《武器與裝備研究選編》

第三部分：無人機研究報告

（一）

無人機的發(fā)展演變

無人機系統(tǒng)主要由飛行器（自主控制或遙控器控制）、傳感器/有效載荷、指揮與控制數(shù)據(jù)鏈路、操作員工作站以及發(fā)射/回收所需的地面支持設(shè)備構(gòu)成。截至目前，無人機大多為軍事行動和特種作戰(zhàn)而部署，但是逐漸運用到民用領(lǐng)域的趨勢也日趨明顯。

如美國通用原子公司（General Atomics）研制的攜帶AGM-114“地獄火”（Hellfire）空對地導彈的“捕食者”（Predator）和“死神”（Reaper）等武裝無人機或無人駕駛作戰(zhàn)飛機，具有強大的實戰(zhàn)能力。“捕食者”無人機由位于最多遠至12000公里外的操作員通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路遠程控制。

另一方面，諾斯羅普•格魯門公司（Northrop Grumman）研制的“全球鷹”（Global Hawk）無人機，幾乎完全自主地運行和發(fā)送實時反饋，只需要一個“起飛和著陸”的命令。技術(shù)進步使更多的功能和小型無人機系統(tǒng)（SUAS）被部署到戰(zhàn)場上。

因此，無人機的角色已經(jīng)擴大到包括打擊任務(wù)、壓制和/或摧毀敵方防空、電子戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或通信中繼、戰(zhàn)斗搜索與救援以及它們的組合。

隨著先進技術(shù)不斷涌現(xiàn)，無人機系統(tǒng)的能力正在日益增強。

如今，一架無人機可以完成一系列任務(wù)，包括：打擊任務(wù)、壓制敵方防空、搜索救援和電子戰(zhàn)等。

第二次世界大戰(zhàn)期間的德國V型炸彈，是第一種無人武器投射系統(tǒng)。盡管在此次戰(zhàn)爭中許多無人駕駛武器被開發(fā)出來，但是都沒有投入使用。

最早的作戰(zhàn)無人機概念由美國的發(fā)明家L•D•福雷斯特（LD Forest）博士提出。當時，這種想法在1940年出版的《大眾機械》（Popular Mechanics）雜志發(fā)表的一篇文章中提出，并引發(fā)了討論。

現(xiàn)代軍用無人機是核物理學家約翰•斯圖亞特•小福雷斯特（John Stuart Foster Jr.）的心血結(jié)晶，美國國防預(yù)研局（DARPA）采用了他的計劃，在1971年建造了兩架原型機?，F(xiàn)代自動駕駛儀、更好的導航技術(shù)以及完美無瑕的通信鏈路的問世，使無人駕駛系統(tǒng)進入了實用階段。有人駕駛偵察機的高風險，加速了無人機計劃的全面發(fā)展。

無人機曾經(jīng)短暫出現(xiàn)在越南的軍事行動中。在1982年的“貝卡谷地”行動（Bekaa valley operation）中，以色列首次展示了使用無人機進行實時監(jiān)視、電子戰(zhàn)和誘餌行動。在20世紀80年代末的兩伊戰(zhàn)爭中，伊朗有史以來首次運用武裝無人機在戰(zhàn)爭中發(fā)射空對地火箭彈。美國的無人機曾經(jīng)出現(xiàn)在波斯尼亞的軍事行動中。在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美國海軍部署了美國和以色列航空航天工業(yè)公司馬拉特分部聯(lián)合研制的“先鋒”（Pioneer）無人機。伊拉克戰(zhàn)爭期間，無人機變得家喻戶曉，它們在阿富汗的成功作戰(zhàn)運用使其在天空中永久存在。

