2017年全球軍用無人機研發熱點回顧

程龍 柴建忠 羅烈

隨著人工智能、無人集群技術、高超聲速技術的發展，未來無人作戰將需要更加融入現有裝備體系，帶來新的作戰模式，并打造升級版的作戰體系，無人系統已成為各國軍隊熱點追逐的武器裝備系統。

2017年，無人機系統平臺、機載產品以及創新技術在全球軍用、民用和軍民共用領域持續發展，成為了各國航空航天工業的重要研發熱點。除了一些無人機型號首飛和交付列裝外，還主要表現在兩個方面：一是處于研發階段的多數型號、機載產品及其相關技術持續得到推進；二是新涌現多樣化的任務，牽引出了更多的型號需求和技術開發。本文將主要從新的任務需求牽引、無人機平臺研發、機載任務系統開發和相關技術攻關等四個方面對2017年軍用無人機的研發熱點進行回顧總結，希望為業內提供可用參考。

多樣化需求牽引無人機研發持續升溫

軍事任務需求是牽引武器裝備發展的動力源泉。2017年，隨著無人機技術的持續發展，除了傳統的情報、偵察、監視以及察打一體等任務繼續提出更高要求外，還涌現出無人機研發的典型拓域性熱門需求，包括空中加油、空中運輸、海上監視和助推段反導等。

空中加油

空中加油是飛機實現空中能量補給的重要手段，是作戰飛機效能提升的倍增器。無人技術和空中加油技術的結合，是下一代空中加油技術的重點發展方向。美國作為世界無人機技術水平最高且應用最廣的國家，早在2015年，由諾斯羅普·格魯門公司的X-47B無人機已完成了無人自主空中加受油的可行性驗證。2017年10月，美國海軍向工業部門發布了MQ-25A“黃貂魚”無人加油機最終的招標書（RFP）并將要求固化為僅滿足航母艦載機適配性和空中加油需要，用來替代美國海軍傳統的效率低下、安全性不高的伙伴加油方式，緩解F/A-18E/F“超級大黃蜂”有人駕駛艦載機作為伙伴加油機所消耗的飛行時間，提升作戰效能。基本要求是在距離航母500nmile處外供油量將達到6.8t（150001b），使戰斗機有效打擊范圍增加300～400nmile。波音公司、通用原子航空系統公司、洛克希德·馬丁公司和諾斯羅普·格魯門公司等四家公司參與競爭，目前三家公司各自公布了自己的競標方案（圖1）。

前線戰場支援

空中支援無人化可有效提升戰場補給和救援的效率，也可適應更為惡劣的戰場環境。2017年5月，美國陸軍表示正在探索聯合戰術自動補給系統（JTARS），目標是尋求中型貨運無人機，能夠為士兵運送御寒設備、睡袋以及緊急補給的水瓶和血瓶等，以更輕便、更靈活地部署部隊，從而減輕士兵的負擔。基本要求是運輸距離20—lOOkm，載重136—363kg。陸軍計劃在K-Max重型貨運無人直升機（圖2a）基礎上更進一步，打造更靈活、去中心化的能力。此外，在物流、邊遠地區物資補給、醫療后送等方面，也對運輸無人機提出了需求。

另外，美國陸軍正在測試由美國蜻蜓圖像公司研制的DP-14“鷹”式雙旋翼無人機（圖2b），旨在尋求在陸、海、空多種作戰環境下運輸傷亡士兵的新技術。“鷹”式雙旋翼無人機外形類似縮小版的CH-47“支奴干”直升機，體積小、重量輕，可以由廂式貨車運輸，經過30min準備就能起飛，能夠在結冰道路、崎嶇地面、搖晃的艦船、待耕的農田以及15°斜坡上起降，甚至可以在最小面積為6.7m×6.7m的區域著陸。其巡航速度8km/h，飛行高度可達4500m，能夠運輸195kg的貨物飛行2.4h。內部有效載荷艙長].8m，寬0.5m，容積為0.65m3，可以把一名受傷的士兵從前線戰場運輸到附近的救護站。

助推段導彈防御

為了具備更多的助推段彈道導彈防御手段，美國導彈防御局（MDA）在前期基于波音747-400飛機改裝的YAL-1機載激光驗證機基礎之上，啟動了可用于高空無人機的低功率激光驗證機（LPLD）項目。2017年10月開始，先后授予洛克希德·馬丁公司，通用原子航空系統公司，波音防務、空間與安全集團分別價值940萬、890萬和1000萬美元的合同，用于開展低功率激光驗證機項目第一階段工作。該項目擬研制一臺低功率激光樣機，重點是開發遠距離波束穩定性能力，能夠將激光集中在彈道導彈大小的目標上，以及解決激光功率及孔徑的問題，將低功率激光器集成到無人機上并進行測試，希望在2020年進行飛行測試，在2021年測試波束穩定性。低功率激光驗證機雖然不會具備攔截助推段導彈的能力，但將為后續目標更為遠大的定向能項目奠定基礎，將用來了解運用高空飛機進行助推段攔截這一作戰概念，以及遠距離完成激光束瞄準并保持持續瞄準的需求。

海上廣域監視

為應對潛在對手數量不斷增加的且性能更先進的各型潛艇，特別是核潛艇和AIP常規潛艇，美國海軍感受到越來越大的反潛作戰壓力，恰巧美國海軍兩代大型反潛巡邏機P-8A“海神”和P-3C“獵戶座”即將進行更新換代。近幾個財年，美國海軍一直將研發和采購新一代反潛裝備，尤其是可以在海上長時間執行任務的無人反潛裝備作為重點項目。為此，除了各型水面反潛無人艇和潛航器之外，美國海軍現在也急需研制和采購一種大型長航時反潛無人機，作為P-8A“海神”反潛巡邏機的有力補充，并與MQ-4C“人魚海神”配合使用。

