侦察无人机技术和发展趋势

　　21世纪的无人侦察机将成为侦察卫星和有人侦察机的重要补充和增强手段。它与侦察卫星相比，具有成本低、侦察地域控制灵活、地面目标分辨率高等特点；与有人侦察机相比，具有可昼夜持续侦察的能力，不必考虑飞行员的疲劳和伤亡等问题，特别在对敌方严密设防的重要地域实施侦察时，或在有人驾驶侦察机难以接近的情况下，使用无人侦察机就更能体现出其优越性。无人侦察机已成为重要的空中侦察装备。下面就来看看无人侦察机的相关知识吧！

　　一、侦察无人机技术和发展趋势

　　无人侦察机是指无人驾驶的专门用于从空中获取情报的军用飞机。世界最先进的无人机是美国诺斯罗普·格鲁曼公司研制的全球鹰无人侦察机。这是为“高空持久性先进概念技术验证”（actd）计划的一部分，包括“全球鹰”和“暗星”两个部分在内的“全球鹰”于1995年启动。

　　21世纪的无人侦察机将成为侦察卫星和有人侦察机的重要补充和增强手段。它与侦察卫星相比，具有成本低、侦察地域控制灵活、地面目标分辨率高等特点；与有人侦察机相比，具有可昼夜持续侦察的能力，不必考虑飞行员的疲劳和伤亡等问题，特别在对敌方严密设防的重要地域实施侦察时，或在有人驾驶侦察机难以接近的情况下，使用无人侦察机就更能体现出其优越性。无人侦察机已成为重要的空中侦察装备。

　　二、战机起源

　　无人机最早的开发是在一战后，二战中曾以无人靶机用于训练防空炮手之外，美国与德国都尝试以飞机携带大量炸药，经由飞行员直接或者是透过另外一架飞机控制，对特殊目标进行精确度较高的攻击。德国是以战斗机加上无人轰炸机的榭寄生型态使用于东线战场。美国试验性的使用B-17轰炸机作为炸药的载具，飞行员在最后阶段启动自动飞行装置之后跳伞，飞机则在默认的飞行之后撞击目标。

　　第二次世界大战之后有数种发展路线。一种是以退役的飞机改装成为特殊研究或者是靶机。一种是以专门设计的小型无人飞机担任特殊的侦查或者是试验任务，第三种是以小型无人飞机取代大型飞机的任务。随着电子技术的进步，无人机在担任侦查任务的角色上开始展露他的灵活性与重要性。在越战期间，美国就曾经使用大量的无人机对高价值或者是防御严密的目标进行侦查工作，如此一来可以减少人员的伤亡或是被俘虏的风险。在越战时期美国军方开发的RPV（Remotely Piloted Vehicle），也就是泰勒雷恩（Teledyne-Ryan）飞机公司的AGM-34火蜂（Firebee）遥控载具为早期无人飞机的代表产品之一。此外，以A-12侦察机携带的D-12三倍音速无人侦察机是非常特殊但是不太成功的另外一项尝试。

　　20世纪50年代美国国防部曾经改装少数DASH计划的QH-50直升机于越南担任侦查任务。除此之外，日本自1965年到1967年，一共向美国采购20架QH-50，部署在海上自卫队的舰艇上。

　　1982年以色列航空工业公司（IAI）首创以无人机担任其他角色的军事任务。在加利利和平行动（黎巴嫩战争）时期，侦察者无人机无人机系统曾经在以色列陆军和以色列空军的服役中担任重要战斗角色。以色列国防军主要用无人机进行侦察、情报收集、跟踪和通讯。在1991年的沙漠风暴行动中，美军曾经发射专门设计的小型无人机作为诱饵来欺骗敌方雷达系统。

　　最初的一代主要以侦察机为主，21世纪一些无人机已经装备了武器（例如RQ-1捕食者装备了AGM-114地狱火空对地导弹）。

　　以色列在发展和应用无人侦察机方面走在当今世界的前列。从20世界70年代开始，以色列已独立或与美国、瑞士等国合作发展了三代无人侦察机，即第一代“侦察兵”，第二代“先锋”、“徘徊者”，第三代“搜索者”、“猎犬”、“苍鹭”和“眼视”等。这些无人侦察机的活动范围近的约100km，远的可达1000km，续航时间从4h到40h不等，装载不同的侦察设备，可执行照相侦察、电视侦察、红外成像侦察或电子侦察，所获情报可直接或通过无线电中继实时传回地面指挥中心。

