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以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用,竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上,不仅增加了其续航时间,提高了其图像和数字化传输速度,而且还使用了先进的自动驾驶仪。
目前,一些无人机已经装备了武器,例如美国的RQ-1捕食者无人机装备了AGM-114“地狱火”空对地导弹,承担起更多、更复杂的军事任务,如:
轰炸目标、对地攻击、空中格斗等。
近二三十年来,无人机以其生存概率高、机载配置多样化、滞空时间长、操作灵活、经济实用、训练维修成本低、武器平台性能不受人类生理条件限制等优点,在侦察、对地攻击、战场毁伤评估、干扰、欺骗(诱饵)、信息中继、对地支援等诸多军事领域得到了成功的运用,并得到了世界各国的青睐。
其与侦察卫星相比具有分辨率高、预警时间短、制造成本低、侦察能力强等优势。
而相对于有人驾驶飞机,则具有设计灵活、体积小、重量轻;
续航时间长,空间利用率高,载荷能力强;
隐身性能好,生存能力强;
安全系数高,自主控制能力强;
无人员伤亡,可在高风险空域飞行等优点。
此外,无人机造价低廉,通常无人机的造价只占有人驾驶飞机造价的百分之十甚至百分之几。
例如美国海军正在研制的最新无人机驾驶飞机不仅容易操纵、安全性能高,造价低廉,而且使用成本也仅为有人驾驶战斗机的百分之十。
3、无人机分为军用、民用和军民两用三大类别
无人机种类繁多,目前全球共有300多种基本型号。
但按其基本性质可分为军用无人机、民用无人机和军民两用无人机三大类别。
(1)民用无人机主要应用于航空拍照、地质测量
民用无人机是以民事用途为目的而研发生产的无人机,由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势,使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。
正是因为看到未来无人机的民用市场潜力巨大,除一些科研院所外,民营企业也开始介入无人机市场。
目前粗略估计全国约有170多家单位在生产无人机。
就低端产品而言,一套无人机系统的生产成本有可能不超过几十万元,这也是中国有众多厂家看重无人机市场前景的一个原因。
(2)军用无人机用主要用于侦察、作战
军用无人机是以军事用途为目的而研发生产的无人机。
与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。
在局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力,发挥着显著的作用,并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。
现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹,甚至空中格斗等领域。
无人机不仅对有人战斗机进行支援,而且在许多情况下起到替代有人驾驶飞机的作用。
如美国的“全球鹰”、以色列的“先锋”等。
军用无人机分类方法多样,通常按下列两种方法分类。
未来几年甚至十几年内,世界各国将在军用领域内大力发展无人机,重点是研发中高空/长航时无人侦察机以及无人攻击机。
此外,由于战场需求,对无人机又提出了新的要求,这也决定了未来军用无人机的发展方向,具体包括以下4个方面:
1)从低空、短航时向高空、长航时发展;
2)向隐形无人机方向发展;
3)从实时战术侦察向空中预警方向发展;
4)向空中格斗方向发展。
同时随着社会的发展以及科技的进步,无人机在民用以及商用领域的运用也将进一步地深入。
