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史上最全中美軍用無人機研究,火速收藏

本文將分析軍用無人機的功能、種類與發展,研究美國無人機譜系、裝備數量與供應商情況,整理總結中國軍用無人機發展情況,介紹軍用無人機踐行現代戰爭理論的方式。

核心觀點

軍用無人機可用於偵查、精確打擊、電子對抗等用途,在現代戰爭中的重要性逐漸提升。軍用無人機具有隱蔽性好、效費比高等優點,在軍事領域的應用越發受到重視,在現代戰爭中的地位和作用日漸凸顯,可以廣泛應用於戰場偵察、通信中繼、電子對抗、局部精確軍事打擊等諸多現代核心軍事行動。為了滿足未來信息化戰爭中的諸多用途,軍用無人機將向著高空長航時、隱形、微型化、空中格鬥化和平台通用化方向發展;多無人機相互配合、協同作戰成為發展大趨勢。

美軍無人機譜系齊全,技術先進,美製造商市場份額全球領先。目前美軍現役無人機譜系齊全,裝備無人機一千餘架,在各軍種均有較大規模部署,構成機動聯合作戰體系。美軍無人機的主要供應商為諾斯羅普·格魯門公司、通用原子公司、洛克希德馬丁公司、波音公司和德事隆公司,其中格魯門公司和通用原子公司佔據全球一半以上的市場份額。

中國軍用無人機發展迅速,國內外市場廣闊。從仿製到自主研發,解放軍無人機裝備發展迅速,進入21世紀後開始快速增長,「彩虹」、「翼龍」系列無人機的研製成功,標誌著中國自主研發設計軍用無人機的水平已經邁入了國際先進水平,並且多個機型已經實現出口,走向世界。憑藉成本和技術的多方面優勢,中國軍用無人機前景光明,在國內外均有廣闊市場。

投資建議:近年來,軍工集團、民營資本紛紛投入軍用無人機研發,成果豐厚、市場前景廣闊。國際方面,自2013年以來,中國軍用無人機在技術上已躋身世界前列,在成本上具備比較優勢,頗受中東等無人機進口大國的喜愛;國內方面,無人機在各大軍區列裝穩步推進,主要擔負空中偵察、戰場觀察和毀傷評估等任務。中國軍用無人機正處於快速發展階段。

風險提示:軍用無人機的應用前景尚具有不確定性,軍品訂單具有不確定性。

1

軍用無人機優點良多,用途廣泛

1.1

從靶機到實現空中打擊,軍用無人機向多功能發展

無人機是由自身動力驅動的,由無線電遙控或自動程序控制的不載人飛機,安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設備,地面、艦艇上或母機遙控站人員可通過雷達等設備,對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數字傳輸。

軍用無人機優點多,用途廣。軍用無人機具有使用限制少、隱蔽性好、不會造成人員傷亡、效費比高等優點,無人機技術在軍事領域的應用越來越受到重視,在現代戰爭中的地位和作用日漸凸顯,軍用無人機從誕生至今,已從最初的靶機發展成了如今可以廣泛應用於戰場偵察、通信中繼、電子對抗、軍事打擊等諸多軍事行動的多功能航空器。

從靶機到實現偵察、電子對抗、空中打擊,科學技術推動無人機發展。世界無人機的發展歷程主要可以分為三個階段:20世紀初至50年代、20世紀中期至90年代、20世紀末至今,在這三個階段中,科學技術的發展和變革明顯改變了無人機的發展軌跡。

第一階段為20世紀初至20世紀50年代,在這一階段,通信遙感技術、自動駕駛技術不夠發達,故這一階段的無人機大多用作靶機;

第二階段是20世紀中期到90年代,隨著自穩定、遠程控制和自主導航等技術的成熟,固定翼無人機到20世紀50年代進入穩定發展軌道,無人機開始執行偵察、戰場監視、炮兵目標觀測等任務,這一階段各種多功能、智能化、高可靠性、使用簡便的機型相繼出現;

第三階段是20世紀末至今,隨著科學技術的進一步發展,無人機與攻擊武器匹配兼容性設計的出現和氣動平衡控制技術的發展,使得無人機實現察打一體成為可能,使得無人機在原來的基礎上又發展出實現自主攻擊的功能。

軍事需求驅動無人機技術的發展。軍事需求是軍用無人機發展的基本起點,決定了其發展方向,並對其發展起到了巨大的拉動作用。

早在1917年,美軍就曾啟動了由有人駕駛飛機改裝成無人機的項目計劃,以求利用攜帶的高爆炸炸藥攻擊飛機,但並未取得理想效果以致該項目擱淺;

1931年,英國在美軍的研究成果基礎上,成功研製了「費利皇后」無人靶機,並利用其進行火炮訓練,驗證了其較強的實用性,此無人機也為真正意義上的第一架軍用無人機;

受英國的影響,美國於1939年開始研發無人靶機,先後出現了30多家公司從事靶機和遙控飛行器的研發工作;

20世紀60年代的越南戰爭中,美國在「火峰」-147型無人靶機上加裝了測量裝置,並利用其執行偵察任務,越戰期間共執行了3400多架次任務,這也是軍用無人機的應用第一次從訓練擴展到了實際作戰中;

中東戰爭期間,以色列引進並改裝了美國「石雞」無人機,並利用其執行偵察、干擾、電子支援等任務,有效配合有人駕駛飛機作戰,給敘利亞帶來了毀滅性打擊,這也令美國意識到軍事作戰中無人機的大有可為,在此後的海灣戰爭中,美軍就派遣了多個無人機連參戰,在偵察戰場態勢、干擾壓制伊拉克放空體系等方面發揮了重要的作用;

美軍在多次實戰中檢驗了無人機的作戰效能,這些作戰經驗也加速了無人機的研製和應用拓展,21世紀初的阿富汗戰爭中,美國首次在「捕食者」無人機上掛載了「地獄火」導彈,首次對地面目標實施打擊並大獲成功,至此,無人機的用途擴展到了直接攻擊作戰中。

1.2

性能優越且價格低廉,軍用無人機優點良多

軍用無人機迎來發展熱潮,優點良多。由於無人機具有使用限制少、隱蔽性好、不會造成人員傷亡、效費比高等優點,無人機技術在軍事領域的應用越來越受到重視,在現代戰爭中的地位和作用日漸凸顯,大力發展軍用無人機已經成為各軍事強國的共識,其發展正呈現出前所未有的熱潮。

機動性強且無傷亡風險:有人戰鬥機內人體忍耐力會限制軍隊在快速行動期間利用飛機集中人員的數量,而無人戰鬥機清除了這一瓶頸,從而使得機動性大幅提高,可以用在很多危險領域,並且不會有人員傷亡的風險;

優良的飛行性能:重量輕,且不需要駕駛艙,使得飛機在空氣動力方面的性能更加優越;

價格低:無人機設計構造相對簡單、尺寸小,其研製費用、生產成本和維修保障費用都比有人機低很多,並且可以節省大量的人員培訓費用;

隱蔽性好:尺寸小加上獨特的設計使得無人機暴露的幾率很小,並且可以排除人為因素的影響,最大限度地飛到適合自身特點的速度和高度,從而提高隱蔽性和生存能力;

