技術(shù)與應(yīng)用齊頭并進(jìn)

作為世界規(guī)模最大、最專業(yè)的無人系統(tǒng)行業(yè)協(xié)會，國際無人系統(tǒng)協(xié)會（AUVSI）2013年年會于8月12～15日在美國華盛頓舉行。本次年會共吸引了來自40多個國家的8000多名無人系統(tǒng)專業(yè)人員參加，展出的各種無人機(jī)、無人駕駛車輛等產(chǎn)品超過600套，也是歷屆年會中規(guī)模最大的依次。此外，本次年會展出的無人系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)水平更高，具有更強的自主任務(wù)能力，其中很多展品更是兼顧了軍用與民用兩個方面，這也反映出了無人系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

新的機(jī)載系統(tǒng)

無人機(jī)作為一種空中任務(wù)平臺，其未來應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，關(guān)鍵在于機(jī)載航電系統(tǒng)性能的提升，以及機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

年會期間，ViaSat公司高層透露，該公司研制的Ka波段通信系統(tǒng)組件將首次安裝在AAI研制的“陰影”M2（Shadow M2）上進(jìn)行測試和應(yīng)用。

據(jù)該公司人員介紹，該通信系統(tǒng)組件將與VR-12 型ka波段通信系統(tǒng)天線一起，于今年底安裝在“陰影”M2戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)上進(jìn)行飛行測試。而VR-12通信系統(tǒng)，主要用于情報、監(jiān)視及偵察（ISR）等用途。

配備了新型通信系統(tǒng)組件的VR-12型通信系統(tǒng)，能夠滿足軍用飛機(jī)在未來戰(zhàn)場上對高帶寬通信的需求。據(jù)透露，該新型組件可以是通信系統(tǒng)的信息傳輸速度達(dá)到8～10Mb/S。此外，ViaSat公司還在年會上宣布，他們獲得了美國、澳大利亞、阿曼和泰國政府總計14套多功能信息分發(fā)系統(tǒng)小容量終端的（MIDS-LVT）采購合同，總價值2170萬美元。這種MIDS-LVT可以與Link-16數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)整合使用。

作為曾經(jīng)的無人機(jī)制造商，Proxy航空公司在更名為Proxy技術(shù)公司之后，也將其業(yè)務(wù)中心轉(zhuǎn)向了機(jī)載軟件技術(shù)。該公司在本屆年會上推出了能將有人駕駛飛機(jī)轉(zhuǎn)換為無人機(jī)的可選駕駛（OPV）軟件系統(tǒng)。

這套名為“普羅迪斯”（Proteus）的軟件系統(tǒng)與配套的硬件系統(tǒng)一起被稱作Proxy自動控制組件（簡稱PACS）。PACS組件具有任務(wù)規(guī)劃、自動駕駛、自動導(dǎo)航等功能，安裝了該組件的有人駕駛飛機(jī)之間，或者是有人駕駛飛機(jī)與無人機(jī)駕駛飛機(jī)之間可以實現(xiàn)高度的協(xié)同，能夠更好地執(zhí)行任務(wù)。舉例來說，4架安裝了PACS組件的飛機(jī)執(zhí)行情報收集-目標(biāo)攻擊任務(wù)時，地面控制人員可以將其分成兩組，其中一組保持對目標(biāo)區(qū)域的持續(xù)監(jiān)視和偵察，另外一組快速接近目標(biāo)執(zhí)行攻擊任務(wù)。而在執(zhí)行攻擊任務(wù)的2架飛機(jī)中，其中一架可以擔(dān)負(fù)目標(biāo)探測任務(wù)并將數(shù)據(jù)傳給另一架飛機(jī)，由后者完成攻擊。而上述任務(wù)中的飛機(jī)編隊、分組、以及任務(wù)規(guī)劃等都可以由PACS組件來完成。

