无人机发展和系统组成_图文

1982年黎以冲突中，“侦察兵”和“猛犬”更是一同上阵。在与黎巴嫩的作 战中，位于贝卡谷地的叙利亚“萨姆”防空导弹阵地构成了对以色列空军作 战行动的最大威胁。通过使用无人侦察机，以色列空军精确锁定了上述导弹 阵地的位置。随后，以色列向叙利亚防空导弹阵地投放了“萨姆森”无人机 诱饵，诱使叙利亚防空导弹雷达一开机就遭到了以色列反雷达导弹的打击。 这样，叙利亚防空导弹部队就得被迫缩短雷达开机时间，从而为以色列空军 提供了更大的作战空间和机会，在其他侦察/监视无人机的协助下，以色列取 得了战争的全面顺利。这场战争不但充分显示了无人机诱饵的巨大价值，同 时也体现出了实时战场监控的现实作用。
1.2.1 按用途分类 无人机按用途分类，可分为军用无人机与民用无人机两大类。
根据不同的军事用途和作战任务， 军用无人机可分为无人侦察机/监视 机、无人战斗机、通信中继无人机、 电子干扰无人机和靶机等类型。
（1）无人侦察机/监视机：无人侦察机/监视机是指借助机上的电子侦查设备， 以获取目标信息为目的的无人机。它们通常采用的设备有：光学照相机、微 光（红外）摄像机、电视摄像机、红外线行扫描仪、前视红外装置、热成像 仪、CCD成像系统、激光指示器、激光测距仪和自动跟踪器、合成孔径雷达 等。图所示为可用于实时监视、电子侦察和干扰、海上巡逻等任务的以色列 “苍鹭”无人机，它可携带光电/红外雷达等侦察设备进行搜索、监测和识别。
这种相对而言成本低廉的空中侦察手段也逐渐成为风靡全球的防务发展趋势， 以色列更是从出口这类军用无人机中获益匪浅。此后，巴基斯坦、印度、新 加坡、伊拉克以及伊朗等国都开展了无人侦察机的研制，并取得了很大进展。
在中东的贝卡谷地战役中，以色列使用无人机进行的侦察、干扰、欺骗、诱 敌及电子支援等任务非常有效，不仅大大降低了人员损失的风险，而且作战 成本也比有人驾驶飞机低得多。因此，20世纪80年代以来，无人机的军事价 值逐渐被各国军方重视起来。20世纪90年代以后的几场高技术局部战争，又 给无人机提供了更广阔的展示其作战才能的舞台，在战争作战需求的牵引下， 无人机进入了快速崛起与迅猛发展的阶段。
在1991年的海湾战争中，美、英、法、加拿大和以色列等国的无人机纷纷亮 相战场，参战的无人机有200多架，无人机已成为 战争中“不可或缺”的战 场能力。其中美军总共有6个“先锋”无人机连参战，分别布置在近海岸、海 军舰艇和海军陆战队，执行了522架次的飞行任务，累计飞行时间达1638小 时，为多国部队了解战场态势及评估空袭效果提供了重要的依据，对干扰、 压制伊拉克防空体系和通信系统发挥了重要作用。。
可说是这个时期靶机发展的典型代表。当时美国为了训练战斗机飞行员和防 空导弹操作手，着手研制一些可模仿当时战斗机、轰炸机性能的靶机，美国 的瑞安航天公司（Ryan Aeronautical Company）在1948年赢得美国空军的 合约，开始研制一种高亚声速、喷气推进的靶机，这就是后来久负盛名的 “火蜂”靶机。由于设计成功，1953年开始成批生产，很快便有1280架早期 的“火蜂”Q-2A与KDA型在美国三军和加拿大皇家空军服役。截止到1984年， 共有近6500架“火蜂”系列靶机投入使用。如图1-15所示为美国“火蜂”靶 机。
反辐射无人机是一种成本低、尺寸小（通常在 2~3米范围内）、质量轻（多数小于150公斤） 的一次性使用的电子干扰无人机。这种飞机上 一般装有电子干扰设备、辐射探测器和战斗部。 通常以100~300km/h的巡航速度飞到敌方雷达 区域上空，进行长时间的盘旋，探测雷达信号， 并进行骚扰。一旦雷达开机，无人机就能马上 辨识并感应敌方的雷达信号，并在此信号的导 引下向敌方雷达俯冲，摧毁敌方雷达。这种反 辐射无人机使敌方雷达不敢开机，给有人攻击 机创造了袭击的机会，是现代电子战中的一种 重要武器 。如图1-6所示的以色列 “ 哈比” （Harpy）无人机就是一种反辐射无人机。
