无人机论文

外军无人机现状及发展趋势摘?要?:无人机的发展历史可以追溯到上一世纪20年代,应技术进步和战争需求,无人机已逐渐发展为世界各国尤其是发达国家武器装备中重要组成部分之一,无人化也已日益成为未来战争发展的方向之一,同时无人机也正在向民用化发展。进入20世纪末,无人机发展进入了一个新时代并先后形成三次发展浪潮。目前,世界各主要国家尽管发展方向和发展程度各异,但无不积极研制开发无人机,在进一步发展军事用途的同时又扩展到民用领域,一个无人机发展高潮正在到来，未来的发展各种技术和用途也趋于完善。关键词?:无人机??现状??发展趋势??技术进步??2004年3月28日,美国媒体的一则消息引起国际航空界尤其是军方的高度关注,当日凌晨一架翼展1.5m、机长3.6m的X243A试验型飞行器在从B252战略轰炸机上分离后,依靠火箭助推到30500m高空,以Ma=7的速度搏击长空。消息一出,使得本来就炙手可热的无人机问再次升温。无人机所以会受到如此重视,其原因是自身所拥有的独特优势,现代科技的发展使得防空武器的性能日益提升,这无疑大大增加了有人机在空战中的风险程度,而无人机则适应了现代战争对减少乃至避免人员伤亡的要求。再则,从研制、使用和维护成本看,相当于有人机而言,无人机的研制、使用和维护成本要低廉得多。更何况,无人机因其自身的优越性能,可以在超低空和超高空长时间盘旋,较之有人机其活动空间和范围更为广阔。有鉴于此,研制和发展无人机成为各国军方尤其是发达国家军方的重要选择。近年来,无人机的研制和发展在许多国家受到极为广泛的重视,为进一步促进和推动无人机的研制和发展进程,本文拟就世界各国无人机现状和发展趋势作一系统介绍和分析,以期在无人机研制和发展方面提供可资借鉴的思路。一、世界各主要国家无人机发展现状（一）美国20世纪90年代以来,美国以航空航天和信息技术为代表的高新技术迅猛发展,为无人机研发提供了坚实的技术支持。美军无人机研发渐入佳境,并逐步形成无人机研制5原则,即:1)以作战理论和作战需求为牵引,从“有什么无人机打什么仗”向“打什么仗就生产什么无人机”阶段前进;2)以实战使用战场检验为标准,从“试验检验定型”向“实战检验改进定型”阶段前进;3)以“先进概念技术验证”为先导,重视技术预研,从“仓促立项技术研制”向“技术预研成熟立项”阶段前进;4)以节约成本提高性能为根本,从“单纯追求技术性能”向“技战性能与成本兼顾”阶段前进;5)以国防部高级研究局为核心,统一领导,加强管理,提高项目研制效率效能。在这5原则指导下,美军21世纪初无人机研制高潮迭起。1991年海湾战争以来,世界微型武器发展出现高潮。美军意识到微型无人机体积小、质量轻、造价低和隐形好,更加符合21世纪美军作战理论和作战需求,研制微型无人机具有特殊深远意义。20世纪90年代初,美军先进概念验证显示了微型无人机技术上的可行性。1997年12月,美国防部高级研究计划局选定了6种微型无人机研制方案,投资1200万美元支持投标公司研制。2000年1月,美国防部高级研究计划局举行1997年12月微型无人机招标研制中期检验,预计微型无人机能在2003年装备美军。其中包括:微星无人机、克里卜里无人直升机、黑寡妇无人机、微船无人机、昆虫无人机、美钞无人机。1999年科索沃战争中,美军发现现役的先锋猎人和捕食者无人侦察机存在相当问题:1)隐形性能差,巡航速度慢,生存能力不足;2)全天候侦察能力不足,对移动、隐蔽目标侦察能力不足。因此,美国防部高级研究计划局决定研制新型无人侦察系统,如新型“传感器飞机”系统、新型隐形无人侦察机系统。20世纪90年代末以来,美国政府、国会和军方对无人作战飞机寄予厚望。美国空军研究实验认为,无人作战飞机的出现将是战术性空中力量的一场革命,可用于执行高风险或高回报的各种任务。1998年3月,美国防部批准无人作战飞机计划进入技术可行性研究阶段。2001年3月,美总统布什公开表示,无人作战飞机的研制已经成为美国当务之急,未来几年,美国将拨款100亿美元专项资金研制开发。