无人作战装备技术特点发展现状及趋势.doc

科普】无人作战装备，技术、特点、发展现状及趋势

欢迎加入军民融合产业投资联盟——无人作战装备研讨群无人作战平台无人作战平台（Unmanned Combat Platform）系指无人驾驶的、完全按遥控操作或者按预编程序自主运作的、携带进攻性或防御性武器遂行作战任务的一类武器平台。就目前而言，它涉及无人作战飞机、无人反潜战或反雷战潜水器和无人战车等。具有无人员伤亡或被俘的优势，以及设备的无人化设计优势，并且成本低廉，隐身性能好。基本定义“无人作战平台”（Unmanned Combat Platform）系指无人驾驶的、完全按遥控操作或者按预编程序自主运作的、携带进攻性或防御性武器遂行作战任务的一类武器平台。就目前而言，它涉及无人作战飞机、无人反潜战或反雷战潜水器和无人战车等。特点作为人类作战的替身、未来战场的新主体，陆、海、空、天、信、心各领域无人作战系统的发展方兴未艾，这是人类向原始战争人历史回归的必然。
一般而言，牵引武器装备发展的力量来自三个方面：一是军事需求，国家、军队提出新概念、新功能、新能力等需求；二是新技术、新材料的发现，引发武器装备体制、体系及其结构的变化；三是现有瓶颈问题的解决，特别是长期制约其作战效能提高的核心技术的突破。
无人作战平台也是如此。与有人作战系统相比，无人作战平台具有连续行动能力强、成本低和不易被雷达等探测手段捕获的特点，特别是不需要人去驾驶，不以牺牲军人的生命为代价，在未来战争中，将是一支不可或缺的新型作战力量，有着无限的发展和应用空间。比如在美国，无人机不仅被广泛用于军事用途，并且在安保、戌边、搜索和营救等其他民用领域，特别是在许多复杂、危险的环境中崭露头角，目前已形成约1000亿美元的市场规模。同样，在无人系统的发展历程中也曾经碰到过许多矛盾、困难和瓶颈，有的甚至是难以克服的结构性缺陷。比如，无人系统对目的形态细微变化的实时鉴别，意外情况的处置及其经验积累，等等，比起有人系统还是不可同日而语。即便将来传感器技术、辨认技术和智能技术发展了，也难说不存在这个问题，由于人类的想象力和发明力是机器难以达成的。除了技术问题之外，制约无人系统发展的最大障碍，其实来自于民众隐私的保护问题。在美国，围绕是否向无人机开放空域的争论由来已久，在紧张飞行安全的同时，如何保护民众隐私一直是一个焦点。美国国土安所有前部长助理帮办保罗·罗森兹维格认为，对无人机开放空域具有划时代意义，这对于军用无人机技术发展也是一个极大的促进。但他同时紧张，届时，漫天飞舞的各式各样无人机会给人们的隐私构成极大威胁。他说：“假如有无人机飞临我家院子的上空，我的选择是，我有权将其击落！
无人作战平台具有如下明显优点：1、不存在人员（涉及飞机的飞行员、潜艇或战车的乘员）伤亡或被俘的危险，是保证战斗人员伤亡降到最低限度的有效途径。考虑到未来几十年内各类高技术武器装备、特别是先进的防御性武器（如防空导弹、地（水）雷等）还会有很大的发展，并在全球范围内广泛使用，这将对有人作战平台构成越来越大的威胁。在此情况下，使用无人作战平台来执行若用有人作战平台将会带来巨大伤亡的那些最富有风险性的作战任务（如压制敌防空和突防袭击、通过稠密布雷区的反潜战或反雷战、坦克战与反坦克战等）是再合适也但是的了。
2、无人作战平台在设计时无需考虑人的因素及其相关的设备（如座舱或舱室、生命保障和环境控制设备、手柄、按纽和显示设备等），平台的设计完全以任务为中心。设计师可以大胆采用不受人的体力或心理因素限制的技术，他将具有更大的自由度把平台设计得结构更简朴、重量更轻、尺寸更小、阻力更低和效率更高；推动系统和其他各分系统可以放置在最有助于发挥它们工作效能的地方。以无人作战飞机为例，据国外无人机专家估计，与携带相同有效载荷的有人作战飞机相比，无人作战飞机的重量可减轻15-57%（取决于携带武器的类型）、体积可缩小40%；飞机的飞行速度、高度、航程和机动性将有极大的提高，如最大飞行速度甚至可达成高超音速（12-15马赫数），最大飞行高度可达成达25-空防38公里，航程可达10000多公里，续航时间长达数十小时，机动过载可高达20g，这些优异性能都是有人作战飞机很难或主线不也许达成的（如飞行员目前能承受的机动过载能力只有9g）。
