新概念微型旋翼無人機最新進展

賴文娟+曾刊+程俊

微型旋翼無人機可執行空中偵察、信息中繼、戰場監視任務，同時也可執行壓制敵方火力、對地攻擊、對空作戰任務，將可能成為未來戰場的重要航空武器裝備——

著眼于高科技戰爭、邊防偵察巡邏以及反恐等軍事需求，針對未來信息化戰場快節奏、新形勢、新應用、新任務需求牽引，飛行器作戰平臺逐漸朝著“五化”，即信息化、隱形化、小型分散化、遙控化和無人化方向發展。

隨著嵌入式處理器技術、微傳感器技術、微電子技術、信息融合處理技術、新型材料技術的迅猛發展，新概念輕武器設計取得了突破性的進展。新概念旋翼無人機打破常規，采用新穎的設計理念，綜合運用模塊化設計與新型結構，解決了傳統無人機因偵察手段和平臺機動性不足導致的受地域限制較大以及鏈路帶寬窄、電池續航時間短和飛行姿態易受環境干擾等問題。

新概念旋翼無人機相較傳統無人機在功能上有所突破、在性能水平上有顯著提高，具有可以跟隨遠端站基礎平臺移動，實現高空伴飛偵察、邊境布防監控、空中中繼通信，在加裝火力載荷后，可以實施陸航分隊遠程火力突擊任務，填補營級以下分隊直屬空中力量的空白，以高度集中、自主的指揮體制取代多層級的集中指揮，且自身防毀傷效能高。在新的反恐形勢下，新概念微型旋翼無人機必將憑借其優異的性能成為輕武器裝備中的佼佼者。

新概念微型旋翼

無人機技術優勢

以色列航宇工業公司（IAI）美國子公司斯塔克航宇（Stark Aerospace）公司研制的新概念微型旋翼無人機，于2015年6月向美國政府交付，首架命名為“懸停燈（HoverLite）”旋翼無人飛機。相較傳統的小型無人飛行器（UAV），該新概念微型旋翼無人機的優勢表現為，定點滯空時間更長，回傳圖像質量更高，抗干擾能力更強，平臺自動展開戰斗部署時間更短，機動性能更優越，平臺適應性更多元化以及無須借用彈射助力起飛，且可有效避免空域使用問題，可在邊境偵察巡邏、消防災害救護、石油和天然氣鉆井勘探作業等領域廣泛應用。

旋翼布局

新概念微型旋翼無人機設有涵道螺旋槳以及4個用于穩定和控制的螺旋槳，可在約50m的高度懸停。無人機旋翼中內置發動機轉動件及熱端部件，這一設計可有效降低紅外和雷達反射，極大提升無人機的生命力指數。

該新概念旋翼無人機的涵道可看作一種環形機翼，其氣動特性可在低空低速下增加無人機飛行的助推力，在飛行傾角下提供氣動升力，將無人機的升力系統和推進系統有效地結合起來。相比普通螺旋槳產生的滑流會消耗相當一部分的功率， 涵道式螺旋槳可有效將滑流轉換成推力，因而涵道螺旋槳最佳工作轉速明顯高于普通螺旋槳。

四旋翼無人機相互對稱的兩對旋翼為y1、y3和y2、y4，通過調整4個旋翼的轉速來實現無人機飛行姿態的控制：通過加大（減小） 旋翼y1的轉速，同時減小（加大） 旋翼y3的轉速來實現無人機的俯仰運動；通過加大（減小）旋翼y2的轉速，同時減小（加大） 旋翼y4的轉速來實現無人機的滾轉運動；通過加大（減小） 旋翼y1和y3的轉速，相應減小（加大） 旋翼y2和y4的轉速來實現偏航運動。

可加裝的有效載荷

該旋翼無人機可加裝紅外攝像機/變倍相機、CCD變倍攝像機和激光測距儀等光電設備，用于提供偵察視頻、圖像及視距信息。其有效載荷為6kg，最高可達18kg。

系留光電復合線纜

系留光電復合線纜可為新概念旋翼無人機及其載荷供電續航，通過線纜實時上傳操控終端的控制信號，無損傳輸高清偵察視頻圖像，并與遠端站基礎平臺保持通信。新概念旋翼無人機創新采用系留光電復合線纜的方式提供動力能源和傳輸數據，突破了傳統無人機電池續航時間短、機載鏈路帶寬窄、無線鏈路抗干擾能力差、回傳偵察視頻圖像質量低等問題。新概念旋翼無人機通過系留光電復合線纜接收遠端站基礎平臺單元的GPS定位數據，實現與遠端站基礎平臺的同步隨行伴飛和自主回落至遠端站基礎平臺單元。