2001年6月,美参议院军事委员会主席约翰W?华纳曾许诺2001年为无人作战飞机研制项目追加1.46亿美元的经费,并认为到2010年时,美空军大约1/3的作战飞机应该替换成无人作战飞机。据美国国防部网站2003年3月18日报道,美国防部长办公室对无人机作战的预测认为,美国防部在未来10年,将花费100亿美元以上大量购买无人机,这将是上世纪90年代美国在无人机上花费总额的3倍多。在1990—1999年间,美国防部在无人机的研制、采办和使用方面的花费约为30多亿美元,而在目前所计划的2002—2007财年无人机项目预算达到了71亿美元。美国防部长办公室称,在未来10年里,美国防部将研制使用F216飞机大小的无人机,这种无人机将能执行各种战斗任务,包括压制敌军防空力量、实施电子攻击和纵深攻击遮断等。到那时,旋翼无人机将具有非常长的续航时间(18h～24h)。在未来的25年中,无人机可能具有“生物变体机体”,这种机体对于不同任务和飞行条件的无人机可以优化其布局。无人机的地面控制站可能从目前的几吨重的拖车进化为一种单兵系统,仅通过一个头盔就可操纵无人机。总之,美军无人机将沿着“侦察2打击”一体化方向发展。特别是美军研究SOV和FSV技术,反映了美军准备打造从美国本土攻击全球任何地点的能力,而且部分反映了美空军正准备从单纯的空军转变为航空航天军。如果美空军能实现从美国本土向世界任何地点发动攻击,无疑将提高美军攻击的保密性、灵活性和冒险性,最终实现美军战场“无人化”作战。（二）俄罗斯据俄罗斯Interfax新闻署最近报道,俄罗斯2003年国防采购订单中没有编队2П无人机系统,该无人机是目前处于生产中的唯一一种无人机,供俄罗斯武装部队使用。人们可能会以为这表明俄罗斯对无人机计划的重视程度降低了,但事实并非如此。目前,俄罗斯部队保留了两种型号的无人机,老的一款是VR23Reis系统、第二种重要的无人机是蜜蜂21T无人机构成的编队2П系统。此外,还决定研制三种新型的无人机系统:战术编队2П系统,由蜜蜂无人机构成;编队2А系统,由啄木鸟(Dyatel)无人机构成;编队2ф系统,由鹰(Korshun)无人机构成。目前,所有的俄罗斯无人机作战单元都减少了编制,每个作战单元都只保留了“基本框架式”的构成,但只要需要,它们能够很快地动员和部署起来。无人机被集中在一个主要的无人机基地,以降低维护费用,这样做和俄罗斯不再新购无人机这种做法的目的都是为了集中所有可能的资源用于研究和研制俄罗斯的下一代无人机,新无人机将在俄罗斯武装部队中发挥更为重要的作用。俄罗斯在研的新型无人机中有苏霍伊的S262战略长航时无人机,这款无人机与美国的全球鹰无人机有些类似,该系统的研制工作处于比较先进的状态。S262将拥有模块化的侦察设备,可完成图像收集和SIGINT信号情报侦察综合任务。同时,S262还拥有ECM系统。据信,一种中航时的无人机可能正由杜波列夫设计局设计,但这项计划属于高度保密的计划。一些媒体还报道说,俄罗斯在从事隐身无人机或作战无人机(UCAV)的研制。至于编队2П,将可能被现代化,或被一种全新的系统所替代,甚至于更小型的无人机也可能接受这样的命运。（三）欧洲2002年11月8日,法国正式公布了开发下一代无人机的两项发展计划。在未来6年中,这两项将耗资15亿美元的计划将包括为法国空军研制的中空战略无人机和为法国陆军研制的多任务战术无人机。按照要求,新的无人机将在2008年后开始服役。英国防部正打算投入9亿美元实施守望者多任务无人机计划,以增强和取代不死鸟无人机。作为英国国防部21世纪机载情报、监视、目标获取与侦察系统计划的核心,守望者预计在2005或2006年部署。德国同美国加快了联合研制德国版全球鹰的步伐。这只“混血”的欧洲鹰于2003年春在德国进行了一系列飞行试验。瑞典萨伯航天公司于2002年7月公布了新型无人机“瑞典尖端研究构型”(SHARC)的最新进展。瑞典计划于2020年前将其革命性的网络———中心联合指令控制(C2)系统投入服役,而该无人机正是构成新系统的基础。透过欧洲诸强急促的脚步,新世纪欧洲军用无人机发展的总体趋势也渐露端倪。