國外無人偵察機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

■ 易奎伍

近年來，圖像處理、信息化處理及融合、數(shù)據(jù)鏈通信、傳感器科學(xué)、導(dǎo)航等技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，推動著無人偵察機(jī)的發(fā)展。相較于有人偵察機(jī)和衛(wèi)星等其他偵察方式，無人偵察機(jī)具有使用限制少、無人員傷亡、效費比高等優(yōu)點。無人偵察機(jī)在航空偵察力量中占比越來越大，其在軍事任務(wù)和非軍事活動中的作用和地位也越來越凸顯。美國、以色列等國家投入大量軍費研發(fā)無人偵察機(jī)，并在實戰(zhàn)中取得了廣泛的運用，引領(lǐng)著全球無人偵察機(jī)的發(fā)展方向。

一、國外無人偵察機(jī)現(xiàn)狀

1917年，全球第一架無人機(jī)自英國誕生。無人機(jī)歷經(jīng)100 余年的發(fā)展，其發(fā)展大致經(jīng)歷了六個階段：1917-1930 年為研制問世階段、1930-1950年為低空低速靶機(jī)階段、1950-1960年為實戰(zhàn)應(yīng)用階段、1960-1973 年為廣泛應(yīng)用階段、1974-1990 年為新技術(shù)運用階段、1991-至今為高技術(shù)運用階段[1]。目前，世界上共有87 個國家和地區(qū)擁有無人機(jī)，其中26 個已裝備大型無人機(jī)。

無人偵察機(jī)是指無人駕駛的專門用于航空偵察的飛行器。上世紀(jì)60 年代，無人偵察機(jī)首次在戰(zhàn)場上得到了運用。越南戰(zhàn)爭期間，美軍為了減少偵察機(jī)飛行員被俘虜和傷亡的風(fēng)險，使用泰勒雷恩（Teledyne Ryan）飛機(jī)公司的“火蜂”（Firebee）無人機(jī)遂行偵察任務(wù)，大幅降低了戰(zhàn)機(jī)損失率和飛行員傷亡率。此后，無論是在戰(zhàn)時航空情報偵察，還是在平時的邊境管控、搜救等任務(wù)中，無人偵察機(jī)都發(fā)揮了不可替代的作用。

（一）美國

根據(jù)英國國際戰(zhàn)略研究所（IISS）《軍力對比2018》，美軍裝備無人機(jī)共計1139 架（不包括20 千克以下的微小型無人機(jī)），其中無人偵察機(jī)（ISR）564 架。

美國裝備的長航時無人偵察機(jī)主要包括中型無人偵察機(jī)“蚊蚋”750、RQ-1A“捕食者”和大型無人偵察機(jī)“全球鷹”、MQ-9“死神”。“蚊蚋”750 擁有長達(dá)40 小時續(xù)航時間，并能夠在目標(biāo)上空偵察20 小時以上。機(jī)載有航空偵察系統(tǒng)，包括光電偵察、數(shù)據(jù)傳輸、電子偵察等設(shè)備。RQ-1A“捕食者”擁有40 小時以上的續(xù)航時間，機(jī)載有各類先進(jìn)傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)全天時、全天候偵察，并進(jìn)行遠(yuǎn)程信息傳輸[2]。“蚊蚋”750 和RQ-1A“捕食者”都曾在波黑沖突中遂行航空偵察任務(wù)，為作戰(zhàn)提供情報支撐。“全球鷹”無人偵察機(jī)主要用于實施大范圍的連續(xù)偵察與監(jiān)視。它可以從美國飛到世界任一地點遂行偵察，也可在距基地5500千米的目標(biāo)上空遂行長達(dá)24 小時的連續(xù)偵察與監(jiān)視。機(jī)上裝備了合成孔徑雷達(dá)、紅外探測器、電視攝像機(jī)三種偵察設(shè)備，可在復(fù)雜條件下遂行全天候、全天時、高分辨率航空情報搜集，并利用通信設(shè)備將情報回傳給作戰(zhàn)指揮中心，為作戰(zhàn)指揮官進(jìn)行決策和戰(zhàn)損評估提供情報支撐。MQ-9“死神”無人偵察機(jī)裝備了新型渦槳發(fā)動機(jī)，能夠以416 千米/小時的速度連續(xù)飛行27 小時。機(jī)載的航空偵察系統(tǒng)可對目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視、偵察，從而為飛行員提供態(tài)勢感知，為作戰(zhàn)指揮人員提供情報，以滿足遂行空中支援、目標(biāo)打擊、空中控制、簡易爆炸裝置探測、轟炸效果評估等任務(wù)的情報需求。