起降簡單且操作靈活:滑行跑道距離要求比有人機短很多,並且利用無線電遙控或者自動程序控制操作也遠比駕駛一架飛機簡單。

另外,軍用無人機的主要性能指標有起飛重量、航程距離和飛機結構形態等,並且可以按照這幾項指標對其進行分類。

按照航程距離不同,可將其分為遠程無人機、中程無人機、近程無人機和超近程無人機,超近程無人機活動半徑在50km以內,近程無人機活動半徑在50-300km之間,中程無人機活動半徑在300-1000km之間,而遠程無人機的活動半徑大於1000km;

按照起飛重量分類,無人機可分為小型無人機、中小型無人機以及中大型無人機。小型無人機的起飛重量小於50kg,中小型無人機的起飛重量在50-500kg之間,中大型無人機的起飛重量超過500kg;

按照飛機結構型態分類,無人機主要分為兩大類:一類是垂直起降型無人機,主要包括無人飛艇、單旋翼無人機和多旋翼無人機等;另一類是非垂直起降型無人機,主要包括固定翼無人機、三角翼無人機及傘翼無人機等,其中市場應用比較廣泛的是固定翼無人機。

1.3

軍用無人機向多功能演變,用途廣泛

美軍根據無人機不同的作戰任務,將其分類為ISR(情報、監視、偵察)、CISR(打擊、情報、監視、偵察)和TPT(運輸)等類型。軍用無人機從誕生至今,已從最初的靶機發展成了如今可以廣泛應用於戰場偵察、通信中繼、電子對抗、軍事打擊等諸多軍事行動的多功能航空器。從主要用途來看,軍用無人機主要可分為偵察無人機、攻擊無人機、誘餌無人機和貨運無人機等。

分別或者同時攜帶先進光電、雷達偵察設備,對戰區實施戰術、戰役與戰略級的全天候、全天時、高分辨力的空中監視偵察;

還可探測山谷、叢林、街道,乃至建築物等「死角」內的敵情,滿足特殊戰場環境下的偵察需求;

在信息戰領域的應用日趨廣泛。現代戰爭中,各種信息支援和信息對抗任務日趨繁重,無人機在此領域有著廣闊應用前景,通過發展各種專用無人機,或為現有無人機換裝相應的任務載荷,即可執行不同種類的信息作戰任務,其中包括:戰場毀傷評估、通信中繼、充當假目標誘餌和反輻射攻擊等。

戰爭現場管理及戰場毀傷評估:通過全方位掃描現場環境能夠實時動態了解現場環境進行戰場管理,同時對己方的打擊效果進行偵測評估,從而決定是否需要對目標進行再次打擊;

通信中繼:為超出通信視距範圍的己方其他遠距離作戰系統傳送作戰信息和圖像信號,可降低被實體攻擊、雜訊干擾的風險,從而保障己方信息傳輸的暢通;

充當假目標誘餌:以此欺騙和迷惑敵方雷達,或迫使敵方隱蔽的雷達開機,從而為己方偵察、定位和反輻射攻擊創造條件,或通過產生大量假目標信號使敵方雷達系統飽和、無法正常工作,從而掩護己方兵力突防;

反輻射攻擊:配備有目標搜索瞄準設備並同時有攜帶戰鬥部的無人機可在敵防區上空做較長時間游弋飛行,一旦搜索、識別並瞄準敵方的雷達站等目標,即向目標俯衝並引爆自身戰鬥部與其同歸於盡;

應用領域開始向主力作戰平台轉變。在近年的阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中,一種全新的作戰需求出現,即對一些快速移動的時敏目標(如彈道導彈機動發射車、敵方重要頭目聚會點等)實施有效打擊。這種戰術的關鍵就是對活動目標進行長時間的監視,然後迅速做出反應,整個判斷、決策和行動的全程必須在作戰現場極短時間內完成。基於這種需求,察打一體無人機應運而生,軍用無人機的應用領域開始向主力作戰平台轉變。

開始在後勤保障領域嶄露頭角:近年來美國軍方開始探討使用無人機擔負物資運輸、燃油補給甚至傷病員後送等後勤保障任務。無人機在承擔這類任務時,除了具備與有人機相同的不受複雜地形環境影響、速度快、可規避地面敵人伏擊等優勢外,還擁有成本費用低、操作使用簡便等特點。

2

美軍無人機數量多,技術先進

2.1

美軍無人機:數量多,譜系齊全

美軍無人機技術先進,用途廣泛。美軍無人機發展處於世界領先水平,其無人機技術先進,種類多,既有戰略、戰役、戰術各層次的無人偵察機,也有能夠實現察打一體的攻擊型無人機和用於運輸的無人機。目前美軍現役無人機分為16種型號,在空軍、陸軍航空兵和海軍航空兵等領域均有較大規模部署。

陸軍:裝備無人機410架,陸軍航空部隊和陸軍特種部隊均有配備,可與地面部隊形成立體機動作戰體系,主要承擔對敵方偵察、監視、打擊以及物資運輸等任務(CISR、TPT);

空軍:裝備無人機452架,除了直屬美國空軍司令部的,還有部分裝備於空軍特種部隊和空中國民警衛隊,主要承擔的作戰任務與陸軍無人機類似(CISR、TPT);

海軍陸戰隊:裝備無人機164架,主要裝備于海軍陸戰隊航空兵,主要承擔偵察、監視及情報工作(ISR);

海軍:裝備無人機90架,主要裝備于海軍航空部隊,主要承擔偵察、監視及情報工作(ISR)。

此外,根據美國《無人系統路線圖(2013-2038)》的數據,美軍還裝備了RQ-11「烏鴉」、「黑色大黃蜂」、RQ-20「美洲獅」、RQ-16「雷鷹」4種型號的微型無人機。主要用於情報偵察和目標捕獲任務,這種微型無人機質量小於10千克,飛行高度低於366米,速度小於185千米每小時,並且裝備數量很大,其中RQ-11「烏鴉」裝備了7000多架,「黑色大黃蜂」、RQ-20「美洲獅」、RQ-16「雷鷹」等也各裝備了數百架。由於微型無人機飛行高度和續航時間有限,且數量很大,因此後續分析時將排除微型無人機的影響。

美軍無人機型號多樣,RQ-7B「影子」和MQ-9A「收割者」裝備量最多。美軍無人型號多樣,現役共分為16個型號(不包括微型無人機),多樣化的無人機型號可滿足各兵種細分作戰任務。其中RQ-7B「影子」無人機和MQ-9A「收割者」無人機裝備量最多,均達到260架以上,其他裝備量達到100架以上的型號還有MQ-1B「捕食者」、MQ-1C「灰鷹」和BQM-147「敢死蜂」。

噸位方面,重型無人機佔比最大,約佔總裝備量的57.1%。根據《The Military Balance 2017》的分類,美軍無人機可分為重型、中型和輕型三類,其中重型起飛重量大於600kg,中型為150-600kg,輕型為20-150kg。其中重型無人機裝備量最大,達到637架,佔比近60%;中型無人機裝備量為310架,佔比不到30%;輕型無人機裝備量為169架,約佔15%。