系留光電復合線纜依托遠端站基礎平臺供電系統供電續航時間無限長。這種復合線纜抗干擾能力強，可在復雜電磁環境下正常工作，在47km/h的風速下亦能保持正常。系留光電復合線纜具有輕量化、耐曲繞、抗拉力等特點，其使用高度為50m，最高可達150m。

空中中繼通信

新概念微型旋翼無人機可根據應用需求快捷實時實現空中中繼組網通信，在整個網絡中共享所有定位信息以及實時多視頻流；可快速集成額外的傳感器以創建全局視角；與上級指揮及友鄰作戰系統聯通，獲取現場地形地貌、氣象、環境、地圖、視頻圖像、信息化目標及友鄰信息，使通信網絡中所有的團隊成員參與通信數據的收集和分發；綜合打擊任務需求和武器狀態，分層級對重要目標信息進行有效評估、及時處置。

旋翼無人機采用有線通信和無線通信兩種模式的通信模塊：有線通信模塊通過系留光電復合線纜實時傳輸操控終端的控制信號、高清偵察視頻圖像和旋翼無人機平臺的飛行信息，與遠端站基礎平臺保持通信；無線通信模塊作為有線通信模塊的冗余備份保護，在光電復合線纜供電或控制鏈路故障時，可自動切換至無線傳輸和啟用機載鋰電池應急供電方式，以保證旋翼無人機的正常工作。

手持操控終端

手持操控終端通過多傳感器采集的飛行姿態信息，可驅動各旋翼控制電機達到指定轉速，以實現旋翼無人機的升力系統啟動、飛行姿態控制、偵察高度控制和平穩回落；實時顯示旋翼無人機偵察視頻圖像信息，并通過操控系統軟件實現圖像大小視場聚焦、截屏、通信傳輸、衛星/地圖/地形3種GIS圖層切換，將偵察視頻情報無縫融入戰場地理空間圖、顯示不同比例的實時移動地圖，并可通過操控軟件平臺解算信息、確定武器打擊范圍，進而實施打擊。操控系統還具備監控其他系統的功能，并在必要時向操作員發出警報。手持操控終端質量輕、體積小，操作便利。

新概念微型旋翼

無人機關鍵技術

微型旋翼無人機憑借其優越的性能，受到了越來越多的關注。微型旋翼無人機利用遠端站基礎平臺隱蔽性對敵人陣地情形、戰力部署、工事構筑實施戰場偵察，對敵實施火力襲擾、評估敵人火力配置；可伴飛遠端站基礎平臺實施偵察警戒、邊防監控、低空打擊，可配裝于艦艇、消防車、采礦/天然氣管道/石油鉆井平臺、輪式車等多種平臺，具有廣闊的應用前景。

數據鏈抗干擾技術

戰場電子戰技術的不斷革新，無人機數據鏈將面臨更為嚴峻的電子對抗考驗，進而對其數據鏈抗截獲和抗干擾能力提出了更高的要求。根據對未來新概念旋翼無人機的應用需求，需要研究更高性能的抗干擾數據鏈技術， 特別是研究寬帶數據的抗干擾技術，以及適應山區地形或城市電磁環境條件的抗多徑干擾技術。

超視距中繼技術

針對現代戰爭無人機多編隊執行任務對一站多機數據鏈和多鏈路中繼數據鏈的需求牽引，新概念旋翼無人機將加快一站多機數據鏈技術、多機和多鏈路無人機測控與信息傳輸網絡技術以及采用空中中繼和衛星中繼多鏈路方式的遠程無人機測控與信息傳輸網絡技術的研究，應用數字多波束等先進技術， 提高旋翼無人機的遠程數據傳輸能力。

空地導彈小型化技術

研究空地導彈小型化技術，可使旋翼無人機方便加裝火力載荷，對目標實施高效毀傷，填補營級以下分隊直屬空中力量的火力空白。

結束語

新概念旋翼無人機偵察展開部署時間短、過程自動化程度高，是適應未來陸軍立體多維作戰的一種新型作戰力量。隨著新概念旋翼無人機自主態勢感知能力、多目標探測識別跟瞄提取能力、信息交互融合處理技術以及高效能彈藥的發展，新概念旋翼無人機將逐漸從主要執行空中偵察、信息中繼、戰場監視等任務的作戰支援輔助裝備，升級為兼具執行壓制敵方火力、對地攻擊、對空作戰任務的主要作戰裝備，其將可能成為未來戰爭的重要航空武器。

編輯/劉蘭芳