無人機的情報、偵察與監(jiān)視（Intelligence，Reconnaissance，and Surveillance，ISR）用途，已經(jīng)導致它們安裝了更多先進的有效載荷。指揮控制能力和傳輸大量數(shù)據(jù)的手段相結(jié)合，使無人機成為一種強大的平臺。今天的無人航空系統(tǒng)（Unmanned Aerial Systems，UAS）大小從幾盎司的微型無人機到客機規(guī)模，能夠完成一系列任務(wù)。如果飛行員走出駕駛艙，沒有必要安裝機載人員支持和接口系統(tǒng)，人類的風險因素也將隨之消失。隨著空氣動力性能提升，重量和總成本也相應(yīng)降低。它還允許續(xù)航時間驚人的增長。不久，“遙控飛機”、“遙駕飛行器”（Remotely Piloted Vehicle，RPV）、“遙駕飛機”（Remotely Piloted Aircraft，RPA），甚至“無人機系統(tǒng)”等術(shù)語都在使用。美國聯(lián)邦航空管理局（Federal Aviation Authority，F(xiàn)AA）和國際民用航空組織都首選保留“飛機”一詞，以便其可以適用相同的規(guī)則。

目前世界上有60多個國家在使用無人機，有多個國家可以自己制造無人機。

美國是無人機領(lǐng)域的領(lǐng)導者，有超過1萬架無人機投入使用，這一數(shù)量要比世界其他地區(qū)的無人機數(shù)量都加在一起還要多。美國武裝部隊的無人機數(shù)量已經(jīng)超出有人駕駛飛機數(shù)量。在阿富汗戰(zhàn)區(qū)層次的軍事行動期間，無人機每年飛行近20萬小時。美國是世界上占主導地位的無人機生產(chǎn)國，以色列緊跟其后。通用原子公司、諾斯羅普•格魯門公司、以色列航空航天工業(yè)公司和埃爾比特系統(tǒng)公司（Elbit Systems）是領(lǐng)先的無人機生產(chǎn)商。以色列航空航天工業(yè)公司研制的“哈比”（Harpy）無人機、“哈羅普”（Harop）無人機、“搜索者”（Searcher）無人機和“蒼鷺”（Heron）無人機在世界各地大量涌現(xiàn)，其中也包括在印度。埃爾比特系統(tǒng)公司研制的“赫爾墨斯450”（Hermes 450）攻擊無人機攜帶兩枚導彈。幾毫米大小的微型無人機，被用于飛行在房間或者掩體等小范圍內(nèi)窺探視頻和音頻。無人機目前運行在65000英尺的高度，航程可達5600千米，續(xù)航時間長達數(shù)天。大多數(shù)無人機都是固定翼飛機，但旋翼無人機（RUAV），如諾斯羅普•格魯曼公司研制的MQ-8B“火力偵察兵”（Fire Scouts）無人機，也正在被使用。越來越多的民事運用，如遙感、林業(yè)和土地管理、海岸治安、環(huán)境監(jiān)測、聯(lián)邦快遞和UPS公司采用的物流業(yè)務(wù)等，越來越受歡迎。現(xiàn)在已經(jīng)有了一個民用無人機操作員注冊協(xié)會。

美國空軍的《2030無人機遠景》文件預(yù)測，每種可以想到的飛機功能，包括空運、空中預(yù)警機和反空襲等，都可以由無人機機群來處理。2020年，美國將有超過100架“全球鷹”無人機。盡管有人駕駛飛機獲得超過90％的資金，但是無人機系統(tǒng)仍然是未來的發(fā)展重點，數(shù)量將繼續(xù)增加。

隨著有人駕駛和無人駕駛之間的激烈辯論，無人駕駛技術(shù)的價值愈發(fā)明顯。無人機的擴散和成功，已經(jīng)使人們開始質(zhì)疑有人駕駛飛機未來的效用。由于國防預(yù)算削減和對稀缺資源需求的競爭，這種情況更加突出。2010年，五角大樓有史以來首次采購的無人機多于有人駕駛飛機。無人機已經(jīng)成為任何空軍武器裝備中的一個強大組成部分，是全球反恐戰(zhàn)爭中不可缺少的武器。載人和無人系統(tǒng)的各個優(yōu)勢都可以被利用。在對抗的環(huán)境下，載人系統(tǒng)更好，在那種環(huán)境下，指揮與控制受限，需要自主性，存在政策限制。在其他地方，遙控航空系統(tǒng)將占據(jù)主導地位。

