军用无人机:发展迅速,重塑现代作战模式
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来源:广发军工团队
军用无人机:发展迅速,重塑现代作战模式
本期《参军策》,我们将分析军用无人机的功能、种类与发展,研究美国无人机谱系、装备数量与供应商情况,整理总结中国军用无人机发展情况,介绍军用无人机践行现代战争理论的方式。
核心观点
军用无人机可用于侦查、精确打击、电子对抗等用途,在现代战争中的重要性逐渐提升。军用无人机具有隐蔽性好、效费比高等优点,在军事领域的应用越发受到重视,在现代战争中的地位和作用日渐凸显,可以广泛应用于战场侦察、通信中继、电子对抗、局部精确军事打击等诸多现代核心军事行动。为了满足未来信息化战争中的诸多用途,军用无人机将向着高空长航时、隐形、微型化、空中格斗化和平台通用化方向发展;多无人机相互配合、协同作战成为发展大趋势。
美军无人机谱系齐全,技术先进,美制造商市场份额全球领先。目前美军现役无人机谱系齐全,装备无人机一千余架,在各军种均有较大规模部署,构成机动联合作战体系。美军无人机的主要供应商为诺斯罗普·格鲁门公司、通用原子公司、洛克希德马丁公司、波音公司和德事隆公司,其中格鲁门公司和通用原子公司占据全球一半以上的市场份额。
中国军用无人机发展迅速,国内外市场广阔。从仿制到自主研发,解放军无人机装备发展迅速,进入21世纪后开始快速增长,“彩虹”、“翼龙”系列无人机的研制成功,标志着中国自主研发设计军用无人机的水平已经迈入了国际先进水平,并且多个机型已经实现出口,走向世界。凭借成本和技术的多方面优势,中国军用无人机前景光明,在国内外均有广阔市场。
投资建议:近年来,军工集团、民营资本纷纷投入军用无人机研发,成果丰厚、市场前景广阔。国际方面,自2013年以来,中国军用无人机在技术上已跻身世界前列,在成本上具备比较优势,颇受中东等无人机进口大国的喜爱;国内方面,无人机在各大军区列装稳步推进,主要担负空中侦察、战场观察和毁伤评估等任务。中国军用无人机正处于快速发展阶段。
风险提示:军用无人机的应用前景尚具有不确定性,军品订单具有不确定性。
1. 军用无人机优点良多,用途广泛
1.1从靶机到实现空中打击,军用无人机向多功能发展
无人机是由自身动力驱动的,由无线电遥控或自动程序控制的不载人飞机,安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备,地面、舰艇上或母机遥控站人员可通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。
军用无人机优点多,用途广。军用无人机具有使用限制少、隐蔽性好、不会造成人员伤亡、效费比高等优点,无人机技术在军事领域的应用越来越受到重视,在现代战争中的地位和作用日渐凸显,军用无人机从诞生至今,已从最初的靶机发展成了如今可以广泛应用于战场侦察、通信中继、电子对抗、军事打击等诸多军事行动的多功能航空器。
从靶机到实现侦察、电子对抗、空中打击,科学技术推动无人机发展。世界无人机的发展历程主要可以分为三个阶段:20世纪初至50年代、20世纪中期至90年代、20世纪末至今,在这三个阶段中,科学技术的发展和变革明显改变了无人机的发展轨迹。
第一阶段为20世纪初至20世纪50年代,在这一阶段,通信遥感技术、自动驾驶技术不够发达,故这一阶段的无人机大多用作靶机;
第二阶段是20世纪中期到90年代,随着自稳定、远程控制和自主导航等技术的成熟,固定翼无人机到20世纪50年代进入稳定发展轨道,无人机开始执行侦察、战场监视、炮兵目标观测等任务,这一阶段各种多功能、智能化、高可靠性、使用简便的机型相继出现;
第三阶段是20世纪末至今,随着科学技术的进一步发展,无人机与攻击武器匹配兼容性设计的出现和气动平衡控制技术的发展,使得无人机实现察打一体成为可能,使得无人机在原来的基础上又发展出实现自主攻击的功能。
军事需求驱动无人机技术的发展。军事需求是军用无人机发展的基本起点,决定了其发展方向,并对其发展起到了巨大的拉动作用。
早在1917年,美军就曾启动了由有人驾驶飞机改装成无人机的项目计划,以求利用携带的高爆炸炸药攻击飞机,但并未取得理想效果以致该项目搁浅;
1931年,英国在美军的研究成果基础上,成功研制了“费利皇后”无人靶机,并利用其进行火炮训练,验证了其较强的实用性,此无人机也为真正意义上的第一架军用无人机;
受英国的影响,美国于1939年开始研发无人靶机,先后出现了30多家公司从事靶机和遥控飞行器的研发工作;
20世纪60年代的越南战争中,美国在“火峰”-147型无人靶机上加装了测量装置,并利用其执行侦察任务,越战期间共执行了3400多架次任务,这也是军用无人机的应用第一次从训练扩展到了实际作战中;
中东战争期间,以色列引进并改装了美国“石鸡”无人机,并利用其执行侦察、干扰、电子支援等任务,有效配合有人驾驶飞机作战,给叙利亚带来了毁灭性打击,这也令美国意识到军事作战中无人机的大有可为,在此后的海湾战争中,美军就派遣了多个无人机连参战,在侦察战场态势、干扰压制伊拉克放空体系等方面发挥了重要的作用;
美军在多次实战中检验了无人机的作战效能,这些作战经验也加速了无人机的研制和应用拓展,21世纪初的阿富汗战争中,美国首次在“捕食者”无人机上挂载了“地狱火”导弹,首次对地面目标实施打击并大获成功,至此,无人机的用途扩展到了直接攻击作战中。
1.2性能优越且价格低廉,军用无人机优点良多
军用无人机迎来发展热潮,优点良多。由于无人机具有使用限制少、隐蔽性好、不会造成人员伤亡、效费比高等优点,无人机技术在军事领域的应用越来越受到重视,在现代战争中的地位和作用日渐凸显,大力发展军用无人机已经成为各军事强国的共识,其发展正呈现出前所未有的热潮。
机动性强且无伤亡风险:有人战斗机内人体忍耐力会限制军队在快速行动期间利用飞机集中人员的数量,而无人战斗机清除了这一瓶颈,从而使得机动性大幅提高,可以用在很多危险领域,并且不会有人员伤亡的风险;
优良的飞行性能:重量轻,且不需要驾驶舱,使得飞机在空气动力方面的性能更加优越;
价格低:无人机设计构造相对简单、尺寸小,其研制费用、生产成本和维修保障费用都比有人机低很多,并且可以节省大量的人员培训费用;
