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主题:军用UAV的发展
发信人: only()
整理人: only(1999-11-26 04:25:39), 站内信件

军用UAV的发展
马克·休西斯
  很少有人怀疑无人驾驶航行器(UAV)在诸如侦察、监视以及目标捕获(RSTA)等战场作
用的价值。然而几个公开项目的参加者从付出代价的经验中发现整个作战系统环节的强
度只与其中最薄弱的相当。发动机、传输装置、有效负载、飞行控制系统以及数据链都
是潜在的薄弱环节,因为它们不易量化。这些包括UAV能实际提供给指挥员的期望级、地
面操作人员执行训练和控制任务的方式,以及人坐在座舱而不是地面控制站的姿势。
  尽管有这些潜在的缺点,世界各国的许多武装部队(尤其具有意义明确的主动威胁,
小规模预算和有限人力的那些部队)照例证明UAV确实是倡导者所宣称的兵力倍增器。最
近在技术、特别是有效负载领域的显著提高加速了这个进程。由于传感器组件变得更轻
、更紧凑,并且更便宜,这使小型UAV作战能力更强和更加成本有效。例如,到目前为止
,美国飞机武器装备有限公司(AAI)在其“拓荒者”/“跟踪者”系列综合了共计17种类
型的传感器。除了RSTA有效负载,还包括用于电子战、化学试剂探测,以及气像测量的
组件。
  以色列和南非的武装部队很早就朝作战UAV转换,目前他们在这个领域的国防工业具
备了实质性的专业技术。
  以色列航空工业公司(LAI)的马拉特分部和银箭公司(SilverArrow)都为以色列国防
部队(IDF)和国外客户研制航行器系列。IAI的产品包括在美国服役中证实具有良好性能
的“拓荒者”(见下文);从1986年IDF一直使用的“侦察兵”;瑞士武装部队所采用的、
LAI与厄利康-康特拉夫斯公司为其他欧洲项目合力改进的“突击队员”;以及适用于I
DF和海外的“搜寻者”。LAI和银箭公司分别都以EyeView和Micro-V的形式提供近程系
统。
  在安哥拉战争期间,南非武部队增长了有关UAV的见识,并于1986年在安哥拉首次部
署了Kentron公司的探寻器。当地条件使传统侦察方法难于或不能使用:茂盛的草木和沼
泽地制约着作战行动,没有作为观察点的高地,公路和跑道稀少且间距遥远。
  Kentron公司继续改进探寻器,根据一项价值近二千万美元的合同,今年年初,阿尔
及利亚空军定购了一套系统。而南非国防部队则已经选择高级技术和工程(ATE)的“秃鹫
”作为第二代监视UAV。1994年公司为此获得一项合同,把“秃鹫”发展成为无人空中观
察系统(UAOS),为G5(牵引式)和G6(自行式)155毫米榴弹炮以及127毫米多管火箭炮等获取
目标。
1 追溯来源
  UAOS形成了炮兵目标截获系统的一部分,并和三脚架基础型炮兵观察系统(BAOS)以
及装有航行器的增强型炮兵观察系统(EAOS)一起操作。它旨在二千米高空三千米斜距处
探测坦克大小的目标,并在半径100米内以误差不足2分的精度提供目标位置。
  几个欧洲国家已经以师级部署UAV。捷克共和国空军技术研究所已研制了Sojka-II
I(Jay)系统来满足陆军的需求,并于去年七月声明此系统是完全实用的。法国陆军在引
进欧洲无人驾驶航行器Brevel之前购买了两套SAGEMCrecerelle系统(每套配12个航行器
)来提供间歇能力,现在计划至少让它们服役到2005年。Crecerelle使用能以高达240千
米时速飞行且续航力为3小时的Meggitt防御系统“幽灵”航行器。SAGEM公司已经向荷兰
和瑞典军方(后者以Ugglan命名)出售了Crecerelle的改进型Sperwer,它使用自己的(更
大型)的航行器设计。Sperwer正与MatraBae动力公司的Tucan95、LAI/厄利康-康特拉夫
斯公司的“突击队员”以及Alliant技术系统公司的“先遣者”(见下文)相竞争以满足芬
兰武装部队的要求。
2 搜索队伍中的法国“狐狸”
  另一家法国公司,CAC系统公司,提供UAV系统的“狐狸”系列。其中包括多任务“
狐狸”-MLCS,它只用一辆梅塞德斯Unimog牌6×6型越野卡车装载4个UAV以及所有有关
的地面设备和三名操作人员。航行器包括重90千克(连同重达15千克的有效负载),续航
力一小时三十分钟的“狐狸”AT1侦察设备改型;或是二者都重140千克(连同25千克的有