美國裝備的短時無人偵察機(jī)包括“微星”、“黃蜂”、FQM-51“瞄準(zhǔn)手”無人機(jī)等。“微星”無人機(jī)體型約為人手掌大小，重量不到100 克，續(xù)航時間約為30 分鐘，航程約5 千米。它能夠在大、中型無人偵察機(jī)的偵察盲區(qū)，例如市區(qū)街道、廠房等地方，遂行偵察任務(wù)，為反恐等作戰(zhàn)任務(wù)提供情報支撐。“黃蜂”無人機(jī)翼展為33 厘米，重量17 克，續(xù)航時間約為1 小時40 分鐘，機(jī)載2 部微型攝像機(jī)。美海軍使用“黃蜂”無人機(jī)遂行沿海的航空偵察任務(wù)。FQM-51“瞄準(zhǔn)手”無人機(jī)翼展為2.8 米，加上900克的任務(wù)載荷最大重量可達(dá)3.8千克，續(xù)航時間90 分鐘，航程10千米，曾在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭中遂行航空偵察任務(wù)。

（二）俄羅斯

俄羅斯裝備的無人偵察機(jī)主要有““海雕””10 無人機(jī)，前哨和獵戶座察打一體無人機(jī)等。“海雕”10 是俄軍目前服役的主力無人機(jī)，擁有長達(dá)14個小時的續(xù)航時間，活動半徑最大可達(dá)120 千米，可以同時裝配3～4 種有效載荷，在復(fù)雜氣候環(huán)境下和交通不便地區(qū)遂行偵察監(jiān)視任務(wù)，并將情報實時傳回。“前哨”察打一體無人機(jī)，機(jī)長6 米，翼展9.1 米，實際升限5797 米，速度216千米/小時，活動半徑可達(dá)250千米，擁有長達(dá)16 個小時的續(xù)航時間。裝備俄自產(chǎn)的GOES-540光電吊艙，集成的偵察設(shè)備可識別裝甲車輛，并對打擊目標(biāo)進(jìn)行傷害評估。2019 年8 月，俄完成首架“前哨”R無人機(jī)的生產(chǎn)并進(jìn)行試飛。2021 年9 月的Zapad-2021 演習(xí)期間，俄軍使用“前哨”R 無人機(jī)遂行了偵察。“獵戶座””察打擊一體無人機(jī)，機(jī)長8 米，翼展16 米，實際升限為7500 米，擁有長達(dá)24 小時的續(xù)航時間。可掛載光電、紅外、多模雷達(dá)等多種傳感器，對地面目標(biāo)進(jìn)行偵察和監(jiān)視。此外，俄羅斯還裝備了“副翼”“石榴”等系列小型無人機(jī)遂行偵察任務(wù)。這些無人偵察機(jī)在戰(zhàn)場上的廣泛運用，為作戰(zhàn)指揮員提供了各類有價值的情報，成為了未來俄軍在戰(zhàn)場的重要武器之一。

（三）以色列

以色列軍隊裝備的長航時無人偵察機(jī)主要有“蒼鷺”TP 和“赫爾墨斯”900。以色列航空航天工業(yè)公司研制的“蒼鷺”TP 無人機(jī)，機(jī)長14 米，翼展26 米，最大起飛重量4650千克，常規(guī)有效載荷1 噸，實際飛行高度可達(dá)12000 米，最快速度234 千米/小時，擁有超過20小時的續(xù)航時間，能夠執(zhí)行遠(yuǎn)距離飛行任務(wù)。“蒼鷺”TP 無人機(jī)可裝備一組重達(dá)250 千克的傳感器載荷，包括光電偵察設(shè)備和合成孔徑雷達(dá)等，能夠遂行航空偵察與監(jiān)視等任務(wù)。依靠于先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)和有效的載荷及傳感器，“蒼鷺”TP 無人機(jī)成為了世界上最暢銷的無人機(jī)之一。“赫爾墨斯”900無人機(jī)是以色列飛機(jī)制造商埃爾比特公司以“赫爾墨斯”450無人機(jī)為基礎(chǔ)改進(jìn)研發(fā)而成的長航時無人機(jī)。速度可達(dá)220 千米/小時，擁有長達(dá)36 小時的續(xù)航時間，最大航行范圍可達(dá)4500千米。可裝配300 千克的載荷，包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)、合成孔徑雷達(dá)、廣域監(jiān)視/測繪傳感器、高光譜傳感器等，可遂行航空偵察、監(jiān)視、目標(biāo)截獲與通信中繼等任務(wù)。此外以色列還裝備了“云雀”系列小型無人機(jī)，可晝夜對10 千米范圍區(qū)域遂行偵察。隨著以色列無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，以色列無人機(jī)出口多個國家，已然成為世界上無人機(jī)技術(shù)最先進(jìn)的國家之一。

