無人戰斗機發展及光電任務載荷關鍵技術探討

曹成，李天浩

（空軍工程大學航空工程學院，陜西 西安 710000）

隨著國民經濟的不斷發展，科學技術的快速發展進步，計算機技術、信息化技術等在我國各個領域都有非常廣泛的應用。無人戰斗機在軍事作戰中有非常強大的優勢特征，在現代戰爭中發揮著至關重要的作用，而且隨著無人戰斗機的使命及作戰任務的不斷升級發展，以及無人戰斗機的研發水平的不斷提升，現階段的無人戰斗機能夠直接到達提防區，并且能夠在敵方的作戰區域上方尋艦待機，可以在敵方發現目標時實施自殺式的攻擊，具備非常強的攻擊性，通過人在回路中的控制方式，能夠執行對地攻擊以及空戰任務，其是我國對空作戰領域至關重要的裝備與武器，無人戰斗機發展及光電任務載荷關鍵技術研究有利于我國空軍戰斗能力的提升，因此要加強對無人戰斗機發展及光電任務載荷關鍵技術的研究。

1 無人戰斗機的相關概述

無人戰斗機是最新研發的非常辛勤的空中武器系統，其能夠在現代戰爭中執行空戰的任務，也能夠實現對敵軍的攻擊任務，其在戰斗過程中不需要駕駛員駕駛，尺寸非常小，具有極高的隱蔽性，而且由于無人機不受駕駛員身體條件的限制，所以有非常大的性能包線以及較長的續航時間。無人戰斗機能夠直接在現代戰爭中使用，目前主要有兩種重要的作戰形式，一種是通過將無人戰斗機當作戰斗部殺傷敵人目標的自殺型無人攻擊機；另一種是能夠攜帶武器并且能夠在戰爭中一直重復使用的無人戰斗機，目前，無人戰斗機最重要的功能是實施防空壓制及操縱扣擊。光電任務荷載能夠為無人機戰斗系統的信息有效獲取提供有力支持，其在無人戰斗機系統的快速升級發展過程中發揮著重要作用，在執行作業偵查以及戰場監視等任務的不斷發展，并且無人戰斗機在執行偵察監視以及目標瞄準及定位過程中發揮著至關重要的作用，一定程度上實現了無人戰斗機系統任務的轉型升級。

2 無人戰斗機的發展現狀分析

2.1 英國BAE系統公司的雷神

神奇最開始的意思是海爾特人神話的雷神，現在是英國國防部研發的最新無人戰斗機的稱號。2010年，英國推出技術驗證機雷神。雷神具備非常強大的隱身功能，而且還能夠自動防衛，有一定的跨周記飛行能力，而且續航時間非常長。英國研發的雷神無人戰斗機在戰爭中應用，具備非常強的整體布局能，并且能夠有效地提升升力，所以其續航時間非常長，以為有效保障跨越大洲攻擊的功力。雷神通過尾氣使排氣裝置進行排氣，這種排氣裝置能夠將發動機噴管完完全全地包裹在機體中，一定程度上有利于減少雷達和紅外信號的干擾。雷神的前機身菱形截面非常的流暢，而且其一非常自然地過渡到后機扁平截面，在充分保障雷神戰斗機氣動性能的前提下，能夠有效滿足可探測性的功能需求。雷神戰斗機系統可以對無人機的滑行以及起飛進行有效的管理及控制，其一定程度上能夠沿著需要搜索的區域進行航行，并且可以在戰爭中非常及時地對存在威脅或者意外的情況做出反應，并且其能夠圍繞搜索區域有效確定最優的航線，有利于對目標進行最終的鎖定。雷神戰斗機是借助傳感器系統進行偵查圖像傳輸的，其在戰斗過程中能夠非常準確地確定預計攻擊的目標位置，并且可以自主對目標進行攻擊，然后再沿著既定的航線原路返回基地，并實現著陸及滑行。

英國國防部現階段仍然傾向于在UCAV中保留人在回路的控制方式，通過這種方式實現對雷神的人為操縱，進而可以讓操作人員能夠非常準確地把握敵方的目標及投放武器攻擊等，以便實現對雷神的有效管理及控制，也可以在雙座戰斗機的后座發出指令操作雷神。

2.2 歐洲的神經元

神經元無人戰斗機是由法國組織，并由歐盟中的多個國家共同參與的UCAV技術演示驗證項目，其一定程度上體現了未來歐洲信息化作戰、網絡中心戰中的發展方向及作用，神經元無人戰斗機幾乎涵蓋了歐洲所有重量級航空、電子防務企業，是集歐洲之力研發的無人戰斗機。神經元無人戰斗機應用了類似B-2轟炸機的氣動外形，戰斗機機長10m，翼展有12m，其最大起飛質量是6t，最高升限是3000m，載彈量達400kg。神經元無人戰斗機具備雷達和紅外雙重低可探測的功能，其可以深入戰爭的中心區域，進行網絡中心戰爭，其也能夠比較準確地制導區外攻擊彈藥，可以對敵方的目標進行非常精準的攻擊。神經元無人戰斗機能夠通過神經元的隱身性功能，并借助機械傳感器，可以深入敵方區域進行敵機檢方的偵查及先期的進攻。神經元無人戰斗機有兩個內在的武器艙，一定程度上能夠掛載激光制導以及GPS制導。另外，神經元無人戰斗機的指揮系統是能夠實時發布指令的，可以實時指揮神經元無人戰斗機進行發射分部前奏巡航導彈，并且能夠聯合直接攻擊彈藥對防區外的攻擊目標進行準確的攻擊。