预计在未来十到二十年内,无人机必将广泛应用于经济建设、生态保护、社会发展、国防和科研等各种领域。
4、无人机系统主要包括机体系统、机载系统等
无人机系统主要包括机体系统、机载系统、测控系统、发射回收系统、飞控系统、数据链路系统、电源系统、地面控制站(GCS)等。
其中以机体系统和机载系统最为重要。
机体系统包括机身设计技术以及动力技术。
机载系统包括侦察或战斗时所用的雷达、传感器、摄像机以及武器装备等。
机身设计技术包括对机体外形的设计,机体结构的设计以及机身材料的设计,从而使无人机具有了升阻比大、气动效率高、载荷分布均匀、结构效率高、有效载荷量大、隐身性能好等突出的优点。
目前无人机使用的发动机包括航空活塞式发动机和涡轮发动机等。
航空活塞式发动机所具有的油耗低、故障率低、噪声小、质量轻等优点,从而使它成为了无人机动力装置的首选。
涡轮发动机包括涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机和涡轴发动机。
涡喷发动机主要用于高空、高速无人机;
涡扇发动机主要用于中高空长航时无人机;
涡桨发动机主要用于携带载荷能力强的无人机,如美国“捕食者”无人机等;
涡轴发动机主要用于无人直升机,例如,“火力侦察兵”无人机的动力装备为一台罗罗公司的250W-C20W涡轴发动机。
二、全球无人机发展以美国和以色列水平最高
1、90年代以来世界各国开始重视无人机的研究与发展
近30年来,随着微电子、通信、材料及推进系统等技术的迅猛发展,无人机得到了长足的发展,加上无人机在20世纪90年代以来几场局部战争中的成功战例,世界各国开始重视无人机的研究与发展。
据不完全统计,目前世界上30余个国家和地区已研制出了50多种无人机,计300余种型号,且已有55个国家装备了无人机,其中发展最快、水平最高的主要是美国和以色列,紧随其后的是西欧国家。
2、美国在“全球作战”的战略指导下,发展多款先进系列无人机
美国在“全球作战”的战略指导下,已经计划发展重、中、轻型,远、中、近程,配套成族、系列发展的多用途无人机装备,以满足不同战略、战役任务的需要。
此外,其活动半径从几十到几千千米,留空时间从几小时到几十小时。
其中最具代表性的是“全球鹰”、“捕食者”无人机和“火力侦察兵”无人直升机。
“全球鹰”是美国空军乃至全世界最先进的长航时远程无人侦察机,是美国目前和今后一段时期内重点发展的无人机。
“全球鹰”机身长13.5米,高4.62米,翼展35.4米,最大起飞重量11622千克,翼展和波音747相近,因此“全球鹰”是一种巨大的无人机。
其续航时间可达42h,可从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察。
“全球鹰”于2000年正式部署到美国爱德华兹空军基地。
其制造商诺斯罗普•格鲁门公司认为,在2020年前“全球鹰”总销量将达到245~300架。
除了美国本国外,“全球鹰”还可能获得来自英国、德国、日本等国的订单。
“捕食者”无人机在未来相当一段时间内仍将是美军现役远程攻击无人机的主力,其主要用于前线部队。
在美国对阿富汗的空袭行动中,首次使用挂载的导弹对阿富汗地面目标进行了实弹攻击,开创了无人机执行对地攻击任务的先例。
“捕食者”机长8.27米,翼展14.87米,最大续航时间60小时。
“9•11”之后,“捕食者”成为了世界上最为成功的战术无人机型号。
美国空军于2004年采购25套“捕食者”系统,共由100架MQ-1和MQ-9无人机以及相应的控制设备组成。
2005年美国空军又将“捕食者”中队的数量增加到15个。
而目前,“捕食者”最新的改型—“勇士”,被美国陆军选中为下一代延程/多用途无人机。
