UAV無人駕駛飛機

UAV無人駕駛飛機

UAV 無人駕駛飛機的英文縮寫(UnmannedAerialVehicle),簡稱無人機。目前,全球約有4.8萬架無人機。現在可以斷言,無人機將在未來20年至50年主宰人類天空。 無人機不需要飛行員在機艙內進行駕駛,飛行全過程在電子設備的控制下自動完成。無人機上不用安裝任何與飛行員有關的設備,這樣可以騰出空間和重量裝更重要的設備。另外,使用無人機不用擔心飛行員傷亡的問題。

基本介紹

  • 中文名:UAV無人駕駛飛機
  • 外文名:UnmannedAerialVehicle
  • 簡稱:無人機
  • 全球數量:4.8萬
  • 優勢:無人機不用擔心飛行員傷亡的問題
簡介,美國UAV情況:大力開發,英國UAV情況:日趨成熟,俄羅斯UAV情況:積極謀劃,德國UAV情況:矛盾重重,中國UAV情況:不怕封鎖,

簡介

無人戰鬥航空器 (UCAV)構想將在比有人系統低得多的全壽命周期費用下為先進空中力量增加戰術威懾,美國計畫將 UCAV武器系統作為 2010後軍力結構的一個完整組成部分,初期作戰目標是作為有人飛機的有機補充,通過在處於安全地區的操作員控制其執行對敵防空壓制 (SEAD)任務來支持攻擊計畫。在 2002年的阿富汗戰場上,美軍使用 Tier—2“捕食者”無人駕駛飛機向基地組織的車隊發射了“海爾法”空地飛彈。UAV和UCAV毫無疑問將成為未來航空器發展熱點。