1)无人机担负的任务将趋于扩大化。战术无人机将被赋予多种任务。新世纪,欧洲各国正把多任务、多传感器作为战术无人机发展的主要方向;无人侦察机已由战术侦察向战略侦察范围扩展。2)无人机机体将趋于隐形化。3)无人机的测控、传输系统将趋于通用化。通用化的测控、传输系统可以控制不同型号的无人机,综合显示不同机型的飞行轨迹,有利于实现无人机的编队飞行和战场上的灵活部署。它的广泛应用将极大地提高无人机的作战效能。4)降低成本的方式将多元化。尽管欧洲各种无人机研发计划如雨后春笋,但各国始终把降低成本置于优先考虑的位置。德国军方在新一代无人机计划中曾明确表示;德国对于无人机的设计标准是价格;英国对于是否研制无人战斗机始终犹豫不决,成本因素首当其冲。各国目前的解决途径主要包括:一是加大合作力度,共同分担费用;二是将无人机与有人机研究计划纳入同一个体系结构,充分利用通用性资源,同时实现无人机与有人机之间的信息共享;三是开发柔性化的平台和模块化的任务设备;四是提高不同种类无人机设备的通用性。由于制造成本占有相当大的比例,许多国家把研制具有通用性的设备作为解决无人机成本问题的一条重要途径。5)无人战斗机将成为新的发展热点。自美国的捕食者在“持久自由”行动中开创无人机执行对地攻击任务的先例后,欧洲各国都纷纷加大了对无人战斗机的研发力度。欧洲各国已经达成了这样的共识:无人战斗机将成为未来空战中最具破坏力的威胁之一,是争夺制空权的一个重量级筹码。（四）以色列以色列的无人机发展是在20世纪60—70年代引进美国石鸡军用无人机后,通过仿制和改进,逐步发展起来的。早在1973年,以色列便成功使用无人机实施诱骗并摧毁了埃及地空导弹阵地。目前,以色列在这一领域已取得了非常骄人的成绩,并一跃使其成为无人机世界强国。以色列无人机迄今已经发展了三代,第一代为侦察兵无人机,第二代为先锋无人机,第三代主要是探索无人机、猎人无人机,以及中空长航时、多用途苍鹭无人机。现正在研制具有攻防能力的第四代无人机,如通过在其哈比(Harpy)反辐射无人机上加装先进传感器,使其成为多用途无人攻击机。（五）澳大利亚澳大利亚在无人机的研制方面起步很早。1948年,澳大利亚航天科技局就开始使用金迪维克(Jindivik)M.4A无人靶机。到20世纪80年代为止,该无人机已经售出500多架。独立的金迪维克无人机已经积累了大量的作战经验,充分说明了其作为军用设备的成本利用的有效性。澳大利亚其它三种无人机还有:1)布伦比(Brumby),用途:飞行研究;2)航空探测(Aerosonde)(LAIMA),用途:环境、气象/气候、化学和生物监测;3)航空探测(Aerosonde)Mk2,用途:环境、气象/气候、化学和生物监测、监视。另外,澳在利亚预计将在2004年至2005财年花费2.5亿澳元(1.3亿美元)来购买全球鹰侦察机。专家认为,澳政府如果购进这种无人机,它们将被广泛用于海上巡逻,因为澳大利亚海岸线辽阔而其海军舰队相对较多。最近公布的澳大利亚陆军未来部队规划书(支持从2011年到2030年的研究规划)建议:采购高机动陆基防空武器;部署UCAV和无人驾驶飞机诱饵以探知敌人防空力量;使用微型UCAV提供连级情报;以战斗单位级别部署较大型的战术UCAV;加强联合部队空间监视设施与地面部队监视和情报系统的联合;部署联合机载电子战系统以扰乱敌人的指挥与控制。（六）印度80年代初,印度国家航空发展部(ADE)为了实时搜集战术情报,首次研制了一种试验型袖珍无人机。这种无人机飞行速度达150km/h,升限为3000m,遥控使用范围为30km。最大续航时间为90min。其有效载荷包括作实时的昼夜电视摄影机。由ADE开发、布哈拉特动力公司制造的麻雀则是一种操纵范围超过50km的低成本侦察无人机。在过去的几年中,印度一直致力研制曙光无人机和靶机“目标”。这项计划正在班加罗尔的ADE———国防研究与发展组织的下属机构实施。印度陆军为了完成战场监视任务,90年代中期已经采购了36架马特拉公司制造的搜索者Mk2无人机和6个地面控制站。