RQ-8A“火力侦察兵”无人机是为美国海军研制的下一代舰载垂直起降战术无人机(VTUAV),承担海上巡逻侦察以及反潜、反舰和反水雷作战等任务。
目前试验进入了至为关键的一年。
X47B无人机是一架试验型无人战斗航空器(UCAV),由美国国防技术公司诺斯罗普·
格鲁门公司开发。
该无人机是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的“无尾翼、喷气式无人驾驶飞机”,也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形无人轰炸机。
3、以色列已发展形成较为完整的无人机体系
以色列无人机基本是在20世纪70年代中东战争的炮火催生下发展起来的。
经过数十年的不懈努力,其军用无人机覆盖了侦察、干扰、反辐射、诱饵、通信等多个领域,已经形成从长航时无人机、战术无人机到攻击无人机的较为完整的无人机体系,有的无人机作战性能甚至已经超过了美国。
近年来,以色列不断有新型号无人机问世,除了自己的装备需要外,还有一部分出口到国外。
“苍鹭TP”是以色列空军最大的无人机,由以色列最大的飞机制造商以色列航空航天工业公司历时10年研发完成。
“苍鹭TP”的翼展26米,大小和波音737客机相当,航程可覆盖包括伊朗在内的海湾地区。
“苍鹭TP”无人机于2006年7月15日首航。
2009年,以色列在加沙地带发动对哈马斯组织空中打击时,才首次在实战中使用该飞机。
2010年2月,以色列军方首次公开展出“苍鹭TP”无人机。
除以色列空军装备该型无人机外,以色列宇航局于2011年7月与法国签署了价值5亿美元的合同,即对法出售“苍鹭TP”无人机,而德国等国也有意向购买这种无人机。
哈比无人机(IAIHarpy)是以色列航空工业公司(IAI)在20世纪90年代研制的,是可从卡车上发射的,并可对雷达系统进行自主攻击的无人机。
在1997年的巴黎航展上,哈比无人机首次公开亮相。
2000年,韩国花费5200万美元引进100架哈比无人机。
以色列航空工业公司还曾经把哈比无人机出售给其它国家,包括土耳其,印度和中国。
除了美国和以色列两个主要的无人机研制大国外,西欧各国以及我国周边国家和地区也都研发了或正在研发各式各样的无人机。
三、我国无人机发展迅速赶上发达国家
1、我国研制无人机起步较晚,至今50多年历史
我国研制无人机起步较晚,从20世纪60年代后期才开始着手,但研发的速度很快。
先后成功研制长空一号无人靶机系列、长虹高空高速无人侦察机、T-6通用型无人机、Z-5系列无人侦察机、ASN系列无人机等。
其中,开发出的数十种靶机和侦察型无人机,已能批量生产和装备部队。
我国从上世纪80年代以来,就开始将“长虹”、“长空”系列无人机广泛运用于军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测等作业中。
该系列无人机及其改型在当时发挥了巨大的作用。
除此之外,由总参谋部第60研究所研制的W-50型多用途无人机也已形成战斗力,并在解放军各部队中服役。
W-50型无人机是一种性能卓越的空中平台。
该型无人机可配备彩色CCD摄像平台、红外线成像仪、数码照相机等设备,可完成战场形式监测、战场影像地图绘制、阵地伪装效果评估、打击效果评估等多项军事作战训练任务。
ASN-206是西安爱生技术集团研制的多用途无人机。
于1994年12月完成研制。
该机是一种配套完整、功能齐全、性能先进、适合野外条件使用的无人机。
其可用于昼夜空中侦察、战场监视、侦察目标定位、校正火炮射击、战场毁伤评估、边境巡逻等军事领域,也可用于航空摄影、地球物理探矿、灾情监测、海岸缉私等民用领域,且现已投入批量生产。
这也是中国早期几种先进战术无人机项目的重要成果之一。
另外,该公司生产的ASN-104,ASN-105小型无人机也在各领域得到广泛应用。