1966年3月，D-21无人侦察机及其母机首次进行了飞行试验。在同年7月进行 的试验中，因子机未能正常脱离母机致使二者一起坠毁，虽然母机驾驶员弹 射逃生成功，但发射子机的操作员不幸丧生。美国人意识到这种发射投放方 式太过危险，于是改用体积庞大的B-52H战略轰炸机作为经改进的D-21B无人 机的母机，而且连接支架也改在了机翼下方，如图所示。
军用无人机还有其他的分类方式，如果按无人机的杀伤性质分类可分为非杀 伤、软杀伤和硬杀伤几大类，如图1-8所示。前面所述的靶机属于非杀伤类无 人机，诱饵无人机属于软杀伤类无人机，而发辐射无人机则属于硬杀伤类无 人机。
按照无人机的重量及外形尺寸的大小，无人机可以分为微型无人机、小型无 人 机 、 中 型 无 人 机 和 大 型 无 人 机 几 大 类 。 大 型 无 人 机 重 量 一 般 大 于 500 ～ 800kg ；中 型无人 机 重量一 般 在 200 ～500kg 内； 轻 型无人 机 重量一 般 在 100～200kg；小型无人机重量一般在1～100kg以内；微型无人机重量一般小 于1kg。 表1-2所示为按大小分类的无人机的重量和尺寸数据对比。
通常是指飞机重量大约是几十公斤的无人机。
通常是指飞机重量在几十克至几百克，单一最大外形尺 寸在15厘米左右或更小的无人机。
1. 按速度分类
无人机按速度分类 可分为：低速无人机、亚声速无人机、跨声速无人机、超 声速无人机和高超声速无人机。
低速无人机速度一般小于0.4Ma（Ma为马赫数），亚声速无人机速度一般在 0.4～0.85Ma，跨声速无人机速度一般在0.85～1.3Ma，超声速无人机速度一 般在1.3～5Ma，高超声速无人机速度一般大于5Ma。 图1-10所示为超声速和 高超声速无人机的外形对比。
布置在海军舰艇的美国“先锋”无人机
Leabharlann Baidu
在1999年的科索沃战争中，美国及北约盟军首先使用无人机充当开路先锋发 动进攻，参战飞机包括“捕食者”、“猎人”、“先锋”、“红隼”、“不 死鸟”、CL-289和“米拉奇”-26等7种型号共300多架飞机，用于中低空侦 察、战场监视、电子对抗、战况评估、目标定位、收集气象资料和营救飞行 员等任务。这是历次战争中使用无人机架次最多的一次，也是发挥作用最大 的一次。图为在多次中东战争中表现出色的以色列“猎人”无人机。
分类 大型（重型）无
人机 中型无人机
轻型无人机
小型无人机
微型无人机
说明 通常是指飞机重量大于800kg（或500kg），翼展在十几 米以上的无人机。
通常是指飞机重量大约在200kg~800kg（或500kg）， 翼展大约在10m以内的无人机。
通常是指飞机重量大约在100~200kg，或只有几十公斤 重的无人机。
两次世界大战期间，军用无人机技术主要体现在导弹和无人 靶机两个方面。1918年，法国的第一架无线电遥控飞机试飞 成功；1921年英国研制成功世界上第一架可以实用的无人靶 机 ， 该 靶 机 可 在 近 2 千 米 的 高 度 以 160Km/h 的 速 度 飞 行 。 1931年9月，英国费尔雷公司将一架“女王”有人驾驶双翼 飞机改装成“费利王后”（Fairey Queen）靶机进行了9分 钟的有控飞行。1932年，英国Home舰队将“费利王后”携 往地中海作试验，检验Home舰队防空火力的效能及靶机的 飞行性能。当时“费利王后”冲着Home舰队的密集防空火 力飞行了2小时而未被击中，这不仅说明了当时海军防空武 器的低效，同时也充分证明了靶机的实用价值。1933年英国 又研制出了有名的“蜂后”（Queen Bee）靶机，随即投入 批量生产。这种靶机在1934~1943年共生产了420架，它们 的使用一直持续到第二次世界大战之后。如图1-14所示为正 在遥控“蜂后”靶机的英军士兵。
由于无人机在完成相应任务时需要与任务载荷、测控与信息传输系统、起飞 （发射）与回收系统、地面保障系统等配合工作，因此，无人机与以上各类 装置和设备组成的完整系统称为无人机系统。无人机系统可由单个无人机构 成，也可由多个同型的无人机或多型多个无人机共同构成。