采用PACS組件之后，可選駕駛飛機(jī)或無人機(jī)可以在沒有任何人為操縱之下，完成滑出機(jī)庫、滑跑、起飛、執(zhí)行任務(wù)、返程、降落的全過程。只有在實機(jī)情況與預(yù)先的任務(wù)規(guī)劃有差異的情況下，才需要地面控制人員的介入，而每個地面控制人員最多可以同時操縱32架飛機(jī)。

無人機(jī)應(yīng)用的劇增，使無人機(jī)操控人員的短缺已出現(xiàn)苗頭，而這也成為一塊兒潛在的市場。在AUVSI年會上，諾斯羅普·格魯門公司展示了他們研制的“錐齒鯊”（Sandshark）無人機(jī)訓(xùn)練器。該公司表示，未來將采用按次收費的模式向五角大樓提供該型訓(xùn)練器，而國際用戶也可以選擇完全購買。

據(jù)諾斯羅普·格魯門公司負(fù)責(zé)該項目的卡爾·鮑蒂介紹，該型訓(xùn)練器雖然是針對美國軍隊大量裝備的MQ-1和MQ-9無人機(jī)設(shè)計的，但是它幾乎可以摸擬當(dāng)前所有的無人級系統(tǒng)，并能與美國空軍下一代無人機(jī)地面控制站兼容。

目前，美國海軍宣布已經(jīng)暫停為MQ-4C“特利同”（Triton）遠(yuǎn)程長航時無人機(jī)研制“感知-規(guī)避”雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使無人機(jī)在飛行過程探測空中其他飛行器，并進(jìn)行識別與自動規(guī)避。如果按照原計劃進(jìn)行下去，MQ-4C將是世界上第一種配備同類雷達(dá)系統(tǒng)的無人機(jī)，但是由于預(yù)算不足以及時間節(jié)點等原因，美國海軍被迫暫停次項工作。

據(jù)美國海軍航空系統(tǒng)司令部MQ-4C項目負(fù)責(zé)人吉姆·郝克介紹，美國海軍之所以決定暫停無人機(jī)“感知-規(guī)避”雷達(dá)系統(tǒng)的研發(fā)，并不是美國海軍不要此類系統(tǒng)，而是由于技術(shù)積累的不足以及預(yù)算方面的壓力，使該項目的前景看上去頗不樂觀，因而被迫做出此選擇。

目前，制造完成的雷達(dá)系統(tǒng)樣機(jī)還沒有整合在MQ-4C上進(jìn)行測試。吉姆透露，在下一階段的MQ-4C批量生產(chǎn)過程中，“感知-規(guī)避”雷達(dá)系統(tǒng)的生產(chǎn)工作將會暫停。目前，美國海軍正在和諾斯羅普·格魯門公司一起就暫停該雷達(dá)項目對MQ-4C整體項目所產(chǎn)生的消極影響進(jìn)行評估，并積極尋求替代性方案。但是截至目前，問題仍沒有解決。在美國海軍眼里，“感知-規(guī)避”雷達(dá)系統(tǒng)是他們所需要的東西，但是卻買不起。

當(dāng)前，隨著無人機(jī)裝備數(shù)量的增加，美國海軍尤其是太平洋司令部和第六艦隊司令部迫切需要“感知-規(guī)避”雷達(dá)系統(tǒng)等此類電子設(shè)備，以保障平時執(zhí)行任務(wù)時的安全。所以，在該雷達(dá)系統(tǒng)項目暫停后，美國海軍迫切希望諾斯羅普·格魯門公司盡快給出替代性方案，后者一直沒有回應(yīng)。而該雷達(dá)系統(tǒng)的項目承包商ITT Exelis公司也希望諾斯羅普·格魯門公司盡快做出決定，這樣他們就能給出應(yīng)對方案。因為，假如該項目就此暫停，而諾斯羅普·格魯門公司無法提供替代性方案的話，ITT Exelis公司就有可能失去MQ-4C機(jī)載系統(tǒng)供應(yīng)商的位置。

