无人侦察机的优点是什么？

无人侦察机的优点是什么？

经过近年大量无人机的研制和多次战争使用，对无人机的有缺点已经可以得到一些量化的概念。　　优点主要有几个方面。　　其一，避免牺牲空勤人员，较易解决入侵其它国家失事或被击落后由于飞行人员被俘引起的外交纠纷。　　其二，无人机尺寸可以相对较小、隐身性好，因而难于被敌人发现和击落。　　其三，无人机设计时不受驾驶员生理条件限制，可以有很大的强度，例如20～24g(即机体可承受相当本身重量20～24倍的力量)，可具有较大的机动性，在作战中有更好的生存力；不需要人员生存保障系统(如气密座舱)和应急救生系统(如弹射座椅)等，可比同级别有人飞机减轻重量约30%～40%。　　其四，制造成本与寿命周期费用低。因成本与飞机重量基本上成比例。而且在使用维护方面，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，估计单价有可能比同级别有人飞机省70%。　　其五，无人机也可以无维护式存储。导弹与无人机之间的竞争主要在寿命周期费用上。若使用可发射导弹的中型无人攻击机，预计在寿命周期内执行15次任务，采用无维护式存储，这样与同样作战效能一次性使用的“战斧”式巡航导弹相比(单价约140万美元)，其效费比要高得多。　　其六，适应任务范围很广。同一种无人机只要更改设备即可完成不同任务，例如光学侦察、电子对抗或通信联络等。　　无人机的缺点主要有以下方面。　　其一，生存力低。在与具有较强防空能力的敌人作战时，无人机的损失会很大。例如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。　　其二，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3000～4500米的高度上，连续飞行10～15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。　　其三，不能对付意外事件。它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。 所以无人机应变能力不大。　　但如果为克服这些缺点而将无人机研制成一种高速、抗损能力强的航空器，它上述的一些优点就会丧失。这是所有军用装备研制中必须面对的平衡问题。　　现状和前瞻　　无人机已普遍用于空军、陆军和海军。三个军种所需要的无人机不同，因为任务要求和使用条件差别很大。不过也有一些无人机可以三军通用。　　空军无人机 其主要任务是战略侦察、电子干扰、通信中继、战区目标搜索、攻击后效果判断和作为诱饵等。诱饵机主要用来冒充轰炸机欺骗对方防空系统或诱使对方雷达开机和地面防空武器开火以暴露目标。今后无人机的任务将增加对地攻击、空战，甚至拟用来代替卫星进行导航或气象探测。上述有些任务宜采用高空长航时无人机，而对地任务则飞行高度不应太高，以3000～7000米较好。　　美国空军有大型的无人机如“全球鹰”(编号RQ-4)。起飞重量达11635千克，其中燃料约6600千克，与现代歼击机差不多，但机翼细长(翼展35.4米，相当于波音737-400客机)以利高空飞行减少阻力。机上设备主要有对地搜索雷达、光电探测系统、红外探测系统。可随时发现地面上的地地导弹阵地以及导弹发射时喷口发出的红外线。平均每日可探测地面面积约103700平方千米，录取数据实时向地面站传输，或通过卫星转发到更远的地面站。它也可以与美国国防侦察卫星、E-8飞机等进行数据交换。飞行高度约19000米，最大续航时间24小时。2006年投产的改进型将换装更细长的新机翼，用来代替U-2侦察机，续航时间35小时，并拟用于电子战、地地导弹预警和虚拟卫星全球定位系统(GPS)。4架“全球鹰”转发经过放大的加密GPS信号，在战场高空组成一个虚拟的GPS星座，可以覆盖300平方千米的战区，足以对抗敌方对GPS系统的干扰。　　在试验的长航时无人机中还有利用太阳能的型号，如美国“太阳神”(Helios)型。