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無(wú)人機(jī)

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)人機(jī)”,是利用無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。機(jī)上無(wú)駕駛艙,但安裝有自動(dòng)駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機(jī)遙控站人員通過(guò)雷達(dá)等設(shè)備,對(duì)其進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測(cè)和數(shù)字傳輸??稍跓o(wú)線(xiàn)電遙控下像普通飛機(jī)一樣起飛或用助推火箭發(fā)射升空,也可由母機(jī)帶到空中投放飛行?;厥諘r(shí),可用與普通飛機(jī)著陸過(guò)程一樣的方式自動(dòng)著陸,也可通過(guò)遙控用降落傘或攔網(wǎng)回收??煞锤彩褂枚啻?。廣泛用于空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛、電子干擾等。

  1.基本簡(jiǎn)介

  無(wú)人駕駛飛機(jī)(英文縮寫(xiě):UnmannedAerialVehicle)是一種以無(wú)線(xiàn)電遙控或由自身程序控制為主的不載人飛機(jī)。它的研制成功和戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)用,揭開(kāi)了以遠(yuǎn)距離攻擊型智能化武器、信息化武器為主導(dǎo)的“非接觸性戰(zhàn)爭(zhēng)”的新篇章。

  與載人飛機(jī)相比,它具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境要求低、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),備受世界各國(guó)軍隊(duì)的青睞。在幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人駕駛飛機(jī)以其準(zhǔn)確、高效和靈便的偵察、干擾、欺騙、搜索、校射及在非正規(guī)條件下作戰(zhàn)等多種作戰(zhàn)能力,發(fā)揮著顯著的作用,并引發(fā)了層出不窮的軍事學(xué)術(shù)、裝備技術(shù)等相關(guān)問(wèn)題的研究。它將與孕育中的武庫(kù)艦、無(wú)人駕駛坦克、機(jī)器人士兵、計(jì)算機(jī)病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成為21世紀(jì)陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)、天戰(zhàn)舞臺(tái)上的重要角色,對(duì)未來(lái)的軍事斗爭(zhēng)造成較為深遠(yuǎn)的影響。

  無(wú)人駕駛飛機(jī)一些專(zhuān)家預(yù)言:“未來(lái)的空戰(zhàn),將是具有隱身特性的無(wú)人駕駛飛行器與防空武器之間的作戰(zhàn)。”但是,由于無(wú)人駕駛飛機(jī)還是軍事研究領(lǐng)域的新生事物,實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)少,各項(xiàng)技術(shù)不夠完善,使其作戰(zhàn)應(yīng)用還只局限于高空電子及照相偵察等有限技術(shù),并未完全發(fā)揮出應(yīng)有的巨大戰(zhàn)場(chǎng)影響力和戰(zhàn)斗力。因此,世界各主要軍事國(guó)家都在加緊進(jìn)行無(wú)人駕駛飛機(jī)的研制工作。根據(jù)實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)和未來(lái)作戰(zhàn)的需要,無(wú)人駕駛飛機(jī)將在更多方面得到更快的發(fā)展。

  2誕生過(guò)程

  無(wú)人駕駛飛機(jī)自動(dòng)化在飛機(jī)駕駛中的應(yīng)用是在人飛上藍(lán)天后,又一個(gè)重大的科技進(jìn)步。無(wú)人駕駛飛機(jī)是一種以無(wú)線(xiàn)電遙控或由自身程序控制為主的不載人飛機(jī)。由于他是高科技技術(shù)的集中載體,其主要應(yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)。

  現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已是坦克、大炮、飛機(jī)、軍艦多兵種之間有機(jī)配合,空地海天電一體的立體戰(zhàn)爭(zhēng)。其技術(shù)之先進(jìn)、殺傷力之強(qiáng)和危險(xiǎn)性之大,都是前所未有的。而無(wú)人機(jī)以其體積小、重量輕、機(jī)動(dòng)性好、飛行時(shí)間長(zhǎng)和便于隱蔽為特點(diǎn),尤其是因其無(wú)人駕駛,特別適合于執(zhí)行危險(xiǎn)性大的任務(wù),故在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。如在1982年發(fā)生的貝卡谷地之戰(zhàn)和1991年爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人機(jī)在偵察監(jiān)視、干擾敵方雷達(dá)通信系統(tǒng)和引導(dǎo)己方進(jìn)攻武器等方面,都發(fā)揮了極其重要的作用。

