军事无人机作战应用及发展趋势

2021-01-07刘丹丹姜志敏

舰船电子对抗 2020年6期

刘丹丹，姜志敏

(空军预警学院,湖北武汉 430019)

0 引言

军事无人机(UAV)自研制开发以来，先后在海湾、科索沃、阿富汗以及伊拉克等多次局部战争中展露锋芒[1]。无人机能够灵活执行各类战术和战略任务，在如今复杂的现代信息化战场中，其机动性好、适应性强、结构简单、成本低廉等优点逐渐凸显，作为空中军事力量的一种全新作战模式，其俨然成为各军事强国争相发展的军事技术热点之一。

1 军事无人机作战种类

当前美无人机技术高居世界前沿，已涵盖低空—高空、近程—远程以及轻型—重型所有类型无人机，谱系齐全，其现役无人机可达数十种型号，能够在不同战场环境中遂行各项作战任务。军事无人机可主要根据功能用途、气动结构以及任务级别进行如下分类。

(1) 按照功能用途，无人机可分为杀伤型与非杀伤型。杀伤型无人机通常搭载各型火力武器，主要可遂行精确制导、察打一体等各项火力打击作战任务，主要包括美MQ-1C“灰鹰”、MQ-1B“捕食者”、 MQ-9 A“死神”以及我国彩虹-4、翼龙-1等[2]；非杀伤型无人机则主要执行情报搜集、电战干扰、中继通信以及态势评估等其它战场任务，主要包括美RQ-7B“影子200”、RQ-4“全球鹰”、MQ-8“火力侦察兵”以及我国“翔龙”等。

(2) 按照无人机的气动结构，可分为扑翼、旋翼和固定翼无人机，如图1所示。固定翼无人机具有机翼，需通过专用跑道或者弹射装置进行发射起飞[3]，具有巡航速度快、续航能力强的性能优势；旋翼无人机具有主旋翼、尾旋翼以及同轴旋翼等类似直升机结构，具有空中悬停和机动性强的优点，美MQ-8“火力侦察兵”无人直升机便是其典型代表；扑翼无人机则主要根据仿生学设计出具有灵活多样的机翼，具有噪声低、隐蔽性好的优点，但目前还在起步研究阶段[4]。

图1 不同气动结构的无人机实图

(3) 按照无人机的任务级别，可分为任务型、战术型和战略型无人机。任务型无人机通常在视距范围内执行侦察或支援等单一作战任务，具有成本低、体积小等作战优点，其中影子200就是典型的任务型无人机代表；战术型无人机遂行任务范围较广，除配置视距通信外，还支持卫星通信与短波通信，可作为察打一体化空基平台，具有较强的机动性能和快速反应能力，如捕食者系类无人机[5]；战略无人机主要包括高速远程机以及中高空长航时无人机，具有一定的战略威慑能力，类似的机型有全球鹰、苍鹭等无人机。图2为不同任务级别的无人机实图，表1为其技术指标。

图2 不同任务级别的无人机实图

类型机型名称类属国家飞行高度/m巡航速度/(km/h)巡航时间/h最大有效载荷量/kg最大航程/km任务无人机影子200美国4 200200728125侦察兵美国6 100201991410战术无人机捕食者美国7 620217243608 800彩虹-4中国7 200235403455 000战略无人机全球鹰美国18 0006354290026 000苍鹭以色列12 000370521 00019 200

2 军事无人机作战应用

2.1 无人靶机

无人靶机通常模拟空中想定目标，在作战部队演习演练以及对空武器装备的作战性能检验评估等方面发挥重要作用。随着各国第五代战机的列装部署，使得研究高机动性、高隐身性等无人靶机显得非常关键。为应对我国歼-20和俄罗斯的苏-35等隐身战机，美空军已启动了名为5GAT的第五代全尺寸隐身靶机项目[6]。