隐蔽性好:尺寸小加上独特的设计使得无人机暴露的几率很小,并且可以排除人为因素的影响,最大限度地飞到适合自身特点的速度和高度,从而提高隐蔽性和生存能力;
起降简单且操作灵活:滑行跑道距离要求比有人机短很多,并且利用无线电遥控或者自动程序控制操作也远比驾驶一架飞机简单。
另外,军用无人机的主要性能指标有起飞重量、航程距离和飞机结构形态等,并且可以按照这几项指标对其进行分类。
按照航程距离不同,可将其分为远程无人机、中程无人机、近程无人机和超近程无人机,超近程无人机活动半径在50km以内,近程无人机活动半径在50-300km之间,中程无人机活动半径在300-1000km之间,而远程无人机的活动半径大于1000km;
按照起飞重量分类,无人机可分为小型无人机、中小型无人机以及中大型无人机。小型无人机的起飞重量小于50kg,中小型无人机的起飞重量在50-500kg之间,中大型无人机的起飞重量超过500kg;
按照飞机结构型态分类,无人机主要分为两大类:一类是垂直起降型无人机,主要包括无人飞艇、单旋翼无人机和多旋翼无人机等;另一类是非垂直起降型无人机,主要包括固定翼无人机、三角翼无人机及伞翼无人机等,其中市场应用比较广泛的是固定翼无人机。
1.3军用无人机向多功能演变,用途广泛
美军根据无人机不同的作战任务,将其分类为ISR(情报、监视、侦察)、CISR(打击、情报、监视、侦察)和TPT(运输)等类型。军用无人机从诞生至今,已从最初的靶机发展成了如今可以广泛应用于战场侦察、通信中继、电子对抗、军事打击等诸多军事行动的多功能航空器。从主要用途来看,军用无人机主要可分为侦察无人机、攻击无人机、诱饵无人机和货运无人机等。
分别或者同时携带先进光电、雷达侦察设备,对战区实施战术、战役与战略级的全天候、全天时、高分辨力的空中监视侦察;
还可探测山谷、丛林、街道,乃至建筑物等“死角”内的敌情,满足特殊战场环境下的侦察需求;
在信息战领域的应用日趋广泛。现代战争中,各种信息支援和信息对抗任务日趋繁重,无人机在此领域有着广阔应用前景,通过发展各种专用无人机,或为现有无人机换装相应的任务载荷,即可执行不同种类的信息作战任务,其中包括:战场毁伤评估、通信中继、充当假目标诱饵和反辐射攻击等。
战争现场管理及战场毁伤评估:通过全方位扫描现场环境能够实时动态了解现场环境进行战场管理,同时对己方的打击效果进行侦测评估,从而决定是否需要对目标进行再次打击;
通信中继:为超出通信视距范围的己方其他远距离作战系统传送作战信息和图像信号,可降低被实体攻击、噪声干扰的风险,从而保障己方信息传输的畅通;
充当假目标诱饵:以此欺骗和迷惑敌方雷达,或迫使敌方隐蔽的雷达开机,从而为己方侦察、定位和反辐射攻击创造条件,或通过产生大量假目标信号使敌方雷达系统饱和、无法正常工作,从而掩护己方兵力突防;
反辐射攻击:配备有目标搜索瞄准设备并同时有携带战斗部的无人机可在敌防区上空做较长时间游弋飞行,一旦搜索、识别并瞄准敌方的雷达站等目标,即向目标俯冲并引爆自身战斗部与其同归于尽;
应用领域开始向主力作战平台转变。在近年的阿富汗战争和伊拉克战争中,一种全新的作战需求出现,即对一些快速移动的时敏目标(如弹道导弹机动发射车、敌方重要头目聚会点等)实施有效打击。这种战术的关键就是对活动目标进行长时间的监视,然后迅速做出反应,整个判断、决策和行动的全程必须在作战现场极短时间内完成。基于这种需求,察打一体无人机应运而生,军用无人机的应用领域开始向主力作战平台转变。
开始在后勤保障领域崭露头角:近年来美国军方开始探讨使用无人机担负物资运输、燃油补给甚至伤病员后送等后勤保障任务。无人机在承担这类任务时,除了具备与有人机相同的不受复杂地形环境影响、速度快、可规避地面敌人伏击等优势外,还拥有成本费用低、操作使用简便等特点。
2. 美军无人机数量多,技术先进
2.1美军无人机:数量多,谱系齐全
美军无人机技术先进,用途广泛。美军无人机发展处于世界领先水平,其无人机技术先进,种类多,既有战略、战役、战术各层次的无人侦察机,也有能够实现察打一体的攻击型无人机和用于运输的无人机。目前美军现役无人机分为16种型号,在空军、陆军航空兵和海军航空兵等领域均有较大规模部署。
美军装备无人机共计1100余架(不包括微型无人机),主要装备于陆军航空兵和空军,构成机动联合作战体系。根据《The Military Balance 2017》数据,美军2016年装备无人机共计1116架(不包括微型无人机),其中:
陆军:装备无人机410架,陆军航空部队和陆军特种部队均有配备,可与地面部队形成立体机动作战体系,主要承担对敌方侦察、监视、打击以及物资运输等任务(CISR、TPT);
空军:装备无人机452架,除了直属美国空军司令部的,还有部分装备于空军特种部队和空中国民警卫队,主要承担的作战任务与陆军无人机类似(CISR、TPT);
海军陆战队:装备无人机164架,主要装备于海军陆战队航空兵,主要承担侦察、监视及情报工作(ISR);
海军:装备无人机90架,主要装备于海军航空部队,主要承担侦察、监视及情报工作(ISR)。
此外,根据美国《无人系统路线图(2013-2038)》的数据,美军还装备了RQ-11“乌鸦”、“黑色大黄蜂”、RQ-20“美洲狮”、RQ-16“雷鹰”4种型号的微型无人机。主要用于情报侦察和目标捕获任务,这种微型无人机质量小于10千克,飞行高度低于366米,速度小于185千米每小时,并且装备数量很大,其中RQ-11“乌鸦”装备了7000多架,“黑色大黄蜂”、RQ-20“美洲狮”、RQ-16“雷鹰”等也各装备了数百架。由于微型无人机飞行高度和续航时间有限,且数量很大,因此后续分析时将排除微型无人机的影响。
美军无人机型号多样,RQ-7B“影子”和MQ-9A“收割者”装备量最多。美军无人型号多样,现役共分为16个型号(不包括微型无人机),多样化的无人机型号可满足各兵种细分作战任务。其中RQ-7B“影子”无人机和MQ-9A“收割者”无人机装备量最多,均达到260架以上,其他装备量达到100架以上的型号还有MQ-1B“捕食者”、MQ-1C“灰鹰”和BQM-147“敢死蜂”。
