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军用无人机的未来发展趋势及其优劣势对比

 

一、军用无人机未来发展趋势

1、隐身化

现阶段的无人机大多没有什么自卫能力,所以必须不断强化其隐身性能,从而保证其战场生存性。为应对现代地面防空火力的威胁日益增强,许多先进的隐形技术被应用到无人机的研制上。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。二是采用限制红外光反射技术,在机身表面涂上能够吸收红外光的特制油漆并在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂。三是减小机身表面缝隙,减少雷达反射面。四是采用充电表面涂层,使其具有变色的特性。因而从地面向上看,无人机具有与天空一样的颜色;从空中俯瞰,无人机呈现出与大地一样的颜色。另外,在不影响作战效能的情形下,向微型化方向发展,也是提高无人机隐身性能的方法。

2、智能化

目前 无人机大多采用操作人员遥控的方式 这样不仅对操作手的控制技能要求较高 还存在操作手无法准确掌握战场态势的问题。无人机智能化就是 “无人机作出决定的能力”这不仅使无人机能够按照指令或者预先编制的程序来完成预定的作战任务 对已知的威胁目标做出及时和自主的反应 还能对随时出现的突发事件做出及时地反应。与有人作战飞机相比 无人作战飞机具有更高的机动性和更灵活的作战方式 但目前存在的最大技术难题是它对作战态势的自动分析处理和对飞行姿态的准确自动控制以及对敌我目标的准确判断。而要提高无人机的适用范围,则必须提高其自主性。未来战场,或将出现以无人战斗机、无人轰炸机、无人电子战飞机和无人预警机等构成的无人作战体系,从而颠覆人们对现有空战模式的认识。

3、装备化

装备无人机是无人机的一个重要的发展方向。由于无人机能预先靠前部署,可以在距离所防卫目标较远的距离上摧毁来袭的导弹,从而能够有效地克服“爱国者”或C-300等反导导弹反应时间长、拦截距离近、拦截成功后的残骸对防卫目标仍有损害的缺点。

4、远程化

高空长航时无人机以其高的生存力和高效的侦察能力将使其应用不断得到扩大。美国先进材料、结构和航空委员会认为 未来在 20 000 m 以上飞行将不会受到限制。高空长航时无人机将会成为大气层侦察网络的一个重要组成部分 因此 各军事强国注重提高无人机的航时 来提高其遂行持续作战任务的能力。随着无人机在战场上的广泛应用 反无人机等拦截系统应运而生 各国正加强抗击无人机的研究。而提高无人机的速度是降低反无人机等拦截武器拦截概率的主要途径之一。

二、无人机与有人机的优劣势对比

无人机的优势:

1、无人机可以减少与保障飞行员有关的结构重量,增加有效载荷,成本低。

无人机对场地的要求远低于有人机,后勤保障也十分容易,有利于在战实中大规模部署与使用。无人机减少了在保障飞行员方面的重量投入,从而相对增加了有效载荷,提高了搭载效率。

在使用维护方面,飞行员与飞机的数量比例大约为1.3:1。而无人机这个比例相反,一个操作员可控制多架无人机,也没有训练飞机空勤人员和保持其技术所需要的昂贵训练费用;对机体疲劳寿命(即允许使用年限或次数)要求低。

成本低。在设计制造上无需复杂的机体和种类繁多的各种机载设备,只需一些必要的传感器。作战成本也低于远距离发射巡航导弹或超视距空空导弹的费用,费效比好。而且使用和维护费用低,操纵人员培训相对简单。与常规飞机相比,使用维护成本可节约达50%之多。

2、无人机可以避免飞行员伤亡、被俘等情况。能够执行危险系数更高的任务。

无人机的优点很多,但最重要的一点是可以节省大量优秀的飞行员。要知道空军里面最大的财富并不是先进的飞机,而是优秀的飞行员,而飞行员的训练都是靠不断“喝油”锻炼出来的,一旦战争爆发,最无法承受的就是飞行员的损失。

无人机的另一大优点是能够执行危险系数更高的任务。它可以深入到敌方军事要地上空实施侦察、干扰、引导、打击等。由于离目标近,因此侦察、打击的精度高,具有一定的作战使用优势。

飞机实现无人驾驶后在理论上要比有人驾驶时更加有战斗力,因为电脑控制的战斗机不受飞行员的情绪和身体情况的影响,在战斗中即不会胆怯又不会受到刺激而失去清醒的理智,电脑按照程序控制的战斗机在作战过程中几乎不会出现操纵失误,越是复杂危险的飞行环境无人战斗机的安全性就越突出。

