军用无人机关键技术与作战样式
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发布时间:2026-01-07 14:26:40

一、军用无人机关键技术

1)隐身技术

隐蔽性对提高无人机战场生存能力至关重要。反雷达探测隐身技术和反红外探测隐身技术是提高无人机隐蔽性的两个主要手段。

反雷达探测隐身技术:雷达散射截面积RCS是反雷达探测的最关键指标,RCS值越小,无人机隐蔽性越强。反雷达探测隐身技术,通常采用改变外形结构和采用雷达吸波材料降低RCS值。雷达吸波材料按用途可分为涂覆型和结构型吸波材料两种。涂覆型吸波材料主要以覆盖形式涂在机体表面,在胶粘剂中加入吸收剂,常用的有纳米材料、耐高温陶瓷等。结构型吸波材料是一种由非金属材料和吸波材料等混合而成的复合材料。此外,近年来,等离子体隐身技术成为一种新兴隐身技术。等离子体隐身技术不需要改变无人机的气动外形设计,也不会影响无人机的各种性能,只需要在无人机表面形成一层等离子云,发射到等离子云上的探测性电磁波,一部分被吸收,另一部分被改变传播方向,这样不但可以降低目标的RCS值,还可以通过改变反射电磁波的频率,使敌方探测错误的目标位置和速度,从而实现隐身。

反红外探测隐身技术:提高反红外探测能力,通常采用降低无人机表面温度及其红外发射率和采用遮挡技术来实现。由于红外辐射能量与其温度的四次方和表面发射率成正比,因此降低无人机机体表面温度和红外发射率是无人机红外隐身技术的关键。常用技术有采用涡轮风扇发动机减少散热量,采用层流抑制和主动冷却抑制两种措施有效控制发动机舱、机体表面温度等。遮挡技术主要采用合理设计机身外形,以遮挡排气系统的高温热壁面、二元喷管和喷流等高温系统。

2)人工智能

人工智能在无人机上的应用促进无人机装备的非连续、超常规、跨越式发展,主要体现在单机作战、多机协同作战、任务主导的自主作战三个方面。

单机智能作战:在高动态、实时、不透明的任务环境中,军用无人机具备战场态势感知能力,能够自主规避障碍物,根据作战任务要求自主规划飞行路径,具备自主学习能力,自动识别和打击目标。

多机智能协同作战:多架无人机在执行任务时能够接收来自不同作战单元的数据,同时能够提供数据给其他有/无人系统,利用人工智能技术来对无人机进行无缝地指挥、控制和通信,实现无人机系统之间、无人机系统与有人作战系统之间的高度协同。通过多次作战试验“蜂群”中各无人系统的平台状态、交战状态、任务进度、各编队之间的协同状态数据得到保存和积累,通过不同任务的数据量积累和机器学习技术,进化为有智慧的“蜂群”。

任务主导的自主智能作战:根据受领的作战任务,军用无人机或集群系统根据已有的战场数据,自主决策所需的集群组合的种类和数量、战斗载荷和支援保障,自主选择作战时机、自主规划航线、自主编队飞行,发起进攻后自主根据战场态势生成相应的对抗策略,并根据战场情况不断优化对抗策略,完成作战任务自主规划返航路径,自主返回基地。

3)电磁防护

军用无人机作为依靠数据通信来完成各种作战任务的主战装备,受战场电磁环境影响很大。电磁防护技术的不断发展,提高了军用无人机应对信息化条件下复杂战场电磁环境适应能力,主要体现在军用无人机电磁防护能力、电磁兼容性能、数据链的抗干扰能力三个方面。

增强军用无人机的电磁防护能力:主要采用屏蔽电磁干扰、切断电磁通道、加装滤波器材等措施。屏蔽电磁干扰主要手段有涂覆导电电磁材料、真空镀铝、化学镀以及粘贴金属箔等。切断电磁通道是尽可能使用光通信设计方案代替其他通信手段,消除天线效应。

优化军用无人机的电磁兼容性能:主要采用对军用无人机系统内部设备进行电磁屏蔽处理和改进电磁兼容性设计等措施。电磁屏蔽处理主要采用减少屏蔽体孔缝泄露,并将机载设备机箱和电缆线外层保持良好接地。改进电磁兼容性设计主要是将军用无人机电子、电气装置、电磁噪声发射电平限制在允许范围内,以达到保护电磁环境,同时在电磁干扰环境下具有不降低运行性能的能力。

增强军用无人机数据链的抗干扰能力:主要采用电磁信号隐身技术、自适应干扰抑制技术、信源与信道编码技术等。电磁信号隐身技术目前是主要采用超宽带通信来实现,在无人机数据链应用超宽带通信时,由于超宽带通信具有超低谱密度特性,降低了无人机测控信号的可探测性。自适应技术是能够连续地测量跟踪信号和系统特性的变化,采用自适应算法、高速数码信号处理方法自动地改变系统结构和参数,使通信系统能适应电磁环境变化而保持优良性能,它能保护系统尽可能地消除干扰的影响。信源与信道编码技术,一方面在射频信号带宽和传输质量一定的情况下,降低基带信号速率可以提高抗截获性能,另一方面通过提高通信系统的抗干扰性能,提高无人系统数据链在复杂电磁环境下的工作可靠性。