吨位方面,重型无人机占比最大,约占总装备量的57.1%。根据《The Military Balance 2017》的分类,美军无人机可分为重型、中型和轻型三类,其中重型起飞重量大于600kg,中型为150-600kg,轻型为20-150kg。其中重型无人机装备量最大,达到637架,占比近60%;中型无人机装备量为310架,占比不到30%;轻型无人机装备量为169架,约占15%。
用途方面,美军侦察无人机(ISR)占无人机总装备量的50.4%,能够实现察打一体的攻击无人机(CISR)占总装备量的47%。目前美军所装备的无人机中,仍以侦察无人机和攻击无人机为主,共计占比97%以上,其中侦察无人机为563架,攻击无人机为525架,而用于运输的无人机(TPT)仅有28架。
用于侦察的ISR型无人机各个军种均有装备,其中陆军和海军陆战队装备较多,并且察打一体的攻击无人机也能够有效执行侦察任务,说明执行侦察任务仍是美军无人机的主要用途;
能够实现察打一体的CISR型无人机70%以上装备于空军,剩下的均装备于陆军,为空军和陆军航空兵实现侦察后快速反应并进行快速打击提供了保障,能够适应现代战争瞬息万变的战场局势;
用于运输的TPT型无人机装备量较少,且只装备于陆军,可担负运输物资、燃油甚至伤病员等任务。
2.2美军无人机预算与成本分析
美军2018财年与无人机相关的预算约26亿美元,其中基础预算21.1亿美元,海外应急行动预算4.9亿美元。根据美国国防部发布的2018财年预算要求,将发生与MQ-1B“捕食者”、MQ-1C“灰鹰”、MQ-9“收割者”、RQ-4“全球鹰”、MQ-4C“人鱼海神”及部分小型战术无人机相关的费用为26亿美元,同比下降16.13%。与无人机相关的预算占飞行器相关预算的比例为5.2%,主要由新机采购费用和系统研发测试费用构成。
新机采购:美军2018财年将采购MQ-1C“灰鹰”、MQ-9“收割者”和RQ-21“黑杰克”共计47架,另外还将试生产3架MQ-4“人鱼海神”无人机,采购费用共计17.44亿美元。
陆军计划采购11架MQ-1C“灰鹰”无人机,其中2架为基础预算,9架为海外应急行动预算,预计总花费1.65亿美元,值得注意的是,这将是最后一年对MQ-1C“灰鹰”进行采购;
美国空军和特种部队将采购32架MQ-9“收割者”无人机,主要用于海外应急行动,预计花费7.71亿美元;
美国海军将小批量试生产3架MQ-4“人鱼海神”,预计花费6.36亿美元;
美国海军陆战队将花费8620万美元采购4架RQ-21“黑杰克”无人机,还将花费1020万美元为海军陆战队和陆军采购RQ-20“美洲狮”系统。
研发与测试:2018财年与MQ-1C“灰鹰”、MQ-9“收割者”、MQ-4“人鱼海神”、RQ-4“全球鹰”和其他小型战术无人机相关的测试研发费用共计8.56亿美元。
与MQ-1C“灰鹰”侦察范围扩展的相关的测试评估工作预算为960万美元;
为MQ-9“收割者”和地面基站的持续开发和改造将花费2.39亿美元,其中包括10个双向地面控制站的部署;
与RQ-4“全球鹰”相关的研发费用将达2.6亿美元,主要包括RQ-4“全球鹰”的继续研发和修正,机载信号情报有效载荷的提升和各种传感器的改进;
MQ-4“人鱼海神”的试生产系统费用和与之相关的开发活动、软件升级将预计花费3.14亿美元;
与小型战术无人机相关的研发测试费用预计为3330万美元,其中包括对RQ-7“影子”的系统硬件和有效载荷进行升级,为RQ-11“乌鸦”和RQ-21“黑杰克”提供培训和承包商后勤支持。
MQ-9“收割者”和RQ-4“全球鹰”过去十年相关成本变动较大,在2011财年达到顶峰后逐年下降。由于无人机成本既包括飞机采购成本,又包括支持成本及其他相关系统的采购成本,这里将成本分为新机采购成本和其他成本以反映美军过去十年与MQ-9“收割者”和RQ-4“全球鹰”相关成本变动。
每个财年均采购了MQ-9“收割者”。美国对于MQ-9“收割者”无人机的采购从未间断过,说明发展察打一体无人机已经成为美军列装的主流,对其采购成本和其他成本均在FY2011达到顶峰,此后呈现下降趋势,近几年又逐渐回升。
2013财年之后再未采购RQ-4“全球鹰”。美国对于RQ-4“全球鹰”的采购主要在FY2012以前,FY2012以前采购成本和其他成本均较为稳定,停止RQ-4“全球鹰”的采购后,其他成本也降到较低水平。
成本因素或为美军大力发展察打一体无人机的动因之一。将MQ-9“收割者”和RQ-4“全球鹰”对比来看,MQ-9“收割者”的单位采购成本大约为1000万美元,每年的采购数量较大,而RQ-4“全球鹰”单位采购成本高达1亿美元,并且有逐渐上升的趋势,采购数量较小。
美军MQ-9“收割者”无人机系统成本主要由系统本身成本和支持成本构成。系统成本主要由新机采购、生产支持、地面控制站、地面数据终端和卫星链路构成,其中地面控制站包括固定地面控制站、移动地面控制站和双向地面控制站;支持成本主要由政府开销、初始备件/部署、支持设备、培训设备等构成。MQ-9“收割者”近三年预算整体呈下降趋势,2018财年预算中MQ-9“收割者”相关总成本为3.88亿美元,其中系统成本为3.5亿美元,占90.2%。
美军RQ-4“全球鹰”无人机系统成本主要由飞机采购成本、支持成本和地面控制站成本构成。美军在过去共采购了45架RQ-4“全球鹰”,共花费31.43亿美元,近年来未采购RQ-4“全球鹰”新机;支持成本主要包括备件、航空站建立、设备支持和其他采购支持等,过去共花费9.93亿美元,2018财年没有这一方面的预算;过去地面控制站的花费共计2.18亿美元,近几年同样无相关预算。
2018财年与RQ-4“全球鹰”无人机相关的预算主要包括后期更新制作费用和传感器的采购和支持费用,共计0.87亿美元,其中后期制作费用为0.19亿美元,传感器相关费用为0.68亿美元。
RQ-4“全球鹰”后期制作费用主要包括支持成本,包括生产线、项目管理和其他政府支出,共计,0.19亿美元;
RQ-4“全球鹰”传感器相关费用主要包括硬件成本和支持成本,其中硬件成本为MS-177A传感器和辅助设备的采购成本,共计0.29亿美元,支持成本主要包括设备、承包商费用和其他政府支出,共计0.39亿美元。
2.3美军侦察无人机全空域覆盖,攻击无人机武器装备先进