效负载),续航力5小时的更大型“狐狸”AT2(侦察)或者“狐狸”TX(电子战)。Dassaul
t电子技术公司能为“狐狸”TX提供多种有效负载。此外,CAC系统公司还分别提供Heli
ot和“狐狸”垂直起落航行器,或是再与“狐狸”-MLCS型综合。
  MeteorCAE公司正在向意大利陆军提供MirachUAV系列的成员,用于CATRIN军级指挥
、控制和通信系统的SORAO部件。西班牙国家航空技术研究院(INTA)正在为国家武装部队
研制SIVA短程监视UAV,通用电气公司-马可尼航空电子技术部继续为英国国防部(MoD)
解决处于故障中的“凤凰”项目。
  几个欧洲国家也要求能向前沿部署的部队直接提供侦察信息的轻型(一般最重为30千
克)和廉价的UAV系统。以研制水雷探测设备著称的奥地利Schiebel公司已经扩大了生产
线,外加生产Camcopter小型无人驾驶直升机。美国武装部队已经评估了航行器反布雷以
及其它作用。德国BWB防御采购部已经选择了一项由牵引式目标制造厂商EMT提供的设计
,并根据LUNA(无人防空侦察设备)项目于今年和以色列工业公司协作进行进一步的评估
。德国陆军曾一度想购买25~50套LUNA系统,共计200~400个航行器,于2002-03年服
役,然而现在这种规模的采购是不可能的。
  法国陆军评估了宇航空间导弹公司Hussard2和TechnoSud工业公司/汤姆逊-CSF导弹
电子公司的VigilantF2000M小型无人驾驶直升机,二者都参加了初期LUNA评估,以帮助
细化旅级UAV系统支援装甲部队的要求。宇航空间公司已经演示了公司投资生产的Hussa
rd2,它使用常规无线电控制和光纤数据链。后者具有高带宽和抗干扰性的优点。Hussa
rd2续航力为1小时,最大距离约8千米(载运光纤的长度)。它只需要一个起飞用的长40米
宽5米的简易跑道,它的巡航时速高达130千米。VigilantF2000M机长2.3米,最大起飞重
量30千克,能装运10千克,能装运10千克有效负载到20千米的距离。
3 轻型ALO
  INTA公司已经研制了包括RSTA的适于民用、军民两用和军用的各种各样的ALO轻型U
AV。ALO系统包括一辆装载一个发射装置、地面控制站以及三个UAV的诸如梅塞德斯Unim
og牌的轻型通用车。UAV能运载重达6千克的通用型可控热成像仪或电视摄像机。ALO续航
力为2小时,一般作战半径50千米,飞行时速高达200千米。
  英国防御评估和研究院(DERA)正在从事由其前身皇家航空研究院(RAE)开始设计的X
RAE-1航行器的实验,以协助MoD拟定能补充“凤凰”的系统要求。这个以前称之为战斗
群无人驾驶飞机(BGUMA)的项目现在叫作发送装置。
  美国海军(USN)用“拓荒者”的经验表明主张以声设计为基础并坚持加以改进的经验
取得了收获。虽然,“拓荒者”名义上是海军的作战资源,但它主要用于支援陆军作战
。1986年USN最初临时定购了以色列研制的成品设计的航行器,尽管它并没有满足三军全
部服役的所有要求。在以后的四年里,美国领取许可证者AAI研制了一种曾在1990-91年
的海湾战争期间成功作战的实际增强的改型。到目前为止,AAI已经生产了200多个“拓
荒者”,其中65-75个“拓荒者”有随舰队作战的经历。目前官方计划让“拓荒者”在
军队服役到2003年,有可能会延期到2007年。
  1991年由AAI和IAI形成的合资公司,“拓荒者”UAV公司(PUI),作为主要的项目承
包商已经选择WESCAM12DS型(双传感器)有效负载来升级“拓荒者”。陀螺减摇装置包括
一个基于锑化铟耀眼焦面阵列的高分辨率的热成像仪,以及一个带有变焦距镜头的彩色
昼间电视摄像机。
  随着1990-91年的海湾战争,AAI公司曾与涉及“拓荒者”作战的各界人士进行交谈
以便获得使其性能进一步增强的反馈意见。该公司把这些建议合并生产出“跟踪者”60
0,它使用“拓荒者”同样的机身,具有弯曲设计的机翼,但是用同一种工具建造的。新
型机翼调整了燃油囊,使“拓荒者”的容量从48升加倍到96升,并使续航力提高到14小
时左右。诺顿AR801发动机的采用增加了它的可靠性。“跟踪者”600的客户包括罗马尼
亚,它最近接收了六个航行器和一个地面控制站。
  美海军陆战队(USMC)把BAI航空系统BQM-147AExdrone作为完成RSTA和战斗损失评估
