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“空中机器人”的未来(1)
http://www.100md.com 2013年8月1日 《百科知识》 201315
     2002年11月3日夜,也门马里布沙漠。

    一辆卡车拖着烟尘向前疾驰。突然间,一道闪光从天而降正中卡车,后者随即在爆炸声中化为碎片。这并不是一起意外事件,卡车上的乘客也非同寻常——为曾策划袭击美舰“科尔”号以及法国油轮爆炸案的恐怖分子。那道从天而降的闪光则来自美国中央情报局所属的一架“捕食者”无人机从数千英尺高空发射而来的“地狱火”空对地导弹。攻击的遥控操纵者则处于数百英里外的吉布提。

    这次攻击行动来无影,去无踪,根本无从防范。这是号称“空中机器人”的现代军用无人驾驶飞机(UAV)完成的一次典型的对地精确制导攻击战例。

    迅猛发展

    无人驾驶飞机,英文常用Unmanned Aerial Vehicle(UAV)表示。它是一种机上无人驾驶、利用无线电遥控设备或机上自备程序控制装置操纵的可重复使用的航空飞行器。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,备受各国的青睐,尤其是在军事领域的一些局部战争中,无人驾驶飞机凭借其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种能力,发挥着显著的作用,并推动着军事科学、装备技术等相关领域的研究和进步。
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    早在1917年,世界上第一架无人机就问世了;只是由于受当时技术条件的限制,发展极为缓慢。进入20世纪60年代,美国出于冷战需要,将无人机研究重点放在侦察用途方面,RQ系列、 FQM-151A和GNAT-750等都是这一时期无人机的典型代表,并在数次军事冲突中发挥了超乎想象的作用。

    目前,以信息获取为应用目的侦察型无人机正在向超高空(大于3万米)、长航时(大于30小时)和超远程(大于1万千米)等方向发展。有些无人机甚至在某些方面已经具备了执行战略侦察的能力,从而与卫星的应用形成有机互补。

    20世纪80年代以后,国际上无人机的另一个明显的发展趋势是小型化。大多数小型无人机的质量降至百千克甚至几十千克,往往一辆汽车甚至单兵便能载放一架无人机。

    无人战斗机逐渐成为当前无人机研究的热点。经过改装后,RQ-1型无人机首次成为可以发射导弹的攻击型无人机,开创了无人机作战的先河。
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    关键技术

    在无人机的发展过程中,很多技术起到了关键性的作用,未来无人机的发展也离不开这些关键技术的提升。其中最主要的有以下几项:

    气动技术 由于无人机对灵敏度、飞行高度以及雷达反射截面等有特殊要求;因此,对各种先进气动布局的研究就显得尤为重要,如无尾、三角翼构型等。

    推进技术 无人机一般要求长航程,因此,必须采用高效率的动力技术。此外,还可以开发新的轻型高效燃料,如高效的航空煤油和使用太阳能作为动力等。

    人工智能技术 无人机,特别是无人战斗机需要采用高度自主程序,即利用一些智能软件驱动安置在无人机上的综合传感器,保证通信连接,完成无人机与操纵人员间的交互。这不仅使得无人机能确保按命令或预编程来完成任务,对已知目标做出反应,还能对随机出现的目标做出相应反应。
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    通信技术 宽带、大数据流量的数据链技术可以使无人机远距、快速地传输信息,实施超视距控制。

    发射与回收技术 21世纪要求无人机的发射和回收更加简便,如果无人机的起降不依赖跑道,将有可能改变未来空中作战模式,无人机也将具有更大竞争力。因此,大型无人机的先进发射技术和安全回收技术能否取得突破具有重大意义。

    武器和设备的小型化技术 在机载武器系统方面,将会采用最先进的空对空和空对地武器,使用非常灵巧的小型炸弹和导弹,使飞机有效载荷达到最优。在同样的质量下,其破坏能力比目前增加10倍。

    纳米技术 纳米技术是制造超微型零部件的技术依托,纳米技术的成熟与否,将关系到微型无人机的前景。

    未来方向

    综观世界各国无人机发展现状及未来无人机技术发展趋势,其发展方向可概括为以下几方面:
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    多功能、模块化

    随着机载遥感技术、精确制导武器技术、侦察和电子技术的发展,无人机的应用领域日益广阔。科技的迅速发展使模块化、通用化、系列化成为可能,今后的无人机平台和地面站很可能是通用的,将朝着一机多能的方向发展。进行系统设计时,研制人员将通过优化内部结构,采用模块化技术,使无人机可以根据具体任务及时更换不同功能的机载设备,执行不同任务。

    在伊拉克战争中, 美军使用的“捕食者”无人机除能够进行低空照相侦察任务以外, 还可加装两枚“海尔法”激光制导导弹, 对敏感目标和敌人的防空力量进行精确轰炸。如今,美军在“捕食者”无人机基础上研制的“捕食者-B”无人机飞行高度超过1.5万米。这种新型无人机飞行高度高,承载能力强,不仅能够进行侦察、监视、瞄准,而且能够进行武器发射,可以在执行任务时,对所发现的目标立即实施打击。英制“小妖精”无人机可根据担负的战场监视、目标指示、电子战等不同任务,分别搭载传感器、激光目标指示器和电子干扰机等不同设备。在靶机上装上侦察、电子战设备或各种部件,即可将其改装成侦察、电子战无人机或巡航导弹。

    高空长航时

    从发展趋势来看,长航时高空无人机已成为世界各国无人侦察机的发展重点之一。长航时高空无人机可在空中停留几天甚至几周,以获取目标区的完整信息。它较军用侦察卫星应用灵活,价格便宜,可随时按指挥员意图选定作战区域,并尽可能接近战区,以获取更精确情报。它还不受目标上空云雾的影响,可获取高分辨率图像;还可机动跟踪目标,提供实时信息。

    美国的“全球鹰”是这种高空长航时无人机中的典型机种。它可以不间断飞行40个小时。但这仍不能完全满足人们对无人机长航时的需求。为此,美国早在2002年就启动了无人机“自动空中加油(AAR)”项目,拟开发出一套系统,使无人机实现安全空中加油。, http://www.100md.com(李嘉骞 沈海军)
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