美军现役侦察无人机型号多样,低中高空全面覆盖。美军现役侦察无人机主要包括RQ-7B“影子”、RQ-4“全球鹰”、BQM-147“敢死蜂”、RQ-21A“黑杰克”和MQ-8“火力侦察兵”等,全面覆盖低中高空,可在多种飞行高度下执行侦察任务,从而适应各种场合的军事需求。高空长航时和中高空长航时无人机主要用于战略侦察和战术侦察,为各国列装的主流装备和重点发展方向;而中低空无人机主要用于战前快速侦察,主要配备于陆军和海军。
BQM-147“敢死蜂”为一款低空近程侦察无人机,其最大飞行高度为3000米,续航时间仅3小时,净重43千克,属于小型战术无人机。
RQ-7B“影子”为一款中空中近程侦察无人机,其最大飞行高度为4600米,续航时间为6小时,净重170千克,属于较轻量级的无人机。
RQ-21A“黑杰克”为一款中空长航时侦察无人机,其最大飞行高度为5900米,续航时间长达16小时,但其起飞重量仅为61千克,小而轻的机身却具备强大的飞行性能。
MQ-8“火力侦察兵”为一款中空中程无人直升机,其最大飞行高度为6100米,续航时间8小时,起飞重量达1430千克,属于垂直起降的重型无人机。
RQ-4“全球鹰”为一款高空长航时侦察无人机,其最大飞行高度达18000米,可续航32小时以上,净重14628千克,体型庞大,属于重型无人机,为目前世界上最先进的无人机。
美军攻击无人机武器装备先进,打击能力强。美军现役攻击无人机主要包括MQ-1B“捕食者”、MQ-1C“灰鹰”和MQ-9A“收割者”。均装有AGM-114“地狱火”反坦克导弹,具有发射距离远,精度高,威力大等优势,采用激光制导,抗干扰能力强;并且均装备合成孔径雷达,具有高分辨的优点,能够有效识别伪装和穿透掩盖物。
2.4五家制造商分食美军机订单,产品差异化竞争
美军现役无人机主要由五大制造商供应。美军无人机的主要供应商为诺斯罗普·格鲁门公司、通用原子公司、洛克希德马丁公司、波音公司和德事隆公司,其中格鲁门公司和通用原子公司占据全球一半以上的市场份额。这几大无人机供应商定位有所不同,产品呈现一定的差异化竞争,这几家公司结合自身优势,深耕细分市场,各自推出具有针对性的产品,仅存在较低程度的竞争关系。
诺斯罗普·格鲁门公司的主要产品为RQ-4“全球鹰”系列和MQ-8“火力侦察兵”系列重型侦察无人机。其研发的RQ-4“全球鹰”无人机是世界最顶级的无人机之一,是目前世界上飞行时间最长、距离最远、高度最高的无人机,至今仍保持着世界无人机领域的多项最高纪录;而MQ-8“火力侦察兵”为舰载垂直起降战术无人机,除了执行海上侦察任务外,还可以引导海军和海军陆战队的武器对目标实施精确打击。
通用原子公司的主要产品为MQ-9A“收割者”、MQ-1C“灰鹰”和MQ-1B“捕食者”重型攻击无人机。“捕食者”无人机和由其改进而来的“灰鹰”无人机均为中海拔、长时程的无人机,“捕食者”和“收割者”无人机均为目前比较活跃的无人机,在美军多次对外战争中发挥了重要作用,被美国空军用于高优先级目标的空袭。
德事隆AAI公司生产的RQ-7B“影子”和RQ-2B“先锋”均为中型侦察无人机,AAI公司于2007年被德事隆公司收购,目前作为德事隆公司旗下的无人机系统业务部门运作,RQ-7B“影子”和RQ-2B“先锋”在伊拉克和阿富汗战场均起到了至关重要的作用,先后执行侦察任务数万架次。
洛克希德马丁公司主要为美国空军生产RQ-170“哨兵”重型侦察机,被外界称为“坎大哈野兽”,具有中等效果的隐形功能,目前保密级别较高,美空军只发表了简短声明称该无人机作用为“为前线战斗部队提供侦察及监控支援”。
波音公司生产的RQ-21“黑杰克”为轻型侦察机,属于小型战术无人机,用于代替波音公司研制的“扫描鹰”无人机,使用与“扫描鹰”无人机相同的发射和回收系统,主要供美国海军和海军陆战队使用。
从市场份额来看,格鲁门公司和通用原子公司占据全球一半以上的市场份额。目前全球中高端军用无人机主要由大型飞机专业公司研发,美国格鲁门和通用原子两大制造商牢牢把握着市场份额前两名的位置,其他有竞争力的制造商主要分布在英国、以色列、中国和俄罗斯。
2.5美国无人机发展规划
美国发布多个指导性文件规划军用无人机发展。从2000年至今,美国已经发布了6个版本的无人系统路线图和一个未来40年的无人机发展规划,其目的在于协助国防部决策者规划无人机的研发与采购的长期战略,并指导工业界有序地进行无人机相关技术的研发工作。
美国于2009年发布了《美国空军2009~2047年无人机飞行计划》。以条令、编制、训练、作战物资、领导者的培养、人员与设施以及政策的形势对美国空军无人机系统的发展规划进行了概述,该计划主要包括四个构想、五个主要步骤和多个重点目标。
该计划主要反映了以下四个发展构想:
一是构想在什么情况下无人机系统可以替代传统有人系统任务。
二是构想利用不断增加的自动化、模块化和可持续性的系统来保持美空军使用无人机系统的能力,并且通过无人机系统全套性能,打造更加精干、更加具有适应性、可定制的、可伸缩的部队,以实现联合部队的作战能力的最大化。
三是构想美空军与其他军种、盟友、学术界和工业界合作开发、利用无人机系统所提供的持续能力、弹性、自主和效率等功能。
四是构想美空军从无人机系统获得最多的东西用来增强联合作战能力,同时促进军种间的依赖与支援,以最明智、最高效地使用经费。
该计划还规定了发展过程的五个主要步骤:
第一步:设定无人机系统可用任务领域,审视联合战略文件来确定无人机系统可以服务于联合部队的最佳任务领域。
第二步:应用能力评估和风险评估的结果,对照定义的无人机系统能力领域,来确定近期、远期在操作方面的差距和不足。
第三步:对实施能力和不足之处的严重程度进行加权排序,划分发展无人机系统可行能力领域的优先次序。
第四步:形成包含各种会影响无人机功能、管理和使用的因素清单,对照该清单发展能力组合。
第五步:确定当前的行动计划。
此外,《2009-2047美国空军无人机系统飞行计划》规划了人员培训、整合和几种无人机系统发展建设的具体目标:
2014年前,为MQ-1“捕食者”和MQ-9“收割者”提供有保护的通信。
2015年,完成新型号多用途中型无人机研制,每个州都将有无人机系统飞行来支援国防部任务。
2020年,空中或地面上的一个控制人员将可以同时控制多个无人机,一架无人机可为多架飞机进行空中加油。
2030年,无人机具有“自动瞄准交战”能力,无人机将能够实现空中相互加油。
