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科技论文

国外战术无人机系统的性能和特点

时间:2022-06-01 09:53 所属分类:科技论文 点击次数:

  摘要:无人机技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。 本文介绍了目前国外现有的各种无人机系统的性能和特点,并指出了各型无人机技术在现代战争中的优势。最后,分析讨论了无人机技术的发展趋势。

  关键词:无人机技术;战术;发展分析

  引言

  为了满足未来战争的需求,所有军事力量都在加快研发能够控制未来战场的先进武器。无人机的优势,正好满足了这种需求,所以无人机的发展对未来战场至关重要。目前,无人机仍无法像隐身轰炸机和战斗机那样变成战斗中的主要装备,但是利用无人机提高进攻能力已经在逐步实现。对攻击方式灵活性的要求使得战争方式已经改变,因此关注国外无人机技术的发展,对研究无人机对未来战争有深远影响。本文将对国外无人靶机、无人侦察机、无人电子对抗机、无人战斗机、无人轰炸机等的相关技术进行进一步分析介绍。

  一、空中磨刀石——无人靶机

  无人机最早的应用领域为无人靶机,西方国家在半个世纪前就已将形成了低速、亚音速、超音速靶机的体系。低速靶机使用活塞式发动机,常用于防空部队高炮和导弹的靶标,代表产品为美国的MQM33/36.亚音速靶机使用小型涡喷发动机,常用于测试空空或地空导弹系统,代表产品为美国的BQM-74“石鸡”。超音速靶机采用火箭作为动力,常用于模拟巡航导弹,代表产品为美国的GQM-163A“郊狼”。

  目前无人靶机还在不断的发展当中,随着F22和F35等四代战机不断在全球部署,能够替代四代战机作为的靶机的技术还在研究当中,隐身技术、大机动技术、自卫电子对抗技术如何在新一代靶机上实现是各国的研究重点。

  二、天空之眼——无人侦察机

  以色列从20世纪70年代开始到现在已经发展了三代无人侦察机,即第一代“侦察兵”(小型无人侦察机),第二代“先锋”(微型无人侦察机),第三代“搜索者”(战术长航时无人察机)等。这些无人侦察机可以装载不同的侦察平台,可取得地面和海上的照相情报、电视情报、红外成像情报或电子情报,所获情报可实时传回地面控制中心。

  美国注重发展垂直起降的战术无人侦察机,而把长航时无人机作为战略无人机。先进的信号处理技术和通信技术的使用提高了垂直起降无人机操纵的灵活性,可以根据程序飞到悬停点后改变姿态并飞向下一个目标。垂直起降无人机可以从地面车辆,轮船,飞机,轨道车辆和卫星等各种平台上发射和回收,地面操作员可以通过计算机和网络查看无人机的信息。无人机上也安装了其他先进技术设备,例如精准的导航定位设备,远距离雷达侦查设备和可见光成像镜设备等。

  三、战斗机的盾牌——无人电子对抗机

  随着信息战、网络战的发展,制信息权显得尤为重要,无人电子对抗机可以装载电子对抗装备遂行电子对抗作战任务。70年代中东战争中,以色列火蜂诱饵无人机用于作战。埃及和叙利亚的防空导弹阵地雷达开机,接着那些萨姆导弹纷纷中计。不但消耗了弹药,还把自身位置暴露出来。90年代以后,随着无人机的飞速发展,世界各国纷纷研制不同类型的有电子对抗功能的无人机。如美国的“猎犬”“蚋蚊”和“捕食者”无人驾驶侦察机,都可装载电子对抗侦察设备,遂行电子对抗侦察任务;“先锋”“苍鹰”等无人机可按不同的任务加装各种电子干扰设备;诱饵无人机主要有美国的BQM-74“石鸡”、以色列的“壮士”等。

  那么,未来战术电子对抗机将如何发展呢,作者认为战术无人电子对抗机应用于随队侦察告警和支援干扰,将作为有人机的僚机,能先于战斗机发现敌方防空阵地,同时发出干扰信号压制或干扰敌方雷达,实现敌方雷达搜索范围减小或者火控雷达无法锁定的目的。未来无人电子对抗机成为撕开雷达覆盖网的尖刀,成为战斗机迷惑活动雷达的利器。