的一种费用不高的方法,并向作战和实验部队提供使用UAV的经验。三角形机翼设计使最
大起飞重量为40千克,作战半径50千米。在战场由两辆HMMWV轻型通用车辆运输的Exdro
ne系统包括十个航行器、两个地面控制站、一个气动式发射装置,以及地面支援设备。
在1990-91年的海湾战争期间,Exdrone从事护航、路线和点侦察以及观察炮兵射击。它
也继续在实验中作业,仅在1997年就参加了五项演习,BAI声称美国空军(USAF)的UAV作
战实验室对它的使用很感兴趣。
  去年海军陆战队作战实验室在亨特·沃里尔先进的作战实验期间(它构成海军研究所
主办的海龙高级概念技术演示的一部分)用改进的Exdrones进行了试验,证明了航行器在
作战中扩充RSTA应用的潜力。结果,USMC计划把高达40个Exdrone转移到实际增强的“龙
”无人驾驶航行器的配置中。五月初把基线增强标准的首次改进型装运到圣迭戈,并在
两栖攻击舰USS德卢斯上进行综合和海上试验。接着,USMC计划在基于美国东西海岸的海
上远征队上部署UAV作战。
  “龙”无人驾驶航行器进行的改进主要在两个方面:增强对地面车辆的瞄准精度(预
计15米内)和舰艇基板所需的改进。这些已涉及到如下的方面:添加了航行器和地面站的
差分全球定位系统(GPS)装置;安装了新的装配电路、自行驾驶仪,以及一个更大滑动起
落装置;重新装配了包括带有摇动/倾斜/变焦昼间电视摄像机的现有机腹传感器设备以
集成Leica激光测距仪;研制了一种改进的发射装置;引进了网络回收系统(netrecover
ysystem);以及把现有Quadron100SS发动机转换为柴油驱动。
  位于Patuxent河的美海空战斗中心航空分部进行的飞行试验、风洞测试以及电磁干
扰措施已经排除了舰艇部署的这些问题。一些另外仍在研制中的改进,包括夜间传感器
设备(由带有综合激光测距仪的inframetrics热成像仪构成)以及一个制导翼伞回收系统
。一种使用低地球轨道上的卫星通信中继设备将是进一步有潜力的开发项目。公司也在
投标用于出口的Exdrone/“龙”无人驾驶航行器系列,并正在研制自己比较便宜的(35,
000-40,000美元)基于常温热成像仪的夜间传感器装置。
4 三军通用的“先遣者”
  “先遣者”战术UAV(TUAV)旨在作为三军通用的资源,能向美陆军旅级、USMC海陆空
特遣部队以及USN指挥员们提供近实时瞄准和其它战场信息。计划“先遣者”以半径高达
200千米作战,载有基线昼/夜光电传感器设备,可以执行军/师和旅级任务。
  1996年5月,美海军航空系统指挥部交给Alliant技术系统公司一项为期两年生产“
先遣者”ACTD的合同。按照初期产生的一系列问题,包括过分振动和增重,公司加长机
身25厘米,用UAV发动机有限公司(UEL)的旋转设计取代原先的McCulloch发动机。这样它
比其先辈轻了16千克,不需要驱动轴,并且易于接近。去年11月,集成了这些增强性能的
第三个样机进行了首次飞行。
  4月末,Alliant技术系统公司向美国陆军交付一整套“先遣者”系统(航行器和地面
设备)用于军事通用评估(MUA),正在由位于德克萨斯州胡德要塞的第15军事情报营进行
。到那时为止,航行器已经进行85次以上飞行,其中70次采用了新型动力装置。累计机
载时间75小时,其中最长飞行时间为2小时32分钟。MUA预计持续到本月中旬,但可能会
延期。它包括分三个方面来评估“先遣者”的有效性:RSTA信息传递;感兴趣区域的作用
距离;以及系统可支持性。
  与MUA相平行,Alliant正在竞争ACTD的最后方面。这些包括自动起落以及从未准备
好的地面作战的演示。一旦解决了这些问题,它们将与MUA合并。9月计划决定是否授权
初期低率生产每套配4个航行器的约6套“先遣者”系统。Alliant技术系统公司已经在海
外进行推销该项设计,并打算对比利时国防部5月提出的投标要求作出响应。
  近年,USN进行了三种设计(炮手防御系统分部的CL-37“卫士”,贝尔直升机Text
ron公司的“鹰眼”倾斜旋翼航行器,以及SAIC“警戒行动者”无人驾驶直升机)的飞行
评估以提供有助于美国武装部队系统说明垂直起落(VTOL)UAV要求的信息。11月“卫士”
进行了首次飞行,它以早期CL-227“哨兵”为基础,但兼有几项增强性能。这些包括威
利姆斯国际公司的WTS117-5柴油发动机的采用,以及起落的自动化。两辆HMMWV尺寸的