2047年,无人机将具有全球打击能力,甚至挂载核武器。
美国于2013年发布了《无人系统整合路线图(2013~2038)》,为美国陆军研发、装备和在全谱作战中使用无人机系统提供了广阔视角。路线图的时间跨度为25年,它将其划分为3个截然不同的阶段:近期发展阶段(2013-2017年),中期发展阶段(2018-2021年)和远期发展阶段(2022-2038年)。
近期发展阶段:继续快速地将无人机系统整合到战术级单位之中,以适应部队当前的作战需求,近期发展阶段的无人机系统包括增程多用途无人机系统和“猎人”、“影子”、“渡鸦”无人机系统;
中期发展阶段:陆军实现与无人机系统的一体化,无人系统和地面无人车辆、无人值守传感器将通过通用互操作标准开启团队合作之路;
远期发展阶段:有人系统和无人系统将在通用性和能力上都得到极大提升,技术上不断推进,提高无人机系统的续航时间和负载能力,无人机系统可以全天候行动,具备感知并规避能力,将被纳入到国家空域系统的管理范围中。
该路线图针对未来作战环境提出了美国空军无人机系统未来的发展愿景,核心内容可归纳为“两大发展方向和四个顶层目标”。
围绕未来的作战环境和使命任务,确立两大发展方向:一是增强在高威胁和对抗环境中的作战能力;二是进一步扩大使命任务范围,新增任务将包括运输、空中加油、网电攻击、压制/摧毁敌防空、防空反导、空中优势、空间对抗等。
针对未来运用和发展的关键问题,提出四个顶层目标:一是实现无缝集成、支撑跨域协同;二是实现高度的灵活、自主和敏捷性;三是实现普适的互操作性;四是建立协同发展机制。
3. 中国军用无人机发展迅速,市场广阔
3.1中国军用无人机:发展迅速,谱系仍待完善
从仿制到自主研发,解放军无人机装备发展迅速,进入21世纪后开始爆发式增长。解放军无人机经历了“进口-仿制-自主研发”三个阶段,当前大规模装备的无人机均已国产化,并研发出系列机型,发展迅速。
进口:上个世纪,中国曾从以色列购买了一批“先锋”无人机,用于炮兵定位和校射侦察,但数量不多,具有很强的实验性。
仿制:20世纪60年代,由于苏联援助的取消、专家的撤离,解放军空军试验用的拉-17无人靶机严重缺失,因此开始仿制拉-17并成功研制“长空一号”无人靶机,在中国空空武器等试验中发挥了重要作用。
自主研发:1966年12月,首款高速无人靶机首飞成功,标志着中国已经掌握了无人靶机的研制,进入到21世纪后,中国军用无人机开始爆发式发展,尤其是“彩虹”、“翼龙”系列无人机的研制成功,标志着中国自主研发设计军用无人机的水平已经迈入了国际先进水平。
目前新亮相的军用无人机主要集中在察打一体型无人机。近十年来,察打一体型无人机发展迅速,先后亮相了包括“翼龙”系列、“彩虹”系列、“利剑”和“云影”等攻击无人机,而纯侦察无人机则主要包括“翔龙”和BZK-005侦察无人机,与美军相比,解放军无人机装备仍存在机型不健全,装备数量不充足等缺陷。参考美军无人机装备情况,解放军无人机装备成长空间较大。
2000年以后新亮相的侦察无人机包括BZK-005和“翔龙”无人侦察机。
BZK-005无人机是哈飞与北航联合设计的一种具有隐身能力的中高空远程无人侦察机系统飞行器,这款无人机曾在2006年珠海航展上中航工业的录像里出现过,机身上携带了一个大型卫星接收天线,用于接收地面指令,同时传输侦察图片;
“翔龙”无人侦察机由成飞和贵州航空工业集团联合设计,其探测系统包括机载合成孔径雷达、光电系统、电子情报侦察系统等,可以在昼夜全天侯条件下对目标进行探测、识别和跟踪,配备的卫星通信系统可以把获得的图像通过卫星通信系统传递给后方指挥中心,让指挥员获得实时的现场信息,从而为正确决策提供有力的支持。
2000年以后新亮相的能够实现察打一体的攻击无人机包括“翼龙”系列、“彩虹”系列、“利剑”和“云影”等。
“翼龙”系列无人机是由中航工业研制的一种中低空、长航时察打一体型无人机。可携带各种侦察、激光照射/测距、电子对抗设备及小型空地打击武器。可执行监视、侦查及对地攻击任务等任务,也可用于维稳、反恐、边界巡逻等。总体性能已经达到了国际上同类型无人机的先进水平;
“彩虹”系列无人机是中空长航时察打一体型无人机,由中航空气动力技术研究院研制,已从“彩虹1号”-“彩虹5号”发展出多个机型,并且从“彩虹5号”开始安装了余度飞控系统,能够确保在飞控系统软、硬件故障和恶劣天气飞行时依旧思维清晰,“彩虹”系列无人机可以执行“定点清除”“斩首行动”等作战任务,并且凭借长航时、隐蔽性强的优势对地面目标进行持续压制;
“利剑”无人机是有沈飞设计的飞翼布局隐形无人攻击机,并于2013年底首飞成功,标志着中国成为世界第三个试飞大型隐身无人攻击机的国家;
“云影”无人机是由成飞研制的高空高速无人机,配备了先进的涡喷发动机,喷气速度高,高空高速性能好,能够在14000米高空巡航,最大飞行速度为620km/h,比美国MQ-9“收割者”无人机快200km/h,具有国际先进水平。
“彩虹”系列无人机是中国目前型谱最齐全、最早实现出口的无人机。包括彩虹1-5、彩虹801-805两个系列,其中彩虹3-5为主打察打一体的中大型无人机,彩虹801-805为小型无人机。
中美代表机型无人机性能方面各有所长。美国侦察无人机的代表机型为RQ-4“全球鹰”,中国为“翔龙”,“全球鹰”作为目前世界上最先进的无人机,其起飞重量和续航等诸多性能均优于“翔龙”,但飞行高度和飞行速度不及“翔龙”;美国攻击无人机的代表机型为MQ-1“捕食者”,中国为“彩虹4号”,“彩虹4号”在翼展、起飞重量、巡航速度和续航上全面超越“捕食者”,但在最大飞行高度上略弱于“捕食者”。
与美国相比,中国军用无人机谱系仍待完善。从低空到高空、近程到远程、微型到重型,美军几乎涵盖了所有类型的军用无人机,甚至还包括垂直起降型无人机和运输用无人机,而中国现役军用无人机主要集中在中高空、远程、重型的无人机,与美军相比谱系仍待完善。
中国现役的“翼龙”系列、“彩虹”系列均属于中高空长航时无人机、“翔龙”和“云影”均属于高空高速的重量级无人机,而在中低空范围、小型、轻型无人机领域,缺乏代表机型。
此外,美军垂直起降的无人直升机“火力侦察兵”和用于军事运输的“雪鹅”无人机,也是中国尚未覆盖的领域。
3.2内需和出口协同,中国军用无人机市场空间广阔
