无人作战平台已成为美国海（hǎi）军装备体系的重要组成部分，并在历次局部战（zhàn）争和军事冲突中发挥了重要作用（yòng）。为指（zhǐ）导无人作战平台的发展，美国（guó）各军种先后发（fā）布过无人机、无人艇、无人潜航器的发展规划。为避免重复建（jiàn）设，美军从2007年（nián）起发布（bù）《无（wú）人作战平台发展路线图》，确（què）定了重（chóng）点突破的关键技术，为（wéi）各军（jun1）种发展无人（rén）作战平台提（tí）供了基本（běn）指导（dǎo），此（cǐ）后各军种不再（zài）发布无人作战平台的路线图（tú）。该路线图每2年修订（dìng）一次，最新版是2014年3月发布的（de）《2013～2038无人（rén）系统综合路（lù）线图》。本文分析了该路线图（tú）确定的关键技术（shù）及其发展规划。
美军无（wú）人作战（zhàn）平（píng）台的任（rèn）务（wù）领域
美军要求所有装备的发展必（bì）须首（shǒu）先符合特定（dìng）的“联合能力领域”。为（wéi）此（cǐ），美军定义（yì）了9种（zhǒng）一级“联合（hé）能力领域（JCA）”，无人作战平台可（kě）在其中5种能（néng）力领域中发挥关键作用，分（fèn）别是战场（chǎng）感知（zhī）能力（lì）、部队运用能（néng）力、防护能力、后勤能力和伙伴关系（xì）建设（shè）能力。无（wú）人作战平台也能为部队支援和网络中心能力提供重（chóng）要（yào）支持。显示（shì）了美军能够（gòu）支持各“联合能力（lì）领域”中的无人作战（zhàn）平（píng）台（tái）数量。
在“战（zhàn）场感知（zhī）”能力（lì）领域中，目前主要由各种无人机和无人（rén）车执行空中侦察和城市侦察等（děng）任务（wù），未来可由各种无人作战平台执行远征通道评估、核（hé）放射检测和特种部队海岸侦察（chá）等任务。而随着自持力（lì）的延长（zhǎng），无人作战平台可在各种战场不间断地执行（háng）持续时间较长的侦（zhēn）察与监视任务。
在“部队（duì）运用”能力领域中，目前的“捕食者（zhě）”、“死神”和“灰鹰（yīng）”无（wú）人（rén）机都配备有武器系（xì）统，可用于执行进攻作战、不对（duì）称作战和打击高价值目标等（děng）任务；无人（rén）车的任务（wù）主要是致命性与非致命性的群体控制、离车进攻作战、侦察与袭击等；无人潜（qián）航器和无人（rén）水面舰艇的预定任务主（zhǔ）要是布雷和扫（sǎo）雷。
在“防（fáng）护”能力领域中，无人作（zuò）战平台可用于（yú）执行救火、污染清除、前沿作（zuò）战基（jī）地防护、设施防护、障碍物设置与（yǔ）清除、车辆与人员搜查（chá）、扫雷与破雷、伤员撤出和后送以及海上封锁等任务。
在“后勤”能（néng）力（lì）领域中，无人作战（zhàn）平台特别适（shì）合在（zài）各种地形条件下执行补给运输、燃料补给、装卸弹药（yào）和物资、建筑战斗工事、伤员撤退与护理、城市营救等任（rèn）务。
在“伙伴（bàn）关系建设”能力（lì）领域（yù）中，几乎所（suǒ）有可（kě）用于执行（háng）战（zhàn）场感知、防护和后勤任务的无人作战平台都可用于（yú）支援伙伴国的灾难救（jiù）援（yuán），可用于帮助伙伴国运送紧急物资、清理弹药（yào）、禁毒和（hé）平叛。
美军无人作战（zhàn）平台的性能发展规划
为（wéi）指（zhǐ）导各军种无人作战平台的（de）开发（fā），确定无（wú）人作（zuò）战（zhàn）平台的技术路线，美（měi）军对现（xiàn）有各种无人作战平台进行了全面梳理和归纳，提出了适用于此类平（píng）台的性能发展规划。
在人机接口方面，当（dāng）前（qián）无人作战平台（tái）主（zhǔ）要是操纵杆和（hé）触摸屏（píng）等物理接口，未来的人机交互（hù）可通（tōng）过手（shǒu）势来（lái）完（wán）成，无人作战平台最终应能理解（jiě）人（rén）类的自然语（yǔ）言（yán），接受（shòu）指挥员以自然语（yǔ）言下达（dá）的任务。
在通信方面，由于无人作（zuò）战平台经（jīng）常需要与操（cāo）作人员进行通信，因此其（qí）通信频段（duàn）将从高频段扩展到（dào）多种频（pín）段，并（bìng）能在多种频段间跳变，以确保可靠（kào）且保密地通信。
