无人驾驶飞机 |
简介编辑本段回目录
无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用,揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。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。在近期几场局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察
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诞生编辑本段回目录
无人驾驶飞机,通常被简称为无人机。也许有很多人没有见过它的模样,不过,它很好辨认,因为在飞机家族的诸成员中,数它的个头最小了。所以,当你什么时候看到空中有一种个头比一枚空空导弹大不了多少的飞机,那恐怕就是无人机了。
现代战争已是坦克、大炮、飞机、军舰多兵种之间有机配合,
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无人机的诞生可以追溯到1914年。当时第一次世界大战正进行得如火如茶,英国的卡德尔和皮切尔两位将军,向英国军事航空学会提出了一项建议:研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飞机,使它能够飞到敌方某一目标区上空,将事先装在小飞机上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴·亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。
最初的研制是在一个名叫布鲁克兰兹的地方进行的。为了保密,该计划被命名为“AT计划”。经过多次试验,研制小组首先研制出一台无线电遥控装置。飞机设计师杰佛里·德哈维兰设计出一架小型上单翼机。研制小组把无线电遥控装置安装到这架小飞机上,但没有安装炸弹。
1917年3月,在第一次世界大战临近结束之际,世界上第一架无人驾驶飞机在英国皇家飞行训练学校进行了第一次飞行试验。可是飞机刚起飞不久,发动机突然熄火,飞机因失速而坠毁。过了不久,研制小组又研制出第二架无人机进行试验。飞机在无线电的操纵下平稳地飞行了一段时间。就在大家兴高采烈地庆祝试验成功的时候,这架小飞机的发动机又
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两次试验的失败,使研制小组感到十分沮丧,“AT计划”也就此画上了句号。但A.M.洛教授并没有灰心,继续进行着无人机的研制。功夫不负有心人,10年后,他终于取得成功。1927年,由A.M.洛教授参与研制的“喉”式单翼无人机在英国海军“堡垒”号军舰上成功地进行了试飞。该机载有113公斤炸弹,以每小时322公里的速度飞行了480公里。“喉”式无人机的问世在当时的世界上曾引起极大的轰动。
几乎与此同时,英国皇家空军也研制了几种不同用途的无人机,其中有用陀螺仪控制的空中靶机,有用无线电控制、可投放鱼雷的无人机,甚至还开始研制无人驾驶的攻击机。但经过反复试验,英国皇家空军最后确定制造一种用陀螺仪控制的无人机。这种无人机既可当靶机,也可携带炸弹。后来,皇家空军又对这种无人机进行了改进,采用预编程序的无线电遥控装置,并装上了大功率发动机,使这种无人机的速度增大到每小时310公里。英国皇家空军一共制造了12架这种取名为“拉瑞克斯”的无人机,该机还曾装上火炮,成功地从战舰和地面基地进行了发射试验。
发展编辑本段回目录
随着无人机技术的逐步成熟,到了30年代,英国政府决定研制一种无人靶机,用于验校战列舰上的火炮对飞机的攻击效果。1933年1月,由“费雷尔”水上飞机改装成的“
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英国人在无人机的研制上捷足先登,美国人也不甘落后。早在1915年,美国的斯佩里公司和德尔科公司就曾研制出第一架无人机。这架无人机总重只有272公斤,由1台30千瓦的活塞式发动机作为动力,装在一个4轮滑车上,草地上铺设了滑轨。飞机发动后,带动滑车在滑轨上滑行。达到一定速度后,飞机即脱离滑轨飞上天空,然后由一个简单的陀螺仪装置控制飞行方向,由一个膜盒气压表自动控制飞行高度。1915年,这架被取名为“空中鱼雷”的无人机不仅成功地进行了试飞,而且被装上136公斤炸药成功地进行了攻击目标试验。
此后不久,美国陆军的查尔斯·F·凯特林又研制出一种无人机,并取名为“凯特林飞虫”。该机颇似普通的双翼机,总重量为238.5公斤,可携带82公斤炸弹,飞行速度达到每小时88公里。1918年9月,美国陆军开始试飞“凯特林飞虫”,并于10月22日终于把它送上了天空。