2017年，美國通用原子航空系統公司宣布，該公司旗下的MQ-9“死神”中空長航時無人機已經在美國海軍的演習中，初步驗證了其具備執行長時間反潛巡邏以及監視水面目標的能力。從目前發展情況來看，美國海軍是利用現有的MQ-9“死神”中空長航時無人機加掛反潛裝備。未來，也不排除通用原子航空系統公司重啟曾經競標失敗的“水手”無人機項目，以更好的滿足美國海軍的要求。“水手”無人機經由”捕食者”B無人機大幅改進和升級后，續航時間、實用升限以及有效載荷等參數都有顯著提高，可以攜帶更多的聲納浮標，以及用于對海面目標進行搜索和跟蹤的“山貓”多模式雷達、光電傳感器等。

低成本可消耗

隨著多國將下一代無人機納入能力發展路線圖，可代替昂貴無人機執行任務的低成本、可消耗無人機需求被正式提出。美軍應對該需求，提出了“低成本可消耗打擊無人機演示驗證”（ LCASD）項目，該項目旨在探索改變空軍力量組合的可能性及相關作戰概念，項目的關注點是在成本、性能以及飛機的可消耗性之間實現平衡。

2017年9月6日，美國國防部預研局（DARPA）戰略技術辦公室（STO）以視頻形式在網上發布了“飛行導彈列車”（FMR）概念（圖4）。該概念是一型可在F-16和F/A-18戰斗機機翼下方掛載的低成本、可消耗的小型無人機，可至少攜帶一枚（或兩枚）AIM-120先進中程空空導彈打擊超視距目標。美國國防部預研局計劃提供37.5萬美元經費于2018年進行原型開發和試驗，要求FMR無人機造價低廉，可實現快速、大量和按需生產，能夠應對大規模交戰的臨時需求。

結合美空軍之前公布的“忠誠僚機”、“第五代空中靶機”（5GAT）、QF-16無人靶機等項目，以及國防部近來重提的“武庫機”概念，不難看出美國正在布局一個與“低成本可消耗”無人機概念有關的能力集，并為之匹配靈活的采辦和制造概念。未來幾年，隨著無人機集群技術的成熟，無人機蜂群將升空與有人駕駛戰斗機協同作戰，每架無人機以及有人戰斗機自身攜帶的小型無人機均可配備導彈，所有的戰斗機和無人機都能夠與后方攜帶更多導彈無人機的“武庫機”通信，最終形成一支裝備更加精良、致命性更強的力量，打擊距離更遠的目標，使參戰的飛行員數量進一步減少，且成本更加低廉。

多型無人系統研制與改型取得進展

無人作戰飛機

無人作戰飛機仍然是全球各軍事大國爭相研發的重點。2017年，專用的無人作戰飛機平臺，包括對地攻擊類和制空作戰類，均有相關型號/項目在持續研發，英法合作的“未來航空作戰系統（FCAS）”項目（取代英國的“塔拉尼斯”和法國的“神經元”）（圖5）開啟中期階段研制工作，俄羅斯的“鰩魚”項目穩步推進，美國低成本的XQ-222“女戰神”戰術無人機（圖6）預計2018年初首飛。另外，從無人機平臺的技術途徑來看，將現有的有人機、無人機或靶機改型成無人作戰飛機，也正在成為一種重要途徑，如F-16戰斗機改無人僚機QF-16、BQM-167A靶機改UTAP-22“灰鯖鯊”無人攻擊機（圖7）等，這些型號都完成了改裝并進行了試飛驗證。

高超聲速無人機

美國已具備下一代高超聲速無人驗證機研制技術條件。“天下武功，唯快不破”，SR-71高空高速有人駕駛偵察機自投入使用以來，從未有被擊落的案例。隨著SR-71偵察機的退役，美國空軍將其替代機型定位為無人版的高空高超聲速偵察機，命名為SR-72無人偵察機（圖8），由美國洛克希德·馬丁公司秘密研制。201 7年6月，在美國航空航天學會（AIAA）上，洛克希德·馬丁公司副總裁、先進技術發展項目（即著名的“臭鼬工廠”）總經理羅博·維斯宣布，該公司具備SR-72高超聲速飛機縮比驗證機研制的條件，該機將該機是一種集打擊、偵察于一體的高超聲速無人機，采用具備超燃沖壓工作模式的可變循環式發動機，最大飛行速度可達Ma6、飛行高度達30km。

察打一體無人機

2017年全球多種察打無人機完成研制或持續開展飛行試驗。

美國通用原子航空系統公司研制的“復仇者”增程型無人機（圖9）持續開展試飛。該機于2016年10月完成首飛，該改型無人機除進一步延長續航時間、增加任務載荷外，還具有較強的隱身能力。

2017年2月，由我國航空工業研制的“翼龍”ll多用途無人機（圖10）成功首飛，“翼龍”ll是中國首款裝配渦輪螺旋槳發動機的無人機，具備高性價比、長航時、多用途、好使用等多重顯著特征，它的成功研制，標志中國成為繼美國之后具備新一代察打一體無人機研制能力的國家。

2017年7月，我國最大的武裝無人機“彩虹”5量產型首飛，并完成了高空高速和AR-1B武器試射，標志著自2016年珠海航展上首次亮相后，我國自主研發的中高端大型“察打一體”無人機“彩虹”5正式進入批量生產階段，為后續產品交付和合同簽訂奠定了良好基礎。

高空長航時無人機

國內外高空長航時無人機不斷挑戰新的飛行高度和續航時間。

高空長航時無人機自誕生以來，其關鍵優勢之一便是耐久性，業界一直在研究低阻力氣動、高效推進、高效能源以及輕質結構和系統，以便把無人機的續航時間從數小時延長到數天甚至數周。高空長航時無人機按動力能源不同，分常規能源無人機和太陽能無人機。太陽能無人機以其能源優勢，通常可以飛行時間更長。

2017年10月，由美國香草飛機公司研發的VAO01無人機（圖ll）完成了長航時續航飛行測試。VAO01無人機計劃飛行7天，但是由于風暴影響留空時間只達到121.4h，超過5天。該無人機重216kg，設計飛行10天。VAO01無人機的關鍵特征是類似于滑翔機的機翼和高效活塞發動機。這種無人機將會在大型戰役或小型戰術任務中增強現役有人和無人系統的能力，同時相比續航時間30—40h的大型無人機，具備經濟可承受性和易于操作的特點。

