无人机的发展与运用研究

吴利荣 (航空复杂系统仿真重点实验室)

无人机在高速发展的同时，对现代战争也产生了巨大的影响，在现代战争中的重要性日益突出，其种类、功能与可承担任务均日渐丰富。我国无人机作为辅战装备，技术和产品正迅速发展，但技术仍比较薄弱，也缺乏无人机作战理论的支持。本文汇编自2017中国无人机系统峰会吴利荣先生的发言，希望对无人机今后的发展与运用有所启发。

当今时代，战争形态和作战方式正在飞速演变，武器装备加速朝向精确化、智能化、隐身化、无人化的方向发展，无人机在战斗力生成和体系作战中将持续发挥强劲作用。无人机作为一种新质作战力量，在现代战争中的地位和作用日益突出，并呈现出快速战斗化、长航化、隐身化、智能化、协同化、空天化、低成本化和微型化等新特点。经过几十年的技术探索和实战检验，无人机已经开始加速向主战装备发展，正逐渐成为一种新的常规威慑手段，作为兼具机械化与信息化特征的新型装备，已成为牵引21世纪航空科技发展的主要动力。

我国无人机作为辅战装备的技术和产品正迅速发展，但作为主战装备则仍缺乏变革性技术支撑和系统性作战理论牵引。面对无人机正处于新军事技术变革和装备“井喷式”发展的历史时期，必须抓住历史机遇，以无人机为契机变革战斗力生成模式，全面推进无人机系统技术和装备的发展。

无人机运用的现状

无人机优势在于无人，局限也在于无人。从优势来看，无人机适合遂行四类性质任务，分别是持久性任务、高风险任务、低成本任务和拓域性任务。从局限性上看，由于人机分离，其判断处置复杂情况、应对高动态对抗环境等方面弱于有人机，智能化与自动化的水平仍需提高。

吴利荣，航空复杂系统仿真重点实验室副总工，从事作战飞机和无人机发展研究，先后获国家科技进步一等奖1项，省部级科技进步一等奖3项，二等奖3项，编写著作5本，发表文章30余篇。

国外军队的各军兵种都非常重视无人机的发展，对其有期待很高。以美国为例，美国空军已经持续研究有人/无人机协同作战很长时间了，“忠诚僚机”项目正在加速推进；美国陆军则表示当前的工作重点是推进“未来垂直起降飞行器”（FVL）项目运行；美国海军正在评估MQ-25“黄貂鱼”的各个方案。不难看出，无人机扮演的角色越来越多。

无人机目前应用于多个领域，以下将从18个方面总结无人机当前的使用现状。第一是侦察监视任务，这是无人机最主要的任务，在战略上需要进行远距离、大面积、宽收容、全天候、多频谱的广域侦察监视，以及战场目标搜索与识别；并要逐渐从战略任务向战术行动转移，在中等距离长时间地对重点区域、疑似目标进行侦察监视与目标精确定位。

（左上、右上）无人机提供雷达位置及威力范围的情报支撑战斗机进行战术规避。

（下）无人机提供警戒雷达信号的情报支撑欺骗雷达。

第二是信号情报收集，探测、侦听敌方通信、雷达等电子信号。在1982年以色列与利比亚的贝卡谷战争中，以色列的“侦察兵”和"猛犬"两型无人机为以军充当“敢死队”角色，刺探萨姆-6地空导弹系统的秘密。它们诱使叙军萨姆-6导弹的制导雷达开机，并立即把截获的无线电信号传给早已等候在空中的E-2C"鹰眼"预警机，“鹰眼”再把这一信息传给F-4“鬼怪”战斗机。"鬼怪"获得信息后，发射"百舌鸟"反辐射导弹，准确无误地摧毁萨姆-6的制导雷达，使萨姆—6顿时变成"瞎子"。与此同时，"侦察员"和"猛犬"无人机还把截获的信息传送给埋伏在贝卡谷地山脚下的大量"狼"式地对地导弹。这样，“狼"式和"百舌鸟"导弹的攻击下，叙利亚人苦心经营10年、耗资20亿美元才建立起来的19个萨姆-6导弹连在6分钟内被悉数摧毁。信号侦察有一些方面仍可发展，第一个是提供雷达位置及威力范围的情报，支撑其他兵力的战术规避，第二个是提供警戒雷达信号的情报支撑进行雷达欺骗，第三个是提供火控雷达信号的情报以欺骗导弹。