2、近年来我国已相继研发出多款先进无人机
近十几年来,中国在无人空中平台领域取得了令人印象深刻的进步,一批新型无人机装备相继研制成功并交付部队,无人机装备体系结构有了较大改善,现代化水平有了明显提高。
最新型号的无人机有主要有以下几款。
另外,在这次珠海航展上,我国一次性展出了25款无人机,数量之众可谓盛况空前,这让我们看到了我国力图赶上在该领域领先的美国和以色列。
此次展出众多的无人机不仅说明中国在研发无人机技术方面投入了大量时间和资金,也说明了中国正积极推动其无人机产品走向国际市场。
这都是我国无人机领域最新成果的见证,它们将使我国在无人机领域逐渐走在欧美国家的前面。
下面来介绍我国未来几年将重点研发并生产的无人机。
“翼龙”无人机是由成都飞机设计研究所研制的一种中低空、军民两用、长航时多用途无人机。
于2005年5月开始研制,2007年10月完成首飞。
其不仅可以执行监视、侦查及对地攻击任务等任务,也可用于维稳、反恐、边界巡逻等。
此外,“翼龙”无人机还可以广泛应用于民用和科学研究等领域,如灾情监视、缉私查毒、环境保护、大气研究,以及地质勘探、气象观测、大地测量、农药喷洒和森林防火等。
其总体性能已经达到了国际上同类型无人机的先进水平。
“翼龙”的价格远比美国或以色列制造的无人机便宜,售价不到100万美元,凭此
优势可以轻松打动外国客户,从而进入利润丰厚的全球无人机市场。
据报道称巴基斯坦、阿联酋等国已采购该型号无人机。
很多国家,尤其是发展中国家,将会很有兴趣购买“翼龙”。
WJ-600是一款具备快速打击能力的多用途战术无人机。
该款无人机由中国最大武器生产企业之一的中国航天科工集团公司展出。
WJ-600无人机具有良好的隐身性能,能够携带数枚导弹,并且因为采用了不同于其他无人机的涡轮喷气发动机,所以具有良好的高速突防能力,是一款先进无人机战斗机。
“彩虹”系列无人机是目前国内比较成熟且先进的无人机,由中国航天科技集团公司自主研发。
彩虹-3无人机采用轮式自主式起降,飞行高度达5000米,最远航程2400千米,飞行时间为12-15h。
彩虹-4无人机是在彩虹-3基础上新研发的,是目前国内挂载能力最强、飞行性能最优的无人机,飞行高度达7-8千米,飞行速度可达300公里/小时,飞行时长为40多个小时。
这一系列的性能指标都表明彩虹无人机达到了同类无人机的国际水平。
该系列无人机用途广泛,在军事领域可用于侦察、监视及对地攻击,在民用方面也具有良好的市场前景,譬如承担森林防火、气象勘测、海洋测绘,地质勘探等职能。
另外,该系列无人机也可警用,执行要地巡逻、对犯罪分子进行跟踪监视等任务。
2004年,彩虹-3无人机已出售到国外,实现了中国无人机批量出口零的突破。
目前我国比较神秘的两款无人机为“翔龙”无人机以及具有“红色X-47B”之称的飞翼布局无人机。
“翔龙”无人机由成都飞机设计研究所和贵州航空工业公司共同研制,原型机于2011年6月28日首次露出了它神秘的面容。
这是我国新一代高空长航时无人侦察机,该机机身全长14.33米,翼展24.86米,最大续航时间10小时。
“翔龙”无人机将满足军队未来作战的需要,完成平时和战时对周边地区的情报侦察任务,为部队准确及时地了解战场态势提供有力保障。
目前中国军队尚未正式接收这种大型战略无人机。
另一款无人机是有“红色X-47B”之称的国产飞翼布局无人作战飞机“利剑”。
其不仅在外形上和美国X-47B类似,而且功能定位上也是和X-47B类似的舰载无人作战飞机。
该机由沈阳飞机设计研究所设计,中航工业洪都公司生产,于2012年12月13日总装下线,2013年5月地面滑行测试。
该型机的总装下线,意味着中国无人机已经完成了向空中打击能力的无人作战飞机的跨越,标志着无人机将从过去一直执行空中侦察、战场监视和战斗毁伤评估等任务的作战支援装备,上升为能执行压制敌防空系统、对地攻击、拦截战术导弹和巡航导弹,甚至可执行空对空作战任务的真正的作战装备。