  無(wú)人機(jī)的誕生可以追溯到1914年。當(dāng)時(shí)第一次世界大戰(zhàn)正進(jìn)行得如火如荼,英國(guó)的卡德?tīng)柡推で袪杻晌粚④姡蛴?guó)軍事航空學(xué)會(huì)提出了一項(xiàng)建議:研制一種不用人駕駛,而用無(wú)線(xiàn)電操縱的小型飛機(jī),使它能夠飛到敵方某一目標(biāo)區(qū)上空,將事先裝在小飛機(jī)上的炸彈投下去。這種大膽的設(shè)想立即得到當(dāng)時(shí)英國(guó)軍事航空學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)戴·亨德森爵士賞識(shí)。他指定由A.M.洛教授率領(lǐng)一班人馬進(jìn)行研制。

  最初的研制是在一個(gè)名叫布魯克蘭茲的地方進(jìn)行的。為了保密,該計(jì)劃被命名為“AT計(jì)劃”。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),研制小組首先研制出一臺(tái)無(wú)線(xiàn)電遙控裝置。飛機(jī)設(shè)計(jì)師杰佛里·德哈維蘭設(shè)計(jì)出一架小型上單翼機(jī)。研制小組把無(wú)線(xiàn)電遙控裝置安裝到這架小飛機(jī)上,但沒(méi)有安裝炸彈。1917年3月,在第一次世界大戰(zhàn)臨近結(jié)束之際,世界上第一架無(wú)人駕駛飛機(jī)在英國(guó)皇家飛行訓(xùn)練學(xué)校進(jìn)行了第一次飛行試驗(yàn)??墒秋w機(jī)剛起飛不久,發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火,飛機(jī)因失速而墜毀。過(guò)了不久,研制小組又研制出第二架無(wú)人機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。飛機(jī)在無(wú)線(xiàn)電的操縱下平穩(wěn)地飛行了一段時(shí)間。就在大家興高采烈地慶祝試驗(yàn)成功的時(shí)候,這架小飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)又突然熄火了。失去動(dòng)力的無(wú)人機(jī)一頭栽入人群。

  兩次試驗(yàn)的失敗,使研制小組感到十分沮喪,“AT計(jì)劃”也就此畫(huà)上了句號(hào)。但A.M.洛教授并沒(méi)有灰心,繼續(xù)進(jìn)行著無(wú)人機(jī)的研制。功夫不負(fù)有心人,10年后,他終于取得成功。1927年,由A.M.洛教授參與研制的“喉”式單翼無(wú)人機(jī)在英國(guó)海軍“堡壘”號(hào)軍艦上成功地進(jìn)行了試飛。該機(jī)載有113公斤炸彈,以每小時(shí)322公里的速度飛行了480公里。“喉”式無(wú)人機(jī)的問(wèn)世在當(dāng)時(shí)的世界上曾引起極大的轟動(dòng)。

  幾乎與此同時(shí),英國(guó)皇家空軍也研制了幾種不同用途的無(wú)人機(jī),其中有用陀螺儀控制的空中靶機(jī),有用無(wú)線(xiàn)電控制、可投放魚(yú)雷的無(wú)人機(jī),甚至還開(kāi)始研制無(wú)人駕駛的攻擊機(jī)。但經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),英國(guó)皇家空軍最后確定制造一種用陀螺儀控制的無(wú)人機(jī)。這種無(wú)人機(jī)既可當(dāng)靶機(jī),也可攜帶炸彈。后來(lái),皇家空軍又對(duì)這種無(wú)人機(jī)進(jìn)行了改進(jìn),采用預(yù)編程序的無(wú)線(xiàn)電遙控裝置,并裝上了大功率發(fā)動(dòng)機(jī),使這種無(wú)人機(jī)的速度增大到每小時(shí)310公里。英國(guó)皇家空軍一共制造了12架這種取名為“拉瑞克斯”的無(wú)人機(jī),該機(jī)還曾裝上火炮,成功地從戰(zhàn)艦和地面基地進(jìn)行了發(fā)射試驗(yàn)。

  3世界發(fā)展歷程

  無(wú)人駕駛飛機(jī)隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的逐步成熟,到了30年代,英國(guó)政府決定研制一種無(wú)人靶機(jī),用于驗(yàn)校戰(zhàn)列艦上的火炮對(duì)飛機(jī)的攻擊效果。1933年1月,由“費(fèi)雷爾”水上飛機(jī)改裝成的“費(fèi)雷爾·昆士”無(wú)人機(jī)試飛成功。此后不久,英國(guó)又研制出一種全木結(jié)構(gòu)的雙翼無(wú)人靶機(jī),命名為“德·哈維蘭燈蛾”。在1934~1943年問(wèn),英國(guó)一共生產(chǎn)了420架這種無(wú)人機(jī),并重新命名為“蜂王”。