新的研制計劃

AUVSI年會，歷來都是新技術(shù)、新產(chǎn)品集中亮相的場合，本屆年會也不例外，其呈現(xiàn)出新特點。

本次AUVSI年會上，最吸引眼球的參展者當(dāng)屬來自美國本土的泰坦宇航公司（Titan Aerospace），該公司在年會上公布了兩款太陽能動力的高空長航時無人機(jī)，即Solara 50和Solara 60。這兩款無人機(jī)都安裝了一套巨大的電動螺旋槳，遍布全機(jī)身的太陽能電池則用以提供能源，無人機(jī)翼展達(dá)到50米，設(shè)計飛行高度19800米，并能在這一高度持續(xù)逗留數(shù)周甚至更長時間，因而泰坦宇航公司將其稱作“大氣層衛(wèi)星”。

Solara 50和Solara 60都采用彈射起飛方式，其在19800高度的最大巡航速度為97千米/時，未來量產(chǎn)型的任務(wù)目標(biāo)是攜帶30千克有效載荷的情況下續(xù)航時間可以超過5年。任務(wù)結(jié)束后，該機(jī)可以自行返回并以機(jī)腹模式著陸，因而機(jī)腹采用了凱夫拉復(fù)合材料制造。據(jù)該公司介紹，兩種無人機(jī)的有效載荷并非固定不變，根據(jù)任務(wù)飛行中所能利用的太陽能的多少，其任務(wù)載荷最多可以達(dá)到70千克。為了解決長時間飛行過程中的電池老化問題，該公司還制造了縮比驗證機(jī)，用于驗證機(jī)身結(jié)構(gòu)和電池技術(shù)，目前最新的電池技術(shù)足以滿足5年的續(xù)航要求。據(jù)透露，已經(jīng)有一家客戶訂購了2架Solara 50型無人機(jī)，用于通信中繼服務(wù)，但是泰坦宇航公司并沒有透露客戶的詳細(xì)信息。目前，首架Solara 50已經(jīng)開始制造，預(yù)計明年完成。

事實上，泰坦宇航公司推出的Solara 50和Solara 60并不是第一種續(xù)航時間可以達(dá)到數(shù)周之久的無人機(jī)概念。早在多年前，美國國防部預(yù)研局（DARPA）就提出了此概念，并面向國內(nèi)企業(yè)招標(biāo)征求設(shè)計概念，此后航空環(huán)境公司（AeroVironment）推出了“全球觀察者”，奎尼提克公司推出了“西風(fēng)”（Zephyr），并被波音公司選為其“禿鷹”（Vulture）計劃的概念驗證機(jī)。雖然泰坦宇航公司與上述多家公司并無聯(lián)系，但是他們推出的設(shè)計方案有著諸多共同特征：在19800的實用高度，無人機(jī)的續(xù)航時間可以達(dá)到數(shù)年。在地球上空18000～20000米高度，由于對流現(xiàn)象減弱，天氣變化少，平均風(fēng)速小于5節(jié)，因而非常適合飛行。

目前，諾斯羅普·格魯門、洛克希德·馬丁、波音和通用原子航空系統(tǒng)公司各自都獲得了一份1500萬美元的固定價格合同，即對美國海軍的艦載無人監(jiān)視/攻擊系統(tǒng)（UCLASS）項目進(jìn)行初始設(shè)計評估（PDR）。

據(jù)美國海軍航空系統(tǒng)司令部無人機(jī)項目方面負(fù)責(zé)任透露，美國海軍將在今年9月就UCLASS項目向上述4家公司發(fā)出新的征求意見書（RFP）。早在2012年4月，美國海軍曾就該項目發(fā)出過一輪征求意見書。