用途方面,美軍偵察無人機(ISR)占無人機總裝備量的50.4%,能夠實現察打一體的攻擊無人機(CISR)佔總裝備量的47%。目前美軍所裝備的無人機中,仍以偵察無人機和攻擊無人機為主,共計佔比97%以上,其中偵察無人機為563架,攻擊無人機為525架,而用於運輸的無人機(TPT)僅有28架。

用於偵察的ISR型無人機各個軍種均有裝備,其中陸軍和海軍陸戰隊裝備較多,並且察打一體的攻擊無人機也能夠有效執行偵察任務,說明執行偵察任務仍是美軍無人機的主要用途;

能夠實現察打一體的CISR型無人機70%以上裝備於空軍,剩下的均裝備於陸軍,為空軍和陸軍航空兵實現偵察後快速反應並進行快速打擊提供了保障,能夠適應現代戰爭瞬息萬變的戰場局勢;

用於運輸的TPT型無人機裝備量較少,且只裝備於陸軍,可擔負運輸物資、燃油甚至傷病員等任務。

2.2

美軍無人機預算與成本分析

美軍2018財年與無人機相關的預算約26億美元,其中基礎預算21.1億美元,海外應急行動預算4.9億美元。根據美國國防部發布的2018財年預算要求,將發生與MQ-1B「捕食者」、MQ-1C「灰鷹」、MQ-9「收割者」、RQ-4「全球鷹」、MQ-4C「人魚海神」及部分小型戰術無人機相關的費用為26億美元,同比下降16.13%。與無人機相關的預算占飛行器相關預算的比例為5.2%,主要由新機採購費用和系統研發測試費用構成。

新機採購:美軍2018財年將採購MQ-1C「灰鷹」、MQ-9「收割者」和RQ-21「黑傑克」共計47架,另外還將試生產3架MQ-4「人魚海神」無人機,採購費用共計17.44億美元。

陸軍計劃採購11架MQ-1C「灰鷹」無人機,其中2架為基礎預算,9架為海外應急行動預算,預計總花費1.65億美元,值得注意的是,這將是最後一年對MQ-1C「灰鷹」進行採購;

美國空軍和特種部隊將採購32架MQ-9「收割者」無人機,主要用于海外應急行動,預計花費7.71億美元;

美國海軍將小批量試生產3架MQ-4「人魚海神」,預計花費6.36億美元;

美國海軍陸戰隊將花費8620萬美元採購4架RQ-21「黑傑克」無人機,還將花費1020萬美元為海軍陸戰隊和陸軍採購RQ-20「美洲獅」系統。

研發與測試:2018財年與MQ-1C「灰鷹」、MQ-9「收割者」、MQ-4「人魚海神」、RQ-4「全球鷹」和其他小型戰術無人機相關的測試研發費用共計8.56億美元。

與MQ-1C「灰鷹」偵察範圍擴展的相關的測試評估工作預算為960萬美元;

為MQ-9「收割者」和地面基站的持續開發和改造將花費2.39億美元,其中包括10個雙向地面控制站的部署;

與RQ-4「全球鷹」相關的研發費用將達2.6億美元,主要包括RQ-4「全球鷹」的繼續研發和修正,機載信號情報有效載荷的提升和各種感測器的改進;

MQ-4「人魚海神」的試生產系統費用和與之相關的開發活動、軟體升級將預計花費3.14億美元;

與小型戰術無人機相關的研發測試費用預計為3330萬美元,其中包括對RQ-7「影子」的系統硬體和有效載荷進行升級,為RQ-11「烏鴉」和RQ-21「黑傑克」提供培訓和承包商後勤支持。

MQ-9「收割者」和RQ-4「全球鷹」過去十年相關成本變動較大,在2011財年達到頂峰後逐年下降。由於無人機成本既包括飛機採購成本,又包括支持成本及其他相關係統的採購成本,這裡將成本分為新機採購成本和其他成本以反映美軍過去十年與MQ-9「收割者」和RQ-4「全球鷹」相關成本變動。

每個財年均採購了MQ-9「收割者」。美國對於MQ-9「收割者」無人機的採購從未間斷過,說明發展察打一體無人機已經成為美軍列裝的主流,對其採購成本和其他成本均在FY2011達到頂峰,此後呈現下降趨勢,近幾年又逐漸回升。

2013財年之後再未採購RQ-4「全球鷹」。美國對於RQ-4「全球鷹」的採購主要在FY2012以前,FY2012以前採購成本和其他成本均較為穩定,停止RQ-4「全球鷹」的採購後,其他成本也降到較低水平。

成本因素或為美軍大力發展察打一體無人機的動因之一。將MQ-9「收割者」和RQ-4「全球鷹」對比來看,MQ-9「收割者」的單位採購成本大約為1000萬美元,每年的採購數量較大,而RQ-4「全球鷹」單位採購成本高達1億美元,並且有逐漸上升的趨勢,採購數量較小。

美軍MQ-9「收割者」無人機系統成本主要由系統本身成本和支持成本構成。系統成本主要由新機採購、生產支持、地面控制站、地面數據終端和衛星鏈路構成,其中地面控制站包括固定地面控制站、移動地面控制站和雙向地面控制站;支持成本主要由政府開銷、初始備件/部署、支持設備、培訓設備等構成。MQ-9「收割者」近三年預算整體呈下降趨勢,2018財年預算中MQ-9「收割者」相關總成本為3.88億美元,其中系統成本為3.5億美元,佔90.2%。

美軍RQ-4「全球鷹」無人機系統成本主要由飛機採購成本、支持成本和地面控制站成本構成。美軍在過去共採購了45架RQ-4「全球鷹」,共花費31.43億美元,近年來未採購RQ-4「全球鷹」新機;支持成本主要包括備件、航空站建立、設備支持和其他採購支持等,過去共花費9.93億美元,2018財年沒有這一方面的預算;過去地面控制站的花費共計2.18億美元,近幾年同樣無相關預算。

2018財年與RQ-4「全球鷹」無人機相關的預算主要包括後期更新製作費用和感測器的採購和支持費用,共計0.87億美元,其中後期製作費用為0.19億美元,感測器相關費用為0.68億美元。

RQ-4「全球鷹」後期製作費用主要包括支持成本,包括生產線、項目管理和其他政府支出,共計,0.19億美元;

RQ-4「全球鷹」感測器相關費用主要包括硬體成本和支持成本,其中硬體成本為MS-177A感測器和輔助設備的採購成本,共計0.29億美元,支持成本主要包括設備、承包商費用和其他政府支出,共計0.39億美元。

2.3

美軍偵察無人機全空域覆蓋,攻擊無人機武器裝備先進

美軍現役偵察無人機型號多樣,低中高空全面覆蓋。美軍現役偵察無人機主要包括RQ-7B「影子」、RQ-4「全球鷹」、BQM-147「敢死蜂」、RQ-21A「黑傑克」和MQ-8「火力偵察兵」等,全面覆蓋低中高空,可在多種飛行高度下執行偵察任務,從而適應各種場合的軍事需求。高空長航時和中高空長航時無人機主要用於戰略偵察和戰術偵察,為各國列裝的主流裝備和重點發展方向;而中低空無人機主要用於戰前快速偵察,主要配備於陸軍和海軍。

