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无人作战飞机的精确打击技术发展

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种有动力、有控制、能携带多种任务载荷、执行多种任务并且可以重复使用的无人驾驶航空器。最早的无人机也被称为遥控飞行器(Remotely Piloted Vehicle,RPV),主要用于侦察和靶标。进入21世纪以来,无人机在现代战争中显示了越来越重要的作用,已经成为一种新型的空中作战力量,不再局限于单纯地执行侦察、监视等非战斗任务,而向执行对地攻击和轰炸等战斗任务转变,出现了无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)这一概念,并将对未来的作战理念和作战模式产生重大影响。

无人作战飞机最大的特点就是可以对目标进行打击,成为实施空中精确打击的一种手段,因此在无人作战飞机上实现武器系统的智能化、精确制导和自动攻击成为了一个重要的军事高技术发展方向,这些技术也就是无人作战飞机的精确打击技术。目前,美国已经在无人作战飞机的精确打击技术上发展到较高程度,无人作战飞机可以在与操纵员联系被切断的情况下完全自主地完成任务规划、自主飞行、目标搜索、目标识别和跟踪、打击决策和机动打击等工作,代表了无人作战飞机精确打击技术的发展方向。

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中国的翼龙无人机可携带多种精确指导武器

现代作战无人飞机虽然可以携带的各种对地精确打击武器,但是在充分考虑到无人作战飞机的任务载荷能力、机弹结构要求、控制系统要求,同时考虑制导武器的制导精度、武器系统复杂性、武器质量、机弹相容性和经济性等方面,激光制导武器是最适合无人作战飞机进行对地攻击或者轰炸的精确打击武器,因此无人作战飞机的精确打击技术主要是围绕机载激光制导武器的应用展开研发。

以一个典型的无人作战飞机激光制导武器自动交战为例,无人作战飞机机载激光制导武器系统由无人作战飞机携带的光电传感、跟踪载荷获取目标的图像信息,获得的图像信息通过对目标进行实时图像预处理、图像分割、目标检测与定位等自动地提取、识别目标,一旦捕获到目标,通过驱动光电传感、跟踪载荷的伺服机构实行对目标的自动跟踪。同时,火力控制系统综合光电传感、跟踪载荷的光轴角度信息、目标信息以及无人作战飞机的飞行参数进行实时火控解算,计算武器的可攻击区,判断是否构成开火条件。

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美国X-45A无人机投放武器试验情景

而可攻击区的进入则通过火力/飞行综合控制系统来实现,用火力控制系统输出的瞄准误差,通过自动攻击决策,得到最优的攻击路线的飞行方案,提供飞行姿态和飞行轨迹要求,计算操纵无人作战飞机进行精确打击的控制指令,并由无人作战飞机的飞行控制系统实现攻击区的快速进入,并构成开火条件。进入攻击区之后,武器管理系统根据光电传感、跟踪载荷的光轴角度信息,控制激光制导武器的导引头轴向和其保持一致,并且锁定目标,随后武器管理系统发出一次性开火指令,发射或者投掷激光制导武器,光电传感、跟踪载荷继续维持对目标的激光照射,一直到武器命中目标,实现了建立在传感和跟踪系统、火力控制系统、飞行控制系统和武器管理系统基础上的无人作战飞机闭环自动精确打击。

预计到2020年以后,在微电子和纳米技术的推动下,随着处理器运行速度的提高和功能的加强,无人作战飞机精确打击技术的智能化和自动化程度将大大提高,从而进入一个真正的“智能”机器人战争时代。(来源:科普中国)

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