察打一体无人机发展现状及趋势分析

2020-12-22 10:36伟,
机电产品开发与创新 2020年6期
关键词:利剑一体神经元

韩 伟, 宗 剑

(江苏航空职业技术学院, 江苏 镇江 212134)

0 引言

察打一体无人机是在侦察无人机的基础上开发而来。它具滞空时间长,攻击节奏快,打击范围广等优势,并且可以适应信息战,适合装备快速反应部队[1]。目前,世界各国的军队都认为察打一体无人机是未来无人机发展的主流之一,能够抢夺一部分有人机的市场。而随着当前民用无人机市场越来越大, 不断涌现出各种各样的无人机制造公司, 研究先进的察打一体无人机可以给这些公司提供更多的设计灵感,丰富民用无人机的种类。 比如:基于军用察打一体无人机开发的警用察打一体无人机,边防海关使用的巡逻无人机, 农林部门使用的长航时监测无人机。

本文以美国、 欧洲和中国的一些代表当前先进水平的察打一体无人机如X-47B 无人机、 神经元无人机、利剑无人机等为例, 阐述了这些无人机性能特点及发展现状, 并对未来察打一体无人机的发展趋势和未来前景进行了分析和展望。

1 察打一体无人机的发展现状

1.1 美国察打一体无人机发展现状

美国作为世界上唯一的超级大国, 在无人机领域的研发和装备也处于第一梯队,遥遥领先于其他国家。 其装备的无人机数量、种类均位居世界第一,技术成熟度和先进性遥遥领先于其他国家。

X-47B 作为美国新一代高端察打一体无人机, 是可以与第三代战斗机对抗中生存下来的先进察打一体无人机。 同时也是可以在战争中作主力使用的攻击型无人机。它是美国无人机技术在智能、 隐身和高性能领域发展的重要结晶。 X-47B 可执行战场渗透袭击、破坏敌方防空系统、电子雷达信号收集、战场侦察和监视、前线空中支援和电子战任务。 X-47B 颠覆了传统的察打一体无人机,比之前的察打一体无人机先进了一代。 它相比同类无人机有三个突出优点:

(1)出色的隐身性能。X-47B 采用类似于B-2 的气动外形,并且尺寸比B-2 小得多。 此外,使用S 形进气口,专门设计的飞机前/后边缘以及新开发的隐形复合材料进一步增强了隐身性。

(2)出色的作战能力。X-47B 的长度为11.65 米,翼展为18.9m。 机翼折叠起来,以最大化利用航空母舰甲板上的空间[2]。X-47B 无人机在飞机腹部设计了两个内置武器舱,可以携带2043kg 武器,X-47B 可携带各种先进的传感设备和精确制导导弹。巡航飞行高度达到12.2km,最高时速850km/h,作战半径近3000km,最大滞空时间30h[3]。

(3)出色的智能性能。X-47B 是人类历史上第一个不用人类控制就可以实现起飞和降落的无人机,见图1。 它通过先进的传感器和机载计算机附带的控制程序来实现自动起飞和着陆, 它还可以通过先进的机载计算机支持, 实现人工智能, 让它拥有类似人类的思考能力, 从而让它具有强大的独立决策能力和独立执行任务能力[4]。

图1 X-47B 无人机

1.2 欧洲察打一体无人机发展现状

图2 神经元无人机

欧洲一直重视自身航空工业的发展, 不断地在航空工业领域投入巨资。因此,欧洲同样在察打一体无人机的研发方面投入了大量资源,特别是在隐身技术出现后,欧洲将隐身技术引入到无人机领域。 90 年代后期欧洲开始了隐身无人机的开发工作。 欧洲国家依托其强大的技术储备,在高性能隐身无人攻击机研发方面,各国进行独立或合作开展研究工作。

神经元无人机由法国达索公司牵头,希腊、意大利、西班牙、 瑞典和瑞士等国联合参与研发的新型隐身察打一体无人机,代表了目前欧洲无人机领域的最先进水平。据法国军备装备管理局无人作战飞机项目经理的说法。神经元项目是为了满足军方对高度隐形作战平台的需求而成立的,低可观察性是神经元项目的第一要求。神经元无人机的机翼前缘有50°的后掠角,精心设计的机翼结构和气动外形,S 形进气道以及超级隐形材料的使用使雷达散射面积被压缩到极致。