第三是用于目标指示，包括投信标器、激光指示等。2011年10月20日，多国空袭利比亚战争中，“捕食者”无人机与“阵风”战斗机协同作战，攻击了卡扎菲的车队，致使卡扎菲受伤被俘。

第四是损伤评估，靠无人机获取打击目标的毁伤程度，在2017年8月22日的关岛训练演习中，MQ-8B“火力侦察兵”无人机和MH-60S“海鹰”直升机为“科罗纳多”号濒海战斗舰发射的一枚RGM-84D Block 1C“鱼叉”导弹提供了目标信息支持，这是美国海军首次试验无人机为船上发射的导弹提供超视距目标信息和毁伤评估。

第五是用于地形测绘，提供战场地理信息和野战机动综合测绘保障。

第六是用于水文监测/气象探测，为部队提供各种大气环境和海洋水文信息，比较典型的还有对飓风进行研究，用无人机进入飓风中心去测定参数。

第七是用于通信中继，在一些卫星不能覆盖的地点，可通过无人机进行通信中继。

第八是电子对抗，截获、分辨、识别和精确定位目标，实施干扰。

第九是诱饵欺骗，由无人机诱导防空系统攻击，提前暴露其目标，并消耗有限的防空武器。

第十是心理战，通过无人机散发传单、插播等方式散播对敌不利的信息。

第十一是时敏目标打击，利用察打一体无人机在弱对抗条件下完成对目标的发现、跟踪和打击，像捕食者系列MQ-1、MQ-9等都在执行类似的任务。

第十二是辐射目标打击，利用反辐射无人机摧毁、压制敌方的各种地基雷达。

第十三是提供网络服务，按高空、中空和低空等不同高度层为不同类型用户提供网络连通性服务保障。

第十四是协同打击与侦察，由无人机探测发现目标，协同有人机执行对目标的打击或侦察，比如“捕食者”与直升机的协同作战，对于空降作战非常有效，未来对于复杂战场作战与空中支援任务也都将非常有用。

（上）“捕食者”的NERO型干扰吊舱。

第十五是人员搜索与救援，在战争与非战争时期都有广泛的应用。

第十六是核生化、辐射和爆炸物侦测，用无人机搭载任务载荷进入目标区域内执行这类可能会被污染的任务。

第十七是物资运输，快速为前线战斗部队和驻守在边缘地点的部队运输投送弹药、食品、水、医疗用品等补给。

第十八是非战争时期的应用，如安保、反恐、边境巡逻、森林灭火、打击走私、维稳等任务。

（中）“捕食者”系列无人机。

无人机正在承担越来越多的任务，目前在ISR任务上的应用最被看好，已显著优于有人机，但在需要人参与的随机侦察方面，还是很难替代有人机。“捕食者”在从2014年到2016年间的22个月间，飞行了超过100万小时，月平均是4.5万小时，即日平均有62.5架捕食者飞行。“全球鹰”每周飞行781小时，相当于每小时都有4.6架飞机在空中飞行，这些无人机的使用频率与时间远远超过有人机。美国无人机使用的现状，套用美国《无人机打击的未来以及对美国安全的影响》书中的一句话，“美军越来越不愿意让他们战士的战靴落到战场上”，在未来要更多地使用无人机，无人机作为新兴的力量将更加大有可为。

（下）“全球鹰”系列无人机。

无人机发展方向

当今时代，战争形态和作战方式正在深刻演变，武器装备加速向精确化、智能化、隐身化、无人化方向发展，无人机在战斗力生成和体系作战中将持续发挥强劲作用。总体上看，经过几十年的技术探索和实战检验，无人机已经开始加速向主战装备发展，正在成为一种新的常规威慑手段；作为兼具机械化与信息化特征的新型装备，人工智能也将在无人机上有着巨大的应用前景，无人机已成为牵引21世纪航空科技发展的主要动力。我国要成为航空强国，必须发展好无人机。

