一种新型空基无人侦察作战模式的构想

卞新豪，王 涛，蒋 明，孙海浪，段元丕

（中国航天科工集团8511 研究所，江苏 南京 210007）

0 引言

在现代非对称作战中，敌方远程防空力量被摧毁和压制后，仍会具备较强的低空和便携式防空力量，如何在战场环境中进行实时动态的信息更新，减少高价值作战平台的损失，已成为现代战争的一个重要研究课题。2022 年俄乌战争初期，俄军第一时间摧毁乌军地面固定防空力量，但乌军保存了部分移动式对空防御装备，影响了俄军的持续进攻能力，打破了俄军短期战争的设定。

现今对情报信息实时更新最有效的手段之一为无人机侦察，随着无人机的迅速发展，国内外对无人侦察模式的研究正在逐步深入，在无人机组网及有人/无人协同作战方面取得了显著成果。相比有人作战，无人作战平台优势在于简单化、模块化、小型化，可以代替作战人员完成高难度高危险的任务，具有制造成本低、侦察能力强、预警时间短、分辨率高、作战损失小的特点，效费比高。

本文提出了一种利用导弹作为运输载体，快速抵达作战区域，展开战场环境实时监控的空射型旋翼无人机侦察模式，在提高实时战场感知能力的同时，能有效减少人员及作战装备的损失，实现超视距对敌侦察打击，大大提高作战装备的战场生存能力，是一种新型的战场侦察模式。

1 国内外空基无人侦察系统发展简介

目前各国一般选用中大型无人机进行情报侦察，造价高、速度慢，作为高价值目标，容易成为敌方反制对象。未来无人侦察作战应具备以下几种能力：

1） 超长续航时间［1］；

2） 超强部署能力，可快速抵达预设战场，对战场环境展开实时监控；

3） 小型化、微型化的能力；

4） 低成本，可根据实际情况自由搭配多种类载荷；

5） 具备与有人机协同作战的能力。

空射型旋翼侦察无人机能满足以上大部分作战需求，可前出作战区域进行悬停实时侦察，建立空中临时战场监控站。国内外曾作过类似的研究，但大都采用炮射或弹射的方式，使用导弹空射方式尚未见诸报道，例如，美国海军曾于2009 年研制了2 款空射型无人机： STL“山狗”无人机与AT-3“猫头鹰”无人机（分别如图1—2 所示），其中STL“山狗”无人机可从美海军的P-3C 巡逻机、SH-60 直升机携带的声呐浮标管内发射，携带光电/红外摄像机和数据传输装置，执行侦察、监视和情报任务；AT-3“猫头鹰”无人机可装备至F-18E、P-8A、E-2C 等平台，搭载光电载荷，扩大巡逻机的监视区域［2］。

图1 折叠状态的STL “山狗”和展开状态

图2 AT-3“猫头鹰”无人机

美国于2008 年在炮射无人飞行器的基础上研发了一款名为“弹簧刀”的巡飞弹无人机，可以从各种空中、海上和地面平台发射，给操作员提供实时视频，亦可进行信息收集、定位或特征/对象识别。美国于2022 年3 月16 日军援乌克兰100 架“弹簧刀”无人机，给俄军造成了极大的损失。“弹簧刀”巡飞弹无人机和“弹簧刀-300”巡飞弹无人机分别如图3—4所示。

图3 “弹簧刀”巡飞弹无人机

图4 “弹簧刀-300”巡飞弹无人机

俄罗斯陆军于2005 年装备了一款“R-90”巡飞弹无人机，如图5 所示，该无人机可折叠在火箭弹套筒中，利用旋风300 mm 火箭弹发射到空中，以所获得的能量投放巡飞载荷，发射初始段和普通火箭弹无异，当飞行到弹道最高处时弹体前后级脱离，抛弃后段火箭发动机，前端中部和后部的折叠式弹翼自动张开，由脉冲式喷气发动机推动，按照事先指定的方向飞行，可快速达到所期望的空域、高度和速度，适用于对关键目标的监视任务［3］。

