书城童书空中多面手——特种飞机
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第12章 无人机(1)

无人机的诞生与发展

无人机是指机上没有驾驶员,其飞行状态、路线可以控制,并在大气层中航行的一类飞行器。无人机的外形与有人驾驶飞机很相似,现代小型无人机犹如一个大航空模型,大型无人机则相当一架一般的小飞机。与弹道导弹和巡航导弹有所不同的是,无人机一般可以多次使用。

一、无人机的研制

无人机并不是什么新奇的装备,早在1914年英国就开始了无人机的研制。1917年初,美国研制出了世界上第一架无人机,仅比莱特兄弟的第一架有人驾驶的飞机晚了十余年。

在第二次世界大战期间,德国秘密从事无人轰炸机的研究。1944年6月13日,代号为V-1的无人轰炸机(又称V-1导弹)首次空袭英国首都伦敦。在轰炸的最初五个星期,德国就向伦敦发射了3000架V-1。德国在它占领的比利时、荷兰和法国,都部署了这种无人轰炸机的发射起飞装置,并用这些装置连续向伦敦发射V-1,其数量达8000架之多。

二、突破

第一次和第二次世界大战期间,尽管出现并使用了无人机,但由于技术水平低下,无人机并未发挥重大作用。从20世纪50年代起,无人机的发展开始走上正轨,由于先进的电子、通讯技术的日益成熟,无人机的性能和用途也逐渐的提高和扩展。

三、现代先进无人机的代表

RO-8B“火力侦察兵”是美国诺-格公司研制的一种垂直起降无人机,已被美陆军选作“未来作战系统”的一个组成部分,将成为旅级部队装备的战术无人机。它是一种多功能武器系统,可以承担海上巡逻侦察任务和进行反潜、反舰和反水雷作战,它将是美海军舰载武器中的新利器。

无人机的特点与发展

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。在几场局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵敏的侦察 、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。

一、无人机的特点

北约在科索沃损失的无人驾驶飞行器多达18架,这个数字反映了在对飞行员过于危险的行动中使用无人驾驶飞行器的优势。这些飞行器在防卫严密的敌方领空中执行侦察和目标识别任务,其中一些被击落也不足为奇。损失硬件设备的代价确实昂贵,但总比飞行员被俘或战死要好。使用无人驾驶飞行器也许还能对地面上的平民造成的威胁降到最低。

《简氏防务周刊》的航空编辑尼克·库克认为,使用无人驾驶飞行器还有其他优势。他说:“无人驾驶飞行器自重较轻的优势是值得关注的,这可以增加飞行器的有效载荷能力,并有较长的续航时间——远远超过人体所能够承受的飞行时间。无人驾驶飞行器的售价和维护费用都要比有飞行员驾驶的飞机便宜得多。而将来的无人驾驶作战飞行器将能够执行超出飞行员生理极限的高速规避动作。”

排除了因使用飞行员而带来的人体局限因素,设计师就可以考虑全新的飞行方式。五角大楼的研究表明,无人驾驶作战飞行器可以采用像在整个任务过程中都颠倒飞行那样的非常规战术来执行打击任务。这种飞行器只需在投掷武器时摆正身子,投弹完毕后就能重新翻转飞行。因此,敌军的雷达发现不了这种无人驾驶作战飞行器,它没有起落装置和炸弹舱门,留给雷达的是无缝机身。而起落装置和炸弹舱门可能会在雷达上留下致命的反射信号。

防务业巨头洛克希德-马丁公司同其他两家大承包商波音公司和诺斯罗普公司一样,也设计出了一些无人驾驶作战飞行器的概念机型。一种设计是利用潜艇作为飞行器的载体,并通过潜艇的导弹发射管发射无人驾驶作战飞行器。飞行器执行完任务,可以在起飞后留下的浮动吊舱上着陆,或者由一个机器臂回收,而潜艇仍在水下看不到的地方。这种无人驾驶作战飞行器一旦回到船上,就能立即准备好执行下一次作战任务。

罗伯特·特鲁什科夫斯是洛克希德-马丁战术飞行器公司负责无人驾驶作战飞行器设计的高级专家。他说,潜艇发射无人驾驶作战飞行器的设想只是他们公司的多种想法之一。他说:“我们正在积极研究一系列创新的无人驾驶作战飞行器概念,这些概念相互之间看起来迥然不同,因为它们要执行完全不同的任务。”