印度还向马特拉以色列子公司采购了约40架哈比反雷达无人驾驶飞机。（七）日本富士重工(FHI)在国家防卫厅技术研究本部(TRDI)的管理下已经成功研制出一种新型小靶机。这种由战斗机发射,用于空对空射击练习的损耗性靶机早在1987年就已经投入了生产。另一系统———多用途观察无人机,由FHI与TRDI携手为陆上自卫队参谋部研制。辅助系统的研制工作由FHI负责,包括目标测距/定位系统、红外传感器和日立生产的地形参照装置,影像处理系统则由NEC公司负责研制。这种无人机首先将在野战炮兵部队服役,用来侦察视野外的敌方目标。FHI还将研制一种在防空区外侦察敌方海军舰队的亚声速无人机。日本仍承揽着最雄心勃勃的无人机研制计划,目前正在三菱重工实施。此前该公司曾成功地将一架洛克希德F2104J星座式战斗机改装成了无人驾驶飞机。从最初的两架来看,飞行员可以在设计得像驾驶舱的地面控制台上,用操纵杆和摩托罗拉提供的电视监视器来控制FQ2104J的飞行。（八）韩国韩国介入无人机领域是“姗姗来迟”,由大宇重工(DHI)航空航天部门负责开始研制。俄罗斯卡莫夫设计局参与研制了一个型号。此外,韩国还从马特拉公司买入了40架哈比反雷达无人驾驶飞机。（九）新加坡整个亚洲只有新加坡让投资自由进入UAV领域。新加坡迄今为止已经拥有一批未透露数量的马特拉公司制造的搜索者Mk2无人机、微型遥控侦察飞行器(MRPV)和地面联合控制设备,满足其监视和目标识别要求。1989年初,第一批交付使用。其前景乐观,操纵者只需要在GCS22000机动地面站执行观测,就可以搜集到战术情报和战场全天候成像,并能够通过数字化数据联接实现这些信息的实时收发。这种MRPV能够靠一个便携式单人遥控器控制飞行。二、未来发展趋势随着各国军方对无人机发展的日益重视和投入力度的加大，世界军用无人机已经进入了加速发展的快车道。与此同时，先进布局、一体化设计、纳米复合材料、智能蒙皮/结构等前沿技术接连取得重大突破，也不断推动着无人驾驶技术水平的提高。可以预计，未来军用无人机的发展势头必然更加迅猛，并将呈现出以下趋势：（一）无人机平台将同时向高空长航时大型化和微小型使用灵活化两极发展一方面，无人机要想侦察监视更广阔的地域并获得尽可能完整、无盲区的情报信息，就必须进一步提升飞行高度、延长续航时间。因此，目前世界军事强国均在积极开展新型高空长航时大型无人机的研究，这类无人机飞行高度将逐步接近临近空间，并可在空中停留数周甚至数月时间，非常适合于执行持久的情报收集和战场监视任务。预计到2030年前后，美国等国的战略战役空中侦察监视任务将主要由卫星和高空长航时无人机共同完成，而U-2等传统有人驾驶侦察机将逐步退出历史舞台。另一方面，由于微小型无人机具有重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好、机动灵活等特点，能够监视普通侦察机探测不到的死角，非常适合城市、丛林、山地等复杂环境以及特殊条件下的特种部队和小分队作战，因而微小型化已成为无人机的另一重要发展趋势。目前世界各主要国家均在大力研制各种微小型无人机。美国不仅推出了“微星”、“龙眼”和“黑寡妇”等众多型号，甚至还在研究将甲虫等昆虫直接改造成微型“无人机”。（二）任务领域将不断拓展，向多样化方向发展无人机自诞生以来，其军事价值经历了一个不断被认识和挖掘的过程。今后，由于技术推动和战场需求牵引两方面因素，军用无人机的任务领域将进一步拓展，最终将全面涉足于对地（防空压制、近距空中支援、时敏/纵深目标打击）、对海（反水面舰艇/潜艇作战）、对空（打击高价值空中目标、中远距拦截和近距格斗空战）、导弹防御（拦截弹道/巡航导弹）和网电空间（网电攻击/防御）等各个领域[4]。为适应任务多样化的需求，今后无人机发展的一个重要途径就是机载设备采用模块化设计和开放式架构,从而使无人机可根据战场需求临时搭载相应的设备,?实现“一机多用”和“即插即用”，成为未来战场上的多面手。例如，同一种无人机平台，在搭载不同类型的侦察监视设备、电子战装置或战斗部后,?