俄羅斯需要在北極地區保障艦艇和軍事基地的不間斷通信，需要對北冰洋海上航道進行監控，“貓頭鷹”無人機完全有能力解決這些問題。俄國防部將列裝一種取名為“貓頭鷹”的“高空偽衛星”型無人機（圖12）。這種無人機將利用太陽能供電和氣流，在遙遠的大洋和北極地區上空保持不問斷巡航，并可發送控制信號和與極圈外艦艇及軍事設施進行通信。據稱這種巨型的無人器可以替代昂貴的低軌偵察和通信衛星。

2017年5月，由我國航天科技集團十一院研制的彩虹4太陽能無人機成功完成2萬米以上高空飛行試驗。彩虹太陽能無人機的核心關鍵技術和設備全部實現國產化，此次成功試飛，標志著我國成為繼美、英之后全球第三個掌握臨近空間太陽能無人機技術的國家。

“彩虹”太陽能無人機翼展45m，留空時間大于24h，升限超過20km。未來具備“準衛星”的特征，作為空中平臺，提供持久的數據中繼和通信，部分替代通信衛星功能，實現區域全覆蓋的不間斷態勢感知、中繼通信服務。還可廣泛應用于軍民融合領域，包括重大自然災害預警、常態化海域監管、應急搶險救災、反恐維穩等公益事業領域。“彩虹”太陽能無人機項目有效助推了高強度輕質石墨烯新材料、新型太陽能電池、新型儲能手段等技術和產品的發展。

空天無人機

美國持續開展空天軌道無人飛行器測試。

X-37B空天戰斗機（圖1 3）是由美國波音公司研制的無人且可重復使用的太空飛機，由火箭發射進入太空，是第一架既能在地球衛星軌道上飛行、又能進入大氣層的航空器，同時結束任務后還能自動返回地面，為可回收飛船技術進行風險降低、實驗及作戰概念開發，被認為是未來太空戰斗機的雛形。X-37B長8.8m，高2.9m，起飛重量約5t，尾部有兩扇豎尾翼，其在30—lOOkm的臨近空間飛行速度最高可達Ma25，飛行過程中所有功能自動運行，無需地面遙控，常規軍用雷達技術無法捕捉。2017年5月，X-37B成功完成了第4架次軌道測試返回地面。同年9月，使用SpaceX公司的“獵鷹9”運載火箭成功完成第5次發射。

X-37B各方面技術的日臻成熟，將再次吹響新一輪太空軍備競賽的號角，使得本應安寧平靜的太空變得不再太平，未來戰爭模式也將從地面、空中擴展至太空。目前，由于多方面條件的限制，空中與太空作戰尚未進行深度融合，X-37B一旦投入實戰，將促使天空和太空戰場進一步融合，這對其他國家現有的防空能力是一個巨大的沖擊。

傾轉旋翼無人機

傾轉變模態飛行控制技術的成熟促進了各種新概念傾轉旋翼無人系統的研發。

2017年3月初，美國極光飛行科學公司（簡稱極光公司）成功地完成了XV-24A縮比驗證機（圖14）的飛行測試，驗證了非常規的氣動構型和復雜的飛行控制系統，標志著創新的同步式電力驅動系統第一次成功地用于飛機推進系統，有望將飛機的飛行速度和直升機的垂直起降能力集于一身，突破當前飛行器的性能限制。該機繼貝爾公司/波音公司的V-22“魚鷹”傾轉旋翼運輸機和空中貿易者公司的UV-23“偵察兵”短距起降偵察機之后，美國國防部資助發展的一種全新的垂直起降飛行器。該系統由高度集成的分布式涵道風扇與混合電力驅動系統組成，使驗證機具備革命性盤旋效率和高速前飛速度的潛力。

“俄羅斯直升機”公司首次展示了其研制的RHV-30型傾轉旋翼無人機）的試驗樣機（圖15，其最大起飛重量30kg，這種試驗樣機可攜帶5kg載荷或物資在lOOkm范圍內執行飛行任務。項目研制始于2016年3月，目前已完成第一階段試驗。計劃今年內開始第二階段試驗，檢驗無人機帶任務載荷在各種飛行模式下的飛行狀況。預計2018年年底開始量產。用于地面設施遠距離監控和診斷、偏遠地區小型物資運輸等。

俄“Kronshtadt”集團展示了其“ΦperaT”（Frigate）系列在研的一種直升式傾轉旋翼無人機（圖16）的模型（圖5）。據推測稱該項目旨在演示驗證研制這種飛行器的可行性，下一步的全尺寸飛行器的起飛重量預計為7t，垂直起降和固定翼模式起飛時其有效載荷分別可達lOOOkg和1700kg，無人機升限可達8000m，續航時間達到lOh，最大航程達到5000km，最大飛行速度可達700km/h，主要用于空中偵察和貨物運輸。據稱目前該項目正在為全尺寸飛行器勘選發動機，其中一個備選方案是米-8直升機使用的T B7-117型發動機。

2017年7月7日，韓國航空航天研究院（KARl）在一艘行駛中的船上開展了其傾轉旋翼無人機TR-60（圖17）的自主起降試驗。TR-60由KARI和大韓航空聯合開發，翼展3m，重210kg，配裝一臺55hp轉子發動機，最高飛行速度500km/h，是在TR-100傾轉旋翼無人機基礎上繼續發展的量產型。TR-100是繼1988年貝爾“鷹眼”（與TR-100尺寸相似）之后第二種無人傾轉旋翼機，而TR-60是第一種實現自主起降的無人傾轉旋翼機。