BQM-147「敢死蜂」為一款低空近程偵察無人機,其最大飛行高度為3000米,續航時間僅3小時,凈重43千克,屬於小型戰術無人機。

RQ-7B「影子」為一款中空中近程偵察無人機,其最大飛行高度為4600米,續航時間為6小時,凈重170千克,屬於較輕量級的無人機。

RQ-21A「黑傑克」為一款中空長航時偵察無人機,其最大飛行高度為5900米,續航時間長達16小時,但其起飛重量僅為61千克,小而輕的機身卻具備強大的飛行性能。

MQ-8「火力偵察兵」為一款中空中程無人直升機,其最大飛行高度為6100米,續航時間8小時,起飛重量達1430千克,屬於垂直起降的重型無人機。

RQ-4「全球鷹」為一款高空長航時偵察無人機,其最大飛行高度達18000米,可續航32小時以上,凈重14628千克,體型龐大,屬於重型無人機,為目前世界上最先進的無人機。

美軍攻擊無人機武器裝備先進,打擊能力強。美軍現役攻擊無人機主要包括MQ-1B「捕食者」、MQ-1C「灰鷹」和MQ-9A「收割者」。均裝有AGM-114「地獄火」反坦克導彈,具有發射距離遠,精度高,威力大等優勢,採用激光制導,抗干擾能力強;並且均裝備合成孔徑雷達,具有高分辨的優點,能夠有效識別偽裝和穿透掩蓋物。

2.4

五家製造商分食美軍機訂單,產品差異化競爭

美軍現役無人機主要由五大製造商供應。美軍無人機的主要供應商為諾斯羅普·格魯門公司、通用原子公司、洛克希德馬丁公司、波音公司和德事隆公司,其中格魯門公司和通用原子公司佔據全球一半以上的市場份額。這幾大無人機供應商定位有所不同,產品呈現一定的差異化競爭,這幾家公司結合自身優勢,深耕細分市場,各自推出具有針對性的產品,僅存在較低程度的競爭關係。

諾斯羅普·格魯門公司的主要產品為RQ-4「全球鷹」系列和MQ-8「火力偵察兵」系列重型偵察無人機。其研發的RQ-4「全球鷹」無人機是世界最頂級的無人機之一,是目前世界上飛行時間最長、距離最遠、高度最高的無人機,至今仍保持著世界無人機領域的多項最高紀錄;而MQ-8「火力偵察兵」為艦載垂直起降戰術無人機,除了執行海上偵察任務外,還可以引導海軍和海軍陸戰隊的武器對目標實施精確打擊。

通用原子公司的主要產品為MQ-9A「收割者」、MQ-1C「灰鷹」和MQ-1B「捕食者」重型攻擊無人機。「捕食者」無人機和由其改進而來的「灰鷹」無人機均為中海拔、長時程的無人機,「捕食者」和「收割者」無人機均為目前比較活躍的無人機,在美軍多次對外戰爭中發揮了重要作用,被美國空軍用於高優先順序目標的空襲。

德事隆AAI公司生產的RQ-7B「影子」和RQ-2B「先鋒」均為中型偵察無人機,AAI公司於2007年被德事隆公司收購,目前作為德事隆公司旗下的無人機系統業務部門運作,RQ-7B「影子」和RQ-2B「先鋒」在伊拉克和阿富汗戰場均起到了至關重要的作用,先後執行偵察任務數萬架次。

洛克希德馬丁公司主要為美國空軍生產RQ-170「哨兵」重型偵察機,被外界稱為「坎大哈野獸」,具有中等效果的隱形功能,目前保密級別較高,美空軍只發表了簡短聲明稱該無人機作用為「為前線戰鬥部隊提供偵察及監控支援」。

波音公司生產的RQ-21「黑傑克」為輕型偵察機,屬於小型戰術無人機,用於代替波音公司研製的「掃描鷹」無人機,使用與「掃描鷹」無人機相同的發射和回收系統,主要供美國海軍和海軍陸戰隊使用。

從市場份額來看,格魯門公司和通用原子公司佔據全球一半以上的市場份額。目前全球中高端軍用無人機主要由大型飛機專業公司研發,美國格魯門和通用原子兩大製造商牢牢把握著市場份額前兩名的位置,其他有競爭力的製造商主要分布在英國、以色列、中國和俄羅斯。

2.5

美國無人機發展規劃

美國發布多個指導性文件規劃軍用無人機發展。從2000年至今,美國已經發布了6個版本的無人系統路線圖和一個未來40年的無人機發展規劃,其目的在於協助國防部決策者規劃無人機的研發與採購的長期戰略,並指導工業界有序地進行無人機相關技術的研發工作。

美國於2009年發布了《美國空軍2009~2047年無人機飛行計劃》。以條令、編製、訓練、作戰物資、領導者的培養、人員與設施以及政策的形勢對美國空軍無人機系統的發展規划進行了概述,該計劃主要包括四個構想、五個主要步驟和多個重點目標。

該計劃主要反映了以下四個發展構想:

一是構想在什麼情況下無人機系統可以替代傳統有人系統任務。

二是構想利用不斷增加的自動化、模塊化和可持續性的系統來保持美空軍使用無人機系統的能力,並且通過無人機系統全套性能,打造更加精幹、更加具有適應性、可定製的、可伸縮的部隊,以實現聯合部隊的作戰能力的最大化。

三是構想美空軍與其他軍種、盟友、學術界和工業界合作開發、利用無人機系統所提供的持續能力、彈性、自主和效率等功能。

四是構想美空軍從無人機系統獲得最多的東西用來增強聯合作戰能力,同時促進軍種間的依賴與支援,以最明智、最高效地使用經費。

該計劃還規定了發展過程的五個主要步驟:

第一步:設定無人機系統可用任務領域,審視聯合戰略文件來確定無人機系統可以服務於聯合部隊的最佳任務領域。

第二步:應用能力評估和風險評估的結果,對照定義的無人機系統能力領域,來確定近期、遠期在操作方面的差距和不足。

第三步:對實施能力和不足之處的嚴重程度進行加權排序,劃分發展無人機系統可行能力領域的優先次序。

第四步:形成包含各種會影響無人機功能、管理和使用的因素清單,對照該清單發展能力組合。

第五步:確定當前的行動計劃。

此外,《2009-2047美國空軍無人機系統飛行計劃》規划了人員培訓、整合和幾種無人機系統發展建設的具體目標:

2014年前,為MQ-1「捕食者」和MQ-9「收割者」提供有保護的通信。

2015年,完成新型號多用途中型無人機研製,每個州都將有無人機系統飛行來支援國防部任務。

2020年,空中或地面上的一個控制人員將可以同時控制多個無人機,一架無人機可為多架飛機進行空中加油。

2030年,無人機具有「自動瞄準交戰」能力,無人機將能夠實現空中相互加油。

2047年,無人機將具有全球打擊能力,甚至掛載核武器。

美國於2013年發布了《無人系統整合路線圖(2013~2038)》,為美國陸軍研發、裝備和在全譜作戰中使用無人機系統提供了廣闊視角。路線圖的時間跨度為25年,它將其劃分為3個截然不同的階段:近期發展階段(2013-2017年),中期發展階段(2018-2021年)和遠期發展階段(2022-2038年)。