二、無人偵察機(jī)的發(fā)展趨勢

隨著無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的應(yīng)用，目前無人偵察機(jī)的偵察功能相對單一、復(fù)雜環(huán)境下偵察效果較差、融入體系作戰(zhàn)能力不足等缺點逐漸凸顯。為了滿足未來戰(zhàn)場的需要，無人偵察機(jī)將進(jìn)一步提升飛行、平臺、機(jī)載偵察設(shè)備和測控傳輸系統(tǒng)等方面的能力。

（一）無人偵察機(jī)的飛行性能向長航時、高超聲速、垂直起降方向深化

未來對于戰(zhàn)場長時間航空偵察與監(jiān)視的需求，使得繼續(xù)推進(jìn)長航時無人偵察機(jī)的發(fā)展成為必要。長航時無人偵察機(jī)相比較于軌道衛(wèi)星和有人駕駛偵察機(jī)，具備更廣域的持續(xù)偵察監(jiān)視能力。比如，美國空軍一架增程型MQ-9無人機(jī)在遂行持續(xù)情報、監(jiān)視和偵察任務(wù)時，續(xù)航時間可達(dá)25 小時，而有人駕駛偵察機(jī)執(zhí)行相同任務(wù)則只能連續(xù)飛行5 小時[3]。使無人偵察機(jī)具備高超聲速飛行性能，有利于躲避地空導(dǎo)彈以及戰(zhàn)機(jī)打擊，在保證安全的前提下遂行情報偵察工作。可見，高超聲速飛行性能是未來無人偵察機(jī)的發(fā)展方向。例如，美國洛馬公司正在研制的SR-72 無人機(jī)，其定位是一款集偵察、攻擊于一體的新型無人平臺。該機(jī)的最大速度可達(dá)6馬赫，即7350千米/小時。現(xiàn)有固定翼無人機(jī)在復(fù)雜地形條件下起降程序復(fù)雜，使無人機(jī)具備垂直起降性能，能夠滿足現(xiàn)代機(jī)械化部隊和海軍艦艇編隊的移動作戰(zhàn)，具有場地適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動性能好等優(yōu)勢。為了完成未來復(fù)雜戰(zhàn)場條件的無人機(jī)偵察任務(wù)，垂直起降性能也將成為無人偵察機(jī)的重要發(fā)展方向。

（二）無人偵察機(jī)的平臺向微小型化、隱身化方向發(fā)展

目前，高空、中空無人偵察機(jī)在執(zhí)行戰(zhàn)略、戰(zhàn)役偵察任務(wù)上取得了較好的效果。但是對于處于城市街道、建筑內(nèi)、森林大山中的航空偵察，微小型無人偵察機(jī)的發(fā)展就顯得尤為必要。由于微型無人機(jī)設(shè)備體型小，機(jī)動性能好，便于快速展開部署偵察。在執(zhí)行任務(wù)中，通過無人機(jī)配備的圖像情報偵察設(shè)備對可疑目標(biāo)狀態(tài)、位置等信息進(jìn)行多角度、全方位攝像取材，并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將情報素材實時傳回地面站，使地面站指揮員如有親臨現(xiàn)場，一目了然的真實感，便于迅速果斷地進(jìn)行科學(xué)應(yīng)對處置[4]。

無人偵察機(jī)在敵方防御區(qū)遂行偵察任務(wù)時，其被探測到的幾率大大提升。因此，無人機(jī)應(yīng)該考慮具備良好的隱身性能，提高戰(zhàn)場的生存能力[5]。將無人機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代隱身技術(shù)結(jié)合研發(fā)生產(chǎn)新型隱身無人偵察機(jī)成為了各國的發(fā)展重點。

（三）無人偵察機(jī)的機(jī)載設(shè)備向模塊化、全天候、高分辨、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展