無人直升機

直升機無人駕駛一直是各國直升機領域研發的熱點，2017年多國在無人直升機領域取得成果。

2017年俄羅斯國防部開展了3型混合動力無人機試驗，一種是三旋翼優化氣動布局無人機ColibriS]，另兩種是無人直升機ColibriS2和ColibriM（亦稱推力換向式飛行器，convertiplane）。ColibriS1航程為40km，最大飛行速度70km/h，攜帶lkg有效載荷可留空1h。Colibri S2是Colibri S1的發展型，采用帶旋翼的直升機布局，飛行速度預計可達75km/h，航程可達lOOkm。Colibri M計劃在2017年年底向軍方推出中型無人直升機此型無人機將配備內燃式發動機，可攜帶lOkg有效載荷以120km/h速度飛行200km。莫斯科航空學院“探索者”設計局研制成用于電子戰和火力攻擊的“渡鴉777一1”（B o p o H 777-1）型垂直起降式無人機。目前已通過相關試驗，可望于2018-2019年交付訂戶。“渡鴉777-1”無人機的動力裝置采用約30hp的活塞式發動機和X型旋翼，最大起飛重量約90h（含有效載荷50h），最大續航時間為4h，升限5.5km。

另外，在2017年的圣彼得堡國際海軍沙龍展上，俄羅斯直升機公司展出了幾種無人直升機。“俄羅斯直升機”（BeproⅡerbI POCCHH）公司展出了一種用于北極地區的冰情偵察VRT300無人直升機系統，機上可選裝側視雷達或陀螺穩定光電觀察系統，執行冰情及地面觀察，以及北極海上航路導航等任務。目前該型無人直升機正處于地面試驗階段，飛行試驗定于2018-2019年進行。“PaлapMMC”公司展示了一種B兀B-500多用途無人直升機，該型無人直升機采用同軸式布局，旋翼直徑為6m，起飛重量500kg，續航時間8h，可攜帶雷達、無線電偵收等多種傳感器和武器彈藥。

2017年10月，以色列飛機工業公司（lAl）完成了“空中跳躍者”無人直升機（圖18）及自動戰術系統的概念演示驗證。“空中跳躍者”是在小型有人直升機的基礎上進行改裝，可用于為地面部隊難以到達的地方提供快速后勤物資補給。該無人機的載荷為100—180kg，航時2h，最大飛行速度120km/h。自動戰術系統保證無人機能全天候、獨立、精確地運行，可用于戰場的后勤設備運輸。

2017年5月，極光飛行科技公司已經完成了電動垂直起降飛機（圖19）1：4縮比驗證機的飛行，這是該公司為UberElevate城市空中交通網絡開發的飛機。

單兵無人機

單兵無人機具有重量輕、體積小、隱蔽性好、機動靈活等特點，適合城市、叢林、山地等復雜環境以及特殊條件下的特種部隊和小分隊作戰，也可在未來戰爭中執行低空偵察、通信、電子干擾等任務。

俄羅斯Zala Aero Group公司在第十三屆阿布扎比國際防務展上展示了Zala 421-08T小型無人機（圖20），該型無人機已通過初步試驗，可能被納入俄軍第二代“武士”（ ParHHK）單兵裝備。據介紹，這種無人機重量輕，起飛重量2.5kg，可以一人攜帶至起飛點，手拋或彈射式放飛，傘降或撞網回收，主要用于地面和海面觀察、地面設施損毀勘察，以及戰場實時目標指示等，是執行隱蔽性任務不可替代的裝備。

2017年7月，美國陸軍實驗室（ARL）測試了一種空中可變形無人機（圖21），其將在未來戰場為士兵帶來諸多優勢。該無人機重量剛剛超過半磅，長度將小于25.4cm（lOin），通過傾轉旋翼即可像直升機一樣懸停，又可像飛機一樣飛行。未來，這種無人機將配裝給地面徒步士兵，并使用視覺技術來實現很強的環境感知能力，可以偵測出墻等障礙物、避免碰撞、快速理解周圍環境、選擇如何降落，并搜集態勢感知信息。

靶機

靶機作為用于訓練目標的一種軍用飛行器，具備的能力越來越強。

美空軍正在將退役的F-16戰機改造成可開展有人和無人任務的QF-16全尺寸靶機（FSAT）（圖22），以拓展其在飛行員培訓方面的能力。QF-16全尺寸靶機是美空軍用于培訓飛行員掌握新武器、戰術和技術的主要飛機。美空軍官員聲稱，QF-16全尺寸靶機取代了QF-4全尺寸靶機，成為美國戰機下一代作戰訓練和測試飛機，該機為FSAT項目提供第四代戰斗機能力，為作戰人員建立了真實的、具有挑戰性的威脅環境。

2017年，俄第558航空修理廠展示了其研制的“神鷹”-1（圖23）和“神鷹”-2靶機。這兩種無人航空器均配備了內燃式發動機，所攜帶的設備可模擬不同光電指標和飛行速度的空中目標。“神鷹”-1靶機（如圖]]所示）模擬的信號具有真實空中目標回波的特征，“神鷹”-2則可測定敵防空系統坐標和技術性能，并可模擬戰機編隊突防。兩種靶機起飛重量均為130kg，有效載荷15kg，續航時間5h，最大速度]50km/h，巡航速度130km/h，飛機式（滑跑）起降。俄“埃尼克斯”公司展示了其新研制的E-17型靶機，可在距地面控制站70km范圍內飛行模擬巡航導彈、飛彈、無人機等亞音速機動目標，除彈射起飛外，還可由直升機掛載發射。其有效載荷可攜帶角反射器、楞勃透鏡、紅外線曳光管、紅外誘餌等。

其他新概念無人機

隨著技術的發展，無人機的進入門檻越來越低，參與研制的單位越來越多，問世的新概念布局無人機也越來多。2017年9月，英國BAE系統公司和克蘭菲爾德大學共同發布了名為自適應無人機（Adaptable UAV）（圖24）的概念。這種無人機可根據任務需求在固定翼飛行和旋翼飛行模式之間進行切換，既具備固定翼飛機的高速性能，又能在旋翼模式下懸停并實現垂直起降。在旋翼模式下，無人機可在戰場發射和回收，并停靠在特殊桿上。這種新技術可以使無人機能夠更好地適應不斷變化的未來戰場情況，以集群應對復雜防空體系，同時還能夠在復雜的城市環境中飛行。

混合起降型無人機也是2017年的熱門研究概念。混合型布局可以像普通飛機一樣水平飛行，但可以利用其加裝的輔助裝置實現垂直起飛和降落。與傾轉旋翼無人機不同的是，混合起降型無人機由于沒有旋轉式推進器及其伴隨的轉換過程，其結構比較簡單。

