軍用無人機(jī)的發(fā)展及其在機(jī)場排彈專業(yè)中的應(yīng)用研究

王明琨 于建坤 朱 杰 汪 丹

（中國人民解放軍95979部隊(duì)，泰安 271207）

在機(jī)場遭到襲擊后，排除布撒或遺留在飛行區(qū)內(nèi)裸露于地表或侵入地下的未爆彈藥是機(jī)場排彈專業(yè)的主要職責(zé)[1]，而現(xiàn)有未爆彈排除方式已難以滿足未來軍事保障需求。隨著軍事技術(shù)的進(jìn)步，研發(fā)適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的新概念武器或在傳統(tǒng)武器上進(jìn)行作戰(zhàn)理念升級，是適應(yīng)作戰(zhàn)樣式轉(zhuǎn)變的重要方式[2]。因此，探尋機(jī)場未爆彈排除新方式，對于提升機(jī)場保障的效能具有十分重要的指導(dǎo)意義。

無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、能執(zhí)行多種任務(wù)并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器[3-5]。文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]結(jié)合民用設(shè)備和軍事裝備，從無人機(jī)系統(tǒng)組成、分類、自主性及應(yīng)用4個(gè)方面系統(tǒng)介紹了無人機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀，為分析無人機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢提供了參考?，F(xiàn)有文獻(xiàn)從多方面分析了無人機(jī)在軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域的廣泛使用，但均沒有認(rèn)識到無人機(jī)在機(jī)場勤務(wù)保障領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。

1 軍用無人機(jī)發(fā)展方向及現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)60年代，美軍已經(jīng)開始使用大量的火蜂無人機(jī)進(jìn)行戰(zhàn)場態(tài)勢偵察。由于無人機(jī)無需冒人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)和可在高危環(huán)境執(zhí)行多重軍事任務(wù)的特點(diǎn)，各軍事強(qiáng)國高度重視無人機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，積極推進(jìn)基于無人機(jī)平臺的顛覆性技術(shù)應(yīng)用及新作戰(zhàn)概念探索。軍用無人機(jī)的任務(wù)領(lǐng)域已從單一戰(zhàn)場偵察逐漸拓展到目標(biāo)搜索、數(shù)據(jù)中繼、火力打擊等多個(gè)方面[8-9]，并在功能上向無人僚機(jī)、“察-打”一體化、高空長航時(shí)、空中加油、單兵微型化和智能化等方向發(fā)展。

1.1 無人僚機(jī)

無人僚機(jī)主要通過與有人機(jī)相互協(xié)同，執(zhí)行近距空中支援、火力打擊、偵察等任務(wù)，提高有人機(jī)介入高強(qiáng)度作戰(zhàn)環(huán)境的能力，大幅提升有人機(jī)的生存概率。無人僚機(jī)技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，主要有美國“天空博格人”、澳大利亞ATS、英國LANCA和俄羅斯雷霆等型號。

1.2 “察-打”一體化無人機(jī)

“察-打”一體化無人機(jī)已由理論探討階段發(fā)展至實(shí)裝配備階段，其偵察和打擊能力日趨成熟。“察-打”一體化無人機(jī)主要執(zhí)行偵察監(jiān)視、對地打擊、情報(bào)收集、電子戰(zhàn)及搜救等任務(wù)，適合于軍事作戰(zhàn)、反恐維穩(wěn)、邊境巡邏和民事用途。典型的型號包括航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所自主設(shè)計(jì)研制的翼龍-Ⅱ無人機(jī)，中國最大的武裝無人機(jī)CH-5型，美國MQ-1型和MQ-9型。

1.3 高空長航時(shí)無人機(jī)

高空長航時(shí)無人機(jī)主要用于對敵縱深的偵察、通信和打擊等任務(wù)，一般裝有照相、攝像裝置、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）及通信設(shè)備，并可掛載精確制導(dǎo)武器，對地面固定和低移動目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。典型的型號有美國RQ-4型、俄羅斯“貓頭鷹”型和中國CH-4型。

1.4 空中加油無人機(jī)