今年10月，美國海軍組織工業(yè)界聚會，各公司都針對上述征求意見書給出反饋信息。預(yù)計在2014年第二季度，美國海軍將就UCLASS項目發(fā)出最后一輪征求意見書。最后一輪征求意見書發(fā)出后，根據(jù)各家公司的反饋，美國海軍將會從4家公司中選出最后的合同承包商，時間可能是2015年第一季度。按照美國海軍的計劃，一旦確定最后的合同承包商，后者就要在3～6年內(nèi)使其產(chǎn)品具備初始作戰(zhàn)能力。

歐洲無人系統(tǒng)集團(tuán)（USG）在AUVSI年會上，推出了他們研制的“發(fā)現(xiàn)者”Ⅱ戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)，該無人機(jī)在這次年會之前已經(jīng)完成首飛。

這次展出的“發(fā)現(xiàn)者”Ⅱ無人機(jī)在其機(jī)身下安裝了光電/紅外傳感器系統(tǒng)，與同級別的其他無人機(jī)相比，為了能夠容納Selex ES公司研制的“海浪”（SeaSpray）5000E海上搜索雷達(dá)，“發(fā)現(xiàn)者”Ⅱ的外形設(shè)計頗為特殊。

資料顯示，“發(fā)現(xiàn)者”Ⅱ無人機(jī)的最大起飛重量為250千克，最大任務(wù)載荷可以達(dá)到70千克，包括各種紅外、光學(xué)傳感器系統(tǒng)，以及Selex ES公司研制的PicoSAR微型合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)?；谄涑錾男阅?，“發(fā)現(xiàn)者”Ⅱ無人機(jī)可以應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，比如執(zhí)行戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視等任務(wù)；也可以應(yīng)用在執(zhí)法等民用領(lǐng)域，比如邊界監(jiān)控、海岸執(zhí)法等。

作為未來先進(jìn)垂直起降無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，由歐洲無人系統(tǒng)集團(tuán)開發(fā)的槳尖噴氣推進(jìn)系統(tǒng)已經(jīng)開始進(jìn)入測試階段。這套名為Atro-X的槳尖噴氣推進(jìn)系統(tǒng)可以使垂直起降型無人機(jī)擁有更強的載荷能力，以及更好的可靠性。

Atro-X系統(tǒng)的關(guān)鍵是在旋翼槳葉上安裝了一臺小型渦噴發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱氣流通過槳葉中間的管道從槳尖噴出，從而驅(qū)動槳葉轉(zhuǎn)動。測試該系統(tǒng)的地面平臺采用雙槳葉旋翼系統(tǒng)，旋翼直徑為6.2米。采用該系統(tǒng)的一個主要優(yōu)勢就是取消了傳統(tǒng)垂直起降無人機(jī)必須裝備的變速箱及傳動系統(tǒng)和尾旋翼，改為尾部操縱面控制無人機(jī)偏航，從而大大減輕了無人機(jī)的自重。

無人系統(tǒng)集團(tuán)目前正在研制基于Atro-X系統(tǒng)的垂直起降無人機(jī)，該無人機(jī)的最大起飛重量為370千克，最大有效載荷則可以達(dá)到120千克，續(xù)航時間4.5小時，最大飛行速度200千米/時，這些指標(biāo)均排在同級別無人機(jī)的前列。

在今年的AUVSI年會上，德事隆集團(tuán)（Textron）展示了他們研制的“戰(zhàn)斗鷹”（Battlehawk）筒式發(fā)射無人機(jī)系統(tǒng)。該無人機(jī)系統(tǒng)攜帶有戰(zhàn)斗部，所以其本質(zhì)上更像是小型巡航導(dǎo)彈，可以部署在排級作戰(zhàn)單位。不過，德事隆集團(tuán)同時還宣布，他們還在研制偵察/監(jiān)視型“戰(zhàn)斗鷹”無人機(jī)。