30年代美国的一个叫雷金纳德·德里的航空专家为美国陆军研制出了供打靶用的无线电遥控机。1939年,美国又研制出了一种上单翼无人机,取名为RP-4。
1941年,珍珠港事件爆发。因战事所需,美国陆、海军开始大批订购靶机,其中OQ-2A靶机984架、OQ-3靶机9403架、OQ-13
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在第二次世界大战中,美国陆军航空队曾大量使用无人靶机,并在太平洋战场上使用过携带重型炸弹的活塞式发动机无人机对日军目标进行轰炸。战争期间,美军还打算将报废的B-17和B-24轰炸机改装成携带炸弹的遥控轰炸机。驾驶员先驾驶这种遥控轰炸机至海边,然后跳伞脱身,遥控轰炸机则在无线电的遥控下继续飞行,直至对目标进行攻击。可惜由于所需经费巨大,再加上操纵技术过于复杂,美军最终还是放弃了这一研制计划。在此期间,美国海军也曾研制出3种喷气式无人机,分别取名为“格劳伯”、“富根”、“加格勒”,但因种种原因,都未能正式装备部队。
二战结束后,随着航空技术的飞速发展,无人机家族也逐渐步入其鼎盛时期。时至今日,世界上研制生产的各类无人机已达近百种,并且还有一些新型号正在研制之中。而随着计算机技术、自动驾驶技术和遥控遥测技术的发展和在无人机中的应用,以及随着对无人机战术研究的深入,无人机在军事方面的应用日益广泛,被誉为“空中多面手”、“空中骄子”。
功能及作用编辑本段回目录
①作为靶机。
这是无人机的最初用途,可用于地面防空和空中格斗武器的试验与训练。如美国诺斯罗普公司研制的MD2R5靶机,最大飞行高度8250米,可装红外曳光管和雷达信号
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②侦察监视。
这也是无人机最早的用途之一。无人侦察机可以深入阵地前沿和敌后一二百公里,甚至更远的距离。它依靠装在机上的可见光照相机、电影摄影机、标准或微光电视摄像机、红外扫描器和雷达等设备,完成各种侦察和监视任务。一般来说,一架无人机可携带一种或几种侦察设备,按预定的程序或地面指令进行工作,最后将所获得的信息和图像随时传送回地面,供有关部门使用;也可以将获得的所有信息记录下来,待无人机回收时一次取用。随着高新技术的发展和应用,无人机上的设备性能也在不断提高,同时还增加了一些新的装备,应用范围进一步扩大。如装备全球定位系统(GPS)后,无人机可与侦察卫星和有人驾驶侦察机配合使用,形成高、中、低空,多层次、多方位的立体空中侦察监视网,使所获得的情报信息更加准确可靠。
③骗敌诱饵。
使用无人机吸引敌方
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④实施干扰。
如果说诱饵无人机是想方设法让敌方发现自己,吸引敌防空火力,那
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⑤对地攻击。
作为一种空中运载工
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⑥校射。
主要用于火力引导和对射击效果进行评估。美国洛克希德公司生产的“苍鹰”就是这样一种无人机。它装有测距机。自动跟踪电视摄像机、激光指示器和热成像仪,可通过抗干扰的数据链向地面传送位置修正指令,能为“铜斑蛇”激光制导炮弹和机载“海尔法”反坦克导弹指示目标。
⑦通信中继。
如美国的“先锋”式无人机装有抗干扰扩频通信设备、大功
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种类编辑本段回目录
正是由于无人机本领出众、使用安全方便并屡创佳绩,从而越来越受到军事专家们的器重。而随着新技术的开发和利用,综合功能更强、飞行性能更好
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①“密码”无人机。
这是美国西科斯基飞机公司应国防部要求研制的一种小型无人机,主要用于向战场指挥员提供与战斗进展有关的战场实时信息。“密码”机外型十分奇特,酷似一个面包圈。该机飞行高度2500米左右,巡航半径30公里,内装光学照相机、前视红外传感器及其它可执行军事任务的传感器。它主要担负在中低空范围内对敌各种目标的侦察搜索任务,并可利用机上地面穿透雷达探测地下的雷达等装置。
②多功能无人机。
这种无人机将集侦察、校射、监视、战果评估、目标识别、无线电中继、对地攻击等多功能于一体,可在距敌较远时进行干扰、诱骗等软打击,也可在必要时对地面重要目标进行攻击。美国波音公司研制的“秃鹰”就是这样一种无人机。“秃鹰”是一种大高度、长续航时间的自主式无人机,可用于执行战略侦察、监视。目标探测、反潜战、指挥、控制、通信、大气监测、海关与边防巡逻等任务。该机采用全复合材料机体结构,具有很轻的大展弦比承载机翼。该机巡航速度每小时148公里,最大升限2.736万米