图5 “R-90”巡飞弹无人机

国内目前可查询到的类似研究，是中国航天科技集团于2017 年4 月在马来西亚主办的亚洲防务展上公布的CH-901 小型无人机，如图6 所示。该无人机类似美国“折刀”巡飞弹概念，可携带小型搜索跟踪摄像机，搜索2 km 内的目标，采用电动发动机具备“低噪音”特点，有利于隐蔽。该无人机装有一台电子光学摄像机，可对1.2 英里范围内目标进行侦察。在必要情况下它能撞向敌方目标，引爆机载弹头。

图6 CH-901 小型无人机

2 导弹载空射型旋翼无人机协同作战模式及其关键技术

传统空基无人侦察主要立足于中大型无人平台远距飞抵侦察，或通过非作战有人机投放小型无人机的方式进行近距侦察，具有自身突防能力差、无法远程投送抵近协同作战的劣势，针对远距离投放、快速突防、抵近作战的军事需求，本文提出一种使用有人机或浮空器平台投放导弹，利用导弹的快速突防，抵达战场上空再投放无人机的新型空基作战模式。

2.1 新型作战模式下协同作战使用模式想定

空射型旋翼侦察无人机可搭载低成本、小型化的电子传感器，平时呈折叠状态，置于弹型装置内，战时由有人机或浮空器平台搭载，至作战区域附近时由平台空射，快速抵达战场，与空中作战编队协同作战：

1） 作为远程传感器，建立战场临时空基侦察自主拓扑网，增强有人战机的态势感知能力。

在战斗机或对地攻击机遂行攻击任务中，作战初期空中编队位于视距范围外，受限于机载雷达的侦察距离，无法第一时间获取预定区域的战场信息，利用导弹空射的便捷性及快速部署性，空射型旋翼无人机在作战区域上空临时组建侦察自主拓扑网，在战场上执行侦察、监视、评估等任务，并将获取的信息发送给有人作战飞机，使有人机侦察范围外延，大大扩展了有人战机的感知范围，降低战机突防的风险。

作战场景假定：由2 架战斗机、4 架轰炸机组成空中战斗编队，前出执行作战任务，其中一架战机搭载2枚内置空射型旋翼侦察无人机的侦察导弹，在距作战区域300 km 外，先期发射侦察导弹至作战区域上空遂行侦察，对敌防空阵地、机场或临时指挥所等高价值目标进行信息收集、定位或特征对象识别，由战机根据战场实时信息，在敌防空导弹射程范围外发射对地攻击导弹，由旋翼侦察无人机进行引导攻击，在视距外扫清地面威胁，保障火力投射平台的安全，其作战想定图如图7 所示。

图7 协同空中编队作战模式想定图

2）作为有人机的空中控制中继平台，掩护有人机，并协调无人机蜂群发动饱和式攻击。

无人机协同作战是分布式作战理念的重要体现［4］，可将有人战机作为空中指挥中心、空射型旋翼无人机作为侦察平台兼控制中继平台、无人机蜂群作为攻击僚机，密切协同进行编队空战。空射型旋翼无人机上根据需求搭载电子战、传感器以及数据链等功能载荷，由空中指挥中心（有人机）根据空射型旋翼无人机侦收的战场信息设置总体作战构想，并分配给无人机蜂群作战任务——状态选择、攻击方向、攻击形式、导航轨迹、攻击逻辑等。该种作战形态体现了协同分布式作战，完成了“传感器-射手”的杀伤链任务，实现了战术战法的创新，能够有效提升作战能力。

作战场景假定：1 架有人战斗机搭载内置空射型旋翼侦察无人机的侦察导弹，前出执行作战任务，在距作战区域300 km 外，先期发射侦察导弹至距作战区域50～100 km 上空侦察，战机根据战场实时信息，将空射型旋翼侦察无人机作为空中控制中继平台，引导协调由不同机场陆续起飞而至的多波次攻击型无人机蜂群进行饱和式攻击，其作战想定图如图8所示。