　　美国重视发展长航时、三军通用的无人侦察机，技术处于世界领先水平。根据美军的无人侦察机发展计划，重点研制长航时无人侦察机，已研制成功“纳蚊750”和“捕食者”中空长航时无人侦察机。“纳蚊750”和“捕食者”属于中空长航时无人侦察机，续航时间达40h，可在目标上空巡逻20h以上。机上装有先进的光电侦察设备、电子侦察设备和数据传输设备。“纳蚊75”曾在波黑冲突中进行IO多次侦察监视飞行，为随时掌握战区形势变化、制定相关政策提供清报。在波黑战争后期和科索沃战争中，“捕食者”被派往战场执行侦察任务。“全球鹰”是一种高空长航时无人侦察机。

　　除美国、以色列外，还有一些国家的军队也装备有无人侦察机。例如，英国的“不死鸟”、俄罗斯的“图一243“、德法合作研制的“布雷维尔”、南非的“秃鹰”等无人侦察机和加拿大的CL-227无人侦察直升机。

　　三、侦查无人机关键技术

　　气动技术：由于未来无人侦察机对飞行性能以及雷达反射面积等有特殊的要求，因此对各种先进技术气动布局的研究就显得尤为重要，又由于无人侦察机不用考虑飞行员等因素，所以可以采用比有人侦察机更激进的气动布局，如高度不稳定的无尾布局。

　　动力技术：21世纪的无人侦察机一般要求长航程，因此必须采用高效率的动力技术。此外还可以开发新的轻型高效燃料，如高效的航空煤油和使用太阳能作动力等。例如美国正在试飞的“太阳神”太阳能无人侦察机。它采用新的能够与机体气动布局相配合的推力矢量和分裂副翼进行飞行控制，还有一种使用射流多轴推力矢量技术，即通过控制发动机向喷口处的喷气方向进行飞行姿态和方向的控制。这种技术免去了以往机械式推力矢量装置的动部件，不仅可以使固定喷嘴更轻，在外形上还能降低雷达横截面，并能快速降低喷口温度以减弱红外信号。

　　通信技术：宽带、大数据流量的数据链技术可以使无人侦察机远距离快速传输信息。实施超韧舔巨控制，是发展无人侦察机的关键技术。如果在远距或敌人干扰的情况下不能实时通信或不能可靠工作，信息无法发给指挥控制中心，指令也无法发给正在侦察的无人侦察机，人就无法在其中发挥作用，无人侦察机将失去其优势。

　　发射回收：21世纪要求无人侦察机的发射和回收更加简便，不依赖跑道起降，无人侦察机将具有更大的竞争力。因此，大型无人侦察机的零长度发射技术和安全回收技术能否取得突破具有重大意义。

　　小型化：电子设备将更先进和小型化，如采用内嵌式传感器可实现3600的认知能力，通过采用合成孔径雷达、低截获率的通信设备将提高无人侦察机对战场态势掌握能力，并增加抗干扰能力。

　　四、各国战机

　　中国

　　无侦-5型无人远程侦察机：无侦-5型（又称WZ-5）无人机是仍在中国人民解放军空军服役的一种无人侦察机。早在20世纪60年代，中国人民解放军空军就曾击落过几架隶属于美国战略空军司令部的“火蜂”式无人侦察机，当时它们正在执行对中国大陆的侦察任务。至少有一架被相当完好地缴获，并被送往研究机构进行分析和仿制。北京航空航天大学修复了一架“火蜂”式无人机，并成功地使它重返蓝天。20世纪70年代后期，中国开始仿制“火蜂”式无人机，并将其命名为WZ-5型无人机，其出口型号命名为CH-1型（“长虹”-1）。WZ-5型无人机由一架母机运载和发射，母机最初是经过特殊改进的图-4“公牛”式轰炸机，后来又改为西安飞机公司生产的运-8E型运输机。这种无人机由降落伞进行回收。无侦-5型无人机曾在1979年的中越自卫反击战中使用过，仍作为惟一的一种远程无人侦察机在中国人民解放军空军服役。

