国外军用小型无人机发展现状及趋势

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  无论在军用还是民用领域,小型无人机在近些年来的应用都越发广泛。除了价格相对便宜,小型无人机还非常容易储存,而且适于在复杂地形作战。当前,国外有哪些新型军用小型无人机?其下一步发展趋势如何?——
  国外典型军用小型无人机
  航空环境公司RQ-11B“大鴉”无人机
  RQ-11B“大鸦”(Raven)无人机项目是根据美国陆军对更加轻便的空中无人机的需求而研制的。“大鸦”无人机的前身是“指针”(Pointer)无人机。“大鸦”无人机能够提供昼夜空中监视,视距范围达10km,既能够由人工操作,也能够利用该无人机系统的先进航空电子设备和精确GPS导航系统进行预编程实施自主操作。
  “大鸦”无人机能够安装稳定万向接头有效载荷,能够为地面控制站和远程观测站实时传送彩色图像或红外图像。航空环境公司的通用地面控制站可以与无人机连接。该无人机安装有双向前视和侧视光电鼻式摄像头、稳定式电子全景倾斜变焦镜头以及前视和侧视红外鼻式摄像头。
  “大鸦”无人机的性能已经过实战验证,现美国与印度合作,在印度本土生产该无人机。RQ-11B“大鸦”无人机已经出口到25个国家,包括加拿大、捷克、丹麦、黎巴嫩、巴基斯坦以及荷兰等。
  航空环境公司“弹簧刀”无人机
  “弹簧刀”(Switchblade)无人机又被昵称为“神风队队员”(Kamikaze)无人机,因为该无人机不仅能够击落目标,还能够在攻击过程中自毁。“弹簧刀”携带有监视设备,可对移动目标实施跟踪监控,其同时装备有一枚小型导弹,一旦操控者认为目标值得攻击,“弹簧刀”就会收起机翼,变身成一枚小型巡航导弹撞击目标,进行致命性攻击。
  该无人机能够滑行或借助低噪声电子推进装置驱动,可提供实时GPS坐标以及视频,进行信息收集、瞄准或特征/目标识别。
  “弹簧刀”无人机能够从各种空中和地面平台发射。就像一个弹簧折刀一样,一旦从存储器中发射,无人机的机翼就会从“身体”里伸张出来。
  该无人机主要装备美国陆军。2014财年,航空环境公司收到了来自陆军的价值4400万美元的“弹簧刀”无人机订单。
  空客防务与航天公司“猎犬”无人机
  空客防务与航天公司的“猎犬”(Tracker)无人机活动半径为10km,由可充电式锂电池驱动。该无人机兼具监测、预警和防护功能,由2人操作。该无人机能够在炎热和寒冷的气候下,在平坦地带、山区或城市环境中作战。“猎犬”无人机可部署在受限空间执行任务,适用于探测、侦察、识别、分类、跟踪以及“隔山”瞄准“山那边的目标”。
  “猎犬”无人机采用手持发射系统,配有先进的人体工学人机界面、自动化程序以及低噪声电机,配备有可视或红外高清摄像头,集成在稳定式即插即用炮塔中。该无人机可全自动化飞行,使操作者能专心致力于侦察任务。
  “猎犬”无人机被法国陆军广泛应用,在法国陆军的型号名称为DRAC无人机。
  巴伊卡机械公司“巴伊拉克塔尔”无人机
  “巴伊拉克塔尔”(Bayraktar)微型无人机的通信距离为15km,该无人机能够在狭窄的平地降落,并具有腹部自动着陆功能。该无人机系统包括双轴万向接头摄像头、便携式地面控制站、自动跟踪天线以及移动充电装置。
  “巴伊拉克塔尔”微型无人机系统自2007年开始在土耳其武装部队投入使用。到目前为止,大约有200架被部署,飞行超过10万架次。除了土耳其武装部队,“巴伊拉克塔尔”无人机还出口到卡塔尔。
  EMT公司“阿拉丁”无人机
  EMT公司“阿拉丁”(Aladin)无人机的续航时间主要取决于其安装的有效载荷和蓄电池。