近期發展階段:繼續快速地將無人機系統整合到戰術級單位之中,以適應部隊當前的作戰需求,近期發展階段的無人機系統包括增程多用途無人機系統和「獵人」、「影子」、「渡鴉」無人機系統;

中期發展階段:陸軍實現與無人機系統的一體化,無人系統和地面無人車輛、無人值守感測器將通過通用互操作標準開啟團隊合作之路;

遠期發展階段:有人系統和無人系統將在通用性和能力上都得到極大提升,技術上不斷推進,提高無人機系統的續航時間和負載能力,無人機系統可以全天候行動,具備感知並規避能力,將被納入到國家空域系統的管理範圍中。

該路線圖針對未來作戰環境提出了美國空軍無人機系統未來的發展願景,核心內容可歸納為「兩大發展方向和四個頂層目標」。

圍繞未來的作戰環境和使命任務,確立兩大發展方向:一是增強在高威脅和對抗環境中的作戰能力;二是進一步擴大使命任務範圍,新增任務將包括運輸、空中加油、網電攻擊、壓制/摧毀敵防空、防空反導、空中優勢、空間對抗等。

針對未來運用和發展的關鍵問題,提出四個頂層目標:一是實現無縫集成、支撐跨域協同;二是實現高度的靈活、自主和敏捷性;三是實現普適的互操作性;四是建立協同發展機制。

3

中國軍用無人機發展迅速,市場廣闊

3.1

中國軍用無人機:發展迅速,譜系仍待完善

從仿製到自主研發,解放軍無人機裝備發展迅速,進入21世紀後開始爆髮式增長。解放軍無人機經歷了「進口-仿製-自主研發」三個階段,當前大規模裝備的無人機均已國產化,並研發出系列機型,發展迅速。

進口:上個世紀,中國曾從以色列購買了一批「先鋒」無人機,用於炮兵定位和校射偵察,但數量不多,具有很強的實驗性。

仿製:20世紀60年代,由於蘇聯援助的取消、專家的撤離,解放軍空軍試驗用的拉-17無人靶機嚴重缺失,因此開始仿製拉-17並成功研製「長空一號」無人靶機,在中國空空武器等試驗中發揮了重要作用。

自主研發:1966年12月,首款高速無人靶機首飛成功,標誌著中國已經掌握了無人靶機的研製,進入到21世紀後,中國軍用無人機開始爆髮式發展,尤其是「彩虹」、「翼龍」系列無人機的研製成功,標誌著中國自主研發設計軍用無人機的水平已經邁入了國際先進水平。

目前新亮相的軍用無人機主要集中在察打一體型無人機。近十年來,察打一體型無人機發展迅速,先後亮相了包括「翼龍」系列、「彩虹」系列、「利劍」和「雲影」等攻擊無人機,而純偵察無人機則主要包括「翔龍」和BZK-005偵察無人機,與美軍相比,解放軍無人機裝備仍存在機型不健全,裝備數量不充足等缺陷。參考美軍無人機裝備情況,解放軍無人機裝備成長空間較大。

2000年以後新亮相的偵察無人機包括BZK-005和「翔龍」無人偵察機。

BZK-005無人機是哈飛與北航聯合設計的一種具有隱身能力的中高空遠程無人偵察機系統飛行器,這款無人機曾在2006年珠海航展上中航工業的錄像里出現過,機身上攜帶了一個大型衛星接收天線,用於接收地面指令,同時傳輸偵察圖片;

「翔龍」無人偵察機由成飛和貴州航空工業集團聯合設計,其探測系統包括機載合成孔徑雷達、光電系統、電子情報偵察系統等,可以在晝夜全天侯條件下對目標進行探測、識別和跟蹤,配備的衛星通信系統可以把獲得的圖像通過衛星通信系統傳遞給後方指揮中心,讓指揮員獲得實時的現場信息,從而為正確決策提供有力的支持。

2000年以後新亮相的能夠實現察打一體的攻擊無人機包括「翼龍」系列、「彩虹」系列、「利劍」和「雲影」等。

「翼龍」系列無人機是由中航工業研製的一種中低空、長航時察打一體型無人機。可攜帶各種偵察、激光照射/測距、電子對抗設備及小型空地打擊武器。可執行監視、偵查及對地攻擊任務等任務,也可用於維穩、反恐、邊界巡邏等。總體性能已經達到了國際上同類型無人機的先進水平;

「彩虹」系列無人機是中空長航時察打一體型無人機,由中航空氣動力技術研究院研製,已從「彩虹1號」-「彩虹5號」發展出多個機型,並且從「彩虹5號」開始安裝了余度飛控系統,能夠確保在飛控系統軟、硬體故障和惡劣天氣飛行時依舊思維清晰,「彩虹」系列無人機可以執行「定點清除」「斬首行動」等作戰任務,並且憑藉長航時、隱蔽性強的優勢對地面目標進行持續壓制;

「利劍」無人機是有沈飛設計的飛翼布局隱形無人攻擊機,並於2013年底首飛成功,標誌著中國成為世界第三個試飛大型隱身無人攻擊機的國家;

「雲影」無人機是由成飛研製的高空高速無人機,配備了先進的渦噴發動機,噴氣速度高,高空高速性能好,能夠在14000米高空巡航,最大飛行速度為620km/h,比美國MQ-9「收割者」無人機快200km/h,具有國際先進水平。

「彩虹」系列無人機是中國目前型譜最齊全、最早實現出口的無人機。包括彩虹1-5、彩虹801-805兩個系列,其中彩虹3-5為主打察打一體的中大型無人機,彩虹801-805為小型無人機。

中美代表機型無人機性能方面各有所長。美國偵察無人機的代表機型為RQ-4「全球鷹」,中國為「翔龍」,「全球鷹」作為目前世界上最先進的無人機,其起飛重量和續航等諸多性能均優於「翔龍」,但飛行高度和飛行速度不及「翔龍」;美國攻擊無人機的代表機型為MQ-1「捕食者」,中國為「彩虹4號」,「彩虹4號」在翼展、起飛重量、巡航速度和續航上全面超越「捕食者」,但在最大飛行高度上略弱於「捕食者」。

與美國相比,中國軍用無人機譜系仍待完善。從低空到高空、近程到遠程、微型到重型,美軍幾乎涵蓋了所有類型的軍用無人機,甚至還包括垂直起降型無人機和運輸用無人機,而中國現役軍用無人機主要集中在中高空、遠程、重型的無人機,與美軍相比譜系仍待完善。

中國現役的「翼龍」系列、「彩虹」系列均屬於中高空長航時無人機、「翔龍」和「雲影」均屬於高空高速的重量級無人機,而在中低空範圍、小型、輕型無人機領域,缺乏代表機型。