　　据最新报导显示，一种改进型WZ-5/CH-1型无人机已经进入现役。这种新型无人侦察机据称安装有全球定位系统和惯性导航系统。这种无人机采用一台WP-11型涡轮喷气发动机，推力达8.33千牛。该机可携带光学、电视、红外摄像机等装备。

　　WZ-5的性能数据如下：翼展9.76米；机长8.97米；机高2.18米；空重1060公斤；最大起飞重量1700公斤；任务装备65公斤；燃油重量62公斤；最大时速800公里（在17500米高度）；航程2500公里；续航时间3小时；最大飞行高度17500米。

　　无侦-9/-2000：未来隐形无人侦察机，在2000年的珠海航展上，中国国家贵州航空工业集团首次展示了其远程多功能隐形无人侦察机无侦-9（也称作WZ-9或WZ-2000）。据估计，这种由扇喷发动机作动力的无人机自20世纪90年代中期就已开始研制，而且可能已有一架原型机试飞。

　　在2002年的珠海航展上，贵州航空工业集团展出了一架更为精致的WZ-9/-2000型无人机模型，它揭示了更多的细节。从总体设计上看，它有许多与美国产品相似的隐形特征。大型头部突起可以容纳卫星通信天线，以便向地面控制中心实时传输图像和电子情报数据。

　　这种无人侦察机可以搭载各种型号的光学和热成像摄像机或侦察、监视雷达，也可作为空中平台广泛用于电子对抗、空中预警等。它还可能搭载武器用于对地攻击，就像美国空军在阿富汗反恐战争中所做的那样。虽然，这种无人机还无法与美军的“全球鹰”式无人机相比，且不具备战略意义，但如果在战争中大量使用可发挥相当侦察卫星的作用，并可执行电子战/电子对抗任务。

　　以色列

　　“搜索者”无人侦察机： 以色列的第三代无人侦察机，将取代“侦察兵”无人机作为以军的制式装备。采用上单翼结构，发动机置于机身尾部上方，用三桨叶螺旋桨推进。水平尾翼固定在从机身尾部向后伸出的两根梁上，略微内倾的双垂尾安装在尾翼两端。起落架为前三点式，可在平地或跑道上滑跑起飞降落，必要时可用气压弹射器或助推火箭帮助起飞。长5.15m，高1.16m，翼展7.22m ，最大起飞重量372kg，有效载荷63kg，飞行高度4575m ，飞行速度111}194km1h。每次出动的侦察飞行时间可达12h（飞行高度3050m、离基地100km） ，最长留空时间为14h0侦察飞行的活动半径在有无线电中继时为220km，无中继时为120km o机载光电侦察设备包括电视摄像机、前视红外仪、激光目标指示器、激光测距仪，安装在机身下部一个可转动的球形壳体内，转动方位角3600，俯仰角+10-1100。根据侦察任务或执行任务的时间是白天还是夜晚，这些设备可有不同的组合。机上有数据传输设备，可将侦察获得的图像实时传回地面站。

　　美国

　　“全球鹰”无人侦察机：美国研制的一种

　　高空高速长航时无人侦察机。主要用于低、中强度冲突中实施大范围的连续侦察与监视。长13.4m ，翼展35.5m，最大起飞重量11610kg，最大载油量6577kg，有效载荷900kg。一台涡扇发动机挚置于机身上方，最大飞行速度740km/h，巡航速度635km/h，航程26000km ，续航时间42h。 可从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察，或者在距基地5500km的目标上空连续侦察监视24h，然后返回基地。机上载有合成孔径雷达、电视摄像机、红外探测器三种侦察设备，以及防御性电子对抗装备和数字通信设备。合成孔径雷达的探测距离范围为20-200km，能在一夭当中监视1.374x105km2的面积，图像分辨率为0.9m，可区分小汽车和卡车;或者对1900个2kmx2km的可疑地区进行仔细观察，图像分辨率为0.3m，能区分静止目标和活动目标。电视摄像机用于对目标拍照，图像分辨率接近照相底片的水平。红外探测器可发现伪装目标，分辨出活动目标和静止目标。侦察设备所获得的目标图像通过卫星通信或微波接力通信，以50Mb/s的速率实时传输到地面站，经过信息处理，把情报发送给战区或战场指挥中心，为指挥官进行决策或战场毁伤评估提供情报。

