無人機(jī)在戰(zhàn)場上的應(yīng)用和展望

施 詩，陳凱婷

（南京理工大學(xué) 自動化學(xué)院，江蘇 南京210094）

1 引言

自無人機(jī)被發(fā)明以來，已有多個國家將無人機(jī)投入到軍事領(lǐng)域當(dāng)中。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，美軍就已經(jīng)開始將無人靶機(jī)投入到防空炮手的訓(xùn)練中。二戰(zhàn)以后，電子設(shè)備更加小型化、智能化，通訊手段更加高效，各種新材料不斷涌現(xiàn)，各國在各型軍用無人機(jī)研制方面都獲得了突破和發(fā)展。隨著幾個主要國家不斷增強(qiáng)在軍用無人機(jī)領(lǐng)域的研發(fā)投入，了解軍用無人機(jī)的戰(zhàn)場職能和未來發(fā)展方向變得尤為重要。

2 無人機(jī)在戰(zhàn)場上的任務(wù)種類

軍用無人機(jī)技術(shù)涵蓋了很多領(lǐng)域，主要包括以下幾個方面：隱身技術(shù)、通信技術(shù)、飛控技術(shù)、電力和動力技術(shù)、發(fā)射回收技術(shù)、氣動布局[1]。根據(jù)戰(zhàn)場職能不同，主要可以分為以下幾類。

2.1 偵察

無人機(jī)因為沒有駕駛員，所以節(jié)約了空間，簡化了飛環(huán)設(shè)備和生命保障系統(tǒng)，且不需要落地讓飛行員休息，所以在加油機(jī)的協(xié)助下，續(xù)航時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有人偵察機(jī)。無人偵察機(jī)相較于衛(wèi)星偵察，成本更低，更加靈活。相較于有人偵察機(jī)，無人偵察機(jī)的滯空時間更長，成本更低，且不用考慮人員傷亡和疲勞。早在20 世紀(jì)，以色列就已經(jīng)開發(fā)了“偵察兵”等多種無人偵察機(jī)。其他國家也相繼研制出多種型號的無人偵察機(jī)，如英國的“不死鳥”、美國的“全球鷹”、前蘇聯(lián)的圖243 無人偵察機(jī)等。國內(nèi)研究人員也對偵察無人機(jī)進(jìn)行了大量研究。陸軍工程大學(xué)的龐強(qiáng)偉等人[2]提出了一種多無人機(jī)多目標(biāo)協(xié)同偵察航跡規(guī)劃算法。宋朱剛等人[3]對未來戰(zhàn)爭中高空長航時無人機(jī)在情報偵察方面的軍事應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

2.2 電子對抗

和有人戰(zhàn)斗機(jī)一樣，無人機(jī)在加裝了電子對抗吊艙等設(shè)備后也能承擔(dān)對敵的電子對抗任務(wù)。無人機(jī)可以攜帶分布式干擾系統(tǒng)和有人電子對抗戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。反輻射無人機(jī)可以對敵方地面防御系統(tǒng)進(jìn)行壓制和干擾。

2.3 作戰(zhàn)

隨著動力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，軍用無人機(jī)尺寸越來越大，載彈量也隨之提升。各國開始研發(fā)用于對地攻擊的軍用無人機(jī)。2018 年俄羅斯“牽牛星-O”攻擊無人機(jī)開始服役，最大起飛重量7.5 t，載彈量2 t。可實現(xiàn)對空對地等多種任務(wù)。目前幾個軍事強(qiáng)國都在研發(fā)偵察-打擊一體無人機(jī)，未來無人機(jī)的攻擊作用不可小覷。

2.4 通訊

無人機(jī)在偵察領(lǐng)域的作用，使得其也可以同時用于戰(zhàn)場態(tài)勢感知和通訊指揮方面。高空無人機(jī)和低空旋翼無人機(jī)以及預(yù)警機(jī)、地面基站、通訊衛(wèi)星等可以構(gòu)建起一個立體多層的復(fù)雜通訊網(wǎng)絡(luò)，在指揮調(diào)度部隊、情報分享等方面有著很大優(yōu)勢。

2.5 靶機(jī)

此外，無人機(jī)可以作為靶機(jī)來模擬空中機(jī)動目標(biāo)。在對空武器的研制、檢驗以及部隊的戰(zhàn)訓(xùn)等方面具有非常重要的作用[4]。

3 軍用無人機(jī)的展望

近年來，美軍多次部署先進(jìn)無人機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行轟炸，取得了很多戰(zhàn)果，充分展現(xiàn)了先進(jìn)的軍用無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)場上的重要性。軍用無人機(jī)如圖1 所示。軍用無人機(jī)未來的發(fā)展方向有以下幾個方面。