  英國(guó)人在無(wú)人機(jī)的研制上捷足先登,美國(guó)人也不甘落后。早在1915年,美國(guó)的斯佩里公司和德?tīng)柨乒揪驮兄瞥龅谝患軣o(wú)人機(jī)。這架無(wú)人機(jī)總重只有272公斤,由1臺(tái)30千瓦的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,裝在一個(gè)4輪滑車(chē)上,草地上鋪設(shè)了滑軌。飛機(jī)發(fā)動(dòng)后,帶動(dòng)滑車(chē)在滑軌上滑行。達(dá)到一定速度后,飛機(jī)即脫離滑軌飛上天空,然后由一個(gè)簡(jiǎn)單的陀螺儀裝置控制飛行方向,由一個(gè)膜盒氣壓表自動(dòng)控制飛行高度。1915年,這架被取名為“空中魚(yú)雷”的無(wú)人機(jī)不僅成功地進(jìn)行了試飛,而且被裝上136公斤炸藥成功地進(jìn)行了攻擊目標(biāo)試驗(yàn)。

  此后不久,美國(guó)陸軍的查爾斯·F·凱特林又研制出一種無(wú)人機(jī),并取名為“凱特林飛蟲(chóng)”。該機(jī)頗似普通的雙翼機(jī),總重量為238.5公斤,可攜帶82公斤炸彈,飛行速度達(dá)到每小時(shí)88公里。1918年9月,美國(guó)陸軍開(kāi)始試飛“凱特林飛蟲(chóng)”,并于10月22日終于把它送上了天空。

  30年代美國(guó)的一個(gè)叫雷金納德·德里的航空專(zhuān)家為美國(guó)陸軍研制出了供打靶用的無(wú)線(xiàn)電遙控機(jī)。1939年,美國(guó)又研制出了一種上單翼無(wú)人機(jī),取名為RP-4。

  1941年,珍珠港事件爆發(fā)。因戰(zhàn)事所需,美國(guó)陸、海軍開(kāi)始大批訂購(gòu)靶機(jī),其中OQ-2A靶機(jī)984架、OQ-3靶機(jī)9403架、OQ-13靶機(jī)3548架。后兩種靶機(jī)均安裝上了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī),飛行速度可達(dá)每小時(shí)225公里,飛行高度達(dá)3000米。

  在第二次世界大戰(zhàn)中,美國(guó)陸軍航空隊(duì)曾大量使用無(wú)人靶機(jī),并在太平洋戰(zhàn)場(chǎng)上使用過(guò)攜帶重型炸彈的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)人機(jī)對(duì)日軍目標(biāo)進(jìn)行轟炸。戰(zhàn)爭(zhēng)期間,美軍還打算將報(bào)廢的B-17和B-24轟炸機(jī)改裝成攜帶炸彈的遙控轟炸機(jī)。駕駛員先駕駛這種遙控轟炸機(jī)至海邊,然后跳傘脫身,遙控轟炸機(jī)則在無(wú)線(xiàn)電的遙控下繼續(xù)飛行,直至對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊??上в捎谒杞?jīng)費(fèi)巨大,再加上操縱技術(shù)過(guò)于復(fù)雜,美軍最終還是放棄了這一研制計(jì)劃。在此期間,美國(guó)海軍也曾研制出3種噴氣式無(wú)人機(jī),分別取名為“格勞伯”、“富根”、“加格勒”,但因種種原因,都未能正式裝備部隊(duì)。

  二戰(zhàn)結(jié)束后,隨著航空技術(shù)的飛速發(fā)展,無(wú)人機(jī)家族也逐漸步入其鼎盛時(shí)期。時(shí)至今日,世界上研制生產(chǎn)的各類(lèi)無(wú)人機(jī)已達(dá)近百種,并且還有一些新型號(hào)正在研制之中。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)駕駛技術(shù)和遙控遙測(cè)技術(shù)的發(fā)展和在無(wú)人機(jī)中的應(yīng)用,以及隨著對(duì)無(wú)人機(jī)戰(zhàn)術(shù)研究的深入,無(wú)人機(jī)在軍事方面的應(yīng)用日益廣泛,被譽(yù)為“空中多面手”、“空中驕子”。