针对不同武器的测试需求，无人靶机可分为实体靶机、旋翼靶机和巡航靶机，其中巡航靶机又可以分为低速靶机、亚音速靶机和超音速靶机。实体靶机主要用于针对战斗机的训练，评估对手作战能力，主要有美 QF-4和QF-16靶机，其分别由退役的F-4“鬼怪”和F-16“战隼”战斗机改造而成，内部搭载侦察和干扰设备以及脱靶测量系统；旋翼靶机主要用于对武装直升机研制的测试靶机，美QH4-3G与Mi-4UM靶机是其中典型代表，主要用于遂行反侦擦和反介入训练；巡航靶机主要模拟地空导弹、空空导弹以及反舰导弹等的测试靶标，低速靶机主要有美MQM33/36和我国B-7型靶机，亚音速靶机主要有美BQM-74“石鸡”靶机，而超音速靶机主要有美GQM-163 A“郊狼”和AQM-81“火弩 ”，其具有高突防性和低可探测性，图3为不同类型靶机的样图。

图3 不同类型的无人靶机实图

2.2 察打一体

察打一体无人机是一种集获取情报、监视与侦察(ISR)数据和实施目标精确打击于一体的无人机，具备侦察探测、跟踪定位、精确制导、战场评估等多种功能。战场态势感知和精确制导打击的有机结合，使其能够适应现代信息化战争节奏快、强度高的要求，已成为无人机发展领域的一个研究热点。

从捕食者无人机奇袭“基地”二号人物默罕默德，到死神无人机击毙伊朗上将苏莱曼尼上将[7]，美国已多次利用察打一体无人机执行“定点清除”、“斩首行动”等作战任务。捕食者系列无人机是美军实战次数最多、性能最优的察打无人机，主要包括MQ-1捕食者无人机、MQ-9死神无人机以及复仇者ER无人机，其通常在搭载光学设备、红外系统、电视摄像以及合成孔径雷达等侦察探测设备的同时配备各型武器[8]，具备较强的ISR获取能力和火力打击能力。

2.3 中继通信

战场信息传输通常受限于视距通信，对于非视距通信通常采用短波电台通信与微波卫星通信，但二者通信设备部署易受限制且抗干扰性能一般[9]。无人机中继通信工作原理与卫星通信原理相近，但其机动性能更好，部署更加灵活多变，如升航高度可达两万多米的全球鹰无人机，再到飞行高度仅有几十米的RQ-11B乌鸦无人机，均搭载中继载荷，可满足不同高度层的中继通信任务。

无人机中继通信可解决作战部队超视距通信问题，通过提供实时ISR数据，可进一步提高单兵战时情报搜集能力，如美军在阿富汗与伊拉克战争中，使用大量批次的影子200无人机提供士兵语音、图像等重要战场信息。由于单个小型无人机中继能力有限，而基于先进通信系统的协同蜂群无人机中继通信，通过给不同的无人机搭载不同的光电、雷达和成像传感器等设备，可执行复杂的作战任务，目前ad hoc蜂群无人机中继通信网络正在起步研究中[10]。此外，当前各国的战术通信系统大多都是独立的，而以中继无人机作为协议转换平台则可以弥补该问题，从而实现不同战术通信系统的实时信息交互。

2.4 电战干扰

在复杂电磁战场环境中，电子战无人机能够扮演举足轻重的角色。早在中东战争中的贝卡谷地之战[11]，电子战无人机的强悍性能已崭露头角。电子战无人机具有低慢小目标特点，同时受地球曲率的影响，无人机可以充分发挥隐蔽性能好、机动性能强、续航时间长等优点，通过编队飞行可对敌方实施立体化、大纵深、全天候的电子摧毁与防空压制。