空中加油是飛機(jī)實(shí)現(xiàn)空中能量補(bǔ)給的重要手段，是作戰(zhàn)飛機(jī)效能提升的倍增器?？罩屑佑蜔o人機(jī)可以替代傳統(tǒng)效率低下、安全性不高的伙伴加油方式，典型的型號有美國X-47B型和MQ-27A型無人機(jī)。其中，X-47B型無人機(jī)是人類歷史上第一架無需人工干預(yù)、完全由計(jì)算機(jī)操縱的無尾翼、噴氣式無人駕駛飛機(jī)，也是第一架能夠從航空母艦上起飛并自行回落的隱形無人轟炸機(jī)，同時(shí)是全球首架實(shí)現(xiàn)空中加油的無人機(jī)。

1.5 單兵無人機(jī)

單兵無人機(jī)一般具備重量輕、體積小、隱蔽性好、機(jī)動靈活等特點(diǎn)，適合城市、叢林、山地等復(fù)雜環(huán)境及特殊條件下的特種部隊(duì)和小分隊(duì)作戰(zhàn)，也可在未來戰(zhàn)爭中執(zhí)行低空偵察、通信、電子干擾等任務(wù)。典型的單兵無人機(jī)包括俄羅斯Zala 421-08T型、美國“即時(shí)眼”MK-3系列和中國CH-902型等。

綜上所述，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，特別是微電子科學(xué)、衛(wèi)星通信、計(jì)算機(jī)云計(jì)算和智能控制等方面的突破，以無人機(jī)為代表的無人化裝備將輔助甚至代替人操裝備完成各類軍事任務(wù)，成為未來作戰(zhàn)力量發(fā)展的大趨勢。

2 機(jī)場未爆彈排除現(xiàn)狀

戰(zhàn)時(shí)機(jī)場遭遇敵方攻擊后，機(jī)場道面損毀并在表面或地下存在未爆彈藥。為了保證飛機(jī)正常起降，必須對機(jī)場存在的未爆彈進(jìn)行勘察，搜索并評估未爆彈藥狀態(tài)，確定合理的排除方式。

2.1 機(jī)場未爆彈排除流程

第一，機(jī)場道面勘察。通過人工勘察，確定地表及地下未爆彈的數(shù)量和位置，并對機(jī)場道面損毀程度進(jìn)行評估，明確機(jī)場跑道損毀情況。

第二，規(guī)劃應(yīng)急起降帶。根據(jù)勘察結(jié)果規(guī)劃出緊急起降帶位置和面積，確定開辟起降帶所需排除的未爆彈數(shù)量及位置。

第三，未爆彈探測。利用探測器材對地下未爆彈藥進(jìn)行大范圍粗探和精探，獲取探測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行位置分析，完成地下未爆彈藥的位置定位。

第四，未爆彈排除。根據(jù)未爆彈的位置及型號確定未爆彈排除方式，組織排除人員進(jìn)行排除。

第五，撤收及恢復(fù)。組織人員撤收實(shí)爆設(shè)備，并對損壞道面進(jìn)行修復(fù)清理。

2.2 機(jī)場未爆彈排除方式

2.2.1 地表未爆彈排除方式

對于裸露或半埋于地表的未爆彈藥，排除人員首先應(yīng)識別未爆彈型號及戰(zhàn)斗部位置，并判斷未爆彈引信狀態(tài)，明確未爆彈藥的穩(wěn)定性。若未爆彈藥在地表分布較為稀疏時(shí)，可架設(shè)非接觸聚能引爆裝置，單獨(dú)引爆未爆彈戰(zhàn)斗部；當(dāng)未爆彈藥分布密集且戰(zhàn)斗部裝藥量較少時(shí)，可架設(shè)小當(dāng)量防爆圍欄，并利用三硝基甲苯（TNT）等炸藥進(jìn)行誘爆。

2.2.2 地下未爆彈排除方式

對于侵入地下的未爆彈藥，排除人員必須獲取未爆彈的地表精確位置及侵徹深度。首先，使用數(shù)字航彈探測器進(jìn)行初探，確定未爆彈藥的大體方位。其次，使用銫光泵磁力儀進(jìn)行精探，確定未爆彈具體方位及侵徹深度，并根據(jù)地表未爆彈遺留痕跡，確定未爆彈戰(zhàn)斗部位置。最后，使用鉆地引爆彈排除地下未爆彈。