2.3 美國諾格公司的X-47B戰斗機

美國諾格公司研發出的X-47B無人戰斗機具備蝙蝠型雙翼飛航導彈，其是能夠與翼身有效融合的飛翼構型，X-47B研發一定程度上代表著無人駕駛飛行器領域的歷史性突破，其不僅是人類歷史上第一架不需要人工進行干預、完全能夠由電腦進行操控的無尾翼、噴氣式無人駕駛飛機，其也是能夠從航母上起飛并且能夠自行回落的隱身無人駕駛偵察攻擊戰斗機。X-47B戰斗機機長11.64m，翼長為10.92m，整個飛機高有3.10m，重量是6350kg，最大的起飛質量是20215kg，最高的升限是12192m，其機翼具備折疊的功能，這有利于減少在航母艦上占用空間。X-47B能夠進行高空作戰，其能夠給美軍執行全天候的作戰任務提供強有力的支持，具備非常強大的隱身性能及戰場生存的功能，能夠攜帶各種傳感設備以及內部武器裝備載荷，進而能夠有效滿足聯合作戰、網絡作戰的需求，可以進行空中加油操作，能夠提升戰場覆蓋能力，可以為遠程飛行提供支持。X-47B無人戰斗機驗證機是美軍邁向新型空中作戰平臺非常重要的一步，而且美軍非常重視發展適合特種作戰的機身設計，所以X-47B無人戰斗機系統能夠有效融入美軍的核心作戰體系，進而有利于提升美軍的軍事作戰能力。

3 無人戰斗機光電任務載荷關鍵技術的研究

無人戰斗機不但有非常持久而且非常高精度的偵查期監測能力，而且有一定的目標識別能力及實施跟蹤能力，并且具備快速而準確定位的功能，所以其在現代戰爭中發揮著至關重要的作用，能夠在作戰過程中為網絡中心站在戰場實現快速態勢感知以及高度的信息資源共享。無人戰斗機在作戰過程中還需要具備一定的探索以及攻擊的能力，要能夠充分發揮其非接觸以及非對稱的主要作戰方式的優勢作用，在戰爭中非常精準地進行攻擊的任務。無人戰斗機的光電任務荷載能夠快速獲取戰場的信息，能夠及時進行態勢感知，并且具備一定的制導武器引導功能，其是現階段軍事作戰過程中無人戰斗機非常重要的構成部件。

3.1 能夠自動識別目標與跟蹤

為了有效保障無人戰斗機偵查監視、準確定位以及目標瞄定與制導武器功能的充分發揮，光電任務荷載要能夠對目標進行準確的識別及快速地跟蹤，進而能夠有效滿足無人戰斗機在軍事作戰過程中的目標監測識別以及跟蹤定位的需求。這過程中不僅需要充分發揮光電任務荷載慣性穩定控制系統的作用，還要求不斷提升目標自動識別技術水平，要加強現代化信息技術的應用水平，讓其能夠借助視頻圖像自動識別跟蹤技術，能夠比較及時準確地了解目標的具體位置。在作戰過程中，還要非常及時將目標位置信息反饋給伺服控制系統，并且要能夠驅動穩定平臺轉動以及視軸的移動，以便實現對目標的自動跟蹤及準確定位。由于無人戰斗機在軍事作戰過程中應用場景非常的復雜，而應用平臺以及及傳感器又具有多樣性的特征，所以要通過多光譜圖像數據融合目標識別技術應用，并且要重視不斷提升光電設備的偵查監視及目標跟蹤能力。

3.2 光電任務載客系統綜合設計技術分析

隨著科技水平的不斷提高，無人戰斗機在軍事戰爭中的應用需求也在不斷地發展變化，這一定程度上對無人戰斗機光電任務荷載系統，特別是無人戰斗機在光電任務載荷系統提出了更高的要求。現階段的無人戰斗機研發過程中，不僅要求其多光電傳感器共裝載，還要求其具備非常高的性能指標，要保證系統質量比較輕，而體積比較小，所以要加強對供電任務載荷系統進行小型化的設計，盡可能地保證其在最小質量及體積的基礎和前提下實現其作戰使命。在光電任務載荷系統的優化設計過程中，要借助微機電技術、新材料技術折疊光學技術、微掃描技術等，對不同光電傳感器進行模塊化的綜合設計應用，進而有效保障無人戰斗機在戰術性能指標的基礎和前提下實現輕型化與小型化的發展。

4 結語

總之，隨著無人戰斗機光電任務載荷裝備技術的不斷發展，無人戰斗機光電任務載荷將朝著小型化、高性能化以及智能化等方向發展，這有利于為信息化作戰體系中重要的信息節點及武器節點提供有力支援，也有利于提升無人戰斗機的戰斗能力，所以要重視無人戰斗機光電任務載荷關鍵技術的研究分析。