高飞
无人机作为一支新兴的空中力量在现代战争中发挥了重要的作用,特别是在海湾战争、阿富汗反恐战争和伊拉克战争中,无人机执行了侦察、监视、电子对抗和远距攻击等任务,取得了相当好的战果,使人们更加确信无人机作为有效军事武器在未来战争中的重要作用。
无人机已经成为航空科技领域中最活跃和最重要的发展方向之一,无人作战飞机极有可能取代常规有人作战飞机称雄未来的天空。无人机的发展离不开动力技术的推动,作为无人机系统发展的基石,无人机动力的发展直接关系到无人机装备的发展。本文在分析国外与我国无人机现状的基础上,提出了未来我国无人机发展的思考。
无人机的发展趋势
无人机的研发工作得到了很多国家的高度关注,全世界范围内约有30多个国家和地区开展无人机的研究工作,有50多个国家装备了无人机,全球已有10多万架无人机投入使用。无人机以其平台特有的能力成为了牵引21世纪航空科技发展的核心力量之一。无人机的飞行高度涵盖了从低空到20000米以上,航程从短程到5000千米以上。
随着无人机越来越受到重视,其承担的任务种类越来越多,从最初的靶机、侦察机、通信联络机等辅助性作战任务到从执行空中侦察、战场监视到压制敌方防空系统、对地攻击等主要任务,实现侦察/打击/攻击一体化,所发挥的作用越来越大。未来无人机发展主要沿着“靶机—ISR—察打一体化—无人作战飞机—空天一体化”的轨迹发展。从国外无人机的发展特点来看,未来无人机发展将会有以下四个发展趋势:
第一、改善无人机自主性能。尽管无人机在作战中优势明显、作用突出,但是也存在一些弱点,如无人机无法对目标进行敌我识别,本身不能排除突发故障,无法突破“燃油限制”的瓶颈,与无人机操作人员交流困难等。目前,发展方向主要在智能化指挥控制系统、智能化武器装备、智能化材料、空中加油及太阳能动力等方面,通过开发全天候、高分辨率、远距离、实时化、小型化的任务设备,开发距远离、安全保密、通用化、网络化的测控传输系统,开发基于数据链的地面控制系统,来全面提高无人机的智能化水平。
第二、向察打一体、无人作战飞机发展。无人作战飞机以任务为中心,无需考虑飞行员的承受能力等因素,它能够压制敌防空、实施对地轰炸与攻击,可以实现大过载,确保零伤亡,在速度、高度、航程和隐身性、机动性方面有鲜明的优势。随着无人作战飞机的出现,无人机将一改过去在战场上主要执行空中侦察、战场监视和战斗毁伤评估等作战支援任务充当辅助角色的状况,升级成为能执行压制敌防空系统、对地攻击,甚至可以执行对空作战任务的主要作战装备之一。各国将在无人攻击机、无人战斗机、无人轰炸机、无人空中预警机、多功能无人机等方面加大研制力度,可以预见无人机将成为未来空中交战的主要力量。
第三、与有人机协同作战。美军率先提出了未来无人机应编队使用的战术,即把无人机与无人机、无人机与有人驾驶飞机以及无人机与其他武器平台之间连接为一个整体。其目的就是为了避免当前在无人机使用过程中普遍发生的飞行任务重复且效率低下的现象。如果无人机与无人机、与其他有人驾驶飞机和武器控制平台之间能够做到无缝隙连接,就可以保证情报信息顺畅传递并能被各平台掌握。
第四、向高空长航时发展。高空长航时无人侦察机将具备高隐身、高速、高空、长航时等发展特点。从航空航天技术发展方向与技术制高点出发,无人机向高空高速、临近空间高超声速无人机发展是必然的发展趋势,其发展特点是:飞行马赫数3以上、具有时效敏感性、快速打击与侦察、空天往返、全球到达等。
新材料、微电子、新型动力和隐身等高新技术的进步是军用无人机发展的重要推动力,在无人机研制中体现在以下四方面:一是载荷技术。无人机作战能力的发挥,依靠的是先进的任务载荷技术。目前现役无人机的任务载荷基本上是单一的,只能完成一项特定的作战任务。新的无人机的发展将会改变这一现状,如通信中继、军事测绘、信息攻击、电子对抗等设备以及对空对地攻击武器等。二是传感器技术。无人机依赖传感器获取所需的环境信息,为了适应未来恶劣复杂的战场环境,提高信息获取的能力,无人机装备了各种先进的传感器。三是高精度组合导航设备。高精度组合导航设备用来测量无人机的运动参数,供修正航路的偏差、运动补偿和精确定位使用,是无人机获得高质量目标信息和灵活平稳的飞行姿态的关键设备。四是专用动力技术。早期无人机动力装置寿命短、功率低,当前针对无人机研制了涡扇发动机、太阳能发动机以及组合式动力系统等多种动力装置,使无人机可以携带更多的设备、具有更高的速度、更长的航行时间。
我国无人机的与时俱进
我国作为一个幅员辽阔的大国,身处复杂的国际环境,现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈,特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变,无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广,陆海空覆盖面积大,无人机是朝着高中低空、远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
我国在无人机技术研究和应用方面有较长的历史,并已开发出一批无人机产品,有的已经装备部队,发挥了重要的作用。过去,由于历史、技术水平、需求和认识等方面的原因,我国无人机的设计、制造等环节基本上是由几所大学承担,而我国航空工业的骨干型企业真正介入乃至开发生产无人机产品还是近些年的事,但却展现出强大的实力和迅猛发展势头。
20世纪末,中国无人机发展提速,除了北京航空航天大学外,西安爱生技术集团公司(西安无人机研究发展中心)已经逐步发展成国内主要的无人机研制生产厂商。该公司研制出B-1、B-2、D-4、ASN系列、鸭式布局验证机等十多种型号的军用和民用无人机,已累计生产4000余架。其中,ASN系列无人机已大量装备我国军队,并已批量出口国外。中国生产的各种型别的无人机,基本上满足了国内军需民用,并且逐步走向国际市场。
未来的空战将是无人机之间的空战,为了满足战争的需要,我国需要有从近程到远程,从低空到高空,从轻型到重型,从侦察到作战,涵盖各个范围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要,为了满足国防发展需求,更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力,有必要发展以下类型的无人机:特种作战侦察使用的微型无人机;近程战术侦察或者作战需要的无人机;采用涡轴发动机的旋翼无人机;中高空中远程无人机; 超高空超高速无人机。
进入新世纪,面对更加复杂的战场环境,中国无人机也与时俱进,大量新产品不断涌现。较为引人注目的“鹞鹰”、“翼龙”等。“鹞鹰”无人机是中航工业贵飞研制生产的大中型无人机。自打“鹞鹰”一问世,就承担起了许多重要的科研试飞工作。由中科院光电研究院、北京信息技术研究所、中航工业贵航等多家单位参与的“863计划”地球观测与导航技术领域“无人机遥感载荷综合验证系统”项目,选择“鹞鹰”无人机作为遥感载荷性能指标综合飞行验证关键技术研究平台,顺利完成了高精度全极化合成孔径雷达和高光谱光学载荷双装载科学试验飞行。
“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。它装配一台100马力活塞发动机,具备全自主平轮式起降和飞行能力。“翼龙”无人机可携带各种侦察、激光照射/测距、电子对抗设备及小型空地打击武器。可执行监视、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,翼龙无人机也可广泛应用于民用和科学研究等领域,如灾情监视、辑毒走私、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。