從近年來無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的應(yīng)用來看，未來的無人偵察機(jī)應(yīng)具備電子戰(zhàn)、偵察、監(jiān)視、打擊、評估、通信中繼等多方面能力。集“偵察、監(jiān)視、打擊”等多任務(wù)于一身，是美軍未來綜合性無人機(jī)發(fā)展的長遠(yuǎn)規(guī)劃[6]。在通用平臺實現(xiàn)機(jī)載設(shè)備模塊化設(shè)計，提升系統(tǒng)的通用性和開放性，從而達(dá)成多任務(wù)應(yīng)用，是未來無人偵察機(jī)重要的發(fā)展方向。

分幅式光電相機(jī)與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)相比，基本不受光線強(qiáng)度、氣象條件和飛行速度等因素的影響，具有成像質(zhì)量高、覆蓋范圍大、立體成像、通用性強(qiáng)優(yōu)點；超光譜成像技術(shù)具備更好的反隱身、反欺騙和反偽裝能力；合成孔徑雷達(dá)具有全天時、全天候、遠(yuǎn)距離成像能力。在美國的綜合機(jī)載偵察戰(zhàn)略中，合成孔徑雷達(dá)因其優(yōu)越的性能被列為基準(zhǔn)的成像手段。此外，合成孔徑雷達(dá)具有高分辨能力，無人偵察機(jī)使用合成孔徑雷達(dá)偵獲的情報素材，例如地面圖像和測繪數(shù)據(jù)具有很高的分辨率。以上技術(shù)的不斷發(fā)展以及在無人偵察機(jī)機(jī)載偵察設(shè)備上的應(yīng)用，為無人偵察機(jī)偵察能力向全天候、高分辨、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展提供了條件。

（四）無人偵察機(jī)的測控傳輸系統(tǒng)向高時效、自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

1.高時效。未來的無人偵察機(jī)的偵察監(jiān)視系統(tǒng)，通常配置高分辨率合成孔徑雷達(dá)和各類先進(jìn)傳感器設(shè)備，致使偵獲到的情報素材數(shù)據(jù)量龐大。由于情報時效的要求，對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高時效地傳輸，需要數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)提供有力支撐。2011年，美國國防部發(fā)布的無人系統(tǒng)路線圖對支撐未來發(fā)展的技術(shù)進(jìn)行了想定：激光通信技術(shù)的速率高達(dá)2.5G比特/秒至10G 比特/秒的、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容對傳輸順序進(jìn)行動態(tài)調(diào)整、多發(fā)多收（MIMO）技術(shù)等。

2.自動化。目前無人偵察機(jī)主要是作為航空情報搜集平臺，將數(shù)據(jù)傳輸回地面情報機(jī)構(gòu)處理或者地面作戰(zhàn)指揮官進(jìn)行分析研判，具有相對滯后性。為了快速發(fā)現(xiàn)敏感目標(biāo)，給自動調(diào)整無人機(jī)航線提供算法支撐，進(jìn)而減少地面人員工作量，提高情報質(zhì)效，發(fā)展無人機(jī)情報自動處理能力，提升自動化水平，也是未來無人偵察機(jī)測控傳輸系統(tǒng)的發(fā)展方向。2010 年，美國空軍在發(fā)布的《技術(shù)地平線》中，將傳感器數(shù)據(jù)自處理技術(shù)列為主要支撐技術(shù)。

3.網(wǎng)絡(luò)化。隨著軍民融合的發(fā)展，民用的先進(jìn)技術(shù)，例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、Ad-Hoc 組網(wǎng)架構(gòu)等被軍方使用，促進(jìn)了軍隊網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。各種數(shù)據(jù)鏈在靈活性和開放性方面已經(jīng)有了很大的提高，這也推動著無人偵察機(jī)的應(yīng)用模式在未來向著網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)方向發(fā)展[7]。為了進(jìn)一步發(fā)展美軍的空中作戰(zhàn)能力，美國未來將重點發(fā)展有人/無人編隊力量[8]。隨著網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步發(fā)展，未來無人偵察機(jī)與其他偵察力量組網(wǎng)偵察已經(jīng)成為趨勢。

三、結(jié)語

隨著無人偵察機(jī)在作戰(zhàn)和各類非戰(zhàn)任務(wù)中的廣泛應(yīng)用，無人偵察機(jī)在航空偵察體系中的作用和地位越來越突出。未來計算機(jī)、材料、通信、測控、傳感器、成像等技術(shù)的躍進(jìn)式進(jìn)步所帶動的無人偵察機(jī)發(fā)展必將促使作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生改變。無人偵察機(jī)的應(yīng)用場景會越來越多，范圍也將越來越廣。分析國外無人偵察機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對于我國無人機(jī)研究具有一定的積極作用。