“Kronshtadt”集團首次公開了“K P o H-A30”混合型無人機（圖25），該型無人機重30kg，電動機驅動4副旋翼實現無人機垂直起降，續航時間6h，可用于航空照相、環境監控等。Skat Systems公司也公布了一種可垂直起降的固定翼無人機-X-27 FG Avatar無人系統。該型無人機裝有4部電動機用于實現垂直起降，翼展4.5m，最大起飛重量為27～72kg（型別不同），在300～7000m高度范圍內平飛速度為70—300km/h，續航時間9h（電動機）和27h（內燃式發動機），作用半徑300km。

2017年俄“無人系統”集團公司在航展上首次推出了一型機翼可分離式的Supercam S450無人機（圖26），其翼展為4.5m，自重21kg，續航時間為8h。無人機創新設計的機翼著陸分離系統，保證在著陸時其機翼可自動脫離機身，便于平穩著陸和簡化運輸。其有效載荷和蓄電池艙利用單獨的降落傘回收。目前該型無人機已順利通過各種試驗，準備量產。

同樣在航展上，還展出了一型自轉旋翼無人機-GY 500無人機（圖27），該機采用自轉旋翼技術實現飛行，在飛行過程中依靠前飛過程空氣來流持續的氣動力使旋翼自轉，從而維持旋翼轉速并提供全機所需升力。這種無人機結構簡單、效費比高、故障率低、安全性高，即使發動機空中熄火，也可利用旋翼慣性轉動產生的升力確保機體安全迫降。因此對起降條件要求很低，部署靈活，可以替代完成直升機的絕大多數任務，因而成為國際上競相發展的一種新型的軍民兩用無人飛行器。

先進機載系統研發為無人機提質增效

機載產品是無人機完成作戰任務的核心，近年來，隨著通信技術的發展，再加上電子元器件持續微型化，合成孔徑雷達、日益增強的微處理器、雷達隱身吸波材料、更快的數據鏈路速率、高寬帶通信以及基于光學的導航等頂尖技術不斷集成到無人機平臺上，令其成為全球軍隊的重要資產，隨著用量增加，平臺能力不斷增強，適用范圍也在不斷擴大。2017年主要在上述方面取得了一定進展。

雷達探測、告警系統

無人機機載雷達主要用于敵方目標探測和武器制導，實施空中偵察、警戒，保障準確航行和飛行安全。擴大探測范圍，增加探測精度，是機載雷達發展的一個重要方向。據海軍技術網站2017年6月20日報道，Sentient視覺系統公司宣布與全球領先的無人機供應商UMSSKELDAR公司簽署諒解備忘錄，將為其SKELDAR V-200無人機提供“視覺探測與測距”（ViDAR）系統（圖28）。這種光學雷達系統可專為V-200無人機（圖29）配備5—10臺攝像機，能提供180。～360。視角的海域監視能力，比現有的光電傳感器的覆蓋面積大80倍以上。通常現有探測系統要達到ViDAR系統的探測能力，操作者需要依靠更大、更昂貴的飛機，而ViDAR系統更小，更具有成本效益。ViDAR技術能夠自動掃描無人機周圍的海域，實時識別海面上的任何物體。

2017年4月，通用原子航空系統對外宣布，已經在“捕食者”無人機上測試了新的雷達告警接收機，將有助于擴大無人機的作戰范圍，以應對如俄制的S-300或S-400等先進的防空系統的潛在威脅。該雷達告警接收機型號為ALR-69A，由雷神公司研制，搭載在一個標準的載荷吊艙內，可為機組人員及指揮與控制單元提供潛在攻擊者的實時信息。

導航系統

近年來，全球定位系統（GPS）導航技術在戰爭中得到廣泛應用，但由于在全球定位系統的設計初期沒有將該系統在干擾環境下工作的能力置于最高優先級，而僅作為一種戰爭環境下的輔助導航手段，因此全球定位系統信號到達地面的信躁比極低，使得全球定位系統接收機極易受到欺騙和干擾，從而導致全球定位系統軍事應用的安全問題受到挑戰。美國國防部預研局針對這一問題提出了ASPN項目，旨在開發一種廉價的導航傳感器融合技術，即使是盲點或干擾環境下也可照常提供準確的定位和導航服務。2017年，美國空軍研究實驗室（AFRL）成功研發出一種“全源定位和導航”傳感器裝置，該裝置可以幫助戰斗機在無法獲得全球定位系統信號時進行導航，已在各類海陸空裝備上進行了演示驗證，后續還將繼續在各類戰術飛機上開展試驗。

美國國防部預研局還和麻省理工學院（ MIT）的一個團隊一起新開發了一種無人機先進視覺輔助導航技術，從而避免單純的依賴全球定位系統、周邊環境地理詳細圖等一些外部的基礎設備。在一些特殊場景如城市建筑物內部、地下室、封閉的場所中時，消防員、士兵以及快速作戰人員在操作輕小型的偵查無人機時，很可能存在全球定位系統信號丟失，而導致無人機飛行的不穩定，甚至影響飛行安全。該項技術可以使無人機無需操作員引導或全球定位系統導航就可以飛越障礙環境。2017年6月，美國國防部預研局在佛羅里達州利用小型四軸無人機（圖30）進行了為期4天的測試飛行，試驗取得取得了重大突破。先進的軟件算法和傳感器使該無人機可以通過有障礙的航路找到目標物體。

防撞系統

防碰撞安全問題對于飛行器來說，是一個永恒且與時俱進的問題。通常有人飛機上都裝有空中防撞系統（TCAS），用于提醒飛行員可能發生碰撞，并指示飛行員進行機動規避。但是無人機由于沒有飛行員操控，不能僅是告警型的空中防撞系統，無人機的防撞更強調全過程自主性。

2017年3月，諾斯羅普·格魯門公司在“火烏”可選有人駕駛驗證機上完成了ACAS Xu空中防撞系統的初步試飛。“火烏”上的ACAS Xu會用機上感知與回避傳感器包探測到即將相撞，然后執行一系列步驟。首先，系統向飛機和“入侵者”傳送一條“解決建議”，然后與另一架飛機上的空中防撞系統一起協調執行機動動作。諾斯羅普·格魯門公司正在為大型無人機開發的探測和防撞功能將遠遠超出飛行員目視操作防撞的能力。