　　超音速无人侦察机：美国防部研发的新型的超音速无人侦察机，这种侦察机的速度将达到音速的6倍，并且将在接下来的实战军事演习中进行测试，预计它将创造新的无人驾驶飞行记录。美国防部将在一份公开的声明中对样机的各项装备进行说明。其实美国防部进行此项研究已经有几十年的历史了，因为这种侦察机将成为一个“多面手”兼具太空侦察、超音速侦察机载人飞行、超高速导弹或是军用飞机等诸多功能。而也正因为它的超高技术含量，使得这项研究进行的十分艰难。与此同时，美国现有的侦察机也已经无法满足需求，SR-71“黑鸟”战略侦察机，尽管飞行速度和飞行高度满足要求，但其滞空时间有限，无法持续进行侦察监视，而且使用费用实在太高，因此在上世纪90年代退出现役。

　　如此强悍的性能让负责这种侦察机设计工作的工程师们感到为难。仅仅是6倍音速的目标就很难达到，因为工程师们很难保证在如此高的速度下，以现有的技术条件，能够确保飞机的机身不会解体。另一个棘手的问题是飞机的动力。20世纪以来，侦察机仍采用普通的涡轮喷气发动机，这一次设计师们计划再增加一个发动机，这种“超音波氧化喷射推进引擎”将没有任何可移动的部分，并使得飞机在高速飞行中能够获得巨大的动力。另一方面，设计师们打算用氢气作为燃料，不过，这需要一个巨大的燃气罐，而如果体积过大又会影响到速度。因此，工程师们又转向采用双氧化喷射推进引擎。

　　幻影射线无人侦察机：2010年5月10日于圣路易斯举行的一场典礼上，波音公司揭开了先进的无人空中系统（UAS）——“幻影射线”的神秘面纱。“幻影射线”翼展50英尺（约合15米），机身长36英尺（约合11米），重量为3.65万磅（约合1.6556万公斤）。其飞行高度可达到4万英尺（约合1.2192万米），比普通长途商业客机高1万英尺（约合3048米）；巡航速度超过音速，可达到每小时614英里（0.8马赫，约合每小时988公里）。

　　“幻影射线”是一驾验证机，旨在充当一个飞行的测试平台，探索未来技术研发的机会。它由波音幻影公司研发，立基于波音最初为美军研制的一架原型机。在设计上，“幻影射线”的雷达截面极低，可悄悄潜入敌方领空而不被发现。其发动机藏于体内以降低红外特征，能够在飞行途中发射导弹。与任何武器一样，“幻影射线”只有在需要的时候才会投入使用。

　　波音防务、太空与安全系统部门CEO丹尼斯·麦伦堡表示：“作为一个先进技术的测试平台，”幻影射线“能够为我们的客户提供多种选择，例如情报收集、监视和侦察、抑制敌方防空火力、电子攻击和自行空中加油——可能性是无止境的。”

　　通过一个快速原型设计和制造过程，波音仅用两年时间便研制出“幻影射线”。这架无人侦察机将于2010年夏季进行测试，12月首飞，6个月内将进行10次飞行。波音幻影工厂总裁达里尔·戴维斯表示：“我们已经进入快车道，首飞时间近在眼前。”“幻影射线”在设计上充当一个先进技术测试平台同时支持情报收集、监视和侦察、抑制敌方防空火力、电子攻击、空袭和自行空中加油等任务。

　　英国

　　“不死鸟”无人侦察机： “不死鸟”无人机是由英国马可尼公司研制的一种中程无人侦察机。机体全部采用复合材料，模块式结构，推进式机翼和尾梁，可置换的机翼、垂尾翼尖等。该机的隐身性能好，具有较高的生存力，在战场上易于维修和运输。最大使用高度为2440m，侦察半径60km ，在1000m高度下视场达800km2。其主要目的是为炮兵截获目标提供侦察照片和数据。该机装备有先进的红外传感器、合成孔径雷达和电子战系统。第一架“不死鸟”无人机在加拿大试验之后，英国陆军重新评估了该无人机的作战需求，并对马可尼公司“不死鸟”无人机做进一步改进。改进内容包括：增加合成孔径雷达、无线电中继站、制导武器的激光目标指示及遥控地雷探测装置在内的新的任务负载。

