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美国无人机向小体积多任务发展 军方争论掌控权
中国网 china.com.cn  时间: 2008-04-15  发表评论>>

 

任务和能力

美国空军还根据任务能力为UAV命名。在本世纪之前,由于UAV只执行监视任务,这个问题显得无关紧要,这就是为什么书上大多数UAV的名称都以‘R’开头,表示侦查的意思。自2001年以来,美国通用原子航空系统公司对捕食者无人机进行了升级,能携带地狱火AGM和毒刺AAM导弹以及"蝰蛇打击"制导炸弹。美国空军给能执行攻击任务的无人机以“M”命名,结果,捕食者出现了RQ-1 和 MQ-1版本。

无人机的作用于层级的命名一样是灵活的,但无人机能进行配置用作通信中继,为其他没有卫星接入的超视距单位提供通信中继。而且,美国空军似乎将这些作用联合起来,俗称为收割机的下一代的捕食者无人机就是事例,这就是为什么这个级别的无人机只有一个名称——MQ-9。

更广泛地看,大多数无人机的攻击作用以机载监视能力为前提。1层以上的基线无人机侦查装置包括针对地面搜索的合成孔径雷达和昼夜红外可视光谱电子光学照相机。

鉴于弹药和无人机本身都是遥控引导的,从无人机上遥控引导炸弹并非夸张——事实上,无人机本身是操作员和炸弹之间的中继链路。

到目前为止,RQ-4 全球鹰还没有转变为攻击型无人机,相反,美国空军将之用作情报收集扩展平台。“B”版本搭载额外的信号和电子情报装置,将它变成最初的U-2 飞机的遥控类似物。

美国军方各个部门正在激烈争论谁将控制未来无人机计划,这些计划已经投入了几十亿美元,但这不意味着未来技术一成不变。无人机的大小、样式和在作战环境中的使用都将随着工程设计技术的发展而改变,同时,也会导致对人的错误和空间控制等问题的新的争论。

如上个世纪的作战飞机一样,无人机无疑也将立即朝几个方向发展。目前,最重要的发展是体积更小、多任务功能和自主式合作。

规模与范围

如0层的出现所表明的,削减无人机的绝对体积使它们与大型鸟类体积相当更加重要(如安第斯秃鹰)。

小型的无人机已经如许多家用电扇一样没有多少噪音,生物尺度的无人机不仅难以发现而且易于监管或者容易被误认为其他物体。特别是空中悬停或者从甲板矢量推进的无人机与陆地机器人难以分辨。在这个意义上,陆军反对空军独霸无人机技术就非常能理解了。

从另一个角度来看,无人机特别适合在很高的高空进行长时间的作业因为不存在机组人员的可生存性问题。自然,在空气稀薄或很少的高空作业要求不同的推进和航空动力解决方案,但对已经在进行准轨道飞行调研的大型承包商来说,这样的研究是目前计划一个简单的延伸。

2007年10月,波音公司宣布成功对2.X代高空长程(HALE)无人机的氢能推进系统进行了试验。该无人机能在空中停留一周时间,它利用额外的长机翼和轻型合成材料。(更不用说燃料本身了——氢本来就比空气轻)

然而,在某些方面,无人机因为这样或那样的原因必须自带氧化器,特高空层实际上只是一个空间问题而不是具体的无人机本身的问题。当然,在这个方面,空军掌握管理控制权不仅会激起其他军种的反对而且也会引起情报界的反对,这就是为什么像国家侦察办公室(掌管美国的卫星)这样的联合机构首先成立的原因。

无人机的任务

就任务而言,无人机今后将承担更多的角色。例如,无人机将与直升机一样能执行战术补给任务。但是,螺旋桨飞机是陆军的范围,这就是为什么陆军领先发展轻型、短程运输的无人机。还有,在侦察与攻击任务中,电子战任务是由EA-6B徘徊者和EC-130罗盘呼叫飞机执行的。

侦察版本的全球鹰和捕食者无人机都为基本的电子战装置留有足够的载荷空间。但是电子搜索与对抗之间的竞争可能会演变成功率输出升级的竞争,这意味着无人机在与地面系统竞争之前还必须升级其功率输出。这就要求电力的发生或存储与重量比的技术更具挑战性。

但是无人机执行的最困难的任务是空中战斗。无人机操作员目前把操作无人机想象成驾驶飞机一样简单。抛开可视性不说,现有无人机存在的机动性和跟踪弱点已经显现。2002年,一架捕食者无人机和一架米格-25相互发射导弹,结果米格飞机成功躲避,而捕食者则不然。但是,随着今后几代新的无人机出现,这种形势会得到改观。就目前而言,机载飞行人员限制了飞机的空中机动性和模拟加载。

最后,无人机的主动合作能力是无人机的指数优势。目前,操作员能根据提供的任务参数能设定无人机自主飞行程序。另外,无人机能利用GPS或地形匹配制导系统主动自我导航回到规定的航线,就像10年的巡航导弹一样。