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③微型无人机。
为进一步扩大无人机的使用范围,使无人机能直接为班、排、连等低级别作战单位提供实时的情报保障,国外正积极开发微型无人机。这种无人机最长约2米,仅重几公斤,使用时可由单兵发射筒发射。如美国布兰登布雷飞机结构公司和伞翼公司正在研制的“天球”无人机,最大重量仅9公斤左右,最长留空时间为2.5小时,除可以垂直起降外,还可在7米×7米的场地上发射与回收。
新一代微型侦察机即将走出实验室。可以放在手掌上的这种微型飞机翼展15厘米,靠体积仅有纽扣大小的电动或喷气发动机推动。它将被用于侦察卫星和军用侦察机监视不到的死角,使士兵能够看到山背面的情况或发现躲在被轰炸后的建筑物内的敌人。微型侦察机可以放在军用挎包里,它装备有摄像机、红外线传感器或雷达探测器等,甚至有电子鼻,以便通过士兵的气味发现他们。
据悉,科学家在研制微型飞机的发动机方面已经取得很大进展。美国麻省理工学院的艾伦·爱泼斯坦正在制造一种直径仅为一厘米的蜗轮喷气发动机,其提供的动力能保证微型飞机的时速达到300公里,因为速度是确保在大风中稳定飞行的关键。他们相信,6个月内一种微型喷气发动机就可以投入使用。
佐治亚工学院的罗布·米切尔森则提出使用脉冲式喷气发动机,他已经造了一个模型,如同一支短粗的钢笔。另一个办法,是用电动机带动螺旋桨。尽管微型电动机提供动力还存在困难,但美国国防部对制造微型技术研究所的工程师们制造的一种
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④人工智能无人机。
为使无人机真正成为“空中士兵”,国外正在积极发展人工智能无人机。如英国塞肯公司的“塞肯”观察与攻击自动飞行器,可在空中监视目标的同时自动判断目标的军事价值。当它认为目标值得攻击时,就自动调整飞行状态,精确地向目标发起俯冲攻击。
⑤空战无人机。
为减少有人驾驶飞机在空战中的损失,国外正研制用于空对空交战的无人机。由于无人机机动时不受飞行员抗过载能力的限制,空战时,可进行超常规机动,对导弹等高速攻击武器可进行有效的规避。同时,由于无人机被敌方机载雷达截获的概率低,故在空战中的损失要大大低于有人驾驶飞机。例如,美国研制的高机动空中格斗无人机,在与F-4“鬼怪”式战斗机进行空战格斗试验中,曾成功地躲避开F-4 所发射的“麻雀”导弹的攻击,并占领了F-4后侧有利的攻击位置。另外,美国还在进行“天眼”无人机携载“轻标枪”和“针刺”空对空导弹的试验,用于与直升机、攻击机空战。
⑥长时间留空无人机。
为对目标进行长时间监视,弥补无人侦察机留空时间短、对同一目
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⑦反导弹无人机。
为对付日益增多的地对地战术导弹的攻击,国外正积极研制用于拦截导弹的无人机。这种无人机可在距所防卫目标较远处击毁来袭导弹,从而克服了“爱国者”、C-300等一类导弹拦截距离近、反应时间长、拦截成功后的残体仍对目标有一定损害作用的不足。
⑧预警无人机。
与载人预警机相比,预警无人机的经济性好、费效比低且生存能力强。预警无人机与载人预警机一样,集预警、指挥、控制和通信功能干一身,可起到活动雷达站和空中指挥中心的作用。平时可用来进行空中值勤,监视敌方行动,战时可加大预警距离,扩大己方的拦截线并且可以通过它统一控制战区内的所有防空武器,有效指挥三军作战。预警无人机既可单独作用,又可与载人预警机配合使用。单独使用时,预警无人机利用下行数据传输线,将所获得的情报信息传到地面指挥控制中心。配合使用时,预警无人机率先部署在200~300公里外,将所获得的情报发送给载人预警机,以此扩大预警范围,避免载人预警机穿行于危险区域。美国格鲁门公司研制的D754就是一种典型的预警无人机。该机装有新型机载共形相控阵雷达,能够在复杂电子环境中探测和识别像巡航导弹这样的低空飞行目标。此外,
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⑨隐身无人机。
1995年6月1日,由美国洛克希德公司、马丁公司和波音公司联合研制的世界上第一种隐身无人机――“蒂尔”-3(绰号“暗星”),在美国加利福尼亚州的洛克希德公司斯昆克工厂公开展出。该机外形奇特,机翼硕大,机身扁平,有头无尾。“暗星”之所以采用这种奇特的外形,主要是为了减小雷达反射截面积,以增强隐身性能。机身的底部涂成黑色,也是基于此种考虑。该机在1.37万高度可巡航8小时,活动半径1800公里,巡航速度每小时240公里。据介绍,该机将装备合成孔径雷达或电光探测设备,在续航8小时时,总监视覆盖面积为4.8万平方千米;在1米分辨率时,搜索速度为每小时5480公里;能显示0.3米的目标象点;单机可截获目标600个。该机还具有自主起飞、自动巡航、脱离和着陆的能力,而且可在飞行中改变自己的飞行程序,以执行新的任务。