　　前苏联

　　前苏联无人侦察机：是前苏联图波列夫设计局于1982年的无人机改进而成。主要用于在战役纵深150km内进行空中侦察，尤其是能在敌防空兵器的防区内和可能的核、化学和生物武器污染区上空，在任何气候条件下进行昼夜空中侦察。能有效地发现敌方的重要目标，如核火炮连、地地导弹、防空导弹及交通枢纽、阵地和部队集结地、师军指挥所等。所获取和记录的侦察情报将及时在侦察机上和地面上进行接收、处理和解码，辨别目标和确定其坐标，制作照相文件和进行情报传递。

　　导航系统能保证其按预定航线飞行，准确地进入侦察地段并在完成任务后返回降落。可更换式的侦察设备舱安装在机头部分，它可配置两种侦察设备：一是带有“冬季-M‘，型红外侦察设备的AP-402M大气照相设备，二是带有“鹤-M’，型电视系统的AP-402M大气照相设备。 在执行侦察任务时，照相和红外侦察情报记录在图一243无人机上，通过红外和电视方式获取的情报将使用无线电发往地面接收站，将所接收到的信号转变成宽475px的图像。在用无线电转发时，首批侦察情报的获取时间为lOtnin，将大气照相胶片送到机动接收站的时间为20min。目标坐标的准确度为60}70m，一个架次的侦察面积大约达2100km。

　　土耳其

　　土耳其无人侦察机，已于2011年2月18日成功完成了各种实验和试飞。这款定名为“安卡”的无人机是由土耳其180名专家和技术人员研制的，该型无人侦察机可以持续飞行24个小时，无人机上装配有除冰系统，能够在距离地面3万米高空飞行。另外，该无人机可载重200公斤，能在各种气候条件下起飞和降落。从各个方面都超过了从以色列购买的“苍鹭”无人侦察机。已经完成各种试验的先进无人侦察机将首先用于打击土东南部的恐怖组织，从而结束从以色列租赁和购买无人机打击恐怖势力的历史。报道还指出，2011年内将生产5架“安卡”无人机装备部队，到2012年装备部队的该型无人机将达到20架。

　　法德合作

　　“月神”（LUNA）近程无人侦察机：装备在3个KZO目标定

　　位无人机连里。作为实验型系统的“月神”X 2000已在科索沃和马其顿使用。“月神”要装备于旅一级指挥，用于近距离侦察。“月神”的侦察距离约为40公里，续航时间2小时，在速度约为70公里/小时（速度与风力有关）情况下，侦察高度为300-500米。机上装备有昼用传感器和红外传感器，所以可昼夜执行任务。执行侦察任务前输入的飞行程序，可在执行任务期间的任何时间进行改动。2003年初到2004年紧急采购、3套“月神”系统（其中有一套是为特种作战师采购的）：编制上对该系统还有需求。

　　KZO目标定位无人机，KZO无人机的研制计划原由法、德两国国防部商定。研制经费德国分摊60%，法国分摊40%。生产商是欧洲无人机公司，1992年造出样机并进行验证。然而由于缺乏资金，法国取消了购买KZO无人机计划。自此，研制KZO无人机成了德国单独承包的项目。德国的相关经费也是时有时无，这使KZO的后一段开发速度变慢了，直正的测试拖延到1998年才开始。KZO无人机在德国陆军特种部队和炮兵部队都进行了系统测试，整个测试于2004年初才基本完成，接着开始部署。到2007年初，已有6套KZO无人机系统进入德国陆军4个炮兵连服役。

　　KZO无人机是一种火炮目标定位无人机。它的主要使命是侦察、识别并捕捉敌方远程火力目标，包括远程火炮、火箭炮和战术导弹阵地。发射装置布置在平板发射车上，用火箭动力助推发射。发射后助推器被抛掉，同时机上活塞发动机开始工作，保障无人机飞行动力。KZO无人机具有良好的隐形能力，雷达反射截面和红外信号都很小。前视红外摄像机和监视电视是KZO的主要装备。它获得的数据和目标图像通过数据链实时传到地面指挥部。它机长2.3米，高900毫米，翼展3.4米，最大起飞重量150公斤，续航时间5.5小时，升限4000米，巡航速度150公里/小时，飞行最大速度220公里/小时，最大航程120公里。