  一款被命名為“獵鷹HTV-2”的無(wú)人飛行器可達(dá)到音速20倍飛行,預(yù)計(jì)該速度下不足12分鐘便能從紐約抵達(dá)洛杉磯,而正常情況下正常航班飛行至少需要5小時(shí)。

  獵鷹HTV-2將由一艘火箭發(fā)射升空,再以13000英里的時(shí)速滑行至地面。之前的測(cè)試飛行僅持續(xù)了9分鐘,由于存在技術(shù)難度最終以故意碰撞的安全方式著陸。測(cè)試飛行非常成功,刷新了一項(xiàng)新的亞軌道太空飛行,并為產(chǎn)生新一代超級(jí)武器作準(zhǔn)備。如果天氣狀況良好的話(huà),獵鷹HTV-2飛行器將于美國(guó)東部時(shí)間8月11日發(fā)射,發(fā)射地點(diǎn)位于加利福尼亞州范登堡空軍基地,由空軍“牛頭怪IV號(hào)”火箭攜載發(fā)射。據(jù)悉,此次發(fā)射最初定于8月10日。

  這個(gè)項(xiàng)目是由美國(guó)五角大樓和國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)共同研發(fā)的,同時(shí)作為研制新一代打擊速度超過(guò)火箭的特超音速武器計(jì)劃的一部分。美國(guó)軍方希望這款新型無(wú)人機(jī)能確保在1個(gè)小時(shí)內(nèi)對(duì)全球范圍內(nèi)任何地點(diǎn)的恐怖分子或者流亡政府實(shí)施打擊,這種攻擊能力叫做“常規(guī)定時(shí)全球打擊系統(tǒng)(CPGS)”。

  在2010年4月進(jìn)行的第一次測(cè)試飛行中,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局的工程師并未精確探測(cè)到有什么問(wèn)題。一些人猜測(cè)該飛行器在飛機(jī)時(shí)可能出現(xiàn)溫度過(guò)高現(xiàn)象。對(duì)于第二次測(cè)試任務(wù),現(xiàn)已進(jìn)行了一系列的調(diào)整,其中包括:更改重力中心和降低下降角度。

  國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局計(jì)劃戰(zhàn)術(shù)策略辦公署主管戴夫-內(nèi)蘭德(DaveNeyland)說(shuō):“我們將著眼攻克一些挑戰(zhàn),比如:持續(xù)極超音速飛行任務(wù)。我們需要提高技術(shù)知識(shí),從而促進(jìn)未來(lái)極超音速技術(shù)的發(fā)展。我們從首次飛行中獲得寶貴的信息,基于工程審核委員會(huì)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行一些調(diào)整,這將有助于提高第二次飛行測(cè)試。目前我們準(zhǔn)備全力以赴這項(xiàng)測(cè)試。”

  2005年3月17日,霍尼韋爾國(guó)際公司宣布,它已收到一份系統(tǒng)工程合同,用于分析國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)的微型無(wú)人機(jī)(MAV)同陸軍未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)(FCS)第一級(jí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)之間的差異。

  霍尼韋爾國(guó)際公司FCS第一級(jí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目經(jīng)理SteveMcKnight說(shuō):作為DARPA先進(jìn)概念技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃的一部分,霍尼韋爾國(guó)際公司研制了MAV。這項(xiàng)合同是霍尼韋爾公司的又一里程碑,它反映出陸軍已開(kāi)始為戰(zhàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)MAV技術(shù)的改型機(jī)。

  波音和科學(xué)應(yīng)用國(guó)際公司是FCS的領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)綜合商。霍尼韋爾說(shuō),它同領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)綜合商的合同包括MAV改型的可行性分析研究,還包括該無(wú)人機(jī)可攜帶的視頻和紅外攝像機(jī)。

  MAV裝有前視和下視視頻攝像機(jī),它們能把信息傳送到遠(yuǎn)距地面站視頻終端?;裟犴f爾的改型無(wú)人機(jī)將裝備紅外攝像機(jī)。該無(wú)人機(jī)在設(shè)計(jì)上能為士兵們提供改進(jìn)的態(tài)勢(shì)感知能力,以使其不受敵軍槍彈襲擊。這種無(wú)人機(jī)將用于開(kāi)闊、起伏、復(fù)雜和都市地形的偵察、安全和目標(biāo)搜索。利用垂直起落,它們能在樹(shù)下、烏云下和叢林中飛行。

  FCS將利用先進(jìn)的通信與技術(shù)將戰(zhàn)士們同有人和無(wú)人地面和空中平臺(tái)和傳感器鏈接一起。FCS允許部隊(duì)快速運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行各種任務(wù)。


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