美國UAV情況:大力開發

美國海軍研究實驗室(NRL)正在開發一種名為“西卡德”(CICADA,close-in covert autonomous disposable aircraft/“近距、隱蔽、自主、一次性使用的航空器”)的新概念微型無人機(UAV)。
“西卡德”可大批量部署,用來進行電子情報蒐集,為前進中的部隊預先構建戰場通信網路。美海軍將其形容為“可飛行的印製計算機積體電路板”。它採用滑翔飛行,可以摺疊存儲和運輸,也可以數千個裝在一起由一架運輸機運往戰區並同時投射。
8月底,NRL在美國佛羅里達州奧蘭多市舉行的國際無人系統協會(AUVSI)北美討論會上公布了這一構想,同時展出了一架初步的樣機(如圖所示)。每架“西卡德”都集成了一套飛行控制組件、綜合式全球定位系統(GPS)、基於微機電系統(MEMS)的作動器(可將UAV從摺疊狀態展開並驅動控制面)、一台電源、一套微型通信系統和一套微型電子情報蒐集感測器。在存貯狀態下,這些“可飛行的電路板”彼此間通過印製在其外蒙皮上的標準化接觸面互連,並組成一個數據網路。這樣就能在將它們運往戰區的途中同時對數千架UAV進行編程。按目前的封裝概念設計,在一個邊長15厘米的立方體中可裝入18架“西卡德”;而當使用美空軍標準的薩金特-弗萊徹公司(SergeantFletcher)貯運吊艙裝載時,一架C-130戰術運輸機一次可運輸9800架。這么多“西卡德”可通過撒布,在25分鐘內覆蓋4800平方千米的地域。
按目前的設計,每架“西卡德”僅重20~30克,採用靜穩定布局以降低彼此間發生碰撞時的影響。該機的滑翔比為3.5,飛行速度為92.5千米/小時,驗證型樣機翼展為210毫米,NRL正在進行風洞試驗以最佳化設計。通過集群編程,每架UAV將被設定一個位於目標區域內的著陸點坐標,在著陸時該機的上翼面將用作天線,多架UAV之間將通過互聯互通和同步建立一個通用分散式網路。所有UAV可合成為一個超大型電子偵察陣列,也可由部分通過協同形成輻射源定位星座——由於參與監控的節點很多,故將具有更高的輻射源地理空間定位精度。
2005年,NRL獲得為該概念構想提供的5年撥款支持,並啟動研製工作。目前,有效載荷的研製工作進展良好,其中飛行控制系統已利用替代機完成試飛,電子情報感測器樣機將在今年9~10月進行振動試驗。該機生產型的目標單價是100美元,而目前的不帶任務載荷的樣機成本已做到90美元。NRL還在研製至少2種派生型,其中一種用一個低成本擴音器取代上翼面天線,用於在敵占區組成心理戰廣播系統;另一種則由120毫米口徑炮彈搭載,為此改用圓形機翼;其他改型概念還包括搭載標準的戰鬥機用箔條/熱焰干擾彈發射裝置等。
"赫特"(HURT)項目是美國諾斯羅普·格魯門公司在美國陸軍(潛在用戶)和美國國防預先研究計畫局(DARPA)的支持和資助下,正在進行的一個UAV(無人機)大系統開發和驗證項目。"HURT"實際上是"綜合異類無人平台的偵察群"(Heterogeneous Unmanned Reconnaissance Team)的英語縮寫。該項目的目標主要有兩個:一是實現對給定空域中自主式UAV機群(可包含多種型號/型別的UAV)及其地面站的指揮與控制,使之可協同完成ISR(情報/監視/偵察)任務;二是使系統可處理來自班一級建制的信息/情報(例如圖像)請求,並根據請求選擇機群中最合適的UAV來完成信息獲取任務,最後將信息提供給請求者。該項目第一階段的工作集中於技術開發,目前已經結束;第二階段的開發和驗證契約即將在未來數周內授予諾·格公司,但這一階段的工作實際上已從2007年9月提前開始。
HURT項目的第二階段將持續26個月(以2007年9月為起點),DARPA和諾·格公司將集中於更好地解決大系統中UAV的指揮控制問題,主要目標是開發並驗證新的計算機指揮控制系統,這種系統能自動地協調美國陸軍在整個戰區內每架UAV的飛行任務和路徑,並顯著縮短地面部隊從發出信息/情報請求到獲得UAV感測器提供的信息/情報的時間(據稱可從現在的"分"級縮短到"秒"級)。在這一階段,HURT項目將以每四個月為一個小階段進行螺旋式漸進開發,每個小階段結束時都將在美國陸軍的設施或試驗場進行一次演示驗證。每一次演示驗證都將為美國陸軍一個機會,一個把已開發和驗證的技術投入實際使用的機會。按DARPA的說法,在該項目的最後8個月左右(大約從2009年3月開始),它將啟動一項雄心勃勃的計畫,把整個HURT系統轉化為可實戰使用的系統。
第二階段工作的主要內容之一將是建立可區分請求優先權的戰術-技能-操作程式(TTP)。DARPA擬採用經驗方法來完成優先權排序,即以信息/情報請求者的軍銜作為基本判定依據,也就是說,高軍銜軍人的信息/情報請求在原則上比低軍銜軍人的請求有更高的優先權。但DARPA的HURT項目經理Michael Pagels承認這種方法將面對挑戰--"如果你的任務確實很關鍵,但你的指揮官卻不同意這點……那這就是我作為一名技術專家所無法解決的問題之一了"。不過研究人員們正試圖在HURT系統中建立一種通信互聯,允許士兵們在生命安全很快就會受到嚴重威脅的情況下,對其信息請求賦予"911"式的緊急優先權。顯然,這樣的設計使UAV機群的指揮控制權隨時都有可能從指揮官手中溜走,預計某些指揮官們將很難接受這一點。在UAV數量有限的情況下,在指揮官的指揮控制權和請求優先權之間將不得不進行平衡處理。