但是,人工操作员仍必须为无人机思考,他们使地面站成为操作员与战斗管理计算机限速因素之间的接口。但无人机还有一个优势就是:便宜,它们比有人系统要便宜两个数量等级。

作战无人机

1997年作战无人机(UCAV)还仅仅是少数预研者眼中的一丝曙光,从那时起到现在,这一构想已经取得飞速的发展。较大型的UCAV足以携带外挂武器并具有战斗机同样的攻击范围,它们携带传感器(包括有源雷达)能够在作战规程允许的范围内自主飞行。随着近几年计算机技术的发展,UCAV将能够以准智能方式对付新的威胁和目标。

通常UCAV工作在一个非常危险的环境里,由于要捕获和反复定位SAM系统,因此,隐身技术和战术使用的结合对于自身生存是十分必要的。这就是说:当ESM探测到新威胁时,UCAV应能及时改变其进入和退出的路线,以躲避敌方雷达的追踪。 对于执行防空压制任务的UCAV来说,ESM是一种非常重要的技术设备。1990年,最具竞争性的ESM设备是利顿Amecom ALD-11, 该系统质量逾700kg,价值数千万美元,它能够实时定位和识别敌方的雷达发射机。而较小的雷达报警接收机(RWR)系统只能提供大致的方位数据。尽管如此,在过去的几年里,从事电子技术研究的企业在制造小型经济的接收机系统方面取得了长足的进步,它在保证ESM所有功能的同时,重量和成本与雷达报警接收机相当。

UCAV系统主要通过协同战术来定位和摧毁目标。尽管它们的ESM传感器都有一定的提供精确定位数据的能力,但是,如果两架UCAV能同时从不同的角度实施探测,就可以更快,更准确地确定目标位置。飞行中的UCAV将使用一种“聚光”式的合成孔径雷达(SAR)来帮助主动地识别目标,并且进一步精确地分析目标定位数据。从战术上讲它可以使一架UCAV能够侦测到要攻击的目标,同时它的机器人僚机发起攻击。Leahy说,关键在于必须保证UCAV编队能够在目标逃离之前的有限时间内完成所有的工作。Block2试验含盖了先发制人和反应性防空压制任务,以后的试验还将包括有人驾驶飞机,以证实UCAV能够有效地为有人驾驶攻击机护航。

诺斯罗普•格鲁曼公司设计的UCAV-N外形象风筝一样,是很接近理想的隐身形状。其整个机身的轮廓由4条直线构成,前缘呈尖锐的后掠,后缘呈明显的前掠,因此机身是一种“四瓣”设计。当无人机的一个边缘与雷达波束的方位成直角照射时,雷达散射截面(RCS)最大,由于无人机是运动的,因此这种状态瞬息即逝。机身在形态上再没有其它的边缘(没有平坦的外形面也没有垂直尾翼),机身相对于边缘是向外展开的,这样就使得紧挨边缘之后的倾角度非常平缓,能够最大限度地减小来自边缘的反射。

无人机的每项设计都尽可能有利于进气口的隐身性:槽口平缓、宽坦,平视呈V形,并与后缘准直。进气口的前端隆起,即可以隐身又有利于导入空气。实际上,从无人机下方的任何角度看,进气口都是被完全遮盖的。Pegasus样机一个固定的圆形喷嘴,但特别设计了一个不外露的V形排气口,用于推力矢量控制。

诺斯罗普•格鲁曼公司的无人机飞行控制系统比较简单,由一对单片升降副翼和两套上/下层面嵌入式副翼组成。升降副翼用于俯仰和滚动控制,嵌入式副翼的作用类似于B-2上的分段方向舵,提供偏航控制、增大阻力达到减速和增大下降角度。Pegasus演示样机的主要任务是检验这种结构能否保证无人机安全降落在航母上。

其它的UCAV项目也将陆续出台,波音和陆军正在关注以波音鸭式旋翼方案(CRW)为基础的UCAV。DARPA/波音的CRW飞行试验样机(采用Williams F112巡航导弹的引擎作动力)已在圣路易的Phanton工厂完成了制造,并运到Arizona 的Mesa进行组装,今年下半年将进行飞行试验。

CRW方案是采用一种双叶的喷气发动机,它能止动并转换成机翼,可用于巡航飞行。它很简单,足以满足2~2.5t的战术UAV或UCAV的要求。波音公司还参与了陆军未来作战系统项目的开发,它已经对一种CRW UCAV在陆战环境中的情形进行了仿真。据认为,陆军将得到一种快捷、灵活的装备。CRW可以垂直运动并可过渡到以400kt的速度飞行。CRW可以垂直起降,利用地形盘旋飞行,它在战场上的飞行速度将比直升飞机还快。

迄今为止,UCAV在高速发展之中,目前的挑战是:要用过硬的技术和成功的试验,使那些对UCAV仍然抱怀疑态度的用户相信UCAV是可行的。

文章来源: 中国网 责任编辑: 李东
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