無人機的發展與運用研究

吳利榮 (航空復雜系統仿真重點實驗室)

無人機在高速發展的同時，對現代戰爭也產生了巨大的影響，在現代戰爭中的重要性日益突出，其種類、功能與可承擔任務均日漸豐富。我國無人機作為輔戰裝備，技術和產品正迅速發展，但技術仍比較薄弱，也缺乏無人機作戰理論的支持。本文匯編自2017中國無人機系統峰會吳利榮先生的發言，希望對無人機今后的發展與運用有所啟發。

當今時代，戰爭形態和作戰方式正在飛速演變，武器裝備加速朝向精確化、智能化、隱身化、無人化的方向發展，無人機在戰斗力生成和體系作戰中將持續發揮強勁作用。無人機作為一種新質作戰力量，在現代戰爭中的地位和作用日益突出，并呈現出快速戰斗化、長航化、隱身化、智能化、協同化、空天化、低成本化和微型化等新特點。經過幾十年的技術探索和實戰檢驗，無人機已經開始加速向主戰裝備發展，正逐漸成為一種新的常規威懾手段，作為兼具機械化與信息化特征的新型裝備，已成為牽引21世紀航空科技發展的主要動力。

我國無人機作為輔戰裝備的技術和產品正迅速發展，但作為主戰裝備則仍缺乏變革性技術支撐和系統性作戰理論牽引。面對無人機正處于新軍事技術變革和裝備“井噴式”發展的歷史時期，必須抓住歷史機遇，以無人機為契機變革戰斗力生成模式，全面推進無人機系統技術和裝備的發展。

無人機運用的現狀

無人機優勢在于無人，局限也在于無人。從優勢來看，無人機適合遂行四類性質任務，分別是持久性任務、高風險任務、低成本任務和拓域性任務。從局限性上看，由于人機分離，其判斷處置復雜情況、應對高動態對抗環境等方面弱于有人機，智能化與自動化的水平仍需提高。

吳利榮，航空復雜系統仿真重點實驗室副總工，從事作戰飛機和無人機發展研究，先后獲國家科技進步一等獎1項，省部級科技進步一等獎3項，二等獎3項，編寫著作5本，發表文章30余篇。

國外軍隊的各軍兵種都非常重視無人機的發展，對其有期待很高。以美國為例，美國空軍已經持續研究有人/無人機協同作戰很長時間了，“忠誠僚機”項目正在加速推進；美國陸軍則表示當前的工作重點是推進“未來垂直起降飛行器”（FVL）項目運行；美國海軍正在評估MQ-25“黃貂魚”的各個方案。不難看出，無人機扮演的角色越來越多。

無人機目前應用于多個領域，以下將從18個方面總結無人機當前的使用現狀。第一是偵察監視任務，這是無人機最主要的任務，在戰略上需要進行遠距離、大面積、寬收容、全天候、多頻譜的廣域偵察監視，以及戰場目標搜索與識別；并要逐漸從戰略任務向戰術行動轉移，在中等距離長時間地對重點區域、疑似目標進行偵察監視與目標精確定位。

（左上、右上）無人機提供雷達位置及威力范圍的情報支撐戰斗機進行戰術規避。

（下）無人機提供警戒雷達信號的情報支撐欺騙雷達。

第二是信號情報收集，探測、偵聽敵方通信、雷達等電子信號。在1982年以色列與利比亞的貝卡谷戰爭中，以色列的“偵察兵”和"猛犬"兩型無人機為以軍充當“敢死隊”角色，刺探薩姆-6地空導彈系統的秘密。它們誘使敘軍薩姆-6導彈的制導雷達開機，并立即把截獲的無線電信號傳給早已等候在空中的E-2C"鷹眼"預警機，“鷹眼”再把這一信息傳給F-4“鬼怪”戰斗機。"鬼怪"獲得信息后，發射"百舌鳥"反輻射導彈，準確無誤地摧毀薩姆-6的制導雷達，使薩姆—6頓時變成"瞎子"。與此同時，"偵察員"和"猛犬"無人機還把截獲的信息傳送給埋伏在貝卡谷地山腳下的大量"狼"式地對地導彈。這樣，“狼"式和"百舌鳥"導彈的攻擊下，敘利亞人苦心經營10年、耗資20億美元才建立起來的19個薩姆-6導彈連在6分鐘內被悉數摧毀。信號偵察有一些方面仍可發展，第一個是提供雷達位置及威力范圍的情報，支撐其他兵力的戰術規避，第二個是提供警戒雷達信號的情報支撐進行雷達欺騙，第三個是提供火控雷達信號的情報以欺騙導彈。