2017年10月，RDRTec公司宣布獲得美國海軍批準，繼續為MQ-4C無人機系統研制通用雷達機載防撞系統（C-RACAS）。通用雷達機載防撞系統為C頻段雷達系統，可為無人機系統提供感知與規避（SAA）和氣象規避功能，從而使MQ-4C無人機系統可以有效地感知非合作飛機，防止碰撞（CA），還可以與無人機未來機載防撞系統（ACAS Xu）集成。該系統可以確定機載物體和位置和估計的飛行路線，使空中飛行器操作員可以及時采取行動保證安全飛行。通用雷達機載防撞系統可以在較寬的視場進行遠程搜索、檢測和跟蹤。系統設計以可負擔的價格使體積、重量、功率和冷卻最少。

通信系統

未來無人機作為信息節點是一個重要趨勢，具有與戰場多種平臺進行信息融合的能力一直無人機通信的努力方向。

2017年5月，美空軍壽命周期管理中心授予諾斯羅普·格魯門公司航空航天分部一份價值3994萬美元的合同，為EQ-4B“全球鷹”無人機集成最新型“戰場機載通信節點”（ BACN）系統。

“全球鷹”搭載戰場機載通信節點載荷可全天時地為作戰人員提供跟蹤和對抗敵人所需要的信息。戰場機載通信節點的機載執行處理器（AEP）可作為空中的持久網關，參戰成員間就可以接收、橋接和分發通信。戰場機載通信節點的機載執行處理器可作為所支持的通信系統之間的轉換器和網關接口，并向全球信息柵格發送基于知識的情報信息。

目前，美空軍最先進的戰斗機F-35與F-22之間不能接收和發送信息，這是由于它們采用了不同的保密數據鏈。針對這兩型戰機通信的問題，2017年8月諾斯羅普·格魯門公司提出一種解決方案，就是將其開發的“自由550”（Freedom 550）電臺集成到RQ-4“全球鷹”無人機，這種近期解決方案可實現這兩款戰斗機間的相互通信。“全球鷹”無人機用于戰場通信中繼的作用得到凸顯。另外，波音公司也在開發一種由F-15攜帶的數據鏈吊艙，被稱為Talon HATE。2017年5月，波音公司證實，配備TalonHATE吊艙的F-15C戰斗機可以與F-22戰斗機通信。

多光譜成像傳感器

多光譜成像技術主要是以物體對不同波長光線的吸收存在差異為原理，通過對目標物體在一組紅外和近紅外范圍內特定光線波長中的光強度變化來實現檢測、辨別等應用需求。

201 7年3月，美國空軍壽命周期管理中心的官員宣布授予雷神公司一份價值1260萬美元的合同，為MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”中程攻擊無人機載的多頻譜目標指示傳感器提供支持。雷神公司成立了一個軟件小組，負責開發、試驗和維護中空長航時戰術多頻譜目標指示系統的軟件。

2017年4月，諾斯羅普·格魯門公司完成了RQ-4 B“全球鷹”無人機搭載MS-177多頻譜成像傳感器的飛行測試，于2017年年底前開始正式部署。MS-177系統是UTC航空系統公司SYERS-2的下一代產品，可提供最遠距離的成像能力。該系統依靠多傳感器技術，使用廣域搜索能力來發現遠距離的目標，同時還能通過“多傳感器模塊”跟蹤并評估目標。將以比傳統情報、監視和偵察（ISR）平臺更小的成本為美軍提供戰略情報、監視和偵察能力，極大地改善作戰人員的態勢感知。

2017年，美國防部導彈防御局（MDA）在MQ-9“死神”無人機上安裝AN/DAS-1“多光譜瞄準傳感器”B（MTS-B）作為彈道導彈預警探測傳感器，進行了一系列作戰試驗，已具備實戰應用能力。試驗結果表明，MQ-9/MTS-B多光譜傳感器能以很高的分辨力探測和跟蹤在助推段以各種速度飛行的彈道導彈，探測距離可達lOOOkm。將MQ-9/MTS-B納入“薩德”反導系統預警探測體系，可減輕其AN/TRY-2雷達的搜索負擔，使后者能夠以更高的效率跟蹤和處理大規模彈道導彈襲擊。

數據鏈

數據鏈作為無人機實現與外部通信，扮演空中信息節點的重要載體，數據傳輸和采集效率，數據傳輸的保密性，是數據鏈研究的重要方向。

2017年3月，美國宇航局（NASA）阿姆斯特朗飛行研究中心研究人員在一架美國宇航局“空中國王飛機上完成一型“先進數據采集與遙測系統”（ADATS）進行的飛行測試，該系統采用的網絡和通信架構能更高效的從研究機上傳輸數據，并且僅使用傳統方法的一半帶寬，傳輸速度達到了40MB/s，能比過去基于網絡的遙測系統四倍的速度傳輸大量數據。該系統將用于支持下一代X-飛機的試驗參數采集，還可應用到無人機和存在上傳和帶寬管理的系統。

2017年，奧地利西貝爾公司將與Patria公司合作，在S-100無人機上搭載Patria公司研制的“小型空中組網數據鏈”（CANDL）。該“小型空中組網數據鏈”可提供非常穩定的通信干線，為探索有人機與無人機編組（MUM-T）作戰帶來很多好處，這種作戰模式結合了各自的強項，并提高整體的態勢感知能力以及決策能力。

保密是軍用無人機通信始終關注的問題。2017年10月，美國空軍成功研制了一種新型芯片，可保護諸如無人機和排爆機器人等系統之間的通信和數據傳輸。這種新型迷你加密（Mini Crypto）芯片是一種獨立的加密引擎，可以生成基于會話的‘密鑰。消息被加密后，需要由Mini Crypto芯片確定的發送者與接收者之間的密鑰才能閱讀該條消息。其密鑰管理系統可以保護秘密數據，且滿足國家安全局的標準。

