鞠成君 宋永磊 姬樂強

無人直升機以其技術特點和優(yōu)勢，其軍事用途越來越受到重視?；谧灾骰?、智能化、網(wǎng)絡化程度的不斷發(fā)展，提出了無人直升機未來軍事應用前景，分析了無人直升機需要突破的關鍵技術，可為軍用無人直升機的研制思路和發(fā)展目標提供建議。

信息化戰(zhàn)爭要求構建陸?？针姸嗑S一體、戰(zhàn)略戰(zhàn)役戰(zhàn)術多層配置、多種手段配套的信息化武器裝備體系。無人直升機平臺通過搭載多種任務載荷，逐漸成為未來作戰(zhàn)體系中重要的空中節(jié)點。

未來軍事應用前景

為了加速無人直升機產(chǎn)業(yè)和軍事用途的發(fā)展，世界主要國家都結(jié)合各自研究現(xiàn)狀提出了相應的無人直升機發(fā)展路線和計劃。

2005年，美國頒布了《無人機系統(tǒng)路線圖》，該路線圖中明確了多種類型無人直升機的發(fā)展計劃。如，垂直起降戰(zhàn)術無人機（VTUAV）計劃、“深水”（IDS）計劃、無人機武裝旋翼機（UCAR）計劃、建制無人機（OAV）計劃、長航時計劃、鴨式旋翼/機翼無人機（CRW）計劃等；俄羅斯為了解決無人直升機發(fā)展的不足，啟動了無人直升機系統(tǒng)（UHS）項目；法國武器裝備總局制定了一項垂直起降無人機計劃，用于代替臨時戰(zhàn)術無人機系統(tǒng)。歐洲其它國家，如瑞典、奧地利則將重心放在先進中小型無人直升機的自主研制。日本則主要研制具有長航時、多用途、微型化和超聲速等特點無人直升機。韓國也制定了無人機發(fā)展計劃，以求未來在世界無人機工業(yè)發(fā)展中處于領先地位。

與有人直升機相同，無人直升機在技術相對成熟后被率先應用于軍事目的，如偵察、中繼、測繪、電子戰(zhàn)等。面對未來軍事作戰(zhàn)環(huán)境的復雜性，無人直升機單一作戰(zhàn)使用方式已經(jīng)不能滿足未來軍事作戰(zhàn)需求，其作戰(zhàn)樣式開始向自主、協(xié)同、集群等作戰(zhàn)方向發(fā)展。

無人直升機自主作戰(zhàn)

隨著無人直升機與人工智能結(jié)合越來越緊密，作戰(zhàn)平臺智能化水平也越來越高，無人直升機完全自主的作戰(zhàn)樣式在未來軍事領域中將會占據(jù)主導地位。

美國為實現(xiàn)“零傷亡”的作戰(zhàn)預期，無人機裝備部隊的需求十分迫切。2000年，美國空軍和海軍相關作戰(zhàn)研究室提出了“自主作戰(zhàn)”概念。隨后，美國在相繼公布的無人機發(fā)展路線圖中對自主作戰(zhàn)等級進行了定義，且對現(xiàn)役、在研及預研的主要無人機系統(tǒng)設定了自主能力等級。

無人直升機協(xié)同作戰(zhàn)

隨著戰(zhàn)場情勢的多樣化，無人直升機從獨立自主作戰(zhàn)發(fā)展為雙機或者多機協(xié)同作戰(zhàn)。采用無人直升機和有人機、岸基、艦船，甚至無人直升機之間相結(jié)合，實行混合編組、統(tǒng)一行動，實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)和戰(zhàn)場節(jié)奏的無縫對接。

為解決無人機單機作戰(zhàn)任務能力和戰(zhàn)場環(huán)境適應性差的問題，2000年，美軍提出了無人機協(xié)同作戰(zhàn)的設想，并開展了協(xié)同作戰(zhàn)的關鍵技術研究。借鑒固定翼飛機的戰(zhàn)場使用方式，未來無人直升機的作戰(zhàn)模式勢必也將向協(xié)同作戰(zhàn)發(fā)展。

從協(xié)同作戰(zhàn)模式來看，無人直升機協(xié)同作戰(zhàn)主要分為無人機之間協(xié)同作戰(zhàn)、有人/無人的協(xié)同作戰(zhàn)。其中，無人機之間的協(xié)同作戰(zhàn)，是指通過多架無人機的配合，實現(xiàn)作戰(zhàn)目標的偵察、跟蹤、打擊、攔截等任務，協(xié)同完成較為復雜的戰(zhàn)術任務。

無人直升機協(xié)同作戰(zhàn)需通過協(xié)同控制系統(tǒng)，對不同任務的無人機進行作戰(zhàn)數(shù)據(jù)和戰(zhàn)術信息進行實時有效的互通；利用協(xié)同態(tài)勢感知技術，將無人機攜帶的不同傳感器所獲取的戰(zhàn)場信息進行數(shù)據(jù)融合，形成全戰(zhàn)場態(tài)勢的綜合描述；基于協(xié)同目標分配技術，實時將任務目標和任務需求分配給具有多種作戰(zhàn)約束條件的無人直升機；采用智能決策技術，依據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢變化，實時開展作戰(zhàn)任務重規(guī)劃和進行戰(zhàn)術決策。

無人直升機集群作戰(zhàn)