此外,美軍垂直起降的無人直升機「火力偵察兵」和用于軍事運輸的「雪鵝」無人機,也是中國尚未覆蓋的領域。

3.2

內需和出口協同,中國軍用無人機市場空間廣闊

中國軍用無人機技術發展迅速,走向世界。中國軍用無人機雖然發展起步晚,但發展迅速,從60年代開始的幾十年里,中國先後研製出多種無人機並列裝部隊,進入21世紀後,中國軍用無人機開始爆髮式發展,發展出了「翼龍」系列無人機、「彩虹」系列無人機等性能優良的無人機,並且其中多個機型已經實現出口,走向世界。

全球軍用無人機市場空間廣闊。根據南洋科技公告,市場預測機構蒂爾集團(Teal Group)在2013年無人系統國際協會(AUVSI)會議上公布的全球預測:未來10年全球無人機花費將翻番,由2014年52億美元增至2023年116億美元,總規模達840億美元,年均複合增長10.8%。

未來十年中國軍用無人機存在千億級市場空間。根據《2018-2024年中國軍用無人機行業深度調研及投資前景分析報告》(中國產業信息網),中國軍用無人機需求總額將以15%的複合增長率增長由2013年5.7億美元增至2022年20億美元,需求總額將達到120億美元。

中國軍用無人機產業的快速發展具備多種優勢。低成本、高效益的經營模式;擁有專業人才、技術實力雄厚;產品性能優越;推行國際化戰略;推動軍民融合。

3.2.1解放軍無人機列裝拉動內需,政策為產業化護航

解放軍各型號無人機列裝穩步推進,促進國內市場繁榮。新華社2015年9月6日報道,9.3閱兵無人機已列裝部隊,由新型高空遠程戰略偵察無人機、新型高空遠程戰役偵察攻擊無人機和新型低空近程戰術偵察無人機等三型11架無人機組成的無人機方隊,在天安門廣場接受檢閱。解放軍無人機的列裝,將促進中國軍用無人機國內市場的繁榮。

政策導向下,中國無人機產業化將穩步推進。在中國國防部2015年發布的國防白皮書《中國的軍事戰略》中,明確提出「世界新軍事革命深入發展,武器裝備遠程精確化、智能化、隱身化、無人化趨勢明顯,太空和網路空間成為各方戰略競爭新的制高點,戰爭形態加速向信息化戰爭演變」;此外,《中國製造2025》和《「十三五」規劃綱要》均提出了要推進無人機的產業化,因此,無人機將作為未來裝備體系的重要力量和關鍵裝備。

3.2.2地區衝突促進出口,高性價比備受青睞

中東和印巴地區局部戰爭頻發,將促進中國軍用無人機出口。除中國解放軍外,軍用無人機行業下遊客戶主要為國外軍方及軍貿代理商,主要受國際安全形勢、國防任務、裝備採購計劃影響。當前,國際安全形勢不容樂觀,部分地區衝突不斷,比如中東地區和印巴地區戰爭頻發,極端主義活動猖獗,以沙烏地阿拉伯、伊拉克、阿聯酋為主的中東國家和巴基斯坦、埃及、奈及利亞等動蕩國家對軍用無人機的需求旺盛,在一定程度上會促進中國軍用無人機的出口。

高性價比成為中國無人機核心競爭力,多款機型呈合圍之勢。中國目前主要出口的軍用無人機為「彩虹」系列和「翼龍」系列,均屬於察打一體無人機,其中「彩虹-4」和「翼龍-1」對標MQ-1「捕食者」,「翼龍-2」和「彩虹-5」對標MQ-9「收割者」,多款機型與美國競爭,呈合圍之勢。從性能來看,中國無人機並不弱於美國無人機,甚至在續航等方面超過了同級別的美國無人機,而價格卻遠低於美國無人機,超高的性價比使得中國無人機受到沙特、埃及等國的青睞。

4

無人機踐行現代戰爭理論,重塑新時代作戰模式

4.1

美國攻擊無人機已多次實戰,未來戰爭中愈加不可替代

美軍無人機技術發達,作戰經驗豐富。美國是當今世界無人機數量最多、技術最發達的國家,並且在多次局部戰爭中使用了無人機,作戰經驗豐富,同時作戰需求也推動了其無人機技術的發展。

偵察無人機存在發現目標與打擊目標的延遲,催生攻擊無人機。在歷次局部戰爭中,無人機的情報、監視和偵察能力倍受肯定,但在實際戰場應用中,曾經出現坦克和敵軍部隊等移動目標在無人機發現目標之後,派出的有人攻擊機到達戰場之前就已經轉移的情況,這種發現目標和摧毀目標之間存在的時間延遲,促使美軍開始在捕食者無人機上裝備導彈。

美軍攻擊無人機在歷次戰爭中的應用較為成功。

2001年-2002年的阿富汗戰爭中,「捕食者」無人機首次執行了打擊任務,成功對地面目標實施了打擊;

2003年的伊拉克戰爭中,「捕食者」無人機共攻擊並摧毀了12個地面目標,其中包括防空導彈連、導彈發射裝置、伊拉克電視台雷達和衛星設施等;

此後的利比亞戰爭和敘利亞戰爭,美軍也派出了「捕食者」、「收割者」等攻擊無人機參與作戰。

「無人」並不影響無人機攻擊性。從美軍實戰應用效果來看,攻擊無人機的打擊效果並不會因其「無人」而打折扣,例如美國為「捕食者」無人機裝載的導彈為AGM-114「地獄火」導彈,此導彈採用採用激光制導,抗干擾能力強,不需目標照射保障,與通過其他方式發射的精確制導導彈相比並不會有什麼區別。公開報道顯示中國「彩虹」系列無人機也裝載了激光制導導彈,從「彩虹-3」開始就攜帶了AR-1激光半主動尋的空地導彈,可見未來攻擊無人機 精確制導導彈已成趨勢。

與有人機相比,無人機具有不可替代性。無人機可以代替有人機突入目標區域縱深執行各種作戰任務,可將飛行員的生命冒險程度降低到零,並且可在各種惡劣環境下長時間高強度飛行,在執行重要任務時並不會受到飛行員生理和心理因素影響;其次,使用無人機執行作戰任務具有較高的經濟性,如「捕食者」無人機的採購單價為450萬美元,而F-15戰鬥機的採購單價卻高達5000萬美元,前者不到後者的十分之一。

4.2

軍用無人機踐行現代戰爭理論,高度適應未來戰爭體系

信息化戰爭中,偵察、監視和情報工作仍將是軍用無人機最基本、最核心的應用領域。現代戰爭是以精確打擊為主要作戰手段的信息化戰爭,因而對情報信息高度依賴,利用軍用無人機可對戰區實施持久、高分辨的空中監視偵察。另外目前無人機已經在在信息作戰、察打一體和後勤保障等領域嶄露頭角,為了滿足未來信息化戰爭中的諸多用途,軍用無人機將向著高空長航時、隱形、微型化、空中格鬥化和平台通用化方向發展。

高空長航時化:為了偵察監視面積更廣闊的地域並獲得儘可能完整、無盲區的情報信息,就必須進一步提升飛行高度、延長續航時間。未來新型高空長航時大型無人機的飛行高度將逐步接近臨近空間,將可在空中停留數天、數周甚至數月時間,非常適合執行持久的情報收集和戰場監視任務,更適應未來戰爭需要。

