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[摘 要]系留无人机具有可悬停、载重能力强、续航时间长等优势，在海上监视监测以及海上作战中可以起到重要作用。本文简单介绍了国内外系留无人机的两款经典机型，并结合系留无人机在侦查、预警、通信、电子对抗等应用中的优势特点，重点研究探讨了在常态化海洋监视监测以及海上作战中系留无人机的任务能力、应用方式等。
[关键词]系留无人机；海洋监视；海上作战；应用
中图分类号：R713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0156-01
一、引言
无人机系统由飞行器、任务载荷、数据链和控制站几个主要部分组成，系留无人机是指依赖系留缆进行供电及通讯的无人机。无人机是搭载载荷，执行任务的平台，由于系留无人机不需要携带燃料或电池，其载重能力远远高于同尺寸的非系留无人机，而且由于系留缆可为系留无人机提供连续的电力供给，系留无人机的续航时间是无限的。所以，系留无人机可以有效解决飞丢、炸机等安全问题，亦可实现不限时空中悬停。系留无人机根据系缆绞盘的固定位置不同可分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式三种工作方式（图1）以适应各种工作环境的需求，目前系留无人机已经在军事、消防、石油、海洋、测绘、交通、科研等多个专业领域广泛应用。
理论上来说，将系留无人机系统部署在舰船上使用能够执行近距离至中远距离范围海洋的监视任务以及目标监测任务，它是对地面和天基设备提供的大范围战场态势信息的补充。系留无人机上舰的关键技术是要解决好在舰上放飞和回收的稳定性，小型化的光电吊舱，适合全天候工作的合成孔径预警雷达技术以及飞行控制等。
（一）系留无人机使用的一般原则
无人机使用的一般原则是“有的放矢”，即无人机的监视监控目标首先应该来源于可以使用光电、雷达等天基遥感等常规手段监视监控得到的，或者是在热点海域规划好的航线上巡逻。由于受到系留缆的约束，系留无人机单独不能进行巡航，故而利用其对海洋监视监测需要借助于舰船，系留无人机的任务形式为悬停在舰船上空，保持与舰船的相对位置不变。无人机的重要性和不可替代性在于可以获取常规手段得不到的远距离目标的实时视频图像信息。
（二）系留无人机的应用意义
系留无人机系统一般由多旋翼无人机、任务载荷、系留线缆、地面起降平台组成（图2），无人机使用地面供电可以长时间滞空悬停，同时，机载设备采集的数据可以通过系留线缆内置的光纤回传到地面，具有空中长时间作业、数据传输带宽大的优势。
系留旋翼平台可搭载通信中继、光电监视、激光雷达、电子干扰等设备，从而构建边境监视、防区监视、电子对抗、应急通讯等诸多领域的应用系统。
二、国内外系留无人机研究简介
（一）Hovermast系留多旋翼无人机系统
国外系留多旋翼无人机发展最好的國家是以色列，产品以Skysapience公司研制的Hovermast（悬停桅杆）系列为著名，HM-100为其中典型的型号。HM-100的空中平台是一个由涵道双风扇主推力螺旋桨和4个姿态控制螺旋桨构成的多旋翼无人机；地面有一个升降平台，作为展开和回收的装置；空中和地面之间有一根光电复合缆，可提供供电和宽带数据链。
HM-100可以部署于小型车辆上，例如皮卡，可以跟随飞行。展开、起飞、飞行、降落、收藏五个阶段实现“一键操作”。
2012年Skysapience公司推出大载荷系留多旋翼无人机HM-120，其有效载荷重量达18kg，实用升限达到100m，是目前世界上公开的有效载荷重量最大的系留多旋翼无人机。
Hovermast系列系留多旋翼无人机主要参数。
（二）MD-1000T系留多旋翼无人机
国内在自由飞行旋翼无人机技术上发展迅猛，产量居世界第一。但系留多旋翼无人机发展较缓慢，这两年随着需求的增加，国内开始有厂家涉及系留多旋翼无人机系统的开发。
中电7所是目前国内首家正式推出系留多旋翼无人机系统MD-1000T的厂家。7所自己研制了系留系统的关键部分：包括系留电缆，光电转换，电源转换等。飞行器采用安尔康姆的MD-1000四旋翼无人机，MD-1000是当时性能最好的多旋翼无人机。MD-1000T系统。
三、系留无人机典型应用
我国海上边界从北至南依次是黄海、东海、中国台湾以东太平洋海区、南海等4个海区，东西横跨经度320°，南北纵越维度440°，气候上跨越温带、亚热带和热带，自然条件相当多变复杂。此外，在黄海与朝鲜、韩国；东海与日本；黄海与菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、越南等海上邻国均存在不同程度的海域划界争端或岛屿领土主权争端。