  对于昼间侦察,该无人机安装有4个彩色视频CCD摄像头:1个用于驾驶员观测,2个下视摄像头(广角镜头以及长焦镜头),还有1个安装在无人机左侧的下视摄像头(当无人机处于盘旋模式时使用)。“阿拉丁”还安装有1个倾斜前视高清数字图像变焦摄像头。
  对于夜间侦察,“阿拉丁”安装有1个倾斜前视红外热成像摄像头以及1个倾斜前视彩色视频CCD感光摄像头。所有采集到的图像和视频都将通过卫星通信数据链发送到地面控制站。
  “阿拉丁”无人机能够提供一种经济有效的方案,用于实时近距离侦察、识别以及定位。完成侦察任务之后,该无人机还能够安全、自主地降落到指定区域。这个特性,在与控制站通信出现故障时,显得非常实用。
  “阿拉丁”无人机在德国国防军中被广泛应用于情报、预警和侦察任务。德国国防军于2005年将该无人机部署到了阿富汗战区。德国陆军是用“阿拉丁”卫星无人机系统获得了战术级别的近实时情报、预警和侦察能力。
  到目前为止,“阿拉丁”已被部署用于执行大约700项任务。
  洛克希德·马丁公司“沙漠鹰”无人机
  洛克希德·马丁公司的“沙漠鹰”(Desert Hawk)无人机采用聚丙烯泡沫材料制成,由带有推进式螺旋桨的电动发动机进行驱动。该无人机主要用于进行实时空中预警,操作便捷,执行任务灵活,并具有良好的战术机动性。
  该无人机装配有最先进的360°彩色光电/红外全动感视频集成摄像系统,另可安装其他“即插即用”的有效载荷。该无人机操作简便,能够为小型分队提供全环境下昼/夜信息收集与侦察。   一套“沙漠鹰”无人机系统包括6架无人机、1个便携式地面控制站、1个远距离视频终端以及野外维修组件。该无人机现有3种衍生型号:“沙漠鹰”III、“沙漠鹰”IV以及“沙漠鹰”EER。
  “沙漠鹰”III已被部署用于支援作战行动,且在严峻的条件下完成了数以千计的飞行架次。英国陆军从2005年开始就部署了“沙漠鹰”III,以执行空中侦察、预警以及态势感知任务,作战飞行累计达到数万小时。
  “沙漠鷹”IV在续航时间上增强了许多,达到了2.5小时,在持久性以及全天侯作战能力方面也增强了许多,极其适合部署到有挑战性以及复杂的环境中。该无人机其他增强的性能还包括:改进了飞行控制装置和高品质光电/红外装置。
  “沙漠鹰”EER拓展了“沙漠鹰”III和“沙漠鹰”IV的性能。“沙漠鹰”EER比其他两个衍生型号稍大,能够持续飞行2~10小时。“沙漠鹰”EER的多功能性能已经在美国陆军“远征勇士试验”(AEWE)中得到验证。
  泰利斯公司“间谍箭”无人机
  泰利斯公司的“间谍箭”(Spy Arrow)无人机全长525mm,系统质量仅为25kg。全套系统包括一架三角翼微型无人机,携载一部光电有效载荷以及相关的电子设备以执行近距离短时自主任务。
  “间谍箭”无人机能够生成实时地理坐标视频显示信息,飞行前不需要进行编程。飞行路径主要取决于触屏界面上的拖放式航线中间站编制程序,该界面与控制站连接。如果超出界定操作区域,该无人机能够自动返回发射地点。
  法军在阿富汗作战中曾使用该无人机。
  萨拉航空公司ZALA421-08无人机
  萨拉航空公司的ZALA421-08无人机最大通信距离为25km。该无人机通过降落伞回收,无人机和地面控制站都能够放在背包中运输。该无人机目前配备有全彩色视频摄像头。
  该无人机已经在北极区,从一艘舰船上发射,通过了飞行试验。其还在速度高达43节的强风条件下进行了10项飞行试验。
  埃尔比特公司“云雀”I-LE无人机
  埃尔比特公司的“云雀”I-LE(Skylark I-LE)无人机能够携载质量达1.1kg的有效载荷,起飞质量为7.5kg。由电力驱动的“云雀”I-LE无人机,作用距离在20~40km之间。