具体详见第四章介绍。
3、我国研制无人机已形成研究所和高校共同研发的路线
我国在研制无人机过程中,逐渐形成了研究所和高校共同研发的路线,包括中航科工集团、中国航天科技集团公司、贵州航空工业有限公司、成都飞机设计研究所、沈阳飞机设计研究所等,它们都积极地发展无人机项目,以支持中国人民解放军的战术C4I系统建设。
我国主要无人机研发基地:
中航科工集团是中央直接管理的国有特大型高科技企业。
现有5个研究院、2个科研生产基地、6家上市公司、580余户企事业单位。
经过多年的励治,其建立了完整的防空导弹系统、飞航导弹武器系统、固体运载火箭及空间技术开发与研制生产体系,所研制的国防产品涉及陆、海、空、天、电磁等各个领域。
目前,航天科工集团已形成了以载荷1至2公斤的鹞鹰-2、腾飞-8,载荷5公斤的鹞鹰-3、腾飞-5,载荷15公斤-130公斤的刀锋-460、鹞鹰-1、WJ-600为核心内容的轻、小、中型无人机系列。
中国航天科技集团公司是拥有“神舟”、“长征”等著名品牌和具有自主知识产权、主业突出、自主创新能力强、核心竞争力强的特大型国有企业。
公司主要从事运载火箭、人造卫星、载人飞船和战略、战术导弹武器系统的研究、设计、生产和试验。
该公司研制的彩虹系列无人机开创了我国无人机销售海外的先例。
贵航、成飞以及沈飞都是我国重点飞机设计研究的综合性研究所。
近年来成功研制多款新型无人机,有些无人机已经批量装备部队。
另外,高校在我国无人机研发过程中起到了中坚力量,包括西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学和国防科技大学等,大部分已经具备研发和小批量生产的能力。
总的来说,近十几年来我国在无人机领域取得了长足的进步,形成了自己的无人机研发与生产体系,逐渐减小了与国外发达国家之间的差距。
多家研究所和高校已经具备了自主研制的能力,并且研制成功的多款无人机已经开始装备部队。
这是大家有目共睹的。
4、国内无人机从事企业超过100家
国内从事无人机行业的企事业单位有120多家,包括工业部门和民营企业。
工业部门(院所和航空、航天集团公司)技术水平高于民营企业。
国内航空、航天集团和院校所生产的无人机主要用于军事需求,任务十分饱满。
民营无人机企业,其中很大一部分为航模生产企业转型而成,技术实力较为薄弱。
但随着国家信息化建设,地球信息技术产业发展,民用无人机市场会逐渐得到重视。
除了国内工业部门以外,更需要民营企业生产性价比更高,满足市场需求的无人机,从而把成本拉下来,应用推上去,这是目前行业发展的趋势。
虽然我国在无人机领域取得了长足的进步,但是我们也要看到与国外的差距。
在大型无人机方面,美国的“全球鹰”、以色列的“苍鹭”固定翼无人机,代表了目前大型无人机领域最高水平。
它们都已实现全球巡逻侦查,航速可接近音速。
中国的“翔龙”无人机属于国内最先进的军用固定翼无人机之一,其作战半径只有2500km,续航时间10小时,和世界先进无人机的全球侦查,续航能力30至40小时的性能相差甚远。
而国内大型旋翼无人机的性能相较世界先进水平几乎可以忽略不计。
四、无人作战机:
第四代战机、未来将成为航空主战装备
1、无人作战机在多次局部战争屡建战功促使多国重视其发展
隐身化、智能化、精确化和无人化已经成为了世界军用航空未来发展的趋势,未来战争中,无人机将作为航空作战武备中全新概念的“杀手锏”。
无人机一改之前几十年的传统作战用途、将直接参与作战第一线,甚至部分取代战斗轰炸机和轰炸机,承担部分防空压制和空中对地打击任务。
无人机作战,必将成为未来战争中一个极重要的空中作战模式。
