng)絡(luò)化。隨著軍民融合的發(fā)展,民用的先進(jìn)技術(shù),例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、AdHoc組網(wǎng)架構(gòu)等被軍方使用,促進(jìn)了軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。各種數(shù)據(jù)鏈在靈活性和開放性方面已經(jīng)有了很大的提高,這也推動著無人偵察機(jī)的應(yīng)用模式在未來
向著網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)方向發(fā)展[ 7 ]。為了進(jìn)一步發(fā)展美軍的空中作戰(zhàn)能力,美國未來將重點(diǎn)發(fā)展有人/無人編隊(duì)力量[8]。隨著網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步發(fā)展,未來無人偵察機(jī)與其他偵察力量組網(wǎng)偵察已經(jīng)成為趨勢。
三、結(jié)語
隨著無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的廣泛應(yīng)用,無人偵察機(jī)在航空偵察體系中的作用和地位越來越突出。未來計(jì)算機(jī)、材料、通信、測控、傳感器、成像等技術(shù)的躍進(jìn)式進(jìn)步所帶動的無人偵察機(jī)發(fā)展必將促使作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生改變。無人偵察機(jī)的應(yīng)用場景會越來越多,范圍也將越來越廣。分析國外無人偵察機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,對于我國無人機(jī)研究具有一定的積極作用。
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(作者簡介:易奎伍,戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)洛陽校區(qū)研究實(shí)習(xí)員,研究方向?yàn)檐娛聦W(xué))