在隐蔽性方面，目前无人（rén）作战平台作战的保密需求未受到足够重视，大多数平台（tái）的声（shēng）、热、光和通信信号等目标特征都十分明显，容易被探测到，未来无（wú）人作战平（píng）台（tái）必须能隐蔽地执行任务，因此需要（yào）降低目标信号特征，从而降低可探测性（xìng）。
在持续（xù）作战能（néng）力方面，现有（yǒu）平台的持续作战能（néng）力通常不超过（guò）十（shí）数小时，未（wèi）来（lái）最长可（kě）延长（zhǎng）到（dào）数天、数周或数月，甚至数年。
在武器通用性方面（miàn），用于不同战（zhàn）场的各种无人作战平（píng）台配备的武器应实（shí）现通（tōng）用化，提高指挥官执行任务（wù）的灵活性。
在控（kòng）制（zhì）方面（miàn），目前单个（gè）无人作战（zhàn）平（píng）台需要1名（míng）甚至多名操作员（yuán）协（xié）作才能控制，未来应由1个操作（zuò）员（yuán）监（jiān）控在不同战场协同作战（zhàn）的多种此（cǐ）类（lèi）平台（tái）。 美（měi）军（jun1）无人作战平台关（guān）键技术美（měi）军（jun1）通过分析各种无人作战平台的（de）共同性（xìng）能（néng）发展规划，确定了无人作（zuò）战（zhàn）平台的关键技术，将互操（cāo）作性、自主性、通信（xìn）技（jì）术、推（tuī）进与动力（lì）技术列为核心技术和瓶颈技术（shù），作为未来研究的突破重点。
互操作性（xìng）
互（hù）操（cāo）作性对（duì）于简化后勤保障，降低总（zǒng）拥有（yǒu）费用具（jù）有（yǒu）重要意义（yì）。美国防部要求军方（fāng）的武器装备均应具备互（hù）操作性（xìng）。美（měi）国国防部（bù）副部长办公室的无（wú）人作战平台互（hù）操作（zuò）性倡议（UI2）小组（zǔ）正在制定旨在提高无（wú）人（rén）作战平台（tái）互操作（zuò）性的总体战略（luè），以转（zhuǎn）变能（néng）力发展模式，创造（zào）更好的（de）协同（tóng）作战环境。
为了实现互操作性，在系统开发中必须采用开放式体系（xì）结构。开放式体系结构利用一套通用（yòng）接口与服务、相关数据模（mó）型、标准数据总线，以及信息共享方法。只要可行，开放式体系结构在各个层次的系统设（shè）计上都应（yīng）使用采用公开标（biāo）准接口的现有民用（yòng）组件。
这种方法可避免烟囱式发展模式的（de）不（bú）足，有利于创新成（chéng）果在系统设计中得到更好的应用，简化系统（tǒng）测试与集成过程，提高系统在整个项（xiàng）目（mù）寿（shòu）命（mìng）周期内的重复使用能力。
自主性
美军认为，现有无人（rén）作战平台的（de）人工交互（hù）需求较（jiào）高，提高无（wú）人作战平（píng）台（tái）自主性（xìng）是减少对操作人员和（hé）分（fèn）析人员依赖的主要手段。提高（gāo）自主（zhǔ）性不仅要（yào）提（tí）高其自主功（gōng）能，还要使其更（gèng）易于为操作人员所掌（zhǎng）控，更加安全（quán）而可靠。提高自主性的目的是让操作人员“执（zhí）行任务”，而仅仅是“操纵系（xì）统”。美国空军于2010年发布的“技术视（shì）野”研究报告指出（chū），如何提（tí）高系统的自（zì）主（zhǔ）性将成为“唯一的（de）最重要的（de）课（kè）题”。
提高自主性（xìng）应重点研究多传（chuán）感器数据（jù）融合、信息处理与分（fèn）发（fā）、自主协作（zuò）3个方面的关键技术。美军自主性发（fā）展的近期目标是使无人作（zuò）战平（píng）台在复（fù）杂军事环境中能安全运行，减轻（qīng）操作（zuò）人员（yuán）的工作（zuò）负（fù）荷，替操作人员承担那些（xiē）繁琐而非关键性的工作，而最终目标是（shì）提升无人作战平台的（de）作战能力、提高作战（zhàn）人员（yuán）的作战效（xiào）能。