“無人機有著光明的前景，正日益普及和實用，但是任何機器都不可以復(fù)制人類的發(fā)現(xiàn)和態(tài)勢感知才能，”印度空軍前副參謀長、現(xiàn)任空中力量研究中心主任維諾德·帕尼（Vinod Patney）中將說。今天的技術(shù)足以使無人駕駛飛機能夠在未知環(huán)境中進行獨立和復(fù)雜的判斷，然而這必須同地面上的人工判斷聯(lián)系起來。數(shù)據(jù)鏈路可以被拒絕或者欺騙。今天，網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅要比“基地”組織更加有效。指揮的延遲即使不能夠致命，也能導致嚴重的威脅。所有的無人機數(shù)據(jù)要由人來分析和判讀。所以，直到今天，無人機只是在非對抗的空域飛行。隨著美國軍事重點轉(zhuǎn)移到亞太地區(qū)，美國空軍可能會在不友好的天空中面對敵方戰(zhàn)斗機，一些人對無人機仍不能應(yīng)對這種情況感到迷惘。

從技術(shù)上看，無人機的事故率仍然較高。

美國空軍無人機事故率為1萬小時0.9次，遠高于有人駕駛飛機的1萬小時0.2次。無人機在著陸階段或者因數(shù)據(jù)鏈路失敗而損失太多。但是無人機的安全記錄正在迅速提高。自動著陸和更加安全的數(shù)據(jù)鏈路，不久會使它們更加安全。“全球鷹”無人機是一種第3類的高空長航時無人機，價格大約為7500萬美元，要比許多現(xiàn)代戰(zhàn)機更加昂貴。無人機攻擊造成的附帶損害繼續(xù)高達32％。當大量平民在一次這樣的襲擊中喪生時，美國幾乎失去了巴基斯坦這個朋友。據(jù)報道，無人機每殺死一名武裝人員就會殺死50名巴基斯坦平民，命中率只有2％。

無人機已經(jīng)能夠獨自起飛與降落，包括在移動的航空母艦上（諾斯羅普·格魯門公司研制的X-47B無人機）。自主空中加油將使無人機執(zhí)勤時間能夠長達幾個月，讓它們能夠承擔起從戰(zhàn)斗到貨物運輸?shù)乃腥蝿?wù)，分析師丹•帕森斯（Dan Parsons）說。

美國已經(jīng)將F-4戰(zhàn)斗機和F-16戰(zhàn)斗機改裝成遙控駕駛。

在法國，達索公司領(lǐng)導著一項多國的“神經(jīng)元”（Neuron）三角翼無人機項目，這種無人機大小同“幻影2000”戰(zhàn)斗機相當。

英國的“雷神”（Taranis）戰(zhàn)略無人機（Strategic Unmanned Air Vehicle， SUAVE）項目由BAE系統(tǒng)公司領(lǐng)導，GE航空集團、羅爾斯-羅伊斯公司和奎奈蒂克公司（QinetiQ）公司合作參與。這種無人機將是一種自主的超音速隱形轟炸機，具有洲際航程。

美國國防部也正在研究在發(fā)現(xiàn)目標1小時內(nèi)完成目標攻擊的高超音速（6-20馬赫）航空裝置。美國空軍的新型遠程打擊轟炸機很可能是可選擇有人駕駛轟炸機。洛克希德•馬丁公司（Lockheed Martin）和波音公司（Boeing）很可能合作開發(fā)該項目。諾斯羅普•格魯門公司將成為第二個投標商。需求方案說明書回應(yīng)將在2014年底完成。