轻型通用车和一辆拖车能运载完整一套“卫士”系统,包括一个控制站、数据链、四个
航行器、有效负载、支持设备,以及足够72小时作业用的备件和燃料。本系统只需两名
操作人员。CL-327飞行距离100千米(可达到200千米),续航力6.25小时;当装载50千克
有效负载时,距基地100千米距离续航力为4.75小时,或在200千米距离停留3.5小时。
  贝尔直升机Textron公司已经改进了“鹰眼”设计和有关设备以便参加涉及到航行器
7/8规格改变型的VTOL演示。去年12月,贝尔公司和有关承包商完成了一系列准备性试验
,包括全综合双冗余新控制系统、数字数据链、基于环形激光器陀螺的惯性导航系统,
以及有热成像仪和昼间电视摄像机的前视红外探测系统Ultra3000有效负载。航行器自动
在阵风中盘旋,实际上提供实时地面和机载对象的稳定的监视和瞄准图象。接下来,在
尤马试验场进行三个月约37架次50小时的飞行测试,预计五月中旬完成。
  “鹰眼”全规模生产的改型能垂直起飞,在装有90千克有效负载时能以高达200节的
时速飞向110海里外的巡逻区,并停留3小时,最后返回基地,完成自动垂直降落。贝尔
公司研究的关于“鹰眼”作战的概念包括“遥控雄鹰”,其中诸如OH-58D的武装侦察直
升机能装运一个吊舱,可以在机上控制UAV。
  美陆军正在研究机载有人/无人驾驶系统技术(AMUST)项目的合并,此项目是早期“
捕鸟猎犬”战斗机先进技术演示的扩展。AMUST是由航空移动战斗实验室所从事的几个组
成部分(它们可在一起构成预定的综合武装侦察(JCAR)联合作战实验)的其中一个,至于
用哪部分进行,明年五月临时决定。
  其它几个UAV设计已经参加了美国武装部队的评估。西科尔斯基公司的Cypher封闭旋
翼VTOLUAV采用许多同样的技术(包括复合结构、无轴承旋翼、电信号(‘电操纵’)飞行
控制,以及执行诸如自动目标探测功能的先进航空电子技术)它应用在RAH-66“科曼切
人”侦察/攻击直升机上。Cypher的推进设备把函道空气流的有效性和科尔斯基的同轴前
行桨叶概念(ABC)的旋翼系统结合起来。覆盖它们的旋翼和圆形罩环有助于提供升力。航
行器能以80节的巡航时速持续飞行长达3小时,最大飞行高度8,000英尺,最大起飞重量
115千克,其中有效负载23千克。
  航行器上任务处理器执行飞行控制规则、航行器管理功能、导航计算、飞行有效负
载管理,以及航行器通信。Cypher能自主起飞,在航线点之间导航,保持盘旋的位置,
,它能在距约3.6米的障碍物之间进行起飞和着陆。
城市航行器
  Cypher已经参加了各种各样的军事和准军事行动的几次潜在适应性的演示,其中一
些行动包含在USN领导的多用途侦察和安全任务平台(MSSMP)项目之中。
  在佐治亚州本宁堡进行的城市范围军事行动(MOUT)评估期间,Cypher沿街道飞行,
在楼顶上着陆,安置不同的有效负载。作为美陆军自主旋翼航行器试验台(ASRT)项目的
一部分,Cypher在不需要操作人员输入的情况下搜索和跟踪大型目标。在美国能源部进
行的试验中,UAV运载测磁仪来探测和定位内华达州的地下结构和隧道。9月,它参加了
在弗吉尼亚州匡蒂科举行的保护设备演示。其它的演示包括在印第安那州杰斐逊试验场
举行的防爆武器的探测飞行,在亚拉巴马州麦克莱伦堡的陆军军事警察学校,UAV参加了
禁毒演习。
  S-TEC公司已经向几个客户(包括美陆军通信电子司令部的夜视和电子传感器指挥部
使用它作为新型有效负载的试验台)提供了STM-5B“哨兵”。标准改型总重115千克,能
在16,000英尺的高度运载34千克的有效负载,飞行时速185千米,续航力8小时。该公司
已经完成冲压空气翼伞的研制和操作试验,冲压空气翼伞允许“哨兵”在30平方米的有
限区域内着陆。翼伞允许前飞最大时速25节左右,能使经验有限的驾驶员轻易地使UAV在
预定接地点的15米范围内着陆。模块仅重7千克左右,它对有效负载或作战能力没有什么
影响。

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 信言不美,美言不信;善者不辩,辩者不善
 
知者不博,博者不知;圣人不积,既以为人
 
己愈有,既以与人,己愈多
 
天之道,利而不害;圣人之道,为而不争

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