从目前的神经元无人机试飞状况得知, 神经元技术验证机长9.3m,宽12.5m,见图2。体积大小约为生产型的3/4,起飞质量为6700kg,最大升限10km,航程约800km,飞行时间长达12h,有2 个机内武器舱,依托机载高性能计算机能够提高神经元无人机任务规划能力, 能够在敌人防区外用精确制导导弹进行精确打击, 压制敌人的防空力量, 具备突防攻击和类似F-35 的网络中心战能力[5]。 从目前的市场反应来看,在不远的将来,神经元的生产型将对无人机的出口市场产生强烈的冲击, 结束美国在先进察打一体无人机的垄断地位。

1.3 中国察打一体无人机发展现状

由航空工业沈阳飞机设计院设计, 洪都公司制造的工程试验机——利剑无人机经过三年试生产, 在江西一家飞机制造厂公开下线,随后进行了密集的地面测试。

中国因此成为了世界上第三个试飞大型隐身无人攻击的国家,这是中国在世界航空技术领域的一大进步,它标志着中国进入世界无人机研发领域的顶级行列。

利剑无人机的气动外形类似于X-47B, 机身大量使用复合材料,见图3,它具有良好的隐身能力和战场生存能力。然而利剑无人机的尾部喷嘴未进行隐身设计,而是直接暴露,破坏了利剑的隐身性。 美国X-47B、欧洲神经元无人机尾喷口均做了隐身设计,尽可能地提高飞机的红外隐身性。 而国产隐身战机歼-20 的尾喷口也没有做到尾流抑制技术。 这表明中国在航空发动机技术领域落后于西方世界,仍需在发动机的隐身技术方面做出更多努力。

图3 利剑无人机

2 察打一体无人机未来发展趋势

从世界各无人机技术强国在察打一体无人机技术领域的研究表明,察打一体无人机正向着隐身化、智能化、协同作战、互通性、更长航程、更大载荷能力、更强的信息采集和处理能力方向发展。 未来察打一体无人机的发展趋势将呈现以下几个特点:

2.1 隐身性更强

强大的隐身技术提高了无人机的隐身能力, 在防御方面,降低了察打一体无人机的可探测性,从而确保其能够在敌方雷达的搜索下保障安全。在进攻方面,它可以大幅度减少防守方的感知和防守范围,使其无法发现。该机在进攻时,可以通过自身的隐身优势攻击防守方,使防守方失去反击能力, 并在后续的第二波空袭中增强自身的攻击能力。 隐形技术大大提高了察打一体无人机的作战能力, 使其能够在察打一体无人机的未来发展中发挥关键作用。

将会有越来越多类似X-47B、神经元、利剑等先进的隐形无人机被研发出来, 察打一体隐身无人机将成为未来无人机发展的重要方向。

2.2 智能性更强

未来战场环境复杂多变, 依赖手动控制的察打一体无人机将越来越多地暴露出各种致命且无法弥补的缺陷。以美国海军为例,美国军方还没有真正意义上的智能无人机。X-47B 也仅仅是最接近无人战斗机需求的,其智能化水平依然很低,达不到替代有人驾驶战斗轰炸机水平,它仍然需要依赖地面站对它们进行操控。 这不仅要增加作战人员编制,使作战部队人员显得臃肿。 还因为在战场上,无人机和地面站之间的通信系统信息传输的时间迟滞和操作人员对战场信息掌控不全面, 导致察打一体无人机在愈发激烈的战斗中越显笨拙、缓慢和滞后,严重限制了战斗力。

因此,使下一代无人机具有自动控制、独立决策和独立思考能力等智能化功能变得尤为重要。 从目前世界先进察打一体无人机的发展趋势来看, 未来察打一体无人机的机载智能设备所占有的比重将越来越多。

2.3 协同性更强

现代战争是一整个体系的对抗, 将更加注重整体作战能力。 察打一体无人机将告别过去单枪匹马的作战方式,联合性对于察打一体无人机变得越来越重要。无人机与有人机之间的连接能力得到了世界各军事大国的广泛重视,相关的研究和验证工作也在不断的进行中。

更强的组合不仅可以提供更强大、 更灵活的系统作战能力, 而且可以为察打一体无人机提供更加灵活多变的作战应用模式。

3 结束语

察打一体无人机是为减轻或取代有人机的部分打击任务而出现的,具有滞空时间长,攻击节奏快,是未来无人机发展的主流之一。 本文以美国、欧洲、中国等无人机技术强国的先进察打一体无人机为研究对象, 对察打一体无人机的性能特点及技术发展现状展开讨论, 并对未来察打一体无人机的发展趋势进行了分析和预测, 结果表明: 未来察打一体无人机将具有更强的隐身性、 智能性、联合性,能够适应更加复杂多变的战场环境,以及更多的任务需求。

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