英國UAV情況:日趨成熟

英國國防部(MOD)授予泰萊斯英國公司、波音公司和QinetiQ公司一份契約,將開展無人機(UAV)研究工作。
這三家公司組成的JUEP小組將製造聯合UAV試驗項目(JUEP)中的海上無人機,泰萊斯英國公司負責領導項目實施。JUEP工作組將飛行"掃描鷹"UAV,以便了解聯合軍種對未來海上無人機的作戰需求。該項目將為MOD提供探索無人機系統在未來網路化的海上ISTAR(情報、監視、目標獲取和偵察)能力中所起作用的最初機會。
波音公司將提供改裝的"掃描鷹"飛行器和UAV專門技術,QinetiQ公司將提供英國無人機試驗實施、安全性和適航性方面的專門技術。泰萊斯英國公司將領導小組工作,還將承擔艦載綜合、作戰分析等工作。小組還將開展"海王"Mk7空中監視與控制直升機的試驗。
作為"聯合無人機試驗計畫"(JUEP)的一部分,英國國防部已採用"掃描鷹"(ScanEagle)無人機(UAV)進行了名為"警惕的毒蛇"(Trial Vigilant Viper)的海上作戰試驗。該試驗是在蘇格蘭西岸進行的,包括一系列海上作戰試驗。"掃描鷹"由英國皇家海軍(RN)的一艘23型飛彈護衛艦--"薩瑟蘭郡"號發射和回收,飛行圖像由"海王"Mk7直升機實時監視。
JUEP項目這一部分的目標是探索UAV在海上和近海作戰中的作用。"掃描鷹"在試驗中用於對水面/地面進行監視、偵察、遮斷和火力支援,"薩瑟蘭郡"號還在一次實彈射擊練習中,利用該機傳回的圖像校正了對浮筒靶標的瞄準。另一次試驗包括在一次持續6小時的飛行中將視頻圖像傳回護衛艦,以及通過衛星傳送到幾百英里外的一個指揮中心。
泰萊斯公司是執行此次試驗的工業界領導,參與者還有美國波音公司和英國奎奈蒂克公司。泰萊斯航宇英國公司管理董事理察·戴肯(Richard Deakin)稱,在此次試驗中所獲得的經驗將用於英國皇家海軍未來ISTAR(一種高速垂直起落UAV系列)概念的發展,並將為一些項目,例如"海上空中監視與控制"(MASC)飛機和未來海上無人機制訂要求提供參考。英國國防部UAV項目小組領導凱文·哈維(Kevin Harvey)補充說,這些經驗將為英國皇家海軍在考慮此技術領域的未來能力需求時指明方向。
泰萊斯公司也是"守望者"(Watchkeeper)情報/監視/偵察(ISR)UAV項目的主承包商,該項目是英國至今為止最大的UAV採辦項目,總值預計可達12億美元,將在2010年開始服役。

俄羅斯UAV情況:積極謀劃

俄羅斯航空企業正推進無人機(UAV)和無人作戰飛機(UCAV)的研究工作,指望能因此獲得更多的政府投資。而歐洲企業也在探尋與俄羅斯在這一領域合作的可能性。
目前俄羅斯已涉足UAV/UCAV研究的企業包括卡莫夫設計局(Kamov)、Kvand公司和雅科夫列夫設計局(Yakovlev)和伊爾庫特公司(Irkut)等。俄目前的國防預算仍有限,但由於油價上漲,俄出口石油獲得的收入增加,因此明年的國防預算將增長。參加今年莫斯科航展(MAKS 2005)的俄業界官員們暗示說,有些撥款已用於無人機項目,但主要工作仍處於保密階段。
雅科夫列夫設計局和義大利馬基飛機公司已探索了在UCVA領域開展某種形式的合作,但還有待雙方政府的批准。雅科夫列夫已展示了一種利用其雅克-130教練機有關技術的UCAV概念。俄業界訊息來源還說,伊爾庫特公司可能在無人機與歐洲航空防務與空間集團(EADS)展開合作。
蘇霍伊設計局也在探索UAV概念,並已提出"探測器"(Zond)系列高空監視無人機設計。卡莫夫設計局正在繼續開發其卡-37和卡-137之後的無人旋翼機,並展出了一個裝有感測器和武器的小尺寸共軸反轉無人旋翼機模型。卡莫夫設計局官員稱,該機可執行偵察和攻擊任務,並可為其他直升機提供目標照射。該官員還聲稱俄國防部已對其表現出興趣,且該局正在進行的某些工作已獲得國防部撥款的支持。
原來從事飛機內飾設計和製造的Kvand公司則在航展上展示了一種UAV的全尺寸模型。該公司正與位於白俄羅斯的Indela實驗室合作開發一系列具有冒險性的UAV設計,其中一種是固定翼垂直起降UAV。公司官員們稱,一架用於驗證基本設計的常規起降型試驗平台將在年底前首飛,而一些子系統現在已在試驗。
Kvand展出的UAV構想用於偵察和電子干擾任務,能攜帶包括晝/夜光電感測器在內的多種載荷。該機長10.8英尺(約3.3米),翼展10.2英尺(約3.1米),所宣稱的最大航程超過500英里(約805千米)。