2.3 機(jī)場未爆彈排除存在的問題

按照機(jī)場未爆彈排除流程，以現(xiàn)有方式完成地表和地下未爆彈排除存在較大的局限性。

第一，機(jī)場道面評估危險(xiǎn)性高?，F(xiàn)有條件下，機(jī)場道面的評估主要通過人工勘察完成。由于道面未爆彈狀態(tài)不明確，勘察人員自身安全受到很大威脅，且存在道面搜索不徹底、評估周期長等問題。

第二，地下未爆彈探測精度低。在地下未爆彈探測過程中，探測儀器精度限制、人員操作、判讀誤差等因素，經(jīng)常導(dǎo)致探測的未爆彈位置信息與實(shí)際位置信息存在偏差，從而使未爆彈排除失敗。

第三，區(qū)域封鎖子母彈排除難度大。由于區(qū)域封鎖子母彈的子彈藥具有破甲、殺傷、侵徹等不同作用，且數(shù)量多、布撒范圍廣、引信觸發(fā)方式不一，對排除人員及車輛造成了很大威脅。如果在機(jī)場關(guān)鍵區(qū)域地表留幾十枚上百枚子彈藥，以目前的裝設(shè)備難以快速有效排除。

3 機(jī)場排彈無人機(jī)的發(fā)展方向

機(jī)場未爆彈藥排除過程中，由于未爆彈的狀態(tài)難以確定，通過人員抵近排除存在較高的危險(xiǎn)性。而無人機(jī)以其無生命、低成本、高可靠性等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于軍事偵察、通信和作戰(zhàn)等方面，證明了無人機(jī)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。機(jī)場排彈作為戰(zhàn)時(shí)恢復(fù)機(jī)場起降功能的重要環(huán)節(jié)，充分利用無人機(jī)提升對未爆彈藥勘察評估、探測及排除等作業(yè)能力，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

3.1 長航時(shí)觀測無人機(jī)

使用高空長航時(shí)無人機(jī)對攻擊機(jī)場的彈藥進(jìn)行監(jiān)測，可確定彈藥種類、著地姿態(tài)、位置等信息，為地面站提供分析數(shù)據(jù)，以便指揮員根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果制訂排彈方案。

3.2 未爆彈勘察探測無人機(jī)

未爆彈勘察探測無人機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對機(jī)場損毀情況的快速勘察及評估。其利用自身攜帶的傳感器獲取機(jī)場信息，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析獲取的數(shù)據(jù)，給出機(jī)場的損毀情況、地表及地下未爆彈的數(shù)量及位置等信息，并規(guī)劃出合理的排除方案。

3.3 未爆彈排除無人機(jī)

未爆彈排除無人機(jī)的主要功能是對未爆彈位置進(jìn)行定位并架設(shè)排除裝置。目前，未爆彈排除主要通過排除人員抵近未爆彈架設(shè)聚能引爆裝置或鉆地引爆彈進(jìn)行排除，排除效率低且人員安全風(fēng)險(xiǎn)大，而利用未爆彈排除無人機(jī)能夠精準(zhǔn)定位并快速抵近未爆彈，無需擔(dān)心未爆彈引信突然發(fā)火引爆彈藥，且能夠重復(fù)使用，高效實(shí)用。同時(shí)，未爆彈排除無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)小型化，造價(jià)低廉，可以精準(zhǔn)定位并排除地表大當(dāng)量未爆彈。

4 結(jié)語

隨著軍隊(duì)訓(xùn)練實(shí)戰(zhàn)化進(jìn)程的推進(jìn)，機(jī)場未爆彈排除逐漸成為新興課題。由于無人機(jī)技術(shù)日趨成熟及在軍事領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，利用無人機(jī)解決機(jī)場未爆彈排除問題將成為機(jī)場排彈專業(yè)發(fā)展的主要趨勢。通過分析機(jī)場排彈作業(yè)現(xiàn)狀及存在問題，并提出本專業(yè)無人機(jī)研究方向，對于促進(jìn)機(jī)場排彈專業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。