無人機(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一種有動力、有控制、能攜帶多種任務載荷、執行多種任務并且可以重復使用的無人駕駛航空器。最早的無人機也被稱為遙控飛行器(Remotely Piloted Vehicle,RPV),主要用于偵察和靶標。進入21世紀以來,無人機在現代戰爭中顯示了越來越重要的作用,已經成為一種新型的空中作戰力量,不再局限于單純地執行偵察、監視等非戰斗任務,而向執行對地攻擊和轟炸等戰斗任務轉變,出現了無人作戰飛機(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)這一概念,并將對未來的作戰理念和作戰模式產生重大影響。
無人作戰飛機最大的特點就是可以對目標進行打擊,成為實施空中精確打擊的一種手段,因此在無人作戰飛機上實現武器系統的智能化、精確制導和自動攻擊成為了一個重要的軍事高技術發展方向,這些技術也就是無人作戰飛機的精確打擊技術。目前,美國已經在無人作戰飛機的精確打擊技術上發展到較高程度,無人作戰飛機可以在與操縱員聯系被切斷的情況下完全自主地完成任務規劃、自主飛行、目標搜索、目標識別和跟蹤、打擊決策和機動打擊等工作,代表了無人作戰飛機精確打擊技術的發展方向。
中國的翼龍無人機可攜帶多種精確指導武器
現代作戰無人飛機雖然可以攜帶的各種對地精確打擊武器,但是在充分考慮到無人作戰飛機的任務載荷能力、機彈結構要求、控制系統要求,同時考慮制導武器的制導精度、武器系統復雜性、武器質量、機彈相容性和經濟性等方面,激光制導武器是最適合無人作戰飛機進行對地攻擊或者轟炸的精確打擊武器,因此無人作戰飛機的精確打擊技術主要是圍繞機載激光制導武器的應用展開研發。
以一個典型的無人作戰飛機激光制導武器自動交戰為例,無人作戰飛機機載激光制導武器系統由無人作戰飛機攜帶的光電傳感、跟蹤載荷獲取目標的圖像信息,獲得的圖像信息通過對目標進行實時圖像預處理、圖像分割、目標檢測與定位等自動地提取、識別目標,一旦捕獲到目標,通過驅動光電傳感、跟蹤載荷的伺服機構實行對目標的自動跟蹤。同時,火力控制系統綜合光電傳感、跟蹤載荷的光軸角度信息、目標信息以及無人作戰飛機的飛行參數進行實時火控解算,計算武器的可攻擊區,判斷是否構成開火條件。
美國X-45A無人機投放武器試驗情景
而可攻擊區的進入則通過火力/飛行綜合控制系統來實現,用火力控制系統輸出的瞄準誤差,通過自動攻擊決策,得到最優的攻擊路線的飛行方案,提供飛行姿態和飛行軌跡要求,計算操縱無人作戰飛機進行精確打擊的控制指令,并由無人作戰飛機的飛行控制系統實現攻擊區的快速進入,并構成開火條件。進入攻擊區之后,武器管理系統根據光電傳感、跟蹤載荷的光軸角度信息,控制激光制導武器的導引頭軸向和其保持一致,并且鎖定目標,隨后武器管理系統發出一次性開火指令,發射或者投擲激光制導武器,光電傳感、跟蹤載荷繼續維持對目標的激光照射,一直到武器命中目標,實現了建立在傳感和跟蹤系統、火力控制系統、飛行控制系統和武器管理系統基礎上的無人作戰飛機閉環自動精確打擊。
預計到2020年以后,在微電子和納米技術的推動下,隨著處理器運行速度的提高和功能的加強,無人作戰飛機精確打擊技術的智能化和自動化程度將大大提高,從而進入一個真正的“智能”機器人戰爭時代。