电子战无人机主要可遂行远距离支援干扰、抵近式电子干扰以及非致命性攻击等作战模式。远距离支援干扰是指无人机搭载各类电子战载荷，如潘多拉系统与NERO系统，实现在雷达探测威力外对雷达实施远距离作战干扰。抵近式电子干扰又可以分为2种形式，一是使用小型无人机直接抵近目标实施干扰，为战斗机突防提供战术掩护，如美军先锋和猎人无人机[12]；二是使用中大型加挂空射电子诱饵的无人机，通过释放大量具有与战机相似飞行信号的电子诱饵，从而迷惑敌人防空系统。非致命性攻击则主要以无人机为平台，通过配备定向能武器、高功率微波武器等装备，扩大其作战范围，实现敌方电子设备的瘫痪瓦解，但通常对基建设施和人不造成致命打击。图4为无人机遂行多功能作战任务示意图。

3 军事无人机发展趋势

3.1 更加隐蔽的隐身技术

隐身无人机具有更强的战场生存能力，能够降低自身的可探测性和拉长敌战场态势感知时间，从而获取尽远歼敌、速战速决的攻防优势。隐身技术的强大作战效能，使得各类无人机在研发过程中展现出举足轻重的作用，如美军X-47B、英军雷神以及欧盟成员国共同研制的神经元等先进隐形无人机将是未来无人机的研究发展方向[13]，另一方面，为提高无人机研制的消费比，采用升级改造的研究思路也将是不错的选择，如复仇者ER无人机便是在MQ-9死神无人机的基础上进行的技术升级，但其隐身性能更加凸显。

图4 无人机遂行多功能作战任务示意图

3.2 更加协同的集群技术

在现代战场环境日趋复杂的情况下，单无人机作战易受载荷、续航、通信等影响，难以形成持续的打击威力。随着对生物智能集群的深入研究，通过模拟蜂群、鸟群、狼群等群体行为可构建无人机仿生智能编队[14]。无人机集群能够通过智能控制系统，实现自主决策部署、自主任务协同、自主信息共享以及编队队形与变换等集群协同效应，能够提高整体的载荷能力和信息感知处理能力。2017年6月，中国电子科技集团便成功完成 119 架小型固定翼无人机集群飞行试验[15]。随着云应用、5G技术、大数据处理和人工智能等技术的不断发展，无人机集群作战必将成为未来空中军事力量的一种全新作战方式。

3.3 更加一体的互通技术

现代空天战场更加注重体系作战，联合协同作战不仅能够生成作战合力，还能增加更灵活多变的作战应用模式，因此使不同类型的无人机或者有人机实现快速有效的互通互联，对于提高整个飞行编队作战效能具有重要意义。通过采用统一的协议和标准，建立高效的共享实时通讯链，利用通用的地面或空中指控站完成对各类型无人机的指挥控制，加强武器装备之间的互通性。在未来日益复杂的作战环境下，无人机的作战模式必然更加注重多平台联合作战的互通性发展。

3.4 更加智能的决策技术

当前的无人机不能算是真正意义上的无人机，其仅仅是无人驾驶，仍需数十人对其进行人工操控[21]，从而导致无人机遂行作战任务时略显臃肿笨拙，因此研发具备智能控制、智能决策以及智能评估的无人机显得尤为重要。随着人工智能的快速发展，基于AI系统的无人机能够在更加复杂的环境中执行作战任务，实现自主避障、自主导航、自主协同以及自主识别等多项功能，大幅提高智能无人机的作战效能和战场生存能力，因此智能化无人机将是未来无人机的发展方向之一。

3.5 更加完善的战技性能

追求更加强大的战技性能是武器装备发展、升级过程中的不变主题。随着无人机技术的快速发展，未来多功能一体化无人机将是未来无人机发展的热点之一，通过兼容侦察预警、欺骗干扰以及武器系统等各类设备，使其具有更大的任务覆盖范围和持续作战能力，同时在矢量喷流技术、高超声速技术、变轨技术、智能控制技术和智能变体技术等新技术的推动下，超高续航的太阳能侦察无人机、高超声速突防无人轰炸机、水陆两用无人机、临近空间无人机等新型专业特种无人机也将崭露头角。