4)能源动力

能源动力技术是无人机发展的核心驱动力之一,其发展趋势涵盖传统能源的优化升级与新能源的创新应用。在传统能源领域,通过改进发动机设计、提高燃油效率和可靠性,使无人机在续航、动力输出等方面性能显著提升;新能源方面,太阳能、混合动力等技术的蓬勃发展,为无人机带来更长续航、更低污染和更高适应性的优势,同时发动机技术不断朝着小型化、低成本、高推力和易于维护的方向迈进,以满足不同类型无人机的多样化任务需求。

5)任务载荷

任务载荷技术作为无人机发挥功能的关键支撑,在侦察、打击、电子战等多个领域不断推陈出新。高精度传感器的持续发展显著提升无人机的侦察能力,使其能够获取更清晰、准确和全面的目标信息;打击武器方面,各种先进武器系统的集成让无人机具备更强的攻击能力,且朝着智能化、精确化方向发展;电子战载荷则通过干扰、欺骗等手段增强无人机在复杂电磁环境中的作战效能,同时多载荷的集成与模块化设计使得无人机能够根据任务需求快速切换和组合功能,极大地提高任务适应性和作战灵活性。

二、军用无人机作战样式

1)单独作战

无人机单独作战任务系统主要由察/打一体无人机、C4ISR体系和地面控制站组成。其作用一是情报搜集与侦查,通过挂载不同型号的智能化侦查探测设备,实图情报收集,实时观察战场,开展通信中继等相关活动;二是有效地实施压制敌防空力量和打击任务,即在战斗开始阶段,无人战斗机先发制人,以高隐身性能和高机动性能完成空空、空地作战任务; 在其他阶段,察/打一体无人机保持不间断的警戒,对随时可能出现的地面威胁实施致命打击,以维持对敌方综合防空力量的压制。人工智能技术使得无人机逐渐具备了更为复杂和高级的自主决策与执行任务的能力。例如,在侦察任务中,当面对突发情况或临时出现的目标时,无人机可以自行调整飞行路径和侦察策略,优先对重要目标进行侦察和数据收集。在打击任务中,无人机能够根据目标的特征和战场环境,自主选择最佳的攻击时机和方式,实现对目标的精确打击,真正实现了自主执行任务,极大地减少了对人工干预的依赖,提高了作战效率和反应速度。

2)有人-无人协同作战

在有人-无人协同作战样式下,通常有人机负责指挥多架无人机执行攻击任务,实现分布式协同攻击作战。有人机将已探测到的目标信息通过协同网络实时传输给无人机集群,启动无人机电子战和武器系统发射指令,压制敌防空系统。有人机完成信息的综合处理、联合编队的战术决策、任务管理以及对无人机的指挥控制,由无人机完成自主 飞行控制、战场态势感知以及对空/对地目标的最终打击。有人-无人机协同作战主要依靠有人机无人机之间以及其他战场态势感知资源的共享共用,从而提高整个系统的作战效能。

3)蜂群作战

无人机蜂群作战是将一定数量的低成本、小型化、智能化的无人机集群按照程序设计实现一定作战功能的作战样式。蜂群作战可以有效提升通信、指挥、情报侦察、战场态势感知和攻击能力,且能够有效压制和打击敌通信、防空系统和战斗部,主要遂行潜入式侦察、先导式突防、饱和式攻击和精准性猎杀任务。一般在己方高价值攻击型武器发起攻击前,由无人机蜂群先行侦察、攻击,一方面对敌造成杀伤,另一方面可精确感知敌防空和兵力部署情况,为下一步军事计划奠定基础。无人机蜂群通过三角定位、时频差等无源精确定位与瞄准技术,综合利用多平台上的侦察资源,统一进行任务动态分配,为引导目标信号干扰提供决策,压制敌方导弹防御系统、切断敌通信并实施网络攻击是一种常见战斗场景。

4)作为网络中心战的重要节点

军用无人机可作为网络中心战的重要节点,承担探测、识别、打击、评估等不同任务,甚至部分指挥控制任务。侦察无人机具有强大的信息处理和分发能力,从而实现传感器、武器系统和指控网络的互联、互通和防御体系的无缝集成。为响应指控、通信一体化战场管理,携带复杂任务载荷的无人机将与无人飞艇、有人驾驶飞机、太空信息平台以及地面站等进行联网,将传感器、武器系统与指控数据流进行集成,形成统一的空情态势图,取得显著信息优势。

5)作为空海一体战的重要组成

空海一体战构想是一种全维作战理念,其实质是强调美军利用在航空航天、网络、电子技术等方面的垄断优势,以空海作战力量、太空及网络空间作战力量为主导,打造由天基平台、空基平台和海基平台构成的多层次立体作战体系,旨在摧毁作战对手的反介入作战能力。美军X-47B在空海一体战中的定位是前出打击的先锋,当其面临反舰弹道导弹威胁时,可凭借X-47B的隐身能力和作战半径潜入敌方防御严密的沿海地带发起攻击,其最大意义是可使美军航母处于战场 外,这是其他武器平台无法比拟的。

6)穿越机与低成本无人机的创新应用

以俄乌战争为例,双方不仅使用高端军用无人机,还大量应用商用无人机和改装的穿越机等低成本无人机,这类无人机虽然性能有限,但其生产和操作成本低、机动性强,在战场上表现出了很高的性价比。在密集的前线,低成本无人机可以被用于自杀式攻击,对敌方步兵和车辆进行打击。例如,乌军利用商用无人机搭载炸弹对俄军装甲车辆和隐藏阵地进行攻击,而俄军则效仿乌克兰使用类似的穿越机对乌军进行袭击。

原创 低空基建研习社