【摘要】本文分析了國內外當前無人機裝備發展情況,重點介紹了一種新型自殺式穿越機彈藥的特點、組成、工作原理及主要用途,最后對無人作戰裝備發展及對抗防護手段進行了前景展望。
【關鍵詞】無人機|穿越機|彈藥|無人作戰對抗防護
一、國內外無人機裝備發展現狀
無人機起源于20世紀20年代,最初根據有人駕駛飛機改裝而成的無人遙控飛機,主要用于攜帶高爆炸藥進行攻擊。
在20世紀50年代至70年代爆發的越南戰爭中,美國大量使用實時遙控無人機,操作人員在地面或空中通過電視攝像機、數據和圖像傳輸系統及其它電子設備進行偵察任務,大大推動了無人機在軍事領域的應用發展。
20世紀后期,隨著需求增長和支撐技術的快速發展,無人機逐漸從軍事領域向科研和民用領域轉移,得到了廣泛應用和迅速發展;同時在如海灣戰爭等局部戰爭和地區沖突中無人偵察機發揮了重要作用。
跨入21世紀后,無人機技術得到更大的發展,無人機在軍事和民用領域的應用都更加廣泛和深入。在航拍、農業、植保、快遞運輸、災難救援、測繪、電力巡檢、影視拍攝、新聞報道等諸多民用領域的應用大大拓展了無人機的用途;同時在軍事領域也出現很多具有隱身特性和較強自主飛行能力的軍事無人機,如美國的“全球鷹”“捕食者”和中國的“長空”“長虹”和“彩虹”等。
2003年,在“阿富汗戰爭”中,美國軍隊利用“捕食者”無人機發射了“地獄火”導彈,由此開創了現代無人機執行對地攻擊任務的先河。
2020年,在“亞阿沖突”中,無人機徹底完成了從配角到主角的轉變。阿塞拜疆軍隊對亞美尼亞軍隊的攻擊75%以上都是由無人機完成的。此次亞阿沖突之后,無人機在局部沖突中的絕對主力位置已經毋庸置疑。
2022年2月開始爆發的“俄烏沖突”持續戰爭中,各種無人機大量投入使用,迅速成為戰場上的關鍵力量。特別是一種以FPV無人機作為載體的新型作戰無人機--自殺式穿越機的大規模部署使用,極大的拓展和豐富了現代戰場的作戰運用方式。
二、新型自殺式穿越機彈藥情況介紹
FPV(First Person View)穿越機,即“第一人稱視角”無人機,通常是指通過視頻眼鏡和遙控器控制的、沒有自動駕駛儀的小型四旋翼或多旋翼無人飛行器。目前的自殺式穿越機主要基于民用無人機平臺進行改裝,可以用于偵察、攻擊等任務,其輕便、機動靈活和相對低廉的成本使其成為現代戰場上的一種重要工具。
目前各國使用的大多數自殺式穿越機(如圖1所示)均基于民用多旋翼無人機的低成本平臺進行改裝搭載作戰載荷后使用,飛行速度一般在20米每秒至40米每秒范圍。這類產品具有一定的機動性能,但是隨著各國針對民用多旋翼穿越機飛行平臺的深入研究和各種反無裝備的推出,其機動性能漸漸難以滿足現代戰場發展需求。

新型自殺式穿越機彈藥貫徹一體式、組合化、模塊化設計理念,選用常見迫榴彈整流罩及圓柱部有利氣動結構和多旋翼支架有機組合搭配外形,從而實現自殺式無人機的高速飛行攻擊特性。各功能組件均采用模塊化快拆式接口設計,包裝狀態下可以大大提高戰士的攜帶數量,進一步提升單兵特戰分隊的特種作戰效能。
新型自殺式穿越機彈藥外形如圖2所示,其飛行速度可由市面上常見穿越機彈藥的20米每秒提高至60米每秒乃至100米每秒,大幅提升其機動靈活性能,降低各種戰場雷達及防空武器導引頭的探測追蹤、目標鎖定和反無武器的實時打擊捕捉效果。
(一)結構組成
新型自殺式穿越機彈藥是一種可在目標區域上空進行巡弋飛行、執行作戰命令的精確打擊彈藥,承擔戰場偵察、目標指示、精確打擊等作戰任務。主要由作戰單元模塊、探測組件、飛控組件、多旋翼無人機平臺和電池組件等組成。
作戰單元模塊主要由引信和戰斗部組成,根據作戰需要實現戰時人員殺傷、戰事碉堡攻堅、裝甲車輛破甲或縱火突進等使命任務;探測組件主要由攝像頭和圖傳等組成,用于捕捉飛行過程的實時畫面并及時傳遞至遠程操作人員;飛控組件主要由飛行控制模塊、接收機和遙控指揮終端等組成,通過專業操作飛手使用遙控指揮終端接受處理飛行數據、控制信號后,操縱無人機根據指定飛行路線最終實現終點作戰效應;多旋翼無人平臺主要由機架、電機、和螺旋槳等組成,機架選用輕便堅固的碳纖維材料制成,搭配高性能電機通過螺旋槳高速旋轉產生推力實現巡飛彈的高速機動飛行;電池組件主要由電調和電池等組成,通過適時調整電機的轉速和電流為整個系統供電。
