【深度】无人机研究报告（二）美国：微型无人机，RQ-11渡鸦，美洲狮（Puma）

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【深度】无人机研究报告（二）美国：微型无人机，RQ-11渡鸦，美洲狮（Puma）

Original 2018-01-05 学术plus 学术plus

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《武器与装备研究选编》

第三部分：无人机研究报告

【深度】无人机研究报告（一）无人机的发展与演变

（二）

世界各国无人机发展情况

美国：微型无人机，RQ-11渡鸦，美洲狮（Puma）

美国从很早以前就开始将无人机应用于军事领域。目前，已经发展成一支规模庞大的队伍，包括RQ-11渡鸦、黄蜂（Wasp）、美洲狮（Puma）、RQ-16T、扫描鹰、银狐、航空探测器、RQ-7影子、远征无人机、小型战术无人机、XPV、捕食者/灰鹰、MQ-5猎手、MQ-8火力侦察、MQ1-A、A160、MQ-9收割机、RQ-4全球鹰、MQ4C海神、全球观测者等，种类超过120种，总数超过一万架。无论是从在性能上或是数量上来说，美国的无人机都占据绝对优势。

数量和种类众多的无人机在多个军事领域发挥了重要作用，如武器投放、目标指示、目标服务/检验、心理战/信息战、压制敌方防空力量、情报监视与侦察、攻击/时敏目标打击、部队防护、反潜战、水面战、扫雷、空战、电子战、海洋数字地图绘制、通信导航网络节点、SAR对抗、大规模杀伤/化学/生物武器、海上基地、海上封锁行动、爆炸武器处理/简易爆炸装置摧毁等。

在伊拉克战争中，美军使用了空军的“全球鹰”和“捕食者”，海军陆战队的“龙眼”和“先锋”，陆军的“猎犬”、“指针”和“影子200”等十几种现代无人机，其数量之多为美军作战史上所罕见。在阿富汗战场和其他反恐战争中，美国正使用越来越多的无人机。据不完全统计，在2012年美军共发射了506次无人飞机，相比2011年的294次增加了72%。

按照无人机的重量、海拔和速度不同，可以将无人机划分为5组，见下表。

无人机系统分组

注：1英尺=0.3048米；1磅=0.45359千克；1节=1.852千米/时。

下面对一些代表性的无人机做简单介绍。

微型无人机

根据美国国防预研局提出的要求，微型飞行器的基本技术指标是：飞行器各个方向的最大尺寸不超过15厘米，续航时间20-60分钟，航程达到10公里以上，飞行速度22-45公里/小时，可以携带有效载荷，完成一定的任务。

在军事方面，微型无人机可以装备到排一级士兵，进行低空军事侦察、监视、战场损伤评估等；当作反辐射和微型攻击武器，摧毁敌方雷达等电子设施以及携带微型战斗部进行攻击；用于目标搜索和通信中继；进行生化探测，并标定危险区域等。

在情报方面，可以室内侦察、室内通信、室内攻击使用，也可用于网络战，破解敌方无线网络，窃听情报，如无人间谍机Wasp，它运行BackTrack Linux，破解Wi-Fi网络密码，有32GB空间记录信息。此外，它能充当GSM网络天线，窃听连接网络的手机呼叫和短消息。其搭载的高清摄像机还能从空中拍摄视频。美国空军的Wasp III小型无人机能够提供超视距态势感知。飞机装有两个在线摄像机，可以向操作员提供实时的情报信息。美海军也开始定制WaspIII微型无人机系统，用于美国海军陆战队的战场空中瞄准微型飞行器（BATMAV）系统。每套BATMAV系统包括2架Wasp III微型无人机（单价约4.9万美元）、无人机的先进蓄电池充电器、备件和支持服务。海军陆战队计划将Wasp III系统部署到排一级军营。

图：Wasp III 无人机

长度：38cm；翼展：72.3cm；空重：430g（地面版）；荷载重量：6.53kg；动力装置：1个可充电锂电池；

最大速度：65km/h；航程：5km。

美国加州大学研制出了一种5mm长的微型电子飞行器，配备微型感应器和激光通讯收发器，据称可执行情报侦察、目标定位、通信中继等任务。美国国防预研局一直在对纳米-仿生微型无人机的设计方案进行研究，如2011年美国航空环境公司推出的“纳米蜂鸟”扑翼式无人机，长16厘米，重量不及1个5号电池。其翅膀每秒拍打20-40次，通过改变翅膀的角度和形状对飞行姿态进行调整，空中盘旋时间超过11分钟。这个小巧的“蜂鸟”身上安装有微型摄像机和遥控装置，可以从窗户或其他小开口飞进飞出，可用于室内外侦察。它在空中十分稳定，即使在强风中也具有良好的操控性。