動力能源

隨著越來越多無人機產品的問世，其配置的動力能源也五花八門，但是追求效率是永恒的主題。2017年8月，巴拉德動力系統公司的子公司Protonex公司已經成功完成了利用質子交換膜（PEM）燃料電池作為推進動力的“掃描鷹”的飛行測試。自2004年以來，美國海軍和海軍陸戰隊采購了由波音公司旗下因斯圖公司負責研發的掃描鷹無人機，主要完成低空偵察、監視和目標采集。因斯圖公司預計“掃描鷹”配備質子交換膜燃料電池后，可以降低運營成本，減少大修和維護成本，減少機械部件。采用質子交換膜燃料系統的掃描鷹具有更低的噪聲和和振動水平，操作人員能夠使無人機低噪音飛行并拍攝更清晰的圖像。

此外，美國發動機制造商已經開始尋求為無人戰斗機專門研制的低成本、有限壽命發動機。其中，奎托斯防務公司無人系統分布正在為美國空軍研究實驗室的“忠誠僚機”項目研的“低成本可消耗打擊演示樣機”（LCASD），制編號為XQ-58A。該機雖然不是一次性的，但仍然要考量作戰中的損耗，需要控制成本。目前，該機所配發動機成本占整機的40%，大修間隔時間3500h，而需求僅200—300h，需求約為能力現狀的5%～8%。可見，發動機的壽命，也不是越長就月好，而是越合適越好。

專用彈藥

為無人機配置專用彈藥，可使無人機發揮更好的作戰效能。

泰雷茲英國公司專門為無人機開發了重6kg的“狂暴”無動力滑翔型導彈，該彈重量輕，隱身性能好，發射時不產生閃光和聲響，適用于Ⅲ類和IV類無人機。德事隆系統公司還銷售重量27kg的G-“爪”制導彈藥，無動力裝置，專門為IV類無人機研制。

2017年8月在俄舉辦的國際軍事技術論壇（ApMHsl-2017）上，來自庫爾斯克的“航空自動裝置”（ABHaaBroMarHKa）設計局首次展出了三種專門用于裝備無人機的制導炸彈，一種25kg，另兩種均為50kg（圖3]）。據稱25kg級的炸彈從“獵戶座”無人機上投擲過。這三種炸彈可利用無線電發出指令，改變升空后的無人機的飛行任務。無人機采用衛星導航。同時可使用激光系統以及視頻模塊引導無人機對目標進行瞄準。

地面站系統

地面站是無人機的大腦中樞，模塊化、通用化、智能化、一機多控是地面站發展的趨勢。

傳統的無人機地面控制站（GCS）通常是為完成特定任務、為個別平臺量身定做的。地面控制站的模塊化通用化趨勢除減小體積、降低成本外，可拓展地面站控制能力，解決一站多機乃至無人機集群控制、無人機跨域協同作戰等問題。一站多機即一個地面站控制兩架甚至多型無人機的技術，可以采用時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）等形式。洛克希德·馬丁公司正在開發通用地面控制站4586的一種新型別VCS4586i，以類似視頻游戲的方式控制無人機，重點面向無人機集群技術。

德事隆公司最近研制了新的無人平臺地面控制站，使操作人員能在一個屏幕上控制多個無人平臺，并將不同作戰域的平臺連接起來。這項稱為Synturian的無人控制技術能同時協調無人水面艇、無人機、地面機器人。假如無人機發現海面超視距外有敵方目標。它可以將目標瞄準數據實時傳輸給無人攻擊艇或無人巡邏艇，縮短從傳感器到射手的時間，是戰斗指揮官能更快速地做出決策。美國陸軍通用地面控制站的產品副主任斯科特·辛莫曼上尉稱，未來的地面控制技術將能夠從一個節點由一名操作人員控制多架無人機，開發并實現無人機系統管理者的角色，基于角色的硬件登錄技術，軟件和硬件具備可伸縮能力，以及更強的自治能力。目前陸軍已經開始制定這些未來能力的需求。

從控制系統角度來看，人工智能是將來擴展操作員控制無人平臺能力的一個重要方面。雷神公司總工程師吉姆·克勞德說，現在10個人控制一架無人機，來需要一個人控制10架無人機。美國空軍正在將此概念推廣到新型BLOCK 50無人機的地面控制站，它將使一個操控員執行目前由多個操控員完成的功能。BLOCK 50也將采用開放式體系架構，隨著技術持續改進，允許集成新軟件。

通用原子航空系統公司認為降低無人機飛行和數據處理所需的軍方及承包商人員數量是未來5—10年的優先事項，這主要通過機器的自動化和更加直觀、界面友好的駕駛艙，擁有合成視覺效果，飛行員在飛行過程中甚至不用轉頭。目前該公司正在為空軍交付首批7套50批次地面控制站（GCS）用于試驗。

顛覆性創新技術突破為無人機應用開疆拓土

隨著美軍“第三次”抵消戰略的提出，一些顛覆性的戰略戰術逐步提出并開展研究，在軍用無人機領域，一些新顛覆性的作戰概念的提出，如有人/無人協同技術、無人集群技術、人工智能技術等，促進了無人機技術的發展。可以說美軍的新戰略思想又掀起了一波無人機技術研究熱潮。

有人/無人協同技術

有人/無人協同作戰是指在信息化、網絡化及體系對抗環境下，有人機與無人機聯合編隊實施協同攻擊的作戰方式。近年來，隨著中俄等國反介入/區域拒止（A2/AD）能力的發展，美國傳統打擊武器面臨高性能綜合防空系統、全球定位系統中斷、通信受限、電磁干擾及定向能武器等一系列挑戰，已很難滿足作戰需求。為此，現階段選擇發展有人/無人機協同編隊來快速提高作戰效率和協同能力。有人/無人協同作戰是指具備遠距探測能力的高端有人機“主機”，和攜帶制導武器或各類情報、監視和偵察傳感器的無人機作為攻擊性“僚機”，在數據鏈信息的支持下，通過密切協同來完成態勢感知、戰術決策、指揮引導、武器發射、武器制導及毀傷評估等過程達成作戰任務。