(二)作用原理
新型自殺式穿越機彈藥是無人機技術和彈藥技術有機結合的產物,其選取迫榴彈主體外形,搭載多旋翼飛行結構,通過整流罩及圓柱段的低阻力氣動結構,結合穿越機的靈活可操作飛行特性并合理匹配高速電機和大容量電池,從而實現更高的飛行速度。
(三)關鍵技術
新型自殺式穿越機彈藥的一體式模塊化設計和多功能飛控集成設計為本產品的關鍵技術。作戰單元采用模塊化設計結合多功能飛控集成技術,戰時可根據現場需求現場更換使用殺爆作戰單元、破甲作戰單元、云爆作戰單元、特種干擾作戰單元等,極大的提高戰場作戰能效;各部件均采用一體式模塊化設計,提高了無人機機身和各載荷的防塵、防潮等環境性能,極大的改善了產品的整體氣動參數特性,最終實現穿越機彈藥的飛行速度提升。
(四)主要用途
新型自殺式穿越機彈藥主要編配無人特戰分隊和電子對抗部隊,體積小巧,重量輕,無需長距離的跑道能夠迅速垂直起降,能夠在山地或叢林等難以找到平坦地帶的環境中靈活使用,適應各種復雜地形和戰場環境,可在戰場上中遠程遙控指揮,通過其優秀的低空飛行、機動靈活的特性執行前方偵察和精確打擊等作戰任務。
三、前景展望

在俄烏沖突中,俄烏雙方均在現代戰場上大規模部署FPV無人機,自殺式FPV穿越機彈藥發揮了重要的作用,成為雙方重點運用的戰術裝備。
FPV穿越機彈藥的功能主要體現在以下幾個方面:
一是偵察引導。使用FPV偵察無人機可對前線進行偵查,獲取敵方目標位置數據。這類無人機機動靈活,可深入敵后偵察,是獲取敵方目標信息的重要來源。
二是精確打擊。使用FPV攻擊無人機,攜帶少量高爆彈頭對敵方設施實施精確打擊。此類無人機突防能力強,可貼地快速進入敵方陣地襲擊有生力量。
三是無人機對抗。可使用FPV攻擊無人機專門用于搜索和截擊敵方偵察無人機。這類FPV攻擊無人機可與多類型無人機組網協同,對進入禁飛區的敵方實施攔截。
四是組織協同。交戰雙方已經組建了FPV攻擊無人機部隊,可以進行編隊協同作戰。這提高了FPV攻擊無人機小隊的生存率,也增強了打擊火力。
通過在俄烏實戰中大量運用,FPV攻擊無人機展現出強大的戰場影響力的同時,反無人機技術也在快速發展,其主要手段有以下幾種:首先,通過電子戰系統定位對方無人機飛手操作人員的位置,主動攻擊操作控制人員;其次,在對方無人機飛行路徑航跡過程中通過軟(電子通信、電磁干擾類)、硬(動能撞擊、捕捉網或纏繞翼片絲線等)殺傷方式進行攔截或捕捉;最后,在我方坦克裝甲車輛外部加裝防護網等被動防御手段,來對抗FPV無人機搭載的攻堅破甲彈藥。
基于目前的俄烏沖突戰場上的作戰方式的發展和反制手段的不斷升級,無人機作戰裝備可向以下方面進行改進。
一是提高抗干擾能力,例如在FPV作戰無人機出發前,提前輸入作戰任務目標的特征或位置,在進入攻擊范圍后自動追蹤并鎖定目標,這樣即使己方的無人機通信控制信號被干擾,依然可以自主攻擊被提前鎖定的目標。
二是提高打擊距離,例如采用中繼通信的方式或諸如保密抗干擾性能更優的量子通信協議等,在無人機電池容量允許的航程內保證通信控制不受敵方干擾阻斷。
三是進行制式化產品升級改造,目前主流的自殺式穿越機彈藥均為民用產品加改裝而成,隨成本低廉,但是同樣暴露出可靠性不高的缺點,因此改造升級制式化具備軍工可靠性和適應戰時實際作戰需求的穿越機載彈藥裝備勢在必行。中國軍轉民
參考文獻
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[2]魏齊.俄烏展開“穿越機軍備競賽”[N].環球時報,2024-04-02(008).
[3]胡遠平.無人機中的新成員“穿越機”[J].數字傳媒研究,2022,39(06):44-46.
(作者簡介:聶曉虎,本科,工程師,主任設計師,研究方向為裝備總體設計;駱正友,本科,高級工程師,學科帶頭人,研究方向為總體結構設計;于智,本科,助理工程師,測試員,研究方向為儀器測量;作者單位:安徽神劍科技股份有限公司)