在多传（chuán）感器（qì）数据融合（hé）方面，无人作战平台在复杂（zá）不确定（dìng）的环境（jìng）中执（zhí）行（háng）任务（wù），必须能够进行多（duō）传感器数据（jù）融合，并将这些数（shù）据转（zhuǎn）换成支（zhī）持各种决（jué）策过程的有（yǒu）用信（xìn）息，从（cóng）而对周边环境进行仿（fǎng）真。这种基于异（yì）类传感器网络的多传感器数据融合技术主要（yào）包括传（chuán）感器（qì）权重可重置技术、故障传感器数据和模糊数据适（shì）应（yīng）技术、智（zhì）能和自（zì）适（shì）应异类数据关联（lián）、自重构融合聚类的可扩展性和资源最优化技术等。
在信息处（chù）理与分发方面，无人作（zuò）战平台执行情（qíng）报、监视（shì）与侦（zhēn）察任务时生成的（de）大（dà）量全运动（dòng）视频和（hé）静态图（tú）像对任务规划（huá）、信息处（chù）理、信息利用和信息分（fèn）发的（de）要求越来越高。应改（gǎi）进目标检测和自动识别软件，实（shí）现自动（dòng）指（zhǐ）示，识别并（bìng）提（tí）醒注（zhù）意潜在的威胁，可应用面（miàn）部识别软件，利用高保真的（de）全运动（dòng）视频识别受关注的人；使通信情报传感器具备识别关键词、甚至特定声音（yīn）的能力，迅速提醒操作人员注意相关（guān）目标。
在自主协作方面，各种无人（rén）作战平台应具备自（zì）主协作（zuò）能力，并能够扩展（zhǎn）至多种系统和更加复杂的任务与环境，能够适应空中、地面和海上交通（tōng）环境以及团队成员、操作人员和作战环境的变化（huà）。自（zì）助协作能力是降（jiàng）低兵力需求的关键之（zhī）一，在这种情况下（xià），操作人员负责的将是（shì）一组无人作战（zhàn）平台的战略性决策，不再负责直接控制单个无人作战平（píng）台的（de）行为。
通信技术美军列装的各种无人作战平台装备了大量（liàng）的传感器和通信（xìn）系统，收集到的数据（jù）量极大，对于通（tōng）信的（de）要求（qiú）越来（lái）越高。为提高无（wú）人通信系统的效能（néng），美军重点从天线、收发系（xì）统、频谱、信号处理、网络系统以及激光通信等方面来（lái）提高通信技术（shù）。
在天（tiān）线方面（miàn），采用相（xiàng）控阵（zhèn）天线（xiàn）和“灵（líng）巧”天线（综合多个天线的信号（hào））替（tì）代传（chuán）统的抛物面天线（xiàn），但需（xū）解决尺寸、重量，能耗与散（sàn）热等问题，同时积（jī）极开发多聚焦（jiāo）和超冷天线等先进技术。
在收发系统（tǒng）方面，正（zhèng）在研制氮化镓发（fā）射机（jī）固（gù）态功（gōng）率放大器，采用自适应工（gōng）作点控制技术，使放大器在（zài）不（bú）工作（zuò）时能（néng）够（gòu）关闭（bì），同时还能进行调整来保（bǎo）持适当的（de）状态，确保最大限度（dù）降低瞬时功率较高时的（de）信号失（shī）真度，从而显著（zhe）降（jiàng）低放大器所（suǒ）需的平均功率。氮化镓技术目前可用于选定的频（pín）带，2014年应（yīng）用于无人作（zuò）战（zhàn）平（píng）台（tái）。
在频谱方面（miàn），美国（guó）国防（fáng）高级研究计划局的“联合战术无（wú）线通信系统JTRS”项目正在研究在系统中应用动态频谱选（xuǎn）取（qǔ）DSA技（jì）术的可行性。项（xiàng）目证明，动态频谱选取能够根据其他相邻（lín）频谱依赖型系统是否实（shí）际使用特定频段来（lái）改变该频段的用途（tú）。
目前的（de）关键技（jì）术包括：如何克服易受对抗措施干扰问题，如何降低与现有系统集成（chéng）的成本（běn），如何制定合理的标准（包括管制标准），以（yǐ）及如何克服同一地（dì）点的干扰。