3、无人机一般设计灵活度较高,体积原则上无下限,雷达反射面积可以比有人机小得多。

现代战斗机机动性能的提高始终受到飞行员承受能力的限制,9G的过载已经成为人体可承受载荷的极限,飞行员的身体承受能力已经明显限制了飞机性能的提高。而无人机不需要考虑飞行员在机动过程中的耐受能力,无人战斗机现有技术时的机动过载可以提高到20G的标准,并且无人战斗机在理论上已经可以靠机动动作摆脱现役空-空导弹,其格斗空战和突防性能将会远远超过有人驾驶的同类作战飞机。

无人机的设计自由度较大。在设计上无人机没有驾驶舱及相关的环控救生设备,除降低了飞机的重量和成本外,还大大放宽了飞机设计的一些限制,如飞机发动机的位置可以更加合理。由于不考虑人的因素,飞机的机动载荷因数可以更高,可以采用更先进的气动布局、结构设计。

无人机广泛采用玻璃纤维和其他透波材料,机体外形尺寸小,发动机功率小,因此,雷达有效反射面积等各种信号特征较小,不易被敌方发现。此外,无人机不受驾驶员生理条件的限制,因此具有较大的飞行包线,使无人机在空战中具有更大的生存力。由于不需要驾驶舱顶蓬,无人机可以获得更好的空气动力,从而提高其灵活度。利用无人战斗机能够在地面上构建虚拟座舱,这比飞机上安装任何装置都有效。尤其是对于执行制空任务而言,环境感知是很重要的。地面飞行员可以控制他们的无人战斗机,执行任务时更舒适,更灵活,不会让相关人员疲劳。

4、无人机因体积上更为灵活,平台适应性更强,特别是在海军平台的使用上,作战灵活性更高(如手抛等形式)。

无人机在体积和重量上更为灵活,可由航母、驱护舰、潜艇等多种海上平台搭载。有报道称中国海军正在具备这种能力,据日本防卫省称,本月8-9日,包括导弹驱逐舰和护卫舰在内的11艘中国海军舰艇编队开往东南方向,进行军事训练。当时,正在进行警戒巡逻的日本海上自卫队飞机拍摄到了中国舰艇附近的无人机照片。随后,无人机在甲板上着陆。

 无人机的劣势:

自立作战能力不足,存在单点失效性

首先,无人机自立作战能力不足,智能化程度不足以达到人类的水平。无人机在大部分时间由计算机操纵,而计算机只“照章办事”,遇到程序没有考虑到的情况就不知所措。例如,无人机不能对付意外事件,实际战斗中经常出现误击等问题。

其次,无人机存在单点失效性,生存力低。在与具有较强防空能力的对手作战时,无人机的损失会很大。此外,在战争中一旦敌军摧毁了指挥中心,那么所有无人战斗机便会丧失效用。

第三,无人机战损率较高。1999年北约空袭南联盟时,美国“捕食者”无人机和法国使用的CL-289无人机损失都很大,北约承认损失21架,南联盟宣称击落30架。其中有4架直接被防空火力击落,其它型号多架被轻型防空火力击毁。这些无人机飞行高度不高,在目标上空的巡逻时间稍长,各种地面火力对它都有威胁。

2003年美英联军攻打伊拉克共使用4架“全球鹰”,22架“捕食者”和若干架“不死鸟”等无人机,“捕食者”被击落最少3架,其它小型的损失更大。而实际上战争开始后经美空军打击压制,南联盟和伊拉克当时的防空力量都很弱。

航线一般比较固定,容易受到干扰,存在通信延迟和信号安全问题

第四,无人机的飞行速度和航线一般比较固定,很容易受到干扰以及人员因素的影响。例如,无人机速度慢,抗风和抗乱气流能力差,飞行过程较容易受天气影响。美军在科索沃使用的情况表明,在多山地形使用,起伏的山峦引起乱流,急速下降气流可能使之坠毁。同时,无人机结冰的飞行高度比过去预计的要低,在海拔30004500米的高度上,连续飞行1015分钟后就会使飞机受损。

科索沃作战78天的任务期间,由于天气影响,共有15架次“猎人”无人机提前返回、13架次延期执行任务、44架次被取消,1架因天气关系严重受损。

第五,无人战斗机还存在通信滞后性。虽然无线电通信能够迅速传播,但在空战过程中反应时间也是至关重要的,通过数据链的人类地面指挥仍会存在信号延迟。

最后,无人机一直存在两个重要缺陷,即通过数据链的人类地面指挥存在信号延迟和无法确保信号的安全。这两大问题一旦能够得到解决,无人机替代有人机将不再是幻想。

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