據(jù)介紹，新研制的具有偵察/監(jiān)視能力的“戰(zhàn)斗鷹”無人機(jī)，仍保留了現(xiàn)有該型無人機(jī)所配備的戰(zhàn)斗部，并且其續(xù)航時間也增加了30分鐘。該無人機(jī)在目標(biāo)區(qū)域上空執(zhí)行偵察任務(wù)時，可以根據(jù)地面指揮中心的指令隨時對目標(biāo)進(jìn)行攻擊，其攻擊距離達(dá)到5000米。

德事隆集團(tuán)“戰(zhàn)斗鷹”項目經(jīng)理在AUVSI年會上透露，“戰(zhàn)斗鷹”無人機(jī)配備了一個40毫米口徑的聚能破片戰(zhàn)斗部，可以有效減少間接殺傷。由于采用了模塊化的設(shè)計，如果取消戰(zhàn)斗部，該無人機(jī)還可以攜帶更多的載荷，以及更長的續(xù)航時間。

美國海軍陸戰(zhàn)隊計劃從今年10月開始實施Insitu公司為其研制的RQ-21A“整合者”小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)的初始作戰(zhàn)測試與評估（IOTE）工作，如果進(jìn)展順利，該機(jī)將于2014年形成初始作戰(zhàn)能力（IOC）。今年5月，美國海軍正式批準(zhǔn)了RQ-21A無人機(jī)的小批量生產(chǎn)合同。

按照合同，已經(jīng)被波音公司并購的Insitu公司將為美國海軍陸戰(zhàn)隊和美國海軍總計生產(chǎn)36套RQ-21A無人機(jī)系統(tǒng)，總計180架無人機(jī)以及配套的運輸載具、地面控制系統(tǒng)等。RQ-21A無人機(jī)采用高度模塊化的設(shè)計和制造，起飛重量為61千克，能夠攜帶多種任務(wù)載荷，執(zhí)行海上監(jiān)視任務(wù)時，其標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)載荷包括一套光電/紅外傳感器，以及自動識別系統(tǒng)。

在IOTE工作開始之前，也就是截至目前，RQ-21A無人機(jī)已經(jīng)在加州的29棕櫚村（Twentynine Palms，加州的一座小城市）進(jìn)行了大量測試，該機(jī)的最大續(xù)航時間超過了14個小時。

美國海軍希望RQ-21A無人機(jī)在明年第二或第三季度正式具備初始作戰(zhàn)能力，屆時海軍陸戰(zhàn)隊下屬的一支部隊將率先裝備該無人機(jī)。在IOTE階段，RQ-21A無人機(jī)還將完成第25次艦上部署試驗，預(yù)計未來兩個月里，試驗團(tuán)隊將攜帶該機(jī)重新返回艦上。

在本次AUVSI年會上，來自中國的無人機(jī)也首次參展。位于湖北的易瓦特公司所展出的SVU-200是一款無人直升機(jī)，其最大載荷達(dá)到200千克，這也將超過當(dāng)前已經(jīng)投入市場的絕大部分無人直升機(jī)。易瓦特是一家電力設(shè)備供應(yīng)商，之所以決定進(jìn)軍無人機(jī)領(lǐng)域，正是看中了無人機(jī)在電力領(lǐng)域的巨大市場潛力。在這之前，易瓦特公司生產(chǎn)的無人機(jī)在多次重大災(zāi)難后的勘測與救援中都發(fā)揮了重要作用。

市場與應(yīng)用擴(kuò)展

一直以來，無人機(jī)主要都被用作軍事裝備，鮮有執(zhí)行商業(yè)飛行任務(wù)。之所以如此，主要原因就是各國還沒有找到將無人機(jī)融入現(xiàn)代空管系統(tǒng)的好方法，但是很多國家都在積極探索。

美國聯(lián)邦航空局（FAA）在AUVSI年會上透露，波音公司研制的“掃描鷹”無人機(jī)將于之后的幾周內(nèi)進(jìn)行首次商業(yè)飛行。已經(jīng)在美軍中大量裝備和應(yīng)用的“掃描鷹”無人機(jī)，其首次商業(yè)飛行是為全球著名能源公司康菲石油公司效力，主要任務(wù)是在北極圈內(nèi)的楚克旗海域觀察和追蹤鯨群。