  四、空中作战打击的未来 ——战斗无人机

  1971年,美国空军使用“火蜂”147型无人机携带2枚电视制导炸弹攻击靶场目标,演示验证无人机携带武器攻击目标的可行性。20世纪90年代末,美国国防高级研究计划局提出了用于压制防空武器的无人驾驶作战飞行器(UCAV)概念。2002年5月22日,首架X-45A无人驾驶攻击机完成原型机首飞。这种飞机空重小于3600千克,能携带12枚低成本自主攻击弹药,8枚小型灵巧炸弹或2枚联合直接攻击弹药,能在目标上空巡弋10小时以上,由战区外的监视飞机上的操作员控制或通过卫星通信由地面控制站的人员操控。X-45具有电子攻击能力,可以穿越敌严密防守区域,采用精确制导弹药摧毁敌防空导弹发射架及其雷达。

  目前,世界上真正的无人战斗机还是空白。未来无人战斗机将会像有人机那样,具备空中的格斗能力,不仅仅是用导弹在视距外展开攻击,更重要的是能在电子对抗环境下进行视距内空中格斗,这对无人机的智能化提出了很高要求。无人战机可配备雷达、红外搜索和跟踪系统及自卫传感器,类似于有人战斗飞机。其中许多研究是为了减小各种传感器的尺寸,重量和成本,并将这些传感器集成到飞机中,这为无人机发现目标和规避攻击提供了基础,进而增强了电子对抗能力。无人作战怎么实现呢?作者认为现阶段提高弹头的准确性和智能化水平是开发无人机的关键,小型智能炸弹(SSB)、小型导弹和升级版的低成本自动攻击系统(LOCAAS)是目前飞机的首选武器。在不久的未来,无人机格斗作战中,大功率微波束和激光类的能量束武器将是最有效的武器。

  五、未来空的空中刺客——无人轰炸机

  如今,军用红外探测器得到了非常广泛的应用,几乎所有地面发射的地对空导弹都采用红外方法。无人机有两种主要的红外源,一种是机体,另一种是发动机。辐射光谱中的红外强度和最大波长是要考虑的两个重要因素,两者都主要与辐射源的温度有关。根据韦恩定律,黑体辐射谱中,产生最大辐射量的波长和黑体的温度乘积为一常数,λmax= 0.29/T (cm) (其中T是实际温度)。因此,降低红外光源的温度是红外隐身的关键。

  对于亚音速中小型喷气无人机,它们的机体温度非常低,通常仅比环境空气温度高一到二十度,其红外辐射特性可以忽略不计,因此飞机后方的发动机是辐射的主要部分。2009年7月23日,《美国每日航空航天》报道说,美国空军对亚太地区隐形飞机的需求不仅限于有人战斗机,还需要有能力的无人机。这说明太平洋空军迫切需要隐身监视无人机,无人机的侦察能力如果能够更加满足攻击平台的需求,这将非常有利于提升战斗力。

  X-47B隐身无人轰炸机由美国诺斯罗普·格鲁门公司开发,X-47B是无需人工修正、完全由飞控计算机操纵的喷气式无人轰炸机,并且能够从“乔治·布什号”航母上起飞并自主着落,设计时速可以达到800公里,最大飞行高度可达12000米。X-47B无人驾驶飞机具备有完全自主控制能力的空战系统,可以为美军执行全天候作战任务提供作战支持。X-47B无人机具备良好的隐身性能和战场生存能力,能够携带各种传感设备和内部武器装备(两枚精确制导导弹),可以满足联合作战及长时跨区域作战的须求,能够与一架K—707型加油机配合,进行空中加油,来提高战场覆盖能力和进行远程飞行。由于蝙蝠型无尾翼的设计,其隐身性能可应对大部分波段的雷达和红外探测器的探测,这样的特性使得隐身突防成为可能。

  目前国外的各型无人机系统之间还是处于相对独立的状态,信息的互联互通还处于起步阶段,各系统间情报的融合、目标信息的共享、大范围态势的融合效率依然低下,如何能够将各个无人机系统的信息实时共享将是未来发展的必然趋势。