我们可以充分利用无人机灵活机动，系留无人机续航时间长、可悬停并可携带多种侦查载荷等优点，抵达人员所观测不到的盲区实时侦查行动，获取海域边界的情报资料，实现防区的动态可视监控。随着无人机技术的日益成熟，除偵查性能外其可承担的任务范围进一步拓展，系留无人机具备了执行侦查监视、雷达预警、通信中继、电子对抗等多种任务能力，可以满足海防实施全天候、全天时的常态化侦巡任务。
（一）侦查监视
侦查监视是巡逻任务的主要行动，它能够为决策提供及时、准确的边境区域实时情报保障。利用系留无人机在海洋上应用一般以海警执法船为系留平台，且续航时间长，飞行高度相对固定，可以对领海边界进行有效的长时间、实时侦查与监控。
（二）雷达预警
无人机在卫星的支援下，可作为战场警戒系统的重要组成部分，长时间轮流交替组成低空补盲雷达系统，提高对敌低空突防的预警距离。
（三）通信中继
无人机作为空中通信中继站，可以起到承担部分信号节点的作用。通信中继无人机，可在高空长时间巡航，携带无线电中继通信设备作为海上信息网络通信节点，进行无通信网络区域的通信中继和通信转换。
（四）电子对抗
使用舰载电子对抗无人机，可以增加舰艇编队的预警时间，为海上作战争取主动。而系留飞行模式无人机的可悬停、活动半径大、续航时间长等优点，可较好的担任空中电子侦查任务。使用电子对抗无人机进行无源定位可以大大增加定位距离，从而为超视距导弹攻击提供目标指示，提高舰载超视距导弹的作战效能。
四、结语
系留无人机在海上监视监测以及海上作战中具有广泛的应用范围和多方面优势，应用价值很高。随着人类开发海洋、获取海洋信息的力度和强度增大，以及海上无人机对海上作战的重要性和必要性，对海上无人机尤其系留无人机的需求会进一步提高。目前，系留无人机产品在陆地上的使用性能已较为稳定，但是由于海上环境更为复杂恶劣，且系留无人机与舰船之间联系更为紧密，在海上使用会遇到很多未知困难，以及无人机产品自身的防水和避雷问题仍亟待解决。
参考文献
[1] 孙成陆.无人机实施边境常态化侦巡初探[C].（第五届）中国无人机大会论文集，2014.
[2] 刘显峰，周磊.海军无人机的作战使用[J].国防科技，2009，30（2）：46-49.
[3] 沈文亮，张卓鸿.无人机在电子对抗中的应用研究[J].舰船电子对抗，2013，36（6）：14-18.
[关键词]系留无人机；海洋监视；海上作战；应用
中图分类号：R713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0156-01
一、引言
无人机系统由飞行器、任务载荷、数据链和控制站几个主要部分组成，系留无人机是指依赖系留缆进行供电及通讯的无人机。无人机是搭载载荷，执行任务的平台，由于系留无人机不需要携带燃料或电池，其载重能力远远高于同尺寸的非系留无人机，而且由于系留缆可为系留无人机提供连续的电力供给，系留无人机的续航时间是无限的。所以，系留无人机可以有效解决飞丢、炸机等安全问题，亦可实现不限时空中悬停。系留无人机根据系缆绞盘的固定位置不同可分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式三种工作方式（图1）以适应各种工作环境的需求，目前系留无人机已经在军事、消防、石油、海洋、测绘、交通、科研等多个专业领域广泛应用。
理论上来说，将系留无人机系统部署在舰船上使用能够执行近距离至中远距离范围海洋的监视任务以及目标监测任务，它是对地面和天基设备提供的大范围战场态势信息的补充。系留无人机上舰的关键技术是要解决好在舰上放飞和回收的稳定性，小型化的光电吊舱，适合全天候工作的合成孔径预警雷达技术以及飞行控制等。
（一）系留无人机使用的一般原则
无人机使用的一般原则是“有的放矢”，即无人机的监视监控目标首先应该来源于可以使用光电、雷达等天基遥感等常规手段监视监控得到的，或者是在热点海域规划好的航线上巡逻。由于受到系留缆的约束，系留无人机单独不能进行巡航，故而利用其对海洋监视监测需要借助于舰船，系留无人机的任务形式为悬停在舰船上空，保持与舰船的相对位置不变。无人机的重要性和不可替代性在于可以获取常规手段得不到的远距离目标的实时视频图像信息。
（二）系留无人机的应用意义
系留无人机系统一般由多旋翼无人机、任务载荷、系留线缆、地面起降平台组成（图2），无人机使用地面供电可以长时间滞空悬停，同时，机载设备采集的数据可以通过系留线缆内置的光纤回传到地面，具有空中长时间作业、数据传输带宽大的优势。