德國UAV情況:矛盾重重

德國議會經濟與合作分委會主席Bonde在國際無人機系統協會於德國Cologne舉行的無人系統歐洲會議上發表講話時說,德國國內目前正在就本國採購長航時無人機(UAV)一事展開政治爭論。德國議會今年一月批准採購5架諾斯羅普·格魯門公司的RQ-4B歐洲鷹高空長航時UAV,並正在考慮採購通用原子公司的MQ-9捕食者B中航時UAV。
Bonde還是議會國防、國土安全和外交委員會成員,他說,國內的爭論焦點是長航時UAV在未來的軍事作戰中可能引起衝突升級,即使是僅僅用於偵察也可能引起國家間的衝突;德國是否要擁有武裝型UAV也是此次爭論的一部分。他說,歐洲鷹今後的批准使用對議會來說將是一個問題。他說,德國空軍相當長一段時間以來非常渴望採購捕食者B用作偵察UAV,如果這一採購最終未能如願他會感到非常驚訝;但是該機的武器系統能力目前是一個爭論的話題。

中國UAV情況:不怕封鎖

美國政府獲得中國決定致力於研發最先進的無人機(UAV)系統的相關情報之後,立即向盟國施壓,收緊了對華無人機技術轉移,以防中國在無人機領域發展過快,進而縮小與美國在無人機技術方面的差距。
儘管美國竭盡打壓之能事,通過一切渠道阻撓中國獲得最先進的無人機技術,並且這些手段也取得了一定效果,但是在中國獲得相關技術的渠道被美方完全封鎖起來之前,中國已經從以色列方面獲得了足夠的技術支持。
事實上,中國已經通過以色列方面提供的無人機技術,同時結合自身科研創新,製造出了ASN-105型無人偵察機。報導稱,ASN-105型無人偵察機自身重量308磅,有效載荷88磅,空中續航時間大約兩個小時。此外,中國最近並對該型無人偵察機實施了升級改造,將機上配備的膠片照相機更換成了攝影機。
不僅如此,中國還研究開發出了比ASN-105型無人偵察機更大的ASN-206型多用途無人機。ASN-206型多用途無人機重約488磅,空中續航時間比ASN-105型無人偵察機大為延長,滯空時間增加到了8個小時。據美方通過相關渠道獲得的情報顯示,ASN-206型多用途無人機並使用了現有最先進的攝影以及通信技術。
儘管中國已經在無人機領域取得了一定成就,但是中國相關科研人員正越來越清楚地意識到,建造一種性能穩定的無人機(主要影響因素包括機身、發動機以及電氣系統等)才是他們當前面臨的最大挑戰。
西方國家反間諜機構掌握到的情報資料顯示,中國對無人機技術的興趣正日益加大。中國目前正投入大量資金以及人力物力,加緊研製可以挑戰美國等西方國家無人機技術的先進無人機系統。當然,中國也努力通過友好國家獲得先進的無人機技術,以便為已所用,進而有效縮短研發進程。鑒於這一情況,美國等西方國家加大了對華無人機技術封鎖,以便保持他們在無人機領域的絕對優勢。

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