基于無人直升機自主和協(xié)同能力的發(fā)展，一種全新的應用模式呼之欲出，那就是在未來無人直升機應用方面的趨勢——集群。

面對功能單一化，成本低廉化的無人直升機集群個體，敵軍需付出其數(shù)十上百倍的防御成本，這使得無人直升機集群在未來戰(zhàn)場中具有顯著的成本優(yōu)勢和非常高的效費交換比。未來戰(zhàn)場中，作戰(zhàn)單元數(shù)量相比作戰(zhàn)單元能力更具優(yōu)勢，將昂貴的多任務綜合化作戰(zhàn)系統(tǒng)分解為低廉的小作戰(zhàn)單元，以完美的“群狼”戰(zhàn)術形成規(guī)模優(yōu)勢，且不以某個或某幾個單元的損失而降低任務完成能力。最終，實現(xiàn)復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的協(xié)同搜索、協(xié)同干擾、集群對抗和集群攻擊等作戰(zhàn)任務，并獲取戰(zhàn)場勝利。

關鍵技術

從技術和應用的角度來看，自主化、智能化和網(wǎng)絡化是未來無人直升機發(fā)展的3大方向。然而，目前無人直升機的主要缺點是缺少對突發(fā)事件的應變能力，只能執(zhí)行預定的任務，功能單一，且智能化程度較低。未來需要利用系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡化、智能化和五性綜合設計等手段，突破無人直升機總體設計的多項關鍵技術，如飛行控制技術、測控技術、平臺設計技術、動力技術、任務載荷技術等，以便充分發(fā)揮不受載人條件限制的任務適應性能力，從而可更好的滿足未來軍事作戰(zhàn)的使用需求。尤其是隨著無人直升機飛行控制技術、測控技術等關鍵技術的突破，使無人直升機具備較高的自主飛行能力。

飛行控制技術

飛行控制技術逐步實現(xiàn)智能感知和自適應，即不但具備按預定航路飛行、自動起降、自動返航能力，還要具備實時故障診斷、動態(tài)航路規(guī)劃、自主目標選擇及威脅規(guī)避等智能決策控制能力，并朝著集群自主控制方向發(fā)展。飛行控制技術的突破可以從以下幾個主要方面考慮：

（1）從傳感器、飛行控制計算機、執(zhí)行機構以及飛行控制軟件等多個方面著手，采用余度技術，實現(xiàn)高可靠性的無人直升機飛行控制；

（2）針對固有的通道耦合和多輸入多輸出的特性，采用多變量控制技術，實現(xiàn)無人直升機全包線飛行控制；

（3）基于故障檢測和辨識，采用主動容錯控制技術，充分利用控制系統(tǒng)的功能冗余來進行飛行控制律的重構，提高無人直升機對故障的適應能力；

（4）針對超視距或遠程不確定的飛行環(huán)境，采用智能感知和識別，實時自主航線規(guī)劃等自主飛行和控制技術，提高無人直升機的飛行環(huán)境的適應能力和對環(huán)境動態(tài)變化的快速響應能力，增強無人直升機的生存能力，提高任務成功率。

測控技術

測控技術應朝著通用化、高速化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。指揮控制技術朝著開發(fā)性、互用性和公共性方向發(fā)展。測控技術的突破可以從以下幾個主要方面考慮：

（1）針對無人直升機遠程、貼地飛行通信需求，采用小型化衛(wèi)通、空中/地面平臺中繼等技術，使無人直升機具有測控遠程通信、衛(wèi)星通信能力，實現(xiàn)無人直升機遠程跨戰(zhàn)區(qū)、貼地飛行測控能力；

（2）針對多機編隊、多機聯(lián)合作戰(zhàn)、多站交接控制的需求，采用無線通信網(wǎng)絡技術及目標任務分配與規(guī)劃技術，實現(xiàn)多架無人直升機、多個地面控制站之間數(shù)據(jù)傳輸與信息共享，采用多目標任務分配與規(guī)劃技術，實現(xiàn)無人直升機多機聯(lián)合執(zhí)行作戰(zhàn)任務能力；

（3）采用目標識別與鎖定、遠程低延時機動遙控、攻擊決策與毀傷評估等技術，實現(xiàn)無人直升機地面站遠程作戰(zhàn)測控和指揮能力，以滿足無人直升機遠程作戰(zhàn)需求。

其他技術

在突破飛控測控兩大關鍵技術的基礎上，無人直升機技術發(fā)展還需開展平臺設計技術、動力技術、任務載荷技術等方面進行進一步的深入研究。

（1）平臺設計技術由“以平臺為中心”向“以任務為中心”轉(zhuǎn)變，并充分考慮作戰(zhàn)使用的特殊要求，大量采用新材料和新技術，平臺性能不斷提升。

（2）動力技術朝著發(fā)動機功重比更高，耗油率更降低，可靠性更高，使用維護成本更低發(fā)展。

（3）任務載荷技術朝著高精度化、小型化、綜合化、數(shù)字化方向發(fā)展。

展望

無人直升機作為未來“無人化”作戰(zhàn)的利器，已經(jīng)引起各國重視。目前，為滿足未來軍事化系統(tǒng)化作戰(zhàn)和未來戰(zhàn)場“零傷亡”的需求，世界研制無人直升機的主要國家都已制定了相應的發(fā)展路線，大力發(fā)展具備作戰(zhàn)時效強、戰(zhàn)場干擾、戰(zhàn)場迷惑、低成本獲取高收益等功能特點的無人直升機。最終，無人直升機自主作戰(zhàn)、協(xié)同作戰(zhàn)和集群作戰(zhàn)必將主導未來戰(zhàn)場。未來，隨著無人直升機系統(tǒng)總體設計、飛控技術和測控技術等關鍵技術的突破，特別是無人直升機集群技術的逐漸成熟，以及計算機技術和網(wǎng)絡技術在無人直升機上的廣泛應用，無人直升機定會發(fā)揮其獨特的魅力，在多用途、自主化、智能化和網(wǎng)絡化等道路上越走越遠，在軍事應用領域得到更為廣泛的應用空間。