第三是用于目標指示，包括投信標器、激光指示等。2011年10月20日，多國空襲利比亞戰爭中，“捕食者”無人機與“陣風”戰斗機協同作戰，攻擊了卡扎菲的車隊，致使卡扎菲受傷被俘。

第四是損傷評估，靠無人機獲取打擊目標的毀傷程度，在2017年8月22日的關島訓練演習中，MQ-8B“火力偵察兵”無人機和MH-60S“海鷹”直升機為“科羅納多”號瀕海戰斗艦發射的一枚RGM-84D Block 1C“魚叉”導彈提供了目標信息支持，這是美國海軍首次試驗無人機為船上發射的導彈提供超視距目標信息和毀傷評估。

第五是用于地形測繪，提供戰場地理信息和野戰機動綜合測繪保障。

第六是用于水文監測/氣象探測，為部隊提供各種大氣環境和海洋水文信息，比較典型的還有對颶風進行研究，用無人機進入颶風中心去測定參數。

第七是用于通信中繼，在一些衛星不能覆蓋的地點，可通過無人機進行通信中繼。

第八是電子對抗，截獲、分辨、識別和精確定位目標，實施干擾。

第九是誘餌欺騙，由無人機誘導防空系統攻擊，提前暴露其目標，并消耗有限的防空武器。

第十是心理戰，通過無人機散發傳單、插播等方式散播對敵不利的信息。

第十一是時敏目標打擊，利用察打一體無人機在弱對抗條件下完成對目標的發現、跟蹤和打擊，像捕食者系列MQ-1、MQ-9等都在執行類似的任務。

第十二是輻射目標打擊，利用反輻射無人機摧毀、壓制敵方的各種地基雷達。

第十三是提供網絡服務，按高空、中空和低空等不同高度層為不同類型用戶提供網絡連通性服務保障。

第十四是協同打擊與偵察，由無人機探測發現目標，協同有人機執行對目標的打擊或偵察，比如“捕食者”與直升機的協同作戰，對于空降作戰非常有效，未來對于復雜戰場作戰與空中支援任務也都將非常有用。

（上）“捕食者”的NERO型干擾吊艙。

第十五是人員搜索與救援，在戰爭與非戰爭時期都有廣泛的應用。

第十六是核生化、輻射和爆炸物偵測，用無人機搭載任務載荷進入目標區域內執行這類可能會被污染的任務。

第十七是物資運輸，快速為前線戰斗部隊和駐守在邊緣地點的部隊運輸投送彈藥、食品、水、醫療用品等補給。

第十八是非戰爭時期的應用，如安保、反恐、邊境巡邏、森林滅火、打擊走私、維穩等任務。

（中）“捕食者”系列無人機。

無人機正在承擔越來越多的任務，目前在ISR任務上的應用最被看好，已顯著優于有人機，但在需要人參與的隨機偵察方面，還是很難替代有人機。“捕食者”在從2014年到2016年間的22個月間，飛行了超過100萬小時，月平均是4.5萬小時，即日平均有62.5架捕食者飛行。“全球鷹”每周飛行781小時，相當于每小時都有4.6架飛機在空中飛行，這些無人機的使用頻率與時間遠遠超過有人機。美國無人機使用的現狀，套用美國《無人機打擊的未來以及對美國安全的影響》書中的一句話，“美軍越來越不愿意讓他們戰士的戰靴落到戰場上”，在未來要更多地使用無人機，無人機作為新興的力量將更加大有可為。

（下）“全球鷹”系列無人機。

無人機發展方向

當今時代，戰爭形態和作戰方式正在深刻演變，武器裝備加速向精確化、智能化、隱身化、無人化方向發展，無人機在戰斗力生成和體系作戰中將持續發揮強勁作用。總體上看，經過幾十年的技術探索和實戰檢驗，無人機已經開始加速向主戰裝備發展，正在成為一種新的常規威懾手段；作為兼具機械化與信息化特征的新型裝備，人工智能也將在無人機上有著巨大的應用前景，無人機已成為牽引21世紀航空科技發展的主要動力。我國要成為航空強國，必須發展好無人機。