中国军用无人机技术发展迅速,走向世界。中国军用无人机虽然发展起步晚,但发展迅速,从60年代开始的几十年里,中国先后研制出多种无人机并列装部队,进入21世纪后,中国军用无人机开始爆发式发展,发展出了“翼龙”系列无人机、“彩虹”系列无人机等性能优良的无人机,并且其中多个机型已经实现出口,走向世界。
全球军用无人机市场空间广阔。根据南洋科技公告,市场预测机构蒂尔集团(Teal Group)在2013年无人系统国际协会(AUVSI)会议上公布的全球预测:未来10年全球无人机花费将翻番,由2014年52亿美元增至2023年116亿美元,总规模达840亿美元,年均复合增长10.8%。
未来十年中国军用无人机存在千亿级市场空间。根据《2018-2024年中国军用无人机行业深度调研及投资前景分析报告》(中国产业信息网),中国军用无人机需求总额将以15%的复合增长率增长由2013年5.7亿美元增至2022年20亿美元,需求总额将达到120亿美元。
中国军用无人机产业的快速发展具备多种优势。低成本、高效益的经营模式;拥有专业人才、技术实力雄厚;产品性能优越;推行国际化战略;推动军民融合。
3.2.1解放军无人机列装拉动内需,政策为产业化护航
解放军各型号无人机列装稳步推进,促进国内市场繁荣。新华社2015年9月6日报道,9.3阅兵无人机已列装部队,由新型高空远程战略侦察无人机、新型高空远程战役侦察攻击无人机和新型低空近程战术侦察无人机等三型11架无人机组成的无人机方队,在天安门广场接受检阅。解放军无人机的列装,将促进中国军用无人机国内市场的繁荣。
政策导向下,中国无人机产业化将稳步推进。在中国国防部2015年发布的国防白皮书《中国的军事战略》中,明确提出“世界新军事革命深入发展,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势明显,太空和网络空间成为各方战略竞争新的制高点,战争形态加速向信息化战争演变”;此外,《中国制造2025》和《“十三五”规划纲要》均提出了要推进无人机的产业化,因此,无人机将作为未来装备体系的重要力量和关键装备。
3.2.2地区冲突促进出口,高性价比备受青睐
中东和印巴地区局部战争频发,将促进中国军用无人机出口。除中国解放军外,军用无人机行业下游客户主要为国外军方及军贸代理商,主要受国际安全形势、国防任务、装备采购计划影响。当前,国际安全形势不容乐观,部分地区冲突不断,比如中东地区和印巴地区战争频发,极端主义活动猖獗,以沙特阿拉伯、伊拉克、阿联酋为主的中东国家和巴基斯坦、埃及、尼日利亚等动荡国家对军用无人机的需求旺盛,在一定程度上会促进中国军用无人机的出口。
高性价比成为中国无人机核心竞争力,多款机型呈合围之势。中国目前主要出口的军用无人机为“彩虹”系列和“翼龙”系列,均属于察打一体无人机,其中“彩虹-4”和“翼龙-1”对标MQ-1“捕食者”,“翼龙-2”和“彩虹-5”对标MQ-9“收割者”,多款机型与美国竞争,呈合围之势。从性能来看,中国无人机并不弱于美国无人机,甚至在续航等方面超过了同级别的美国无人机,而价格却远低于美国无人机,超高的性价比使得中国无人机受到沙特、埃及等国的青睐。
4. 无人机践行现代战争理论,重塑新时代作战模式
4.1美国攻击无人机已多次实战,未来战争中愈加不可替代
美军无人机技术发达,作战经验丰富。美国是当今世界无人机数量最多、技术最发达的国家,并且在多次局部战争中使用了无人机,作战经验丰富,同时作战需求也推动了其无人机技术的发展。
侦察无人机存在发现目标与打击目标的延迟,催生攻击无人机。在历次局部战争中,无人机的情报、监视和侦察能力倍受肯定,但在实际战场应用中,曾经出现坦克和敌军部队等移动目标在无人机发现目标之后,派出的有人攻击机到达战场之前就已经转移的情况,这种发现目标和摧毁目标之间存在的时间延迟,促使美军开始在捕食者无人机上装备导弹。
美军攻击无人机在历次战争中的应用较为成功。
2001年-2002年的阿富汗战争中,“捕食者”无人机首次执行了打击任务,成功对地面目标实施了打击;
2003年的伊拉克战争中,“捕食者”无人机共攻击并摧毁了12个地面目标,其中包括防空导弹连、导弹发射装置、伊拉克电视台雷达和卫星设施等;
此后的利比亚战争和叙利亚战争,美军也派出了“捕食者”、“收割者”等攻击无人机参与作战。
“无人”并不影响无人机攻击性。从美军实战应用效果来看,攻击无人机的打击效果并不会因其“无人”而打折扣,例如美国为“捕食者”无人机装载的导弹为AGM-114“地狱火”导弹,此导弹采用采用激光制导,抗干扰能力强,不需目标照射保障,与通过其他方式发射的精确制导导弹相比并不会有什么区别。公开报道显示中国“彩虹”系列无人机也装载了激光制导导弹,从“彩虹-3”开始就携带了AR-1激光半主动寻的空地导弹,可见未来攻击无人机 精确制导导弹已成趋势。
与有人机相比,无人机具有不可替代性。无人机可以代替有人机突入目标区域纵深执行各种作战任务,可将飞行员的生命冒险程度降低到零,并且可在各种恶劣环境下长时间高强度飞行,在执行重要任务时并不会受到飞行员生理和心理因素影响;其次,使用无人机执行作战任务具有较高的经济性,如“捕食者”无人机的采购单价为450万美元,而F-15战斗机的采购单价却高达5000万美元,前者不到后者的十分之一。
4.2军用无人机践行现代战争理论,高度适应未来战争体系
信息化战争中,侦察、监视和情报工作仍将是军用无人机最基本、最核心的应用领域。现代战争是以精确打击为主要作战手段的信息化战争,因而对情报信息高度依赖,利用军用无人机可对战区实施持久、高分辨的空中监视侦察。另外目前无人机已经在在信息作战、察打一体和后勤保障等领域崭露头角,为了满足未来信息化战争中的诸多用途,军用无人机将向着高空长航时、隐形、微型化、空中格斗化和平台通用化方向发展。
高空长航时化:为了侦察监视面积更广阔的地域并获得尽可能完整、无盲区的情报信息,就必须进一步提升飞行高度、延长续航时间。未来新型高空长航时大型无人机的飞行高度将逐步接近临近空间,将可在空中停留数天、数周甚至数月时间,非常适合执行持久的情报收集和战场监视任务,更适应未来战争需要。