《無人機系統(tǒng)路線圖》描述了美國陸軍在未來三十年幾乎完全實現(xiàn)無人飛行的巨大轉(zhuǎn)變。

美國空軍的愿景文件《美國空軍無人機系統(tǒng)飛行計劃體系2009-2047》說，到2047年，包括重型運輸在內(nèi)的每一項任務(wù)都將實現(xiàn)無人化。

印度空軍前副參謀長N•V•特亞吉上將認為，“明顯的轉(zhuǎn)變有利于無人系統(tǒng)。由于預(yù)算的限制，只有美國和以色列已經(jīng)能夠分配資源用于研發(fā)。由于這些機器將繼續(xù)執(zhí)行相同的基本功能，這只能意味著用處理器取代人。這種轉(zhuǎn)換可能簡單且順利。”無人機已經(jīng)變成太有吸引力和太強大的軍事資產(chǎn)，以至于任何重要的大國都不能忽視。轉(zhuǎn)折點就是現(xiàn)在。在2011財年，美國空軍裝備了255架現(xiàn)役“全球鷹”、“捕食者”和“死神”無人機。到2017財年，這一數(shù)字預(yù)計將增長到420架。在2011年，美國空軍培訓的無人機操作員數(shù)量，在歷史上首次超過培訓的戰(zhàn)斗機飛行員和轟炸機飛行員數(shù)量總和。洛克希德•馬丁公司研制的“海上幽靈”（Sea Ghost）艦載空中監(jiān)視與攻擊無人機看起來更像一架隱身轟炸機，預(yù)計將攜帶重1000磅武器的掛架。波音公司研制的“幻影之眼”（Phantom Eye）無人機，被當作戰(zhàn)場上空的眼睛使用。它是一種高空長航時（HALE）無人機，可以在天空中連續(xù)飛行4天。

無人機不只是陸軍和空軍在使用，美國海軍也投入巨資開發(fā)多種類型的無人機系統(tǒng)，包括：廣域海洋監(jiān)視（BAMS）無人機、無人戰(zhàn)斗機驗證機（UCAS-D）、垂直起降戰(zhàn)術(shù)無人機（VTUAS），小型戰(zhàn)術(shù)無人機（STUAS）和航母搭載的非隱身無人機等。

艦載無人機以成本低、體積小、作戰(zhàn)使用靈活、費效比高、可避免人員傷亡等優(yōu)勢，得到世界各國海軍的廣泛認可。在1991的海灣戰(zhàn)爭中，“威斯康星”號和“密蘇里”號戰(zhàn)列艦憑借其無人機的杰出性能，充分發(fā)揮了406mm巨炮的火力，給伊拉克軍隊造成很大損失。艦載無人機向全世界展示了用于海戰(zhàn)的廣闊前景?？梢灶A(yù)見，無人機將成為未來艦載武器系統(tǒng)中不可替代的重要組成部分。

無人機不只是在軍事上證明了自身價值。據(jù)美國國防安全合作局（U.S. Defense Security Cooperation Agency）稱，世界上195家公司生產(chǎn)了大約600種型號的無人機系統(tǒng)。太陽能無人機將是在不久將來的重大技術(shù)進步之一。雙重用途的可更換飛機正在研發(fā)之中，這種飛機可以迅速從有人駕駛狀態(tài)轉(zhuǎn)換到無人駕駛狀態(tài)。宇航環(huán)境公司（AeroVironment Company）研制的“大烏鴉”（Raven）、“美洲獅AE”（Puma AE）和“黃蜂”（Wasp）無人機系統(tǒng)，為小型無人機系統(tǒng)在最艱難的條件下能夠完成那些任務(wù)設(shè)定了標準。小型無人機系統(tǒng)可以在白天或晚上快速發(fā)射，以提供精確態(tài)勢感知能力。它們還可以監(jiān)視邊界，保護公民，監(jiān)察公用事業(yè)資產(chǎn)，或者找到迷失和遇險的人員。美國國防高級研究計劃局正在開發(fā)一系列能夠發(fā)射和回收作戰(zhàn)無人機的海軍船舶，從而無需使用航空母艦。無人機也確保了沒有“輿論敏感”的裹尸袋被運回。這也意味著，看似光明且安全的打擊，使美國可以永遠處于超出國會審議范圍的沒有人員在地面上的戰(zhàn)爭中。“當一架K-Max直升機首次向一個未指明的基地，成功地交付了吊索懸掛的食品、彈藥和藥品時，北約的后勤人員在阿富汗達到了一個重要里程碑，伸手觸到了一只機器人戰(zhàn)爭‘圣杯’”，戰(zhàn)略作家克·萊迪洛（Clay Dillow）說。將來，無人機也將擔負起低價值測試平臺的角色。它們將作為“風洞和各種各樣的高風險技術(shù)有人駕駛飛行測試之間的橋梁”。無人機群將主宰未來的天空。協(xié)調(diào)飛行的成群無人機，能夠給農(nóng)作物授粉，監(jiān)控交通流量，或者實施飽和打擊。