发展趋势编辑本段回目录
一、良好的隐身性能
无人驾驶飞机在近期的几场局部战争中,尤其是在空袭南联盟行动中发挥的巨大作用是令人瞩目的,但由于自身隐身技术存在着一定的不足和遂行作战任务性质的局限,使其在作战中暴露出来的很高的被击毁率又是发人深省的。在以“非接触”方式为主导的未来战争中,不尽快解决无人驾驶飞机隐身技术问题或仅仅扮演一个不堪一击的“假目标”角色是远远不够的。因此,增强无人驾驶战斗机
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二、准确的攻击能力
无人机和战斗机的结合,构成了一种全新的武器系统——无人驾驶战斗机。第二次世界大战以来,无人驾驶飞行器的研究应运兴起。遗憾的是,此后几十年中,无人机与战斗机却一直无缘结成连理,没能造就出无人驾驶战斗机。近年来,随着中远程巡航导弹和弹道导弹的发展日新月异,地空导弹、空空导弹的制导技术日臻成熟,可重复使用的无人驾驶飞机的控制水平也日益提高,“无人驾驶战斗机”的话题才得以被人提及,且有人将反辐射导弹的技术移植到无人机上,研制出了反辐射无人机,成为一种对地面雷达极具威胁的新式武器。这种航空武器的出现,可以说是向
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90年代初,美、英、以色列等航空工业发达国家,最先向无人驾驶战斗/攻击机这一技术高地发起了冲击。经过对未来战场环境和对正在发展的航空航天新技术的分析预测,军界和工业界人士认为,由于无人机能够以合理的成本进行有危险的行动,保护军人的生命安全,因此,在今后10到30年的时间内,需要研制和使用新型的无人驾驶战术战斗机,执行一些对有人驾驶战斗机来说太危险,而对于一次性发射的导弹来说又不太经济的任务。据美国国防部声称,如果美国空军与海军的联合攻击战斗机计划因技术或预算问题而夭折,则将打算用无人驾驶战斗机取代现役的F-16和F/A-18战斗机。英国、法国、以色列和日本也在加紧研制无人驾驶战斗机。英国空军正在考虑用无人驾驶战斗机替代将于2015年退役的旋风GR4战斗机。各国五花八门的无人驾驶战斗机设计构想多数尚处于论证、研制和试验阶段,其中最典型的方案有:美国诺斯罗普·格鲁门公司为军方设计的未来无人驾驶战斗飞行器方案;波音公司准备将JSF战斗机改装为两种成本较低的“无人驾驶战术战斗机”;欧洲国家在研制出第四代战斗机EF2000和阵风之后,英国和法国决定联手研究一种具有强大攻击力的无人驾驶航空器。携带各种武器的无人机将于2007到2025年投入实战。
三、轻便灵巧的机型
微型武器具有重量轻、体积小、造价低、不易被发现和摧毁等特点,因此被世界各国尖端武器研制机构所看好,并投入了巨大的研制资金,在未来战场上有着强劲的发展前景
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美国国防部高级研究项目局在1999年1月进行了一系列翼展60厘米、重200克的小型无人机试验,并获得了成功。目前,该局在其空中飞行器计划中又推出了12种大小只有152毫米的袖珍型无人飞行器的预研方案,其中4种的研制工作已正式启动。这4种袖珍型无人机有两种固定翼型、一种直升机型、一种折叠翼(活动翼)型。由维伦蒙特公司研制的固定翼样机,其翼展为15厘米,时速48公里,装备有5克重微型GPS装置,试飞22分钟获得成功;另一种固定翼样机的翼展也是15厘米,装有军用摄像机,航程5到10公里,由洛克希德·桑德斯公司研制;直升机型重300克,携带红外成像设备,样机有三轴稳定器,采用GPS导航,持续飞行时间可达2小时;折叠翼型袖珍无人驾驶飞机正由美国加州工学院进行研制,其主要战斗诸元仍处于尖端武器的机密领域。另外,据军事科学家们透露,一种仅有一美元纸钞大小的遥控战斗机已经研制出来。机上装有超敏锐感应器,可“闻”出柴油发动机排出的废气,一旦被它盯上,就会紧追不放,且可以拍摄夜间红外照片,将敌动态和坐标传到200公里外的基地,引导导弹精确命中目标。它执行任务时不用担心敌方雷达系统,适合全天候全时程作战。
四、双重性的驾驶机理
为了提高作战效益和遂行各种任务的需要,一种有人和无人两用型战斗机,也将随着无人驾驶飞机技术的日益成熟而在未来的空战中
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可见,在未来战争中,品类众多、功能各异的无人驾驶飞机,必将成为广奥空宇中的百变幽灵而无处不在,无所不能。随着航空工艺、材料和技术的不断进步,无人驾驶飞机在未来的20年间将会真正崛起,成为高技术战争舞台上一颗耀眼的“明星”。