　　系统过于庞大或许是KZO无人机系统的主要缺点。每个系统除10架KZO无人机外，还包括2个地面站、1辆指挥车、1辆发射车、1辆备用车、1辆维修车和数据链终端。整个系统准备时间约30分钟，布设场地约一万平方米。

　　CL-289程控无人机，CL-289可提供170公里距离内精确的战场情况、目标和射击效果侦察结果。飞行速度约为740公里/小时，在30分钟续航时间内航行约400公里（往返距离）。机上装备有红外传感器和昼夜用传感器，所以该机昼夜使用不受限制。传感器的作用距离目前还限制在12公里。在一项提高作战效能的改进计划中，通过增大飞行距离和传感器的侦察距离，侦察能力将再一次得到显著改善。此外，通过使用雷达传感器，将显著提高恶劣天气条件下的侦察能力。

　　五、发展趋势

　　无人侦察机的作战任务由战术向战役、战略范围扩展，并有逐步取代有人侦察机的势头。21世纪美国已将长航时无人机列为发展重点，除将充当“过渡型”角色的中空长航时无人机“捕食者”大量投产装备部队形成作战能力外，还在积极研制改进型“捕食者”B，更换大功率祸桨发动机，提高航速（370-426km/h），增大升限（12000m）与载荷（308kg），进一步扩展“捕食者”的侦察能力与作战生存能力。

　　垂直起降无人机（VTUAV）将取代固定翼无人机。现有固定翼无人机在舰上起降程序复杂，目标定位精度不高，事故率高，难以完成作战要求。而垂直起降无人机具有起降条件要求低，能从海上平台和陆上复杂地形、地物条件下起降，适合舰载和城市、山区条件下作战使用。

　　微型无人侦察机进展迅速，无人机装备将向低级别延伸。为了满足未来特种作战和城市作战的需要，无人侦察机微型化的步伐进展迅速。例如，在2005年后，采用“纳米”技术的“掌上无人机”将装备美军特种部队使用，无人机的装备级别将向营以下的班、组、单兵延伸。这种无人机用雷达或红外传感器很难探测，飞行起来非常安静，使人们无法感觉到它的存在。

　　无人侦察机的任务设备向全天候、高分辨、远距离、小型化、模块化、低造价方向发展。21世纪的无人机将使用高清晰度数字电视取代现用的标准制式电视。准实时传输的数码相机将取代胶片航空侦察相机。高分辨率、高灵敏度，不用扫描成像，甚至不用致冷的第三代前视红外仪将在无人机上普遍应用。高分辨、远距离、多模式、小型化的合成孔径雷达将在各种类型的无人机上使用，无人机的全天候侦察能力，识别伪装目标的能力将进一步增强。由于技术的进步，无人侦察机任务设备的造价也将降低，为大量装备部队提供了可能。

　　无人侦察机的测控传输系统向远距离、安全保密、通用化、数字化、网络化方向发展。在21世纪，利用卫星中继的超视距远程测控传输系统在长航时无人侦察机上运用更加成熟、普遍。无人侦察机测控站将实现系列化、通用化。各种型号的无人侦察机侦察信息的互通性将得到解决，届时可利用同一地面站来控制不同型号的无人机或用不同的地面站来接收同一无人机的数据。各军兵种使用的无人机获取的情报信息将融入C‘ISR网，实现资源共享。

　　广泛采用隐身技术，进一步提高无人侦察机的隐身性能。现代战争的作战样式向“非对称”、“非接触”方向转化，故增强无人机的隐身性能成为各国军方迫切需要解决的问题。以色列正在研制一种高空长航时隐身无人机。洛·马公司目前正在为美国空军秘密研制一种黑色隐身无人机。到2013年为止无人机的隐身技术仍处于发展阶段。继续发展长航时无人侦察机，使其成为未来的实时监视平台。