  该无人机的电力系统采用的是无刷永磁电机,使其飞行中噪声很小,可以避免被敌人发现。该无人机从起飞到回收都具有高自主性,能有效地进行隐蔽作战。该无人机能够全自主(预编程)飞行。
  每套系统包括3架无人机,2个先进的U-STAMP静态监视系统、通信系统以及1个小型地面站。整套系统可装入2个背包内携行。
  “云雀”I-LE微型无人机是实施便携式“隔山”预警最受欢迎的选择方案,许多国家,比如澳大利亚、加拿大、法国、墨西哥、波兰以及瑞典等都将该无人机用于战场或装备特种部队。
  以色列航空工业公司“鸟眼”400微型无人机
  以色列航空工业公司的“鸟眼”(BirdEye)400微型无人机,机长0.8m,能够携载1.2kg的有效载荷,最大起飞质量5.6kg。整套系统采用模块化设计,分解后可由两人背携,发射时可在几十分钟内完成组装。飞行器的控制系统高度自动化,起飞、途中巡航以及完成任务后返回都无须过多干预。
  “鸟眼”400无人机采用无尾下单翼结构,主翼后掠,主翼翼尖有倾向下的小翼,动力装置为电池驱动的电动马达及螺旋桨推进器。搭载的光电传感器组集成在机身下的稳定旋塔内,其中包括照相机,可提供最佳覆盖、高清晰、稳定的图像捕捉;彩色TV/IR有效载荷,提供实时昼/夜图像信息。载荷的加装,可保障城市作战和“隔山”情报任务。机体顶部设有4个着陆支架,着陆时机体翻转靠背部着陆支架与地面摩擦减速。
  该微型无人机主要用于预警、侦察、损伤评估和城市作战。
  新近,以色列航空工业公司与印度阿尔法设计技术公司签订一份关于生产和销售“鸟眼”400无人机的协议。该项协议是“印度制造”政策的一部分,具体就是指印度阿尔法设计技术公司在以色列航空工业公司支持下集成一些附加的应用程序和子系统。
  波兰WB电子公司“飞行眼”迷你无人机
  WB电子公司研制的“飞行眼”(FlyEye)迷你无人机,全长1.9m,最大起飞质量为11kg,由锂电池提供动力。
  “飞行眼”无人机具有独特的回收系统,能通过降落伞降落在指定着陆区域10m范围内的地方。侦察设备安装在机身下方,便于扩大传感器视场,且携载2部摄像装备。该无人机机身带有反螺旋和抗结冰系统,由轻型地面控制站进行控制,有效载荷信息能够显示在远程视频终端控制站上,以处理实时图像信息。
  该无人机自身能够通过预定路线直接飞向指定目标点,且能够沿着目标区域继续飞行或在目标区域上空盘旋。数字化数据链能够将目标坐标传递到迫击炮的火控系统或作战管理系统,以执行接下来的发射任务或其他任务。
  挪威Prox Dynamics公司PD-100“黑蜂”微型无人机
  Prox Dynamics公司的PD-100“黑蜂”(Black Hornet)微型无人机,全长仅10cm、宽2.5cm。人眼在9m以外就几乎看不见这种“昆虫”无人机。
  该无人机虽然体积很小,但坚固耐用,通过配套的单手控制器和显示屏进行操控和侦察。PD-100“黑蜂”无人机装备有气压传感器,防风强度为8~12m/s。该无人机还具备防水性能,并支持夜间拍摄模式。   该无人机采用静音飞行设计,内置3个摄像头,可进行全方位侦察,通过无线传输视频,提供实时情报。该无人机通过PD100套件提供的7英寸大小的移动通信装置接收图像和视频,套件还包括一台充电设备和一个遥控器。
  该无人机支持GPS导航,能够按照预编程路线以及利用泛角/偏航角和光电万向接头有效载荷执行悬停和监视任务。
  美国陆军曾经购买了两架这样的无人机用于测试,英国陆军购买了324架,澳大利亚陆军士兵在训练中也使用了该无人机。
  PSI公司“瞬时眼”无人机
  Physical Science Incorporated公司(简称PSI公司)的“瞬时眼”(InstantEye)无人机能够安装各种有效载荷,且该无人机能够在30秒内从静止状态投入作战使用状态。