（上）高威胁、复杂环境下的作战。

以下，将从7个方面分析无人机未来的发展趋势。

第一是在作战任务功能方面，由主要执行侦察监视、察打一体任务向多用途、对面打击、甚至制空作战方向发展。

第二是作战环境适应性方面，由低威胁环境向高威胁强对抗环境，由简单任务向复杂任务发展，具备隐身、高速及更强生存力，未来要在非宽松混合空域环境中完成混合任务。

第三是速度与空域维度方面，在空间上向临近空间、超低空等空域发展，在速度上从中间向两端拓展。

（下）无人机与直升机协同应用。

第四是作战控制方式方面，由“人在回路”向“人在环”的方向发展，即由飞行员操控无人机向高度智能化的无人机自主操控方向发展，并可实现有人/无人双模控制。随着智能化水平不断提高，无人机将具备感知、认知、分析、计划、决策和执行等各种能力，能够针对战场环境变化自动调整和选择行动方式，从自主“执行”任务向自主“完成”任务转变，由“人在回路”控制，一对一或者一对多的操控模式逐步转向指令控制和自动飞行，再到向更高智能化、自主化方向发展，不断降低对操控人员的需求，由原来一对一，变成一对N的操控，甚至到自演进智能作战，这将是智能技术为无人作战装备发展带来的必然结果，将极大地提高武器装备的作战效能。

（左）无人机与有人机编队作战。

（右）空中航母与蜂群无人机。

第五是协同使用方面，支持空空、空地、空海协同作战，从单平台向跨平台、跨域的方向发展，包括无人机与直升机的协同作战，无人机与有人机编队作战，C-130的“蜂群”无人机作战，预警机与无人机/隐身无人机进行协同组网探测、无人机武器库等。

第六是装备目标导向方面，不断推出小/微型无人机等低成本武器族作战装备。发展中高端无人机固然重要，但与大型高端作战飞机相比，各种小/微型无人机也具备自身的优势，如采购成本低，具有数量优势；可装备种类多，通过发布需求，引入竞争性采购机制，可以降低购入成本，能作为消耗型装备使用；小型无人机在作战任务途中消耗较小，能长时间执行作战任务，如美国“扫描鹰”无人机可长时间执行边境巡逻任务，相比于人力巡逻更加高效。另外，“蜂群”式无人机具有成本低、穿透力强、组网密集、难以有效毁伤等特点，具备群体能力涌现特征，具有较高整体作战效能。

第七是制胜机理探索方面，为满足未来在宽松和强对抗环境中的军事需求，不断推出协同、“蜂群”、“忠诚僚机”等新型作战概念以及集群智能、自主空中加/受油、定向能、新材料与储能等颠覆性技术。

需要关注的问题

对于无人机的未来发展，还有四个需要关注的问题，分别是平台自身、智能化、生存力和融入体系。

随着无人机需要承担的任务越来越多，对其平台自身的要求也在提高，其发展涉及到隐身、高机动性、超长航时、传感器即结构、有人/无人双模式驾驶、环境适应性等多个方面。

关于智能化的发展，首先要解决自动化问题，为要充分认知作战行为并以此建模，同时对过去成功的作战案例进行理解与解读。另外，要强化机上智能信息处理能力，目前的许多侦察机搜集信息后就直接发送给了处理人员，使处理员要面对许多垃圾信息，极大地影响了作战效率。美国现在要求无人侦察机必须在10分钟以内从空中将信息传递给其他飞机。

关于生存力的问题，随着无人机的发展，各种反无人机技术也正在迅速崛起。必须高度重视各种反无人机的手段，强化无人机的抗干扰、抗微波/激光武器毁伤能力，增强链路、导航的安全性，使无人机的生存能力得到提升。

最后是关于融入体系的问题，这是用户与设计者之间最后一步的问题，这一步必须要做好。用户对无人机的期望很高，但真正使用时是要看结果的，即无人机加入到一个体系后，是增效还是添乱的问题。通常来说，与有人机、其他无人机同机场使用时，无人机要减少占用跑道的时间；在协同应用时，无人机的信息支撑要由态势级向火控级延伸；随着无人机种类型号增多、数量规模增大，要减小空域的干扰，加强管控；无人机对外部支撑的需求应该更少，具有较高的自主性及功能性能。

结束语

无人机的技术水平正不断提升，将不断融入装备体系中，越来越多地在更多领域中替有人机“冲锋陷阵”，以及拓展一些有人机无法执行的任务。未来，无人机将在航空武器装备中占据更大的比例，成为战争的主力军。 ■