这型无人机采用细长(展弦比31)机翼，翼展75米，没有机身和尾翼，只在机翼下有5个较厚垂直翼面，里面可装蓄电瓶、遥控设备等。有14个电动机带动螺旋桨伸出机翼前缘拉着飞机前进。翼面上全是太阳能电池板。机上蓄电瓶在有阳光时把多余能量存起来，留到太阳下山后使用。它可自行从机场起飞和着陆，但飞行速度很慢，表速是30千米/小时左右，最大飞行高度约21000米，此时真速为120千米/小时。计划能在20000米高度飞行4天。机上可装载重量100千克耗电1千瓦的侦察设备。这套设备与低轨道卫星上使用的相当。卫星运行高度180千米，而这种无人机实际侦察飞行高度为18-20千米，因此后者的侦察效果(主要指分辨率等)将按比例提高10倍以上。但这型无人机太脆弱，初期试飞曾经空中解体，有效载重也太小，还难以正式使用。　　20世纪80年代开始使用小型活塞式侦察无人机。美国、以色列等国都在积极研制。因为飞行高度不高，拍摄到的地面景物十分清楚，而且机体体积及飞行声音很小，对方如没有思想准备，地面人员不易发现，所以侦察和监视的效果很好。这类无人机最有名的是美国“捕食者”(编号RQ-1，也译为“掠夺者”、“食肉兽“等)，速度只有200千米/小时，飞行高度不超过7000米。起飞重量约900千克，最长留空时间20小时左右。阿富汗战争以来，美军每次作战都使用。现有多种改型，侦察和通信设备最新的是RQ-1L型，另一试验是用“捕食者”在翼下带两个更小型的无人侦察机用于恶劣环境监视探测，并告之有关单位。　　在攻击型无人机方面，2003年3月22日美国“捕食者”无人机用“海尔法”反坦克导弹攻击伊拉克的一个ZSU-23自行高炮阵地取得成功，也曾击毁过巴格达市中心新闻部的卫星天线。在这些成功战例的鼓舞下，正在研制一种加长机身的“捕食者”对地攻击型MQ-1L，挂“毒刺”型空空导弹。另一改型MQ-9也在进行中。它可以挂载JDAM制导炸弹、“响尾蛇”空空导弹或“沉默眼”无人光学侦察滑翔机。此外，美空军已试验用“全球鹰”无人机改为带武器的无人攻击机，可挂12枚“洛卡斯”(LOCAAS)小型巡航导弹或2枚JDAM炸弹。现在无人攻击机需要解决的是目标识别和目标自动分配问题，否则很可能发射的武器统统打一个目标，而不少目标却无“弹/机”去打。　　同时，美空军对新型无人作战飞机(UCAV)的研制也投入大量人力物力，如研制试验机X-45。第一架A型已于2002年5月22日首飞。该机能高效价廉遂行防空压制和对地攻击任务。　　新的X-45C为任务增强型，隐身性更好，飞机尺寸和重量加大，翼展14.7米，换装推力更大的F404-GE-102D型发动机，设计起飞重量16570千克，有效载重2040千克，作战半径2400千米。机身2个武器舱内能挂JDAM和新的小直径精密制导炸弹(SDB)。它能同时满足空、海军的要求。该机计划2006年首飞，2008年试用，2010年服役。　　UCAV在对地攻击过程中，很大程度依赖高速数据链。目前，X-45系统还离不开地面控制站。控制站是可机动的，随时能转移到适当位置甚至可以靠近作战前线。根据计划，将由一座地面控制站同时操纵2～4架X-45，然后进行分别作战。事实上每架UCAV都能自主飞行，只有在接近目标时才需要控制指挥。在起降阶段，必要时操纵员可以目视遥控。而X-45C将增加自主作战能力，并允许战斗机、预警机和军舰等平台进行控制。　　法国也在用缩比无人机研究如何依靠“阵风”战斗机控制无人机作战以及无人机之间的协调与指挥问题。空战型无人机要求自身智能程度很高，否则无论如何是打不过有人驾驶飞机的。以目前智能计算机的研究水平来看，十年八年内难以使空战无人机达到自主空战能力，但研究工作还是不断的。技术难点主要是在目标自动识别和空战战术应对方面，估计初期只能在有人飞机指挥引导之下进行空战。　　至于无人作战飞机与飞机联合飞行并适应如起降、等待、防撞等交通管制问题，已做过验证飞行并取得成功。　　陆军和海军陆战队无人机 陆军和海军陆战队用的无人机主要是进行战场侦察、搜索目标和协助炮兵作战等等，对于空军用的小型无人机，只要解决了原地起飞和回收问题也可使用。