今年6月，波音公司的4架“掃描鷹”無人機(jī)獲得了聯(lián)邦航空局的商業(yè)飛行適航證，AeroVironment公司的3架Puma無人機(jī)也獲得了該適航證。

美國聯(lián)邦航空局下屬的無人機(jī)系統(tǒng)綜合辦公室，是推進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)商業(yè)化應(yīng)用的主要機(jī)構(gòu)之一，該辦公室的主要工urdcTO2szDmcglcADn7SYA==作就是將無人機(jī)的應(yīng)用整合進(jìn)美國國家空域系統(tǒng)。目前，聯(lián)邦航空局在美國國內(nèi)共選擇了6個地方進(jìn)行無人機(jī)商業(yè)化應(yīng)用方面的測試，以期解決無人機(jī)商業(yè)化飛行過程中遇到的諸多問題。

美國海軍在AVUSI年會上透露，計劃在未來幾周內(nèi)準(zhǔn)許洛克希德·馬丁公司研制的K-Max貨運無人直升機(jī)復(fù)飛，并重新在阿富汗地區(qū)執(zhí)行貨運任務(wù)。該型無人機(jī)在今年6月初的一次任務(wù)中失事墜毀，之后即被叫停在阿富汗的所有飛行任務(wù)，而失事原因目前仍在調(diào)查。據(jù)透露，機(jī)身下吊裝的貨物在飛行過程中的搖擺，可能是飛機(jī)失事的主要原因。

據(jù)洛馬公司透露，該公司從8月初內(nèi)部恢復(fù)了K-Max無人機(jī)的飛行訓(xùn)練，至今已經(jīng)完成了近16小時。美國海軍陸戰(zhàn)隊方面，則正在考慮擴(kuò)展K-Max無人機(jī)的用途，還計劃讓其擔(dān)負(fù)從艦上到岸上的空中補給。

由于美國國防預(yù)算持續(xù)收緊，導(dǎo)致軍方在裝備采購方面不得不慎之又慎，所以眾多制造商都希望在國際市場上尋找商機(jī)，通用原子航空系統(tǒng)公司就是其中之一。作為美國軍方無人機(jī)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商之一，該公司認(rèn)為當(dāng)前正是為其MQ-9“死神”系列無人機(jī)尋找國外買主的大好時機(jī)，而北約諸多伙伴國都對該型無人機(jī)充滿興趣。除了英國、意大利已經(jīng)訂購了大批之外，波蘭、德國、荷蘭等國的空軍也希望能夠得到MQ-9無人機(jī)。

此外，“捕食者”XP也是一個通用原子航空系統(tǒng)的一個新買點，該無人機(jī)是美國空軍所裝備的“捕食者”系列的出口型。截至目前，阿聯(lián)酋空軍已經(jīng)采購并裝備了“捕食者”XP。

目前，通用原子航空系統(tǒng)公司已經(jīng)參與美國海軍UCLASS項目的爭奪，該公司之所以迫切需要找到國外客戶，就是擔(dān)心由于美國空軍和陸軍訂貨不足，會影響到公司的總體收入，進(jìn)而影響到公司在UCLASS項目上的投入不足。

該公司提出的UCLASS方案是基于“復(fù)仇者”無人機(jī)改進(jìn)而來的，而后者則是在“捕食者”基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的放大型噴氣動力無人機(jī)。美國海軍給出的UCLASS的起飛重量為14噸，相當(dāng)于“復(fù)仇者”的兩倍，所以該公司還要花大力氣對其UCLASS方案的氣動外形、機(jī)身結(jié)構(gòu)等進(jìn)行改進(jìn)和完善，并且還要為其找到合適的發(fā)動機(jī)。這些都需要耗費大量資金。