即可在短时间内被改装成侦察、电子战甚至自杀性攻击无人机。?（三）任务飞行高度向临近空间发展临近空间是指处于现有飞机最高飞行高度和卫星最低轨道高度之间的空域（通常距地表约20~100km），它作为航天与航空的空间接合部，其潜在军事价值已得到各国军方的广泛认可，其战略意义正日益凸现。与传统飞机和卫星相比，临近空间飞行器不仅在执行ISR、通信中继、导航预警等任务时具有独特而明显的优势，同时还可作为今后进入太空的中转平台，甚至直接配备高能激光等先进武器，因而未来军用无人机的概念必然会从无人航空器扩展到临近空间无人飞行器。目前，世界范围内抢夺临近空间领域的竞争已经展开，美国、欧洲、俄罗斯等均制订了相应的临近空间开发计划，其部分项目已处于技术研究和演示验证阶段。随着今后相关技术的成熟，临近空间无人飞行器将在未来空间攻防和信息对抗中发挥重要作用，为未来战争开辟一个全新的战场，并进一步促进空天一体化。（四）自主性和智能化程度将逐步提高，向全自主控制发展控制水平是无人系统区别于有人装备，实现无人操控和执行各种任务的关键。目前，无人机的智能化水平还比较低，平台控制方式主要以简单遥控和预编程控制为主。但随着计算机运算速度和存储容量的飞跃式发展，以及相关的软件、容错、模式识别和自适应推理等技术的巨大进步，无人机智能化水平正不断提高，人机智能融合的交互控制方式将逐渐占据主导地位，今后将进一步向全自主控制方向发展[5]。根据“摩尔定律”，计算机运算能力每l8个月增加1倍，预计到2030年前后将会出现接近人类智能水平的计算机。届时，无人机的全自主控制技术水平将得到很大提高，不仅可以大幅降低操作员工作负荷，最小化人为因素对无人机运行的干扰，同时也降低了无人机对通信带宽的需求，并使得无人机能够进行超视距的战术操作。届时，无人机将能更好地适应危险、独立或复杂的战场环境，同时更好地实现与有人机或其他无人机之间的协同作战。（五）突防/生存力将进一步增强，向全向宽频隐身发展随着先进防空武器技术的发展，未来军用无人机、尤其是无人作战飞机将会面临更加复杂严酷的战场环境。因此，非常有必要采用各种技术措施来增强自身战场突防/生存力，首要的就是进一步提高隐身性能。为此，未来无人作战飞机在通过特殊外形设计、吸/透波材料、有源对消甚至等离子体等技术来获得全向（前、后和侧向）和宽频（可对付低频雷达）雷达隐身性能的同时，还将通过非常规喷管外形、燃油添加剂、隔热/屏蔽等技术来削减红外信号特征，通过先进蒙皮/涂料、凝结尾迹消除等技术来降低目视信号特征，通过低噪声发动机、吸声/隔声材料等技术来改善声学信号特征。在此基础上，再结合电子对抗、任务规划甚至配装自卫武器等措施，未来无人作战飞机突防/生存力将会得到显着提高，足以穿透敌方先进防空系统，对其严密保护的重要目标构成威胁，甚至可以保证飞机在敌方国土上空长时间巡飞，并对时间敏感目标实施有效打击。没有人会否认无人机正处于一个较好的发展环境中,无论是军方或民间都很重视无人机的研发。然而每种无人机各自的命运,就像天气一样,处于不断发展变化中,要做出预言实在很困难。或许我们可以引用马克吐温形容英国春天天气的一句话,来形容无人机未来的发展:“春天比其他任何季节都活跃。在春天,一天24小时内就会遇上136种不同的天气状况。”参考文献[1]?Unmanned?Systems?Integrated?Roadmap?FY20112036[Z]．Officer?Of?The?Secretary?Of?Defense,Washington?DC．Oct.?2011.[2]?苏润娥．无人作战飞机操作平台系统人机工效研究[D]．西安：西北工业大学，2003.[3]?蒋红岩，李文川，肖铭．无人机自主空中加油技术探究[J]．航空科学技术，2011，（1）：35-38.[4]?陈黎．无人机助推段反导技术研究[C]．“尖兵之翼”—第4届中国无人机大会会议集，2012.[5]?高劲松，王朝阳，陈哨东.?对美国无人机自主控制等级的研究[J].?航空科学技术.?2010，(2):40-43.