系留旋翼平台可搭载通信中继、光电监视、激光雷达、电子干扰等设备，从而构建边境监视、防区监视、电子对抗、应急通讯等诸多领域的应用系统。
二、国内外系留无人机研究简介
（一）Hovermast系留多旋翼无人机系统
国外系留多旋翼无人机发展最好的國家是以色列，产品以Skysapience公司研制的Hovermast（悬停桅杆）系列为著名，HM-100为其中典型的型号。HM-100的空中平台是一个由涵道双风扇主推力螺旋桨和4个姿态控制螺旋桨构成的多旋翼无人机；地面有一个升降平台，作为展开和回收的装置；空中和地面之间有一根光电复合缆，可提供供电和宽带数据链。
HM-100可以部署于小型车辆上，例如皮卡，可以跟随飞行。展开、起飞、飞行、降落、收藏五个阶段实现“一键操作”。
2012年Skysapience公司推出大载荷系留多旋翼无人机HM-120，其有效载荷重量达18kg，实用升限达到100m，是目前世界上公开的有效载荷重量最大的系留多旋翼无人机。
Hovermast系列系留多旋翼无人机主要参数。
（二）MD-1000T系留多旋翼无人机
国内在自由飞行旋翼无人机技术上发展迅猛，产量居世界第一。但系留多旋翼无人机发展较缓慢，这两年随着需求的增加，国内开始有厂家涉及系留多旋翼无人机系统的开发。
中电7所是目前国内首家正式推出系留多旋翼无人机系统MD-1000T的厂家。7所自己研制了系留系统的关键部分：包括系留电缆，光电转换，电源转换等。飞行器采用安尔康姆的MD-1000四旋翼无人机，MD-1000是当时性能最好的多旋翼无人机。MD-1000T系统。
三、系留无人机典型应用
我国海上边界从北至南依次是黄海、东海、中国台湾以东太平洋海区、南海等4个海区，东西横跨经度320°，南北纵越维度440°，气候上跨越温带、亚热带和热带，自然条件相当多变复杂。此外，在黄海与朝鲜、韩国；东海与日本；黄海与菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、越南等海上邻国均存在不同程度的海域划界争端或岛屿领土主权争端。
我们可以充分利用无人机灵活机动，系留无人机续航时间长、可悬停并可携带多种侦查载荷等优点，抵达人员所观测不到的盲区实时侦查行动，获取海域边界的情报资料，实现防区的动态可视监控。随着无人机技术的日益成熟，除偵查性能外其可承担的任务范围进一步拓展，系留无人机具备了执行侦查监视、雷达预警、通信中继、电子对抗等多种任务能力，可以满足海防实施全天候、全天时的常态化侦巡任务。
（一）侦查监视
侦查监视是巡逻任务的主要行动，它能够为决策提供及时、准确的边境区域实时情报保障。利用系留无人机在海洋上应用一般以海警执法船为系留平台，且续航时间长，飞行高度相对固定，可以对领海边界进行有效的长时间、实时侦查与监控。
（二）雷达预警
无人机在卫星的支援下，可作为战场警戒系统的重要组成部分，长时间轮流交替组成低空补盲雷达系统，提高对敌低空突防的预警距离。
（三）通信中继
无人机作为空中通信中继站，可以起到承担部分信号节点的作用。通信中继无人机，可在高空长时间巡航，携带无线电中继通信设备作为海上信息网络通信节点，进行无通信网络区域的通信中继和通信转换。
（四）电子对抗
使用舰载电子对抗无人机，可以增加舰艇编队的预警时间，为海上作战争取主动。而系留飞行模式无人机的可悬停、活动半径大、续航时间长等优点，可较好的担任空中电子侦查任务。使用电子对抗无人机进行无源定位可以大大增加定位距离，从而为超视距导弹攻击提供目标指示，提高舰载超视距导弹的作战效能。
四、结语
系留无人机在海上监视监测以及海上作战中具有广泛的应用范围和多方面优势，应用价值很高。随着人类开发海洋、获取海洋信息的力度和强度增大，以及海上无人机对海上作战的重要性和必要性，对海上无人机尤其系留无人机的需求会进一步提高。目前，系留无人机产品在陆地上的使用性能已较为稳定，但是由于海上环境更为复杂恶劣，且系留无人机与舰船之间联系更为紧密，在海上使用会遇到很多未知困难，以及无人机产品自身的防水和避雷问题仍亟待解决。
参考文献
[1] 孙成陆.无人机实施边境常态化侦巡初探[C].（第五届）中国无人机大会论文集，2014.
[2] 刘显峰，周磊.海军无人机的作战使用[J].国防科技，2009，30（2）：46-49.
[3] 沈文亮，张卓鸿.无人机在电子对抗中的应用研究[J].舰船电子对抗，2013，36（6）：14-18.