隐形化:随着先进防空武器技术的发展,未来军用无人机将面临更加复杂严酷的战场环境,因此先进的隐形技术将被应用到无人机上来增强其战场生存能力。包括采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机,采用限制红外光反射、减少雷达反射面等技术。
空中格斗化:对于攻击无人机来说,最突出的优点就是“无人”,因此在空战中不必担心飞行员的伤亡,未来攻击型无人机将在战争中大显身手。
微型化:微型无人机具有重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好、操作简便、机动灵活等优点,能够监视卫星和普通侦察机探测不到的死角。作为士兵可携带的一种战场侦察装备,适合城市、丛林、山地等复杂环境下的特种部队和小分队作战。其潜在的作用包括:空中监视、生化战剂探测、目标辨识、通信中继,甚至可以侦测大型建筑物和设施的内部情况。
多用化和模块化:平台机体通用化,能够随时更换机载设备以适应不同作战任务的需要,是先进军用无人机发展的必然趋势。无人机机载设备实现模块化设计并采用开放式架构,同一种无人机平台可根据战场需要搭载不同类型的侦察监视设备、电子战装置或作战装备,从而实现一机多用。
多无人机相互配合、协同作战成为发展大趋势。在作战任务日益复杂、战场环境瞬息万变的现代战争中,由于单架无人机发挥的作战效能相当有限,多架无人机相互配合、协同完成复杂的作战任务已成为一种趋势。多无人机协同作战就是把单个战机作为独立单元来思考,各个作战无人机相互之间运用系统功能进行信息融合,进行协调一致的行动,完成对敌目标的打击任务。
与单架无人机独立执行任务相比,多无人机协同作战具有以下优势:
多无人机系统的功能性更强。多无人机群具备空间上、时间上和功能上的分布性,每架无人机可于同一时间处于不同的位置,也可以在同一时间完成多个不同的任务;
具有良好的容错性。当无人机的工作环境发生变化,或无人机群中某无人机发生故障时,无人机之间可通过其内在的自组织能力及协同机制重新确立协同关系,进行任务的重新分配,无人机群的并行性和冗余性可以提高系统的健壮性和容错性;
完成任务更加有效可靠。多架不同能力的无人机可以通过协商,按照各自的航迹在规定时间内抵达目标位置,依次执行定位、识别、攻击和评估等作战任务,具有较高的工作效率和柔性,更适合于当前无人机集群化、智能化、网络化等方面要求,从而全面提高作战自动化程度,并达到理想的作战效果;
系统经济性好。对于一些动态强,而且较为复杂的任务,多无人机协同作战远比无人机独立作战更容易完成任务,而且效能较高、经济性更好。
2012年,美空军利用2架“全球鹰”无人机成功完成了模拟无人机空中加油试验,标志着无人机在编队飞行及协同方面取得了突破性进展。但从实战角度看,各国在无人机编队及协同方面的技术还不成熟,在编队队形、航迹规划、信息交换等方面还有许多难关需要突破,距离实用推广还有一段距离。
多无人机之间协同尚不成熟,各国优先发展无人机与有人机之间协同。由于无人机与无人机之间的协同能力尚不成熟,各国目前优先发展的是有人机与无人机之间的编队和协同作战能力。
美军曾利用一架T-33技术验证机(改装为无人战机的航空电子系统)与F-15E进行有人机/无人机协同飞行能力的验证飞行;
2006年2月,波音成功进行了由AH-64D直接控制无人直升机发射机载武器的飞行试验;
2007年,英国皇家空军首次完成了有人机与无人机的模拟协同作战试验,一架经过改装的“狂风”战斗轰炸机指挥3架无人机“模拟机”,对地面移动目标实施了模拟攻击。
无人机与有人机之间的协同,是指一架有人机同时指挥一架或多架无人机,有人机既是编队的长机,也是无人机的控制站。有人机对获取的战场信息进行分析和处理,根据作战计划、战场态势等制订作战方案后下达给无人机。在有人机的监控下,无人机将自主完成瞄准并攻击目标这一系列过程。
目前比较理想的协同系统为“一带三”空战系统。理论上一个协同系统内负担攻击任务的无人机越多,系统的威力越大,但为了使有人机指挥控制员在空战中能够对无人机进行有条不紊的指挥控制,无人机的数量不宜过多。比较理想的空战系统应由一架有人机和三架无人机组成:一架有人指挥控制机、一架无人雷达探测机(装载火控雷达)和两架挂载导弹的无人攻击机组成。
有人机和无人机协同空战系统的作战优势主要体现在空战系统的分布式部署和战术协同上。
无人攻击机部署在最前方,在整个接敌过程中保持无线电静默,与发射辐射信号的雷达机和有人机分布配置,可实现隐蔽接敌攻击;
制导平台和发射平台分开部署,无人机发射导弹后,并不需要无人机本身对导弹进行继续制导,而是由有人机担负中段指令制导任务,可保证无人攻击机在危险态势下也能对敌发起攻击,还可使其在发射导弹后立即机动脱离;
协同系统中两架无人攻击机分散排布,有利于对敌机实施不同方向的连续交替攻击;
当无人机多次攻击未果,目标进入有人机的导弹射程时,有人机可以抓住战机,及时发射导弹,对目标发起饱和攻击。
未来多军种联合作战体系中,无人机将成为天空中的主力。信息化条件下的联合作战体系越来越受到各国重视,空中力量作为联合作战中不可或缺的一部分,无人机正日益成为恶劣环境和危险任务领域的主角,成为各国重点发展的对象,美国已经将无人机列入了实施网络中心战的关键要素。
未来联合作战体系中,信息是最重要的一环,是所有决策的基础,而无人机恰在信息的获取方面具有显著优势,未来无人机将向着持久和高精度的侦察监视能力、实时快速的跟踪定位能力发展,从而为联合作战体系中多维战场实现高度信息共享提供强有力的支持。
陆航配合方面,无人机可与地面机动车辆、炮兵等连为一体,通过高速通信系统,形成一个现代化的作战网络,使作战效率大幅提高;
海航配合方面,可将雷达探测系统与无人机、无人潜航器等纳入一个系统,形成一个先进、可部署的传感器系统大网络,将使整个战场变得前所未有的清晰透明。
在高技术对抗背景下,立体联合作战要求以进攻为主,攻防结合,这对参与作战飞机的机动性和生存能力具有较高要求,而无人机本身具有无人员伤亡、不会受到飞行员心理因素影响等优势,因此在恶劣环境和危险任务领域具有重要作用,未来无人机将向着提高机动性、隐身化发展。
4.3军用无人机发展方向
4.3.1察打一体无人机
随着无人机技术的发展,军用无人机在未来战争中将扮演越来越重要的角色,有专家预言:“未来的空战,将是具有隐身特性的无人机与防空武器之间的作战”。而若想无人机实现真正意义上的作战,那么打击能力将不可或缺,察打一体无人机正成为各国主要发展方向。