目前美軍涉及有人/無人協同技術的有三大典型研究項目，第一項是“忠誠僚機”項目，（Loyal Wingman）項目，由AFRL于2015年中旬發起，旨將使第五代戰機（長機）的駕駛員可以對無人機（僚機）進行控制，大幅度提升美國空軍的有人/無人機協同作戰能力。目前項目還處于分散的研究狀態，2017年2月，美國海軍在模擬器上試驗了用于控制“忠誠僚機”的智能軟件TBM；2017年4月，“海弗一突襲者”項目開展了“忠誠僚機”技術對地攻擊任務。第二項是“僚機”研制項目，在2017年的巴黎航展上，美國克瑞托斯（Kratos）公司展示了其最新研制的UTAP-22“鯖鯊”（Mako）和XQ-222“女戰神”（Valkyrie）兩款無人機。UTAP-22正在開展試飛，XQ-222將在2018年完成研制開展試飛。第三項是戰術作戰管理項目，該項目旨在建設一種戰術作戰管理系統（TBM），用以在模擬的超視距空戰任務中引導有人機/無人機編組的無人“僚機”。在2017年的模擬超視距空戰任務中，一名專業飛行員通過人機接口控制長機，并與戰術戰場管理器控制的自主無人機進行通信交互。專家飛行員們肯定了TBM在他們的指揮之下控制一架無人機的能力，NRL的團隊已將TBM集成到了AFRL的“用于仿真、集成和建模的分析框架”（AFSIM）和NAVAIR的“下一代威脅系統”（NGTS）中。

無人集群技術

無人機集群技術依托于人工智能技術、網絡信息技術、先進平臺技術和微納電子技術等現代前沿技術群，這些技術使無人機集群向系統智能化、網絡極大化、平臺多樣化、節點極小化方向發展。無人機蜂群技術的軍事應用價值巨大，一旦技術成熟，將深刻改變戰場規則。

近年來，無人集群技術迅猛發展，美軍對無人集群技術的研究，引領了世界各國的研究熱潮。美空軍在2015年9月發布的《空軍未來作戰概念》頂層戰略文件中，以及2016年5月發布的專門針對小型無人機系統的《2016-2036年小型無人機系統飛行規劃》中，都提出了無人機蜂群的作戰概念。除了編制戰略發展規劃，美軍各技術研發機構也啟動了大量無人機蜂群項目。由于機構定位不同，各項目的愿景也有所區別。例如戰略能力辦公室（SCO）聚焦近期應用，發展由戰斗機空射的可執行低空態勢感知和干擾任務的微型無人機蜂群，海軍研究辦公室（ONR）發展可在艦船或灘涂發射的小型無人機蜂群，以設施偵察監視或對陸、對海攻擊；而美國國防部預研局發展可在強對抗環境中使用的高性能無人機蜂群，并定位其為戰場最前線與高端有人/無人平臺配合執行任務的主戰裝備。2017年美軍主導的幾大項目正在穩步推進。

戰略能力辦公室的“灰山鶉”項目，2017年1月9日完成了最新一次試驗，3架海軍F/A-18F戰斗機投放了103架“灰山鶉”，創下軍用無人機蜂群最大規模飛行紀錄。試驗中，“灰山鶉”蜂群未預先編寫飛行程序，而是在地面站指揮下自主實現協同，展現了集體決策、自修正和自適應編隊飛行能力。試驗的成功表明，美軍的空射無人機蜂群正朝實戰化方向穩步邁進，或許不久便會列裝。

美國國防部預研局通過“小精靈”“拒止環境協同作戰”“體系集成技術和試驗”“分布式作戰管理”和“進攻性蜂群使能戰術”等項目分別攻克無人機蜂群各關鍵技術，2017年3月，美國國防部預研局表示項目第一階段無人機空中發射和回收系統的可行性研究工作已順利完成，并選擇Dynetics公司和通用原子航空系統公司進入第二階段工作，完成全尺寸技術驗證系統的初步設計，為單個系統部件開展風險降低試驗。

除了美國，中國也在積極開展無人集群技術研究。2017年6月，中國電子科技集團公司成功完成了119架固定翼無人機集群飛行試驗，刷新了此前2016年珠海航展披露的67架固定翼無人機集群試驗紀錄，這標志著智能無人集群領域的又一突破，奠定了我國在該領域的領先地位，該團隊未來還將致力于無人機集群的實用化、群智能化發展。

人工智能技術

人工智能將成為未來無人機的發展方向。從人工智能的角度看，無人機將向單機智能飛行、多機智能協同、任務自主智能等方向發展，涉及環境感知與規避、協同指揮控制、協同態勢生成與評估、自主駕駛與自主定下作戰決心、自主完成作戰任務等，是無人機應用的最高境界。

2017年是人工智能迅猛發展的一年，各國也都將其納入了重點研究計劃，技術在不斷進步，各行業都在和人工智能相結合。

俄羅斯正在研制能夠自主決策的人工智能無人機。俄羅斯技術集團旗下的“無線電電子技術”康采恩（K P э T）正在開發人工智能元件，用于研制能夠自主決策的無人機。K P э T康采恩在2017莫斯科航展上展示了一種人工智能軟件產品。

美國國防部Maven項目成立了算法戰跨（AWCFT）職能小組，用于加快國防部融入人工智能與機器學習的速度，將國防部海量數據快速切換為切實可用的情報。該算法已在“掃描鷹”上試驗，試驗開始僅幾天，計算機對人員、車輛、建筑等物體的識別準確率便達到了60%，一周后提升到80%。

中國在人工智能領域也開展了大量研究。2017年7月，無人機更是被列入國務院《新一代人工智能發展規劃》。

結束語

本文系統地回顧了2017年全球無人機發展熱點，分析了無人機產品及其系統發展的需求，總結了各型無人平臺機及機載產品的發展趨勢，未來軍用無人機將呈現任務多樣化，平臺界限模糊化，任務產品模塊化的趨勢，隨著人工智能、無人集群技術、高超聲速技術的發展，未來無人作戰將更加融入現有裝備體系，帶來新的作戰模式，并打造升級版的作戰體系，無人系統已成為各國軍隊熱點追逐的武器裝備系統。