隱形化:隨著先進防空武器技術的發展,未來軍用無人機將面臨更加複雜嚴酷的戰場環境,因此先進的隱形技術將被應用到無人機上來增強其戰場生存能力。包括採用複合材料、雷達吸波材料和低雜訊發動機,採用限制紅外光反射、減少雷達反射面等技術。

空中格鬥化:對於攻擊無人機來說,最突出的優點就是「無人」,因此在空戰中不必擔心飛行員的傷亡,未來攻擊型無人機將在戰爭中大顯身手。

微型化:微型無人機具有重量輕、體積小、造價低、隱蔽性好、操作簡便、機動靈活等優點,能夠監視衛星和普通偵察機探測不到的死角。作為士兵可攜帶的一種戰場偵察裝備,適合城市、叢林、山地等複雜環境下的特種部隊和小分隊作戰。其潛在的作用包括:空中監視、生化戰劑探測、目標辨識、通信中繼,甚至可以偵測大型建築物和設施的內部情況。

多用化和模塊化:平台機體通用化,能夠隨時更換機載設備以適應不同作戰任務的需要,是先進軍用無人機發展的必然趨勢。無人機機載設備實現模塊化設計並採用開放式架構,同一種無人機平台可根據戰場需要搭載不同類型的偵察監視設備、電子戰裝置或作戰裝備,從而實現一機多用。

多無人機相互配合、協同作戰成為發展大趨勢。在作戰任務日益複雜、戰場環境瞬息萬變的現代戰爭中,由於單架無人機發揮的作戰效能相當有限,多架無人機相互配合、協同完成複雜的作戰任務已成為一種趨勢。多無人機協同作戰就是把單個戰機作為獨立單元來思考,各個作戰無人機相互之間運用系統功能進行信息融合,進行協調一致的行動,完成對敵目標的打擊任務。

與單架無人機獨立執行任務相比,多無人機協同作戰具有以下優勢:

多無人機系統的功能性更強。多無人機群具備空間上、時間上和功能上的分布性,每架無人機可於同一時間處於不同的位置,也可以在同一時間完成多個不同的任務;

具有良好的容錯性。當無人機的工作環境發生變化,或無人機群中某無人機發生故障時,無人機之間可通過其內在的自組織能力及協同機制重新確立協同關係,進行任務的重新分配,無人機群的並行性和冗餘性可以提高系統的健壯性和容錯性;

完成任務更加有效可靠。多架不同能力的無人機可以通過協商,按照各自的航跡在規定時間內抵達目標位置,依次執行定位、識別、攻擊和評估等作戰任務,具有較高的工作效率和柔性,更適合於當前無人機集群化、智能化、網路化等方面要求,從而全面提高作戰自動化程度,並達到理想的作戰效果;

系統經濟性好。對於一些動態強,而且較為複雜的任務,多無人機協同作戰遠比無人機獨立作戰更容易完成任務,而且效能較高、經濟性更好。

2012年,美空軍利用2架「全球鷹」無人機成功完成了模擬無人機空中加油試驗,標誌著無人機在編隊飛行及協同方面取得了突破性進展。但從實戰角度看,各國在無人機編隊及協同方面的技術還不成熟,在編隊隊形、航跡規劃、信息交換等方面還有許多難關需要突破,距離實用推廣還有一段距離。

多無人機之間協同尚不成熟,各國優先發展無人機與有人機之間協同。由於無人機與無人機之間的協同能力尚不成熟,各國目前優先發展的是有人機與無人機之間的編隊和協同作戰能力。

美軍曾利用一架T-33技術驗證機(改裝為無人戰機的航空電子系統)與F-15E進行有人機/無人機協同飛行能力的驗證飛行;

2006年2月,波音成功進行了由AH-64D直接控制無人直升機發射機載武器的飛行試驗;

2007年,英國皇家空軍首次完成了有人機與無人機的模擬協同作戰試驗,一架經過改裝的「狂風」戰鬥轟炸機指揮3架無人機「模擬機」,對地面移動目標實施了模擬攻擊。

無人機與有人機之間的協同,是指一架有人機同時指揮一架或多架無人機,有人機既是編隊的長機,也是無人機的控制站。有人機對獲取的戰場信息進行分析和處理,根據作戰計劃、戰場態勢等制訂作戰方案後下達給無人機。在有人機的監控下,無人機將自主完成瞄準並攻擊目標這一系列過程。

目前比較理想的協同系統為「一帶三」空戰系統。理論上一個協同系統內負擔攻擊任務的無人機越多,系統的威力越大,但為了使有人機指揮控制員在空戰中能夠對無人機進行有條不紊的指揮控制,無人機的數量不宜過多。比較理想的空戰系統應由一架有人機和三架無人機組成:一架有人指揮控制機、一架無人雷達探測機(裝載火控雷達)和兩架掛載導彈的無人攻擊機組成。

有人機和無人機協同空戰系統的作戰優勢主要體現在空戰系統的分散式部署和戰術協同上。

無人攻擊機部署在最前方,在整個接敵過程中保持無線電靜默,與發射輻射信號的雷達機和有人機分布配置,可實現隱蔽接敵攻擊;

制導平台和發射平台分開部署,無人機發射導彈後,並不需要無人機本身對導彈進行繼續制導,而是由有人機擔負中段指令制導任務,可保證無人攻擊機在危險態勢下也能對敵發起攻擊,還可使其在發射導彈後立即機動脫離;

協同系統中兩架無人攻擊機分散排布,有利於對敵機實施不同方向的連續交替攻擊;

當無人機多次攻擊未果,目標進入有人機的導彈射程時,有人機可以抓住戰機,及時發射導彈,對目標發起飽和攻擊。

未來多軍種聯合作戰體系中,無人機將成為天空中的主力。信息化條件下的聯合作戰體系越來越受到各國重視,空中力量作為聯合作戰中不可或缺的一部分,無人機正日益成為惡劣環境和危險任務領域的主角,成為各國重點發展的對象,美國已經將無人機列入了實施網路中心戰的關鍵要素。

未來聯合作戰體系中,信息是最重要的一環,是所有決策的基礎,而無人機恰在信息的獲取方面具有顯著優勢,未來無人機將向著持久和高精度的偵察監視能力、實時快速的跟蹤定位能力發展,從而為聯合作戰體系中多維戰場實現高度信息共享提供強有力的支持。

陸航配合方面,無人機可與地面機動車輛、炮兵等連為一體,通過高速通信系統,形成一個現代化的作戰網路,使作戰效率大幅提高;

海航配合方面,可將雷達探測系統與無人機、無人潛航器等納入一個系統,形成一個先進、可部署的感測器系統大網路,將使整個戰場變得前所未有的清晰透明。

在高技術對抗背景下,立體聯合作戰要求以進攻為主,攻防結合,這對參與作戰飛機的機動性和生存能力具有較高要求,而無人機本身具有無人員傷亡、不會受到飛行員心理因素影響等優勢,因此在惡劣環境和危險任務領域具有重要作用,未來無人機將向著提高機動性、隱身化發展。