无人机在多次局部战争中频频亮相并屡建战功,尤其是阿富汗和伊拉克战争的刺激,将无人机作为对地攻击的空中载体,则是前所未有的先例。
此后,先进围家纷纷效仿,特别是近几年来,一股方兴未艾的攻击型无人机的开发热潮正在掀起。
越来越多的国家和地区开始重视并谋求发展和部署作战型无人机,尤其是大力投入了对无人作战飞机(UCAV)的探索和研制。
强大的战争需求牵引和有力的技术发展与推动,使无人作战飞机的发展成为必然。
众所周知,现代和未来战争都十分强调控制信息权,谁能获取与支配信息并夺取信息优势,谁就能掌握战争主动权。
纵观无人机发展的历史,可以说现代战争是推动无人机发展的动力。
而无人机对现代战争的影响也越来越大。
一次和二次世界大战期间,尽管出现并使用了无人机,但由于技术水平低下,无人机基本上只作为“辅助工具”参战,并未发挥重大关键作用。
在越南战争、中东战争中,无人机已发展成为必不可少的武器系统。
而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中,无人机更成为主要作战机种。
在阿富汗反恐战争中,“捕食者”(MQ1)无人驾驶侦察机第一次破天荒发射“地狱火”导弹,将基地恐怖组织的车辆击毁。
这一行动开创了“无人机攻击性作战”的先河,也预示着一种革命性的新式战斗模式的形成。
2、依靠有人战机作战风险大,无人战机实现“无约束作战”
随着空战武器和一体化防空系统的飞速发展,依靠有人驾驶战机在未来战场执行空中格斗、对地轰炸与攻击,所冒的风险更太,代价更高,战争损耗与政治风险将变得难以承受。
为此,世界主要军事强国已着手研究和评估无人作战飞机的军事效用和实战价值。
并投巨资探索论证各种方案,着手发展各类无人作战飞机。
无人作战机设计的最大特点是,它可以以主要任务为中心进行设计,而不用考虑人(驾驶者)的(生理和社会)因素。
在设计上,无人机没有驾驶舱及相关的救生设备.除降低了飞机的重量和制造成本外,还大大放宽了飞机设计的一些限制,如飞机发动机的位置可以更趋向合理。
由于不必考虑人的因素,飞机的机动载荷因数可以设计得更高.可以采用更先进的气动布局和结构设计。
因而飞机的速度、高度、航程和机动性可以有很大的突破,机动能力可以成倍增长,可携带各种精确制导武器,作战使用灵活多样,更容易实现隐身要求。
正因为如此,现在许多人把无人作战机称之为“无约束作战飞行器”。
使用无人机作战可实现人员的零伤亡。
在“非接触战争”零伤亡战略目标的驱动下,各国更加重视飞行员的人生安全。
随着电子技术、信息技术和新材料技术等高新技术的发展,使无人作战飞机的性能和功能有了突破性的提高。
新一代无人机既能完成有人驾驶飞机的绝大部分任务,还能执行一些有人驾驶飞机无法完成的任务,且可以做到人员的零伤亡。
无人机可以深入到敌方军事要地上空实施侦察、干扰、引导、攻击等。
由于离目标近,因此侦察、攻击的精度高,具有一定的作战使用优势。
同时,空中作战人员的战损率更趋向于零,而且在一定场合可减少政治交涉带来的种种麻烦。
3、无人作战飞机的使用费用低
无人作战飞机的使用费用低。
在设计制造上无需复杂的机体和种类繁多的各种机载设备。
无人作战飞机对费用更重要的节省在于它的使用与保障费用上。
由于它在使用效率上要远远高于有人驾驶飞机(有人作战飞机95%左右的飞行时间用于训练),而且不需要训练飞行员来熟悉飞机驾驶,所以在这方面的费用开支上应有很大的优势。
同时,无人战斗机在不用时可长期封装保存,不像有人战斗机那样需要经常维持飞行。
这在和平时期所带来的直接使用成本和后勤保障成本的节省更加可观。
4、无人机革命性的突破:
无人隐形战斗机
当今世界航空装备正向无人化、隐形化、智能化和精准化的趋势发展,隐形无人战机是世界战机的发展趋势,隐形无人机俱乐
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