今天，各國為自己的武裝力量裝備各種無人機已經(jīng)成為一個穩(wěn)定的趨勢。原因并不在于無人機在今天是個時髦的話題，也不在于最高層也在談?wù)摕o人機，而在于，當前和未來技術(shù)的發(fā)展使無人機能夠成功地發(fā)揮以前部隊和裝備不能實現(xiàn)的功能。例如，無人機在執(zhí)行偵察、監(jiān)視任務(wù)時顯示出了很高的效能。無人機已成為“空中千里眼”，能使地面操縱員實時跟蹤和監(jiān)控預(yù)定區(qū)域或預(yù)定航線上情況的發(fā)展。

無人機執(zhí)行打擊任務(wù)的能力在逐年雪崩式地提高。

無人機數(shù)量相應(yīng)地也在增加。

例如，根據(jù)五角大樓的計劃，未來30年美軍裝備的無人機數(shù)量將增長3倍。

無人機的主要優(yōu)勢在于無人駕駛，因而軍人的生命不會因無人機所執(zhí)行的任務(wù)復(fù)雜和困難而受到威脅，這是專家們所公認的。無人機能在放射性和化學沾染區(qū)域行動。不需要復(fù)雜的機組人員生命保障系統(tǒng)。危急時無人機隨時都可以犧牲。由于具有這些優(yōu)勢，無人機正在逐步具備許多有人駕駛飛機的功能。世界小型無人機發(fā)展經(jīng)驗證明，15-20年后，小型無人機可能執(zhí)行絕大多數(shù)目前由有人駕駛飛機執(zhí)行的任務(wù)，某些特殊任務(wù)除外，例如運送傷員。

與此同時，國外軍事專家對于未來軍用無人機的評價并不完全絕對。例如，2003年美國陸軍對無人機和RAH-66“科曼奇”未來陸軍偵察直升機的能力進行了比較研究。在比較試驗過程中發(fā)現(xiàn)，無人機只能有效完成：67%的戰(zhàn)場偵察任務(wù)，50% 的軍隊警戒任務(wù)，25%的作戰(zhàn)摧毀任務(wù)。因此得出的結(jié)論是：無人機不能完全取代陸軍航空兵武裝直升機，它只能作為對后者能力的補充來使用。

盡管有了野戰(zhàn)試驗的客觀結(jié)果，但無人機還是被寄予了厚望。

原因已經(jīng)說了：無人機簡便、便宜、人員生命所面臨的風險更小，也就是說，無人機更高效。

文章來源：《武器與裝備研究選編》國際防務(wù)科技叢書（2015年第5期，總第15期）中國電子科學研究院管理研究中心編譯/ 圖片來自于原報告或互聯(lián)網(wǎng)。

《武器與裝備研究選編》

第一部分：美國航母研究報告

《武器與裝備研究選編》

第二部分：國外預(yù)警機研究報告

國外預(yù)警機研究報告（一）：發(fā)展歷程+預(yù)警機地圖

國外預(yù)警機研究報告（二）：美國E-3系列“望樓”預(yù)警機

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