察打一体无人机在各大航展大放异彩。2016年3月,美国洛克希德·马丁公司在阿布扎比航展上展出了“捕食者”察打一体无人机以及一款先进的隐身战术级无人机;2016年11月,第十一届中国国际航空航天博览会在珠海举行,中国航天科技集团及中航工业等展出了包括“彩虹-3”、“彩虹-4”、“翼龙2”以及最新款的“彩虹-5”在内的多款察打一体无人机。察打一体无人机频频亮相各大航展,说明其已受到各国的重点关注。
与单一功能的侦察无人机相比,察打一体无人机可缩短目标锁定到实施攻击的时间,优势明显。察打一体无人机的产生来源于对一些快速移动的目标实施打击时,从侦察无人机发现目标到派出有人机打击目标的时间太长,使得目标有时间转移,而察打一体无人机可以在发现并锁定目标后短时间内实施打击,并且未来战争的判断、决策和行动的全程必须在作战现场极短时间内完成,与单一功能的无人机相比,察打一体无人机反应迅速,优势明显。
与有人机相比,察打一体无人机最大的优势就是“无人”。在战时能实现人员零牺牲,并且具有优异的机动性,可到达人员难以到达的地区,同时,无人机不受机动载荷的制约,生存能力大幅提高,可有效减少人员和装备的损失,在战时能发挥重要作用。
价格因素或将促使察打一体无人机替代战斗机。有人战斗机经过几十年的发展,目前已经发展至第五代,战斗机的研制价格也愈加昂贵,美国的F-22和F-35战斗机造价均超过了1亿美元,而“捕食者”察打一体无人机价格约为400万美元,中国的“彩虹-4”无人机价格甚至低至100万美元,可见察打一体无人机可以大大降低作战成本,有分析指出,未来第六代战斗机很有可能向无人化发展。
有人战斗机存在人员伤亡风险,各国开始寻求以察打一体无人机代替有人战斗机。目前战斗机已经成为空战的主角,然而若发生战斗损失,人员伤亡的风险将远远超过装备损失的风险。沙特已经向中国采购了300架彩虹-4察打一体无人机,将大大减少沙特空军的损失,并且能保证任务的完成率,非常适合沙特这类缺少飞行员和地勤人员的国家装备。
4.3.2微型无人机
微型无人机从诞生就被定义为军用无人机。美国国防部长下属国防空中侦察处1996财年无人机报告将微型无人机定义为“一种任何几何尺寸都小于15厘米并装载小型有效载荷、简单航空电子和通信链路足以完成所需战斗飞行任务的无人机”。可见微型无人机从诞生起便是旨在执行军事任务的,虽然目前也多用于民用,但其未来在军事领域的应用仍不可忽略。
微型无人机优点多,目前主要用于单兵操作的近距离侦察航拍任务。微型无人机具有体积小、噪声低、机动性高、成本低等多种优点,非常适合用于城市作战和士兵难以进入的区域。目前美国的海军陆战队就已装备了多种微型无人机,主要用于单兵操作的近距离侦察航拍任务。
微型无人机体积小、噪声低,因此很难被探测和识别,并且很难被击落,非常适用于隐蔽作战和跟踪,并且可以用背包来存储和运输,便于随身携带。
微型无人机在飞行过程中的灵活性非常高,可在城市作战中穿越街巷或在野外作战中翻越丘陵,在士兵所难以到达的位置或区域提供情报、预警和侦察能力,完成作战任务。
相对大型无人机,微型无人机造价低廉,并且可以完成一些危险性较高的任务,即使出现失控或坠毁的情况,其损失成本也很小。
未来科技发展将助力微型无人机发展。随着高精密计算机和纳米技术的发展,将传感器、电动机等数字智能装置集中在一块芯片上,制造出几厘米甚至更小微型装置将不再困难,未来微型无人机将向提高续航、缩小体积、智能化和多功能化发展。
提高续航:目前微型无人机的续航时间和飞行半径普遍偏小,仅能满足一般任务的需要,却不适用于未来高强度的现代化作战任务,因此通过优化功耗或改善空气动力学性能来提高续航时间将是一大发展方向。
缩小体积,降低噪声:微型无人机的体积过大将会影响其隐蔽性和可携带性,同时,旋翼无人机在飞行过程中也存在噪声过大的问题,对实战应用产生了一定的阻碍,因此减小体积,降低飞行噪声,仍然是小型无人机需突破的瓶颈。
拓展使用功能,加强智能化:目前微型无人机携载的有效载荷主要为高清摄像设备和热成像设备,其应用领域仅限于侦察并传输图像,随着未来有效载荷集成化程度的提高,微型无人机的使用功能也将得到拓展。此外,现阶段大部分无人机均依靠程序控制,微型无人机的智能化也将成为一个发展趋势。
5. 军用无人机产业链梳理
5.1军用无人机产业链梳理
军用无人机产业链涵盖构件、部件、总设与总装、服务等,总设与总装是最重要环节。在军用无人机产业链中,主机厂负责无人机的总体设计与总装,由于现阶段军用无人机功能分化,行业总体上处于研发推动阶段,并且大部分情况下是由主机厂直接与军方进行需求沟通与招标,因此总设与总装厂在整个军用无人机产业链价值构成中占据大部分比例。
中国军用无人机工业由中航工业集团、航天科技集团、航天科工集团以及北航、西工大领军。目前中国军用无人机从研发到生产,大多由中国航空工业集团和航天科技集团旗下的科研单位和生产制造子公司完成,其中设计研发主要由成都飞机设计研究所、沈阳飞机设计研究所、空气动力技术研究院等完成,再联合贵州航空工业集团、哈尔滨飞机工业集团、洪都航空工业股份有限公司等单位完成生产制造。另外北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学等高校科研单位也参与了部分机型的研制。
“民参军”推动相关企业进军无人机产业。根据工信部、国防科工局联合发布关于推荐《民参军技术与产品推荐目录(2016年度)》信息的通知,无人机系统被纳入2016年度民参军目录的重点领域,这意味着,无人机产业已成为促进中国军民融合发展的主要方向之一。目前南洋科技、长鹰信质等均已通过资产重组或战略合作等方式进军军用无人机产业。
军用无人机的应用前景尚具有不确定性。军用无人机无论在国际还是国内,尚处于初级发展阶段,其作战效果尚需检验,未来发展趋势具有不确定性。
军品订单具有不确定性。军品订单由于其本身的不透明性,具有一定不确定性。中国军用无人机尚处初步发展阶段,订单规模与其他传统装备相比,批量较小、具有一定的试验性质。在无人机列装与发展的初期,无人机军品订单具有高度的不确定性。
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