圖1 軍用無人機(jī)

3.1 更加智能的控制技術(shù)

得益于人工智能領(lǐng)域的高速發(fā)展，基于人工智能算法的控制技術(shù)是未來軍用無人機(jī)的發(fā)展方向之一，包括旋翼軍用無人機(jī)的避障技術(shù)和自主導(dǎo)航技術(shù)，固定翼軍用無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制和氣流干擾下的穩(wěn)定性控制技術(shù)，以此大幅提升軍用無人機(jī)的機(jī)動性和戰(zhàn)場生存能力。

通過人工智能算法進(jìn)行控制，可以使小型軍用無人機(jī)進(jìn)入到城市和森林等更加復(fù)雜的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。例如實現(xiàn)對房間和隱蔽設(shè)施內(nèi)敵人的偵察和殲滅任務(wù)，以及給被困人員提供領(lǐng)航以及彈藥、醫(yī)療的后勤援助任務(wù)。智能控制還包括對多架無人機(jī)之間的協(xié)同控制，實現(xiàn)無人機(jī)編隊，針對敵情進(jìn)行快速自主隊列變換。

3.2 更加先進(jìn)的通訊技術(shù)

無人機(jī)的定位和通訊一直是實際應(yīng)用中的重難點。在中東曾經(jīng)出現(xiàn)利用電子干擾技術(shù)捕獲無人機(jī)的案例。未來軍用無人機(jī)應(yīng)該具備抗干擾和抗電子戰(zhàn)的能力，采用更加安全和加密性更高的數(shù)據(jù)通訊手段。另一方面，無人機(jī)之間、無人機(jī)和其他作戰(zhàn)平臺之間應(yīng)該具備更加高效的實時通訊鏈共享模式。需要無人機(jī)搭載的通訊設(shè)備實現(xiàn)小型化，對無人機(jī)的電子和雷達(dá)系統(tǒng)提出了更高的要求。由此，無人機(jī)可以實現(xiàn)在局部小規(guī)模作戰(zhàn)中和參與小股部隊的作戰(zhàn)任務(wù)中擔(dān)任全天候的戰(zhàn)場指揮、情報支援和不同部隊間通訊的作用，甚至可以替代衛(wèi)星導(dǎo)航。

3.3 多用途化和專業(yè)化

功能和執(zhí)行任務(wù)方面，未來軍用無人機(jī)會朝著以下兩個方向發(fā)展：①多用途化。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單架無人機(jī)成本越來越高，所以無人機(jī)的多用途化以提高無人機(jī)的出勤率是必然趨勢。由于無人機(jī)維護(hù)簡單，出勤率可以得到很好的保障。所以高續(xù)航大航程的查打一體隱身無人機(jī)成為未來的一個發(fā)展趨勢，甚至是發(fā)展出一個平臺多種型號，以滿足短距起降和航母上起降等情況，并且滿足模塊化設(shè)計，可以兼容和搭載不同的偵察、電子戰(zhàn)、武器系統(tǒng)等設(shè)備。但是與此同時，執(zhí)行特殊任務(wù)的軍用無人機(jī)的需求也會越來越大。②專業(yè)化、特種化。如果說多用途化是滿足大部分功能的廣度，那么專業(yè)化就是滿足功能的深度。諸如微型化的無人機(jī)蜂群、超高續(xù)航的太陽能偵察無人機(jī)[5]、高超聲速突防無人轟炸機(jī)、水陸兩用無人機(jī)等都是可以發(fā)展的方向。

4 結(jié)語

新的控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及更為先進(jìn)的加工制造技術(shù)使得軍用無人機(jī)成為未來戰(zhàn)場上不可替代的一員。隨之而來的是戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)法上的革新。在未來，軍用無人機(jī)可以跟隨特種部隊進(jìn)行敵后偵察和作戰(zhàn)，滲透敵方防御進(jìn)行斬首行動?；诘统杀緹o人機(jī)的蜂群戰(zhàn)術(shù)可以用來對敵方目標(biāo)發(fā)動飽和式攻擊，以摧毀敵方重要軍用設(shè)施和裝備。也可以悄無聲息進(jìn)入敵方城市破壞電力系統(tǒng)、通訊基站和基礎(chǔ)設(shè)施，破壞廣播和傳播虛假信息以實現(xiàn)不戰(zhàn)而屈人之兵的效果。

綜上所述，中國應(yīng)大力發(fā)展軍用無人機(jī)相關(guān)技術(shù)，積極摸索新型戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法，通過實戰(zhàn)系統(tǒng)總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為無人機(jī)發(fā)展提供幫助。