3、成本低廉，全寿命费用大为减少无人作战平台省去了与人有关的许多系统和设备，结构简朴，小而轻，必然导致成本低廉。仍以无人作战飞机为例，据专家们估计，以1996年美元值计，每架无人作战飞机的单价在300-2023万美元之间（取决于所选用的设计方案和所规定的生存能力），而当代战斗机的单价都在3000-5000万美元之，下一代战斗机的单价有的高达近亿美元。此外，无人作战飞机可以像巡航导弹那样，平时可长期封存在库房内，无需定期维护与保养；战时即可拉出来投入使用，由地面（或舰船上的）控制站的操作员或已升空飞机（如预警机、雷达监视飞机或电子侦察机）上的操作员控制其飞行和作战。操作员完全可以在模拟器上进行训练，无需出动飞行架次，其费用只是训练飞行员费用的很小一部分（训练一名飞行员平均每年需耗资200万美元）。因此，无人作战飞机寿命期内的使用维护费仅为相同航程和有效载荷的有人作战飞机的20%-60%，甚至更低。
4、隐身性好即便是非隐身设计的无人作战平台，由于尺寸小，且不受座舱（潜艇或舱室）、人体和生命保障等因素的制约，基外形和横截面的设计也会产生有助于隐身的效果。例如，无人潜水器或无人战车可以设计成外形更扁，横截面更窄或呈流线型；无人作战飞机有的采用无尾设计，既减轻重量和减少阻力，又减少雷达反射截面；有的采用在起降和发射武器时让飞机呈正飞姿态而在巡航飞行时呈倒飞姿态的设计方案，可使雷达反射截面减少12分贝，从而使敌雷达探测距离和覆盖范围分别减少50%和75%。当然，无人作战平台若采用隐身设计，其隐身效果肯定更佳。隐身性好，再加上“无人”，可使无人作战平台更接近于敌目的地区实行袭击，此时平台所载的传感器和武器的成本也可相应减少。技术难点无人作战飞机、无人潜水器和无人战车三类不同的平台的共性研究内容有：1.各类新型传感器的研究2.自动目的捕获和辨认的研究3.信息融合、解决、分发、运用研究4.数字式数据链路和通信网络的研究5.平台载轻小型化精确制导弹药研究6.人/机交互作用机制研究
考察未来发展趋势的四项基本原则考察无人作战平台的未来发展趋势，可以从以下四项基本原则入手：一是无人系统与有人系统功能趋同。也就是传统作战平台的功能，将大部分甚至所有被无人作战平台替代，满足人类的基本军事需求。二是让无人系统替代有人系统担负高风险任务。重要是让无人作战平台抵近高价值目的，执行侦察、监视和渗透袭击等高危任务，减少人的伤亡，减少作战平台的损耗。三是填补人的局限性并拓展人的能力。让无人系统在避开人类的生理、心理局限的同时，拓展人类的听觉、视觉、信息解决等能力，并形成互补相长结构与机制。四是新技术、新材料、新能源提供的也许。科技界普遍认为，2050年前将出现新一轮全球科技革命浪潮，集中在智能技术、纳米技术、生物技术和信息技术等领域。无人作战平台发展和运用的基本趋势：
①全方位、全领域进入无人时代。凡是有人系统能干的事情，无人作战平台都能干，甚至有人系统不能干的事情，无人作战平台也能干。不仅是航空器，并且航天器、航海器、潜水器、陆地战车乃至人们平常生活中的汽车，都将进入无人时代，无人作战系统将成为一支新兴作战力量快速发展。特别是无人作战平台与新一代网络的融合，将对作战方式产生重大影响。比如，通过研发“群控制”系统，将以有人系统控制或无人系统自主控制等方式，实现无人作战平台的“群机动”、“群监视”、“群袭击”等大规模集群联合作战，或有人与无人作战平台的一体化联合作战。
②出现无人与有人兼容模式。作为从现在有人驾驶时代到真正意义上的无人驾驶时代的过渡时期，作战平台的发展将出现一个相称长的有人与无人兼容的时代。就是说操控人员上去可以人工驾驶，操控人员下来可以自动驾驶，即可以“遥驾”平台，有人与无人可以方便地互相转化。特别是那些制导致本高、战时与平时都要用、需要人类更多干预的高风险作战平台，如轰炸机、战斗机、潜艇、巡逻车等，有人与无人互相兼容模式将是一个基本选择。比如，美国波音公司推出的F/A-XX系列第六代战斗机概念样机、日本推出的i3第六代战斗机构想以及美国的新一代远程隐身轰炸机B-3方案，都无一例外地提出安装有人/无人可选驾驶系统。