（上）高威脅、復雜環境下的作戰。

以下，將從7個方面分析無人機未來的發展趨勢。

第一是在作戰任務功能方面，由主要執行偵察監視、察打一體任務向多用途、對面打擊、甚至制空作戰方向發展。

第二是作戰環境適應性方面，由低威脅環境向高威脅強對抗環境，由簡單任務向復雜任務發展，具備隱身、高速及更強生存力，未來要在非寬松混合空域環境中完成混合任務。

第三是速度與空域維度方面，在空間上向臨近空間、超低空等空域發展，在速度上從中間向兩端拓展。

（下）無人機與直升機協同應用。

第四是作戰控制方式方面，由“人在回路”向“人在環”的方向發展，即由飛行員操控無人機向高度智能化的無人機自主操控方向發展，并可實現有人/無人雙模控制。隨著智能化水平不斷提高，無人機將具備感知、認知、分析、計劃、決策和執行等各種能力，能夠針對戰場環境變化自動調整和選擇行動方式，從自主“執行”任務向自主“完成”任務轉變，由“人在回路”控制，一對一或者一對多的操控模式逐步轉向指令控制和自動飛行，再到向更高智能化、自主化方向發展，不斷降低對操控人員的需求，由原來一對一，變成一對N的操控，甚至到自演進智能作戰，這將是智能技術為無人作戰裝備發展帶來的必然結果，將極大地提高武器裝備的作戰效能。

（左）無人機與有人機編隊作戰。

（右）空中航母與蜂群無人機。

第五是協同使用方面，支持空空、空地、空海協同作戰，從單平臺向跨平臺、跨域的方向發展，包括無人機與直升機的協同作戰，無人機與有人機編隊作戰，C-130的“蜂群”無人機作戰，預警機與無人機/隱身無人機進行協同組網探測、無人機武器庫等。

第六是裝備目標導向方面，不斷推出小/微型無人機等低成本武器族作戰裝備。發展中高端無人機固然重要，但與大型高端作戰飛機相比，各種小/微型無人機也具備自身的優勢，如采購成本低，具有數量優勢；可裝備種類多，通過發布需求，引入競爭性采購機制，可以降低購入成本，能作為消耗型裝備使用；小型無人機在作戰任務途中消耗較小，能長時間執行作戰任務，如美國“掃描鷹”無人機可長時間執行邊境巡邏任務，相比于人力巡邏更加高效。另外，“蜂群”式無人機具有成本低、穿透力強、組網密集、難以有效毀傷等特點，具備群體能力涌現特征，具有較高整體作戰效能。

第七是制勝機理探索方面，為滿足未來在寬松和強對抗環境中的軍事需求，不斷推出協同、“蜂群”、“忠誠僚機”等新型作戰概念以及集群智能、自主空中加/受油、定向能、新材料與儲能等顛覆性技術。

需要關注的問題

對于無人機的未來發展，還有四個需要關注的問題，分別是平臺自身、智能化、生存力和融入體系。

隨著無人機需要承擔的任務越來越多，對其平臺自身的要求也在提高，其發展涉及到隱身、高機動性、超長航時、傳感器即結構、有人/無人雙模式駕駛、環境適應性等多個方面。

關于智能化的發展，首先要解決自動化問題，為要充分認知作戰行為并以此建模，同時對過去成功的作戰案例進行理解與解讀。另外，要強化機上智能信息處理能力，目前的許多偵察機搜集信息后就直接發送給了處理人員，使處理員要面對許多垃圾信息，極大地影響了作戰效率。美國現在要求無人偵察機必須在10分鐘以內從空中將信息傳遞給其他飛機。

關于生存力的問題，隨著無人機的發展，各種反無人機技術也正在迅速崛起。必須高度重視各種反無人機的手段，強化無人機的抗干擾、抗微波/激光武器毀傷能力，增強鏈路、導航的安全性，使無人機的生存能力得到提升。

最后是關于融入體系的問題，這是用戶與設計者之間最后一步的問題，這一步必須要做好。用戶對無人機的期望很高，但真正使用時是要看結果的，即無人機加入到一個體系后，是增效還是添亂的問題。通常來說，與有人機、其他無人機同機場使用時，無人機要減少占用跑道的時間；在協同應用時，無人機的信息支撐要由態勢級向火控級延伸；隨著無人機種類型號增多、數量規模增大，要減小空域的干擾，加強管控；無人機對外部支撐的需求應該更少，具有較高的自主性及功能性能。

結束語

無人機的技術水平正不斷提升，將不斷融入裝備體系中，越來越多地在更多領域中替有人機“沖鋒陷陣”，以及拓展一些有人機無法執行的任務。未來，無人機將在航空武器裝備中占據更大的比例，成為戰爭的主力軍。 ■