波音公司高级工程分公司的执行副总裁戴夫·斯温说:“无人驾驶作战飞行器代表了一种革命性的新型武器系统,它可大大提高载人战斗机的效率和生存能力。同时降低作战行动的总成本。”

目前,建造无人驾驶作战飞行器的竞赛还处于研制样机阶段,比如现在飞行高度超过了6万英尺的“全球鹰”无人驾驶战斗机。这种喷气式飞行器是军用无人驾驶飞行器中最大的一种,其有效载荷将近2000磅,可全天候连续飞行3000英里。它由特莱丁-瑞安航空公司制造,该公司现在是B-2隐形轰炸机的生产商诺斯罗普公司的一家分公司。

电子技术日新月异的发展最终将促成微型飞行器的产生。在美国国防高级研究计划局的资助下,这种小得可以握在手掌中的微型间谍机已经在美国的一些实验室中初具雏形。

这种飞行器用雷达或者红外遥感器是几乎探测不到的,飞行起来非常安静,甚至使人无法感觉到它们的存在。未来的微型飞行器在军事上将能够发挥战地目标侦察员的作用,或用来在紧急情况发生时探明爆炸物和化学物,同时还可以将现场的电视图像传回到便携式电脑或头戴式显示器中。

国防高级研究计划局已规定这种微型飞行器的尺寸最大不超过15厘米,重量最重不超过4盎司。但是设计常规飞机使用的空气动力学原理对这么小尺寸的飞行器并不适用,所以航空工程师必须从头开始他们的设计工作。

许多微型飞行器采用的是扑翼,比如佐治亚技术研究所和英国剑桥大学合作研制的Entomopter。大部分微型飞行器都是靠电动马达和电池驱动的,但Entomopter却利用化学反应使机翼上下扑打。有些人甚至建议使用微波束来为微型飞行器提供动力。

目前,最小的扑翼微型飞行器还不具备在室外飞行的能力,所以它们更多地是以执行室内任务为目的。它们可以进入建筑物中,寻找灾后幸存者、人质或恐怖分子。

研究人员现在还在致力于从微型推进系统到导航和控制技术的各项研究。国防高级研究计划局已经在资助研究一些关键技术,比如微型电动机械系统,这样的系统使用硅片制造技术来制造微型发动机和陀螺仪。

研制任何无人驾驶飞行器时所遇到的主要问题很可能是在软件方面,而不是在引擎、电子学或其他硬件方面碰到的困难。编写操纵无人驾驶飞行器的程序是很难的,但是成功执行任务的关键正是那些微妙的差异以及像对飞行器的直觉和“感觉”之类难以界定的因素。

库克说:“无人驾驶飞行器和无人驾驶作战飞行器的关键问题是,人们从未打算用它们取代由飞行员驾驶的飞机,而是要用它们作为对后者的补充。实际上,在可预见的未来,人仍然是最成熟的、适应能力最强的飞机驾驶者。但是,将载人飞机和无人驾驶飞行器结合起来能够产生极其显著的效果。”由此看来,飞行员还不会“下岗”。

二、无人机在现代战场上的使用

1.侦察监视

侦察监视是无人驾驶飞机在战场上最早的用途之一。今天的无人机类型众多,性能优良,承担了更多的侦察任务。它深入敌后一二百千米侦察敌军部署情况;深入他国境内进行情报侦察、电子侦察;执行水上巡逻任务,为舰队收集附近海区的信息等。机载侦察设备也更趋多样化:利用可见光红外线进行照相侦察、利用先进的无线电设备进行电子情报侦察、利用电视侦察器材进行电视侦察、装配机载全景雷达和机载侧视雷达进行雷达侦察等。一般说来,一架无人机可以携带几种侦察设备,也可以根据不同的任务和情况灵活选择侦察器材。侦察无人机与侦察卫星和C4I指挥控制系统构建网络,以利于信息的实时传输和综合利用,在信息采集上,多使用实时传送的方式,以提高信息的准确性和时效性。

2.辅助攻击