RQ-11渡鸦

RQ-11渡鸦无人机是美国航空环境公司生产的小型无人机，2001年首飞，2003年引入，20006年批产。RQ-11渡鸦无人机是“指针”无人机的缩小型，机身小巧，分解后可以放入背包内携带，供排级部队用于战地侦察。该无人机采用人力投掷发射，可以从地面站进行遥控，也可按照预编程航线飞行，使用GPS航途基准点导航从而完全自动执行任务，无人机可以通过一个按键马上自动返回出发点。

RQ-11渡鸦无人机系统包括1个地面控制中心和3架无人机，新机型为RQ-11B，机体由凯芙拉材料制造，在设计上考虑了抗坠毁性能，不易发生解体；静音性能好，在300英尺高度以上飞行时几乎听不到电动马达的声音；体积小，因此很少受到敌方炮火的攻击；采用掌上指挥控制终端，可为战术指挥官提供实时视频流和快速图像评估；其最大的优势在于传送信息时并不暴露接收信息的士兵。具体参数见下图。该无人机系统有两名操作人员，一名飞机操作员负责控制无人机，另一名任务操作员负责观察无人机系统传回的图像。

“渡鸦”无人机最大的优势是简单、可靠而且管用。一套完整的系统（控制器、配件及3架无人机）价值25万美金。该无人机可被快速拆卸装入背包中。它是通过操作员启动发动机，然后手掷起飞的。这些可以在行驶车辆上操作，且“渡鸦”是一种颇受运输车队欢迎的侦察工具。它着陆时，先降低飞行高度，然后再关闭发动机。由于它是使用电能作动力，所以非常安静。特种部队喜欢在夜间使用，因为敌人通常无法看到也无法听到。

“渡鸦”无人机一次续航时间可达90分钟。“渡鸦”无人机播放实时视频反馈给操作员，操作员可通过控制器进行采集视频或者静态图片，并把视频或图片传输到其他部队或总部。当“渡鸦”使用全球定位系统进行预编程模式飞行时，操作员通常会拍摄、传输视频或图片。通过控制器，操作员可使其悬停或盘旋，实际上可以保持摄像机对准地面的同一块地方。操作员也可操纵“渡鸦”来用于追逐敌对武装分子。

平均来说，“渡鸦”损坏之前，可以进行约200次的着陆。虽然一些“渡鸦”无人机也被击落，但造成损失最常见的原因是失去了通信联系（由于飞出了控制范围），或者软件/硬件出现故障。飞行控制软件有一种“故障保护”模式，因此，无人机与和操作员失去无线电联系时，“渡鸦”无人机会立即返航，飞回到起飞的地方。

图：RQ-11渡鸦无人机

长度：3英尺；翼展：55英寸；作战重量：4.2磅；最大巡航速度：96千米/小时；发动机：Aveox27/26/7简易电动马达；续航时间：90分钟；飞行速度：31.5～81.5千米/时；飞行高度：30.5～152.4米；有效工作半径：10千米；实用升限：4572米携带载荷：红外摄像机和数据链。

美洲狮（Puma）

“美洲狮”轻型无人机也是美国航空环境公司的产品。设计是以“短毛猎犬”为原型。后者与“美洲狮”的联系甚至体现在新型号的名称上（Puma ——Pointer Upgraded Mission Ability）。同时，在其研制过程中使用了“渡鸦”无人机的技术。

美洲狮是用手发射的小型无人侦察机，具有适应海洋和陆地环境的两种类型。能遥控飞行或使用GPS导航系统独立飞行，升限10000英尺、负载能力2-4磅、续航能力2小时。

留空时间是其前辈的两倍以上。而根据美空军无人机新能源研制试验计划，其留空时间可以达到对小型无人机来说创纪录的9小时以上。“美洲狮”无人机携带4台摄像机以及光学摄像机和红外摄像机各2台。除五角大楼外，一些国家的军方也对该型机表现出兴趣。

2008年7月美国特种作战司令部与美国航空环境公司签订了购买这种全天候系统的合同。合同为期一年，并有可能延长至五年。第一批订货总额600万美元。在以同样价格追加订货的情况下总额能达到2亿美元。

除基本型外，美国航空环境公司还研制了改进型——“美洲狮AE”，用于进行地面和海上侦察。它装备防水稳定高分辨率光电摄像机，能近似垂直地降落在地面和水面上。可手持起飞，借助于便携式标准操纵台操纵。Puma AE无人机结合之前开发的一个混合模型燃料电池供电系统，可以在空中飞行9小时。飞机重13磅，几分钟内可手动发射，无需发射台和着陆台，这将是一个关键的里程碑，在军事、公共安全、商业客户方面都极有前途。这个太阳能Puma AE装置在空中停留了9个小时11分钟。电池中具有超薄砷化镓太阳能电池设备，砷化镓太阳能电池可以产生足够的发电量供飞机进行远距离飞行，飞机增加的重量几乎可以忽略不计。