但陆军和海军陆战队主要是发展微型无人机。　　美国国防远景研究计划局认为15厘米长度是微型无人机的最佳尺寸，并决定据此来推动相关技术的发展。这种无人机是要为陆军排一级分队提供战场环境探测能力o它应能在树梢下、郊区峡谷或是建筑物间飞行。在空中停留30～60分钟，能以40～80千米/小时的速度巡航，飞至3～10千米远，可以用手投放发射出去并根据遥控指令或预定程序返回。这种无人机还要求能用类似于“掌上电脑”大小的地面工作站控制。由于尺寸小、重量轻，微型无人机在噪声、雷达反射截面和可视度方面具有先天的隐身性能。它也可放在窗台上用于观察房间里或街道上正在发生的事件。该系统必须只依靠简单的后勤保障就能工作，在战场环境下易于维修，且价格便宣。　　这类无人机不一定采取常规飞机的机翼加平尾布局，因为速度慢、尺寸小，所以空气的粘性作用相对于大尺寸飞行器严重(即所谓雷诺数效应，雷诺数越大，粘性作用相对越弱，摩擦阻力系数越小，所以雷诺数相对来说大一些较好)，微型无人机阻力系数大，升力系数小，机翼很易因气流分离而失速。机翼升力与全机阻力比例(称升阻比)只有大飞机的三分之一左右。尤其是不宜用细长机翼以免翼弦长度更小(雷诺数更小)。现在正在试验用旋翼或扑翼的方式产生升力。但不管用什么构形，由于速度低，微型无人机抗风能力差的问题仍难以解决。　　美国在研的微型无人机有多种，翼展12～15厘米，有的用电动机带动螺旋桨作动力，有的安装微涡喷发动机，起飞重量50～90克。欧洲不少国家，如法国也在发展微型无人机。但在硝烟弥漫能见度很低的战场环境下，或街道巷战阵阵冷风中，它到底能起多大作用还需进一步验证。目前似尚未有国家装备使用。　　美陆军最新使用的小型战术无人机称“影子200”(编号RQ-7)，翼展4米，有效载荷27千克，动力装置是活塞式发动机。每套这种战术无人机（TU-AV）系统包括4架无人机、J2个地面控制站、2个地面数据终端、1个液压起飞发射器、1个自动着陆系统和1个无人机运输设备。2003年4月16日，一架这种无人机在韩国上空靠近朝鲜边境坠毁，可见这种无人机系统已部署在韩国。　　美海军陆战队使用的小型无人机称“银狐”，翼展2米，重9千克，用航模活塞式发动机，续航时间5小时。机上设备很先进，有GPS自主导航仪，黑白、彩色和红外三种摄像机，可实时向一线部队的小型控制站传送情报。　　海军无人机 海军对无人机的要求除了战略侦察外与空军相似，但在舰艇上使用条件更严酷。海面风速平均比陆地大，起降的难度更高。所以海军无人机要求能垂直起降，而且速度不能太慢，否则风大时无法飞到预定空域或返回本舰。风速如果大于无人机速度，顶风时无人机相对地/海面是后退的，而正侧风时则可能被风吹翻坠毁。所以微型无人机难以使用，无人驾驶直升机则很受青睐，如美海军和海军陆战队使用的RQ-8A。　　海军用的无人机要能进行反舰、反潜作战或完成中近距离的“指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察”(C4ISR)任务。至于战区和更大范围的情报可以靠信息网络提供。　　美海军也在研制作战无人机(U-CAV-N)，如试验机X-46。它们基本上从空军的X-45派生出来，大小也差不多。美国国防部已准备将两个项目合并为一个办公室统一领导。海军型的难点为：舰上要垂直弹射起飞并能在有限空间(如舰上直升机平台)着陆。当然如果只是在航母上使用，那问题就简单得多。　　潜艇上使用的多用途无人机也正在作概念性探讨。洛·马公司拟发展一种可从潜水状态“俄亥俄”级发射的无人机。发射装置是用潜艇上的24个直径2.24米发射筒，使用火箭助推。美海军已将4艘该级潜艇改成常规武器潜艇(SS-GN)。这种无人机长5.4米，具有折叠机翼和非常良好的隐身能力，作战半径为1100千米，可携带450千克有效载荷，其中包括小直径炸弹和“洛卡斯”微小型巡航导弹。它在任务结束时溅落到水下，由潜在水中的潜艇回收。除用于情报、监视和侦察外，还可用于攻击舰艇和目标破坏评估等任务。