4.3

軍用無人機發展方向

4.3.1察打一體無人機

隨著無人機技術的發展,軍用無人機在未來戰爭中將扮演越來越重要的角色,有專家預言:「未來的空戰,將是具有隱身特性的無人機與防空武器之間的作戰」。而若想無人機實現真正意義上的作戰,那麼打擊能力將不可或缺,察打一體無人機正成為各國主要發展方向。

察打一體無人機在各大航展大放異彩。2016年3月,美國洛克希德·馬丁公司在阿布扎比航展上展出了「捕食者」察打一體無人機以及一款先進的隱身戰術級無人機;2016年11月,第十一屆中國國際航空航天博覽會在珠海舉行,中國航天科技集團及中航工業等展出了包括「彩虹-3」、「彩虹-4」、「翼龍2」以及最新款的「彩虹-5」在內的多款察打一體無人機。察打一體無人機頻頻亮相各大航展,說明其已受到各國的重點關注。

與單一功能的偵察無人機相比,察打一體無人機可縮短目標鎖定到實施攻擊的時間,優勢明顯。察打一體無人機的產生來源於對一些快速移動的目標實施打擊時,從偵察無人機發現目標到派出有人機打擊目標的時間太長,使得目標有時間轉移,而察打一體無人機可以在發現並鎖定目標後短時間內實施打擊,並且未來戰爭的判斷、決策和行動的全程必須在作戰現場極短時間內完成,與單一功能的無人機相比,察打一體無人機反應迅速,優勢明顯。

與有人機相比,察打一體無人機最大的優勢就是「無人」。在戰時能實現人員零犧牲,並且具有優異的機動性,可到達人員難以到達的地區,同時,無人機不受機動載荷的制約,生存能力大幅提高,可有效減少人員和裝備的損失,在戰時能發揮重要作用。

價格因素或將促使察打一體無人機替代戰鬥機。有人戰鬥機經過幾十年的發展,目前已經發展至第五代,戰鬥機的研製價格也愈加昂貴,美國的F-22和F-35戰鬥機造價均超過了1億美元,而「捕食者」察打一體無人機價格約為400萬美元,中國的「彩虹-4」無人機價格甚至低至100萬美元,可見察打一體無人機可以大大降低作戰成本,有分析指出,未來第六代戰鬥機很有可能向無人化發展。

有人戰鬥機存在人員傷亡風險,各國開始尋求以察打一體無人機代替有人戰鬥機。目前戰鬥機已經成為空戰的主角,然而若發生戰鬥損失,人員傷亡的風險將遠遠超過裝備損失的風險。沙特已經向中國採購了300架彩虹-4察打一體無人機,將大大減少沙特空軍的損失,並且能保證任務的完成率,非常適合沙特這類缺少飛行員和地勤人員的國家裝備。

4.3.2微型無人機

微型無人機從誕生就被定義為軍用無人機。美國國防部長下屬國防空中偵察處1996財年無人機報告將微型無人機定義為「一種任何幾何尺寸都小於15厘米並裝載小型有效載荷、簡單航空電子和通信鏈路足以完成所需戰鬥飛行任務的無人機」。可見微型無人機從誕生起便是旨在執行軍事任務的,雖然目前也多用於民用,但其未來在軍事領域的應用仍不可忽略。

微型無人機優點多,目前主要用於單兵操作的近距離偵察航拍任務。微型無人機具有體積小、雜訊低、機動性高、成本低等多種優點,非常適合用於城市作戰和士兵難以進入的區域。目前美國的海軍陸戰隊就已裝備了多種微型無人機,主要用於單兵操作的近距離偵察航拍任務。

微型無人機體積小、雜訊低,因此很難被探測和識別,並且很難被擊落,非常適用於隱蔽作戰和跟蹤,並且可以用背包來存儲和運輸,便於隨身攜帶。

微型無人機在飛行過程中的靈活性非常高,可在城市作戰中穿越街巷或在野外作戰中翻越丘陵,在士兵所難以到達的位置或區域提供情報、預警和偵察能力,完成作戰任務。

相對大型無人機,微型無人機造價低廉,並且可以完成一些危險性較高的任務,即使出現失控或墜毀的情況,其損失成本也很小。

未來科技發展將助力微型無人機發展。隨著高精密計算機和納米技術的發展,將感測器、電動機等數字智能裝置集中在一塊晶元上,製造出幾厘米甚至更小微型裝置將不再困難,未來微型無人機將向提高續航、縮小體積、智能化和多功能化發展。

提高續航:目前微型無人機的續航時間和飛行半徑普遍偏小,僅能滿足一般任務的需要,卻不適用於未來高強度的現代化作戰任務,因此通過優化功耗或改善空氣動力學性能來提高續航時間將是一大發展方向。

縮小體積,降低雜訊:微型無人機的體積過大將會影響其隱蔽性和可攜帶性,同時,旋翼無人機在飛行過程中也存在雜訊過大的問題,對實戰應用產生了一定的阻礙,因此減小體積,降低飛行雜訊,仍然是小型無人機需突破的瓶頸。

拓展使用功能,加強智能化:目前微型無人機攜載的有效載荷主要為高清攝像設備和熱成像設備,其應用領域僅限於偵察並傳輸圖像,隨著未來有效載荷集成化程度的提高,微型無人機的使用功能也將得到拓展。此外,現階段大部分無人機均依靠程序控制,微型無人機的智能化也將成為一個發展趨勢。

5

軍用無人機產業鏈梳理

5.1

軍用無人機產業鏈梳理

軍用無人機產業鏈涵蓋構件、部件、總設與總裝、服務等,總設與總裝是最重要環節。在軍用無人機產業鏈中,主機廠負責無人機的總體設計與總裝,由於現階段軍用無人機功能分化,行業總體上處於研發推動階段,並且大部分情況下是由主機廠直接與軍方進行需求溝通與招標,因此總設與總裝廠在整個軍用無人機產業鏈價值構成中佔據大部分比例。

中國軍用無人機工業由中航工業集團、航天科技集團、航天科工集團以及北航、西工大領軍。目前中國軍用無人機從研發到生產,大多由中國航空工業集團和航天科技集團旗下的科研單位和生產製造子公司完成,其中設計研發主要由成都飛機設計研究所、瀋陽飛機設計研究所、空氣動力技術研究院等完成,再聯合貴州航空工業集團、哈爾濱飛機工業集團、洪都航空工業股份有限公司等單位完成生產製造。另外北京航空航天大學、西北工業大學和南京航空航天大學等高校科研單位也參與了部分機型的研製。

「民參軍」推動相關企業進軍無人機產業。根據工信部、國防科工局聯合發布關於推薦《民參軍技術與產品推薦目錄(2016年度)》信息的通知,無人機系統被納入2016年度民參軍目錄的重點領域,這意味著,無人機產業已成為促進中國軍民融合發展的主要方向之一。目前南洋科技、長鷹信質等均已通過資產重組或戰略合作等方式進軍軍用無人機產業。

來源:廣發軍工研究團隊

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編輯丨周君


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