③微型化、便携式。出现大量低成本、折叠式、模块化、系列化的小型微型无人作战平台，使无人作战平台野外作战运用常态化、单兵化。指挥信息系统将为无人作战平台预留接口，以便无人作战平台可以方便快速、随时随地接入作战体系，上传、下载数据，或接受目的、航线、姿态和袭击指令。比如，美军正在为无人机系统研制中继、网关载荷等手段，可以让作战人员可以不间断地共享战场态势资源，随时随地知道“山那边的情况”，不再受“战争迷雾”困扰。美军还准备开发具有干扰能力的MQ-X系列无人机，安装“舒特”系统，随着进攻梯队飞行时，可用于辅助袭击敌方计算机网络、雷达和通信系统，干扰、破坏或控制敌方防空体系。
④拟人化、高智能。无人系统可以越来越多地替代有人系统的功能，智能水平越来越高，有的甚至比有人系统做得还好，最后无人作战平台与有人作战平台融合一体，互相支撑、互相补充、互相联合，无人系统成为独立作战力量的同时，也是有人系统的力量倍增器。比如，无人机系统可在作战中担负空中打击、特种侦察及人员救援，为安保行动提供侦察、监视和告警情报，在抢险救灾和灾后重建中担负侦察、监视和提供通信中继，以及在应对核生化放事件中执行探测、数据采集和救灾物资补给等任务。美军正在研发无人机“发现——规避”技术，保证从技术上保证无人机不会与其他飞机相撞，突破无人机进入民航航线、首都空中禁区的障碍。
⑤超长时、全环境。数天、数月甚至数年在全谱天候、全谱电磁、全谱地理环境实行全谱作战，可以适应各种复杂环境、危险环境和任务环境，这正是有人系统的“软肋”。美军正在发展新型无人机系统，涉及高空高速长航时无人机、隐身隐音无人机、舰载空中侦察与打击一体无人机、太阳能无人机等，它们的一个共同点就是突破现有技术极限，可以在各种复杂环境下超长时运转。美军通过拓展无人机的空中加油能力，已初步实现无人机之间、无人机与有人机之间的空中自主加油，从而大大延长了无人机的滞空时间。比如，美军为了让“全球鹰”无人机担负空中加油、通信中继等任务，为“全球鹰”无人机加装了“空中自主加油”系统、“空中通信节点”系统，还给X-47B舰载无人机改装自主加油软件，以便与美海军现有加油装置相匹配。
⑥自主式、自杀式。就是具有发射后不管、自主寻的、自动回收等特点，可以独立自主地完毕作战任务。通常采用先担负情报监视与侦察、电子干扰和巡逻等任务，必要时实行自杀式袭击的模式。在无人机方面，美军的发展重点重要有全谱隐身无人机、小型自杀式无人机、防区外电子干扰无人机、自主加油无人机、心理战无人机等。比如，美军正在研发可以从航母上自主起降的下一代无人机、可携带袭击载荷的小型自杀式无人机等自主性更强的无人作战平台。美军还准备进一步扩大未来无人机的任务领域，使其可以自主执行防区外电子干扰和心理战等任务。陆地、海上、海下无人作战平台也是如此，无人巡逻车、无人巡逻艇、无人潜水器等，都将具有自主行动和自杀式袭击能力。
⑦通用化、变载荷。从硬件到软件，做到模块化、无限组合、可变载荷，想让它干啥就干啥。特别是无人作战平台一旦与定向能武器实现融合，就可以提供近乎无限的打击能力”。由于无人作战平台可以低成本“无限制造”，定向能武器只要有电源就可以“无限发射”，而无需紧张弹药打光了。比如，美军正在准备让无人机搭载大功率微波武器，用于摧毁或瘫痪各种网络，涉及计算机网、数据网和通信网等。大功率微波武器受天气影响小、隐蔽性强、能同时打击多个目的，因此很适合用于打击涉及防空系统在内的各类高价值目的，美计划在2至4年内部署这种空射型大功率微波武器。美军还计划扩大无人机系统在军事与民事行动中的应用范围，运用无人机进行医疗撤运、劫难救援等，同时发展通用地面控制站，解决对不同类型无人机的操控问题。美国国会已通过法案，拨专款用于空中交通管制系统的升级改造，并在4年之内向无人机开放空域飞行，允许涉及军用、商用和私人无人机在内所有无人机，与其他民用航空器使用同一空域。也就是说，由操控员在地面进行远程控制的无人机，将与客机、货机和私人飞机使用相同的空域飞行。
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