目前，在临近空间（20~100千米空域）飞行的飞行器，例如，平流层飞艇、 高空气球和太阳能无人机等也被列为无人机的范围。从广义的角度来看，无 人机可以在无人驾驶的条件下完成各种复杂的空中飞行任务和各种负载任务， 因此，无人机也可以被看作是“空中机器人”。
美国无人机 发展史
由于来自前苏联先进防空导弹的威胁进一步加大，为了替代速度较慢的U-2飞 机，1962年10月，中情局要求洛克希德公司开发一种新型无人侦察机D-21， 这种无人机可以由母机A-12携带投放。D-21无人机安装在A-12侦察机的背部 支架上，如图1-17所示。该机可达到3马赫的飞行速度，航程达3450英里。与 其他无人机不同的是，D-21并不具备回收能力，只能在完成任务后弹射出一 个照相舱并从海上回收。
2. 按航程分类
无人机按航程（或活动半径）分类可分为：超近程无人机、近程无人机、短 程无人机、中程无人机和远程无人机。
超近程无人机活动半径在5～15km之间，近程无人机活动半径在15～50km之 间，短程无人机活动半径在50～200km之间，中程无人机活动半径在200～ 800km之间，远程无人机活动半径大于800km。图1-11所示为洛克希德马丁 公司研制的 RQ-3“暗星”（Dark Star）远程无人侦察机，其作战半径达900 多千米。
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无人驾驶飞机是指由动力驱动、不搭载操作人员的一种空中飞行器。它依靠 空气动力为飞行器提供升力，能够自主或遥控飞行，能携带多种任务设备、 执行多种任务，可一次性或多次重复使用的无人驾驶航空器，简称无人机 （Unmanned Aerial Vehicle，UAV）。
（3）通信中继无人机：作为空中中继平台，通信中继无 人机可增加信息的传输距离，即利用无人机向其他军用机 或陆、海军飞机传送图像等信号，这些无人机一般都安装 了超高频或甚高频的无线电通信设备。如图所示是可用于 空中指挥和通信中继任务的无人飞艇。
电子诱饵/欺骗无人机也是一种无源欺骗性干 扰无人机。通过飞机上携带的干扰设备来增强 地面雷达的反射回波，模拟真实目标，并通过 飞机的速度和外形等方面来模拟战斗机或轰炸 机的运动姿态，诱使敌方雷达或地面防空武器 开机或开火，从而暴露地面雷达或地面防空武 器的位置，消耗地方的火力，然后再通过其它 武器装备对敌方的雷达或地面防空武器进行精 确打击。图1-5所示是美国空军为F-16和B-52 装 备 的 微 型 诱 饵 无 人 机 MALD-J ， MALD-J 诱 饵无人机是一种飞航式空中发射诱饵，能在敌 方雷达上敌方军机的雷达和飞行特征，消耗对 方的防空力量。
3. 按实用升限分类
无人机按实用升限分类可分为：超低空无人机、低空无人机、中 空无人机、高空无人机和超高空无人机。
超低空无人机实用升限一般在0～100m之间，低空无人机实用升 限一般在100～1000m之间，中空无人机实用升限一般在1000～ 7000m之间，高空无人机实用升限一般在7000～20000m之间，超 高空无人机实用升限一般大于20000m。图1-12所示为中国的“彩 虹-3A”察打一体化中空无人机，作战半径为200千米。
中东战争期间，叙利亚、埃及和黎巴嫩利用“萨姆”-6防空导弹构筑了一个严 密的防空火力网，高度从几十米的低空到上万米高空，使得以色列的飞机一旦 进入，就基本无生还的可能。为了突破对手的防空网，以色列空军对于美军在 越战期间的经验和教训进行了认真的研究，决定开始研制自己的新型无人机。 他们把从美国引进的“石鸡”喷气式无人靶机和“壮士”无人靶机改装成能够 模拟喷气式战斗机进行电子欺骗的无人机，又先后研制了“侦察兵”和“猛犬” 两种无人侦察机用于收集雷达信号和进行光电复合侦察，这两种无人侦察机均 可在前线上空灵活部署，并具有全天候工作能力。这些无人机为以色列夺取战 争的胜利奠定了基础。图中所示为以色列的“猛犬”无人侦察机。