图8 协同引导攻击型无人机蜂群作战模式想定图

2.2 新型无人侦察系统的设计想定

空射型旋翼侦察无人机可搭载于有人机或浮空器等空中作战平台，以导弹本体为运输平台，快速抵达战场，在空中作战平台抵达之前建立战场空中临时前哨所，为平台提供先期战场情报信息，成为突防攻击的倍增器。该无人机可由转台、侦察载荷以及天线单元等组成，其中转台可采用共轴双旋翼方式进行设计［5］，侦察载荷本体由电子侦察载荷、光电/红外侦察载荷、SAR 雷达侦察载荷及通信数据链载荷组成，可根据不同的作战任务对搭载的载荷进行选配，天线单元可装配侦察天线或者光电球，组成构想图如图9所示。

图9 空射型旋翼侦察无人机组成构想图

该无人机主要适用于需要快速部署的非对称作战战场，替代原人力或者有人侦察设备，可进行抵近侦察，具备低成本、难探测的优势，可长时获取侦察情报信息，引导火力进行打击，其与传统侦察模式的对比分析如表 1 所示。

2.3 关键技术

空射型旋翼无人机有以下几种关键技术尚待解决：

1） 空中发射技术

表1 空射型旋翼侦察无人机与其他侦察模式的对比

根据作战场景分析，无人机应前出至战机或飞艇平台50～200 km 外对战场进行侦察，且需快速形成分布式协同作战态势。考虑到低成本、可消耗的设计要求，受空中作战平台空间的约束，无法设计复杂的发射系统。因此，需利用导弹的快速移动性叠加无人机的侦察功能，形成空射型无人机的独特空中发射方式，空射后待弹体助推段结束，无人机弹射出弹体，采用自身携带的燃料电池驱动并支撑一段时间作战时间。

2） 空中温控技术

通常情况下高超声速飞行中，弹体会长时间与空气摩擦，从而表面存在高温，会对弹体内的各种电子元器件的正常运行造成影响，甚至使其瘫痪，如何保证空射型旋翼侦察无人机在分离过程中不对搭载的载荷造成毁伤，应作为关键技术进行研究。

3） 通信联络技术

无人机受物理条件限制负载有限，可用于通信的能源有限，链路带宽有限，且由于节点的发射功率和天线增益有限，通信距离比通常移动自组织网络短，极度依赖其他无人机节点或卫星通信的中继转发。且由于战场形势的快速变化，系统对实时性有较高要求，节点的负载情况将直接影响数据传输成功与否以及传输时延大小，因而相比传统自组织网络，无人机自组网中对节点的负载均衡有了更高的要求［6］。

4） 协同自组网技术

空射型旋翼侦察无人机所处战场环境瞬息万变，任务区域具有高度的不确定性，无人机搭载载荷不同，分工亦各不相同，具有分布式系统的特点，在战场通信条件受限的情况下，将难以保证个体都获取全局的实时战场信息。动态战场环境下，为增强自主适应能力，需要研究恶劣环境下多无人机分布式协同任务自组织技术，按需共享关键战场信息，甚至在通信网络中断后，无人机个体仍可依靠先期任务规划等信息，围绕同一目标，自发调整各自行动，以最大限度发挥无人机的群体智能，取得最佳的作战效果。

3 结束语

随着信息战体系的日趋完善，现代战争更多地表现为作战体系之间的对抗，对战场信息和实时感知能力的争夺日趋激烈，未来作战体系将是基于信息的高度利用和有效传递、作战装备的高存活性及多种类侦察攻击载荷协同一体作战的体系。新型的作战模式一定会打破旧有作战方式的制约，如何将新型作战模式与现有军事作战体系进行深度融合，成为决定未来战争结果的重要砝码。空射型旋翼侦察无人机将极大增强空中作战平台对敌方攻击的成功率，是在超视距情况下扩大战果的重要手段，可以为未来作战将信息优势转化为作战优势提供参考。■