信（xìn）号处理方（fāng）面，美军已完成（chéng）开发（fā）微型通用数据链系统，可在更小的（de）平台（tái）上发挥（huī）通用数据链的作用。在波形技术方面，美（měi）军正（zhèng）在开发（fā）的通用数（shù）据链波形新技术，包括：增加“拨号选（xuǎn）定速率”功能，提高前向纠错编码效率（lǜ）；在信（xìn）息预处理方面，美（měi）军（jun1）已在（zài）列为（wéi）秘密的（de）“任（rèn）务规划、信息处理、信息利用和信息分发”项目（mù）中进行研究，并应用到无人作战（zhàn）平（píng）台的机载预处理（lǐ）系统中；在数据（jù）加密方面，美军在开（kāi）发新的加密方法（fǎ），采用便于远（yuǎn）程管理的开放（fàng）标准、动态组密钥技（jì）术（支持机与机之间的信息交换）、通用（yòng）无线（xiàn）密码接口（kǒu）及系统模糊密码接（jiē）口、使用基于软件的方法保（bǎo）护加密数据，采（cǎi）用（yòng）多功能单片机加密在传数据和其他（tā）数据，以及采（cǎi）用（yòng）单（dān）片机全封（fēng）闭加（jiā）密模块（kuài）等；在保密（mì）通信方面（miàn），开发低截获率、低探测率和抗干扰等（děng）技术，包括低功（gōng）率、扩展频谱（pǔ）、脉冲（chōng）传送（sòng）和定向天线、协议层结合随机化技术和跳频（pín）技术等（děng）。
在（zài）网络通信方面，国防（fáng）高（gāo）级（jí）研究计划局的“局（jú）域网（wǎng）机器人”项目通过部署体积小、造价低的智能机器人无线（xiàn）网络（luò）中（zhōng）继点（diǎn），利用其机动（dòng）性来（lái）实（shí）现（xiàn）移（yí）动自主协调，验证无人作战（zhàn）平台的（de）自我配置、自（zì）我优化、自我修复（fù）、系留（liú）和电源管理（lǐ）能力。
在激光通信方面（miàn），美军（jun1）的理论（lùn）估（gū）算表（biǎo）明（míng），空对地链接的数据传输速（sù）率（lǜ）在链路斜（xié）距为100千米时可以达到100兆比特/秒。但由于激光波束非常窄（zhǎi），目前重点研（yán）究解（jiě）决无人作战平台通信（xìn）的定向精度问题。
推进与（yǔ）动力技术
美军目前的无人作战平（píng）台（tái）使（shǐ）用（yòng）各种不同（tóng）的推（tuī）进系统，包括重油（yóu）或汽油驱（qū）动的燃（rán）烧发动机、喷气发动机、电动机（jī）、燃料电池、太阳能和混合动力系统。
为了提高涡轮发动机水平，美军专（zhuān）门设立了“经济型多用途先进涡轮发动机计划”，其子项目包括高效嵌入式涡（wō）轮发（fā）动机和高（gāo）效小型（xíng）推进装（zhuāng）置项目。高效嵌（qiàn）入式涡（wō）轮发动机将验证节（jiē）油技术和亚声速推（tuī）进（jìn）发动机技术，采用（yòng）小型、高功（gōng）率核心机，使（shǐ）嵌入式发（fā）动机（jī）在直径受限（xiàn）的情况下获得较高的涵道比，具有比当（dāng）前最先进技（jì）术还（hái）高2.3倍的压缩比，可（kě）提高辅（fǔ）助动力系统在高海拔、长航（háng）时（shí）飞行中的耐受性（xìng）。
高效小型推进装置技术将覆盖重量在40~1200千克（kè）之间的各种飞行器的（de）推进系（xì）统。为（wéi）降（jiàng）低燃油消耗率，提高功率密度，还（hái）可考虑使用（yòng）重（chóng）油（yóu），高效小型推进装置项目正在研（yán）制（zhì）新型函道式（shì）风扇、盘式发动机、重油发动机转换（huàn）器、回热器，以及高（gāo）压缩比压缩机、耐高温涡轮机。
为提高电源性能，美（měi）军重点发展能量获（huò）取（例如光电转化）技（jì）术、电能（néng）存储装（zhuāng）置技术、燃料电池技（jì）术和发电机技术（shù）。美军研究（jiū）机构在提高电（diàn）源功率密（mì）度方面做了大（dà）量工作，目（mù）前（qián）重点改进的指标包括使用寿命、可靠性、工（gōng）作效（xiào）率、发动机变速性能，需要改进（jìn）的功能包括多样化输出、控制策（cè）略，以及非冗余系统参数捕（bǔ）获功能。此外，美军还在探索采用电力共享体系结构来调节电（diàn）源，最大程度地降低燃料消耗。实（shí）现电力共享体系结构所需的关键技术包括电（diàn）力管理控制逻辑（jí）、大功（gōng）率高速固态功率调节器、调制发电机控制（zhì）单（dān）元和大（dà）容量蓄电池。（非（fēi）原创，文章转自网络（luò））
咨询航拍（pāi）服务可加老鹰微信（xìn）laoyingfly |