  该无人机能够模仿蛾子的飞行,可通过地面控制站进行控制。“瞬时眼”无人机的有效载荷包括一部GoPro高清摄像头和一部红外摄像头,并携带一具LED照明灯,该照明灯能够照亮地面上约91m远的地方。
  该无人机除了具有预警、侦察和“隔山”侦察功能以外,不久将升级化、生、放、核传感器组件,以侦测危险品。此外,为了转播音频,该无人机能够安装通信转播设备,以使多支部队能够同时共享信息。
  “瞬时眼”无人机目前正在北约秘密的特种作战部队以及南美的禁毒部队服役。该无人机也被美国国防部采用,近期将在城市作战演习中进行测试。
  小型无人机具有共同特点
  小型无人机具有以下共同点:
  体积小、噪声低
  小型无人机翼展在15cm~3m之间,飞行速度在30~240km/h。除此之外,也有飞行速度超过240km/h的特定用途微型无人机。
  小型无人机的发动机小巧而安静,噪声非常低,即便是在很近的距离内都难以探测、识别和跟踪。由于小型无人机的体积小,完全可利用背包来进行存储和运输,这大大减轻了运送的压力。
  机动性高、起降灵活
  由于體积小、质量轻,小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。
  小型无人机能够单人或2~3人进行手持发射或利用其他装置(比如轨道或弹射器)进行发射。
  成本低廉、作战成本小
  相对大型无人机,小型无人机造价低廉,且小型无人机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,其损失成本很小。
  小型无人机的发展趋势
  进入21世纪以来,小型无人机在军事和反恐以及安保舞台上扮演着不可或缺的角色,是各国军事力量的重要体现。小型无人机的发展方兴未艾,且呈现出更加强劲的势头。当前,小型无人机技术发展主要呈现出以下趋势:
  提高续航时间,扩大巡航范围
  当前,小型无人机的续航时间普遍在3小时以内,飞行半径低于10km,这仅仅能够满足一般任务的需要,却不适用于高强度现代化作战任务。由于小型无人机的载重有限,合理地通过优化飞行功耗来增强续航时间就成为当前亟待解决的问题。与此同时,依靠空气动力学原理,提高小型无人机的飞行速度也可以在一定程度上扩大无人机的巡航范围。
  缩小机体体积,降低飞行噪声
  在1998年,美国将小型无人机定义为任何方向和尺寸均小于15cm的无人飞行器,但在实际应用过程中,大部分投入实战的军用小型无人机均超过了这一尺寸。无人机的尺寸限制了对其功能的要求,然而无人机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。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,加强智能化程度
  小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,这就决定了其应用领域仅限于侦察并传输图像,功能的单一性导致其应用领域的狭窄性。随着小型无人机有效载荷集成化程度的提高,拓展小型无人机的使用功能将极大推动其发展更新及换代。此外,现阶段大部分无人机均依靠程序控制,小型无人机的智能化也将成为未来无人机发展的一个趋势。
  结束语
  随着世界小型无人机技术的发展,其在军事领域发挥着越来越重要的作用。军事技术发达国家,如美国、俄罗斯和以色列等,在研制和部署小型无人机方面也走在世界前列。小型无人机以其独特的小巧型设计、低征候、低成本、易存储以及敏捷的机动性在战场上的作用无可限量。
  编辑/刘兰芳
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