國外無人機空空打擊作戰(zhàn)典型樣式及關(guān)鍵技術(shù)研究

摘" 要：""""" 無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中正發(fā)揮著日益重要的作用。 本文針對國外無人機用于現(xiàn)代空空作戰(zhàn)的研究進展、 典型作戰(zhàn)樣式及其關(guān)鍵技術(shù)進行了分析， 梳理分析了當前國外無人機用于空空打擊作戰(zhàn)的典型裝備和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀， 結(jié)合當前國外無人機裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析了無人機直接應(yīng)用于空空打擊作戰(zhàn)的優(yōu)勢和劣勢； 基于當前國外典型無人機平臺性能特點， 提出了無人機參與空空打擊作戰(zhàn)的三類潛在典型應(yīng)用樣式； 針對無人機用于空空打擊作戰(zhàn)的實際需要， 分析了無人機應(yīng)用于未來空空作戰(zhàn)的關(guān)鍵支撐性技術(shù)。

關(guān)鍵詞：""""" 無人機； 空空作戰(zhàn)； 作戰(zhàn)樣式； 機載武器

中圖分類號：""""" TJ760

文獻標識碼：""" A

文章編號："""" 1673-5048（2024）03-0014-07

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2024.0073

引用格式： 高書亮， 段鵬飛， 田浩， 等. 國外無人機空空打擊作戰(zhàn)典型樣式及關(guān)鍵技術(shù)研究［ J］. 航空兵器， 2024， 31（ 3）： 14-20.

Gao Shuliang， Duan Pengfei， Tian Hao， et al. Research on Typical Operation Modes and Key Technologies of Foreign UAV-Based Air to Air Striking［ J］. Aero Weaponry， 2024， 31（ 3）：" 14-20.（ in Chinese）

0" 引" 言

空空打擊作戰(zhàn)是指空中作戰(zhàn)平臺以空空導(dǎo)彈等機載武器對敵方空中目標實施探測、 識別、 打擊、 毀傷的作戰(zhàn)活動。 隨著戰(zhàn)爭樣式的不斷發(fā)展和演進， 空空打擊正日益成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要組成部分。 隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展， 無人機在現(xiàn)代空中作戰(zhàn)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。 尤其是近年來， 無人機技術(shù)發(fā)展迅猛， 任務(wù)領(lǐng)域不斷擴展。 但從目前國外發(fā)展情況來看， 無人機還主要承擔面向陸、 海面目標的精確打擊任務(wù)， 尚未見到直接承擔對空高動態(tài)目標打擊的報道。 從相關(guān)領(lǐng)域研究情況來看， 國內(nèi)外已經(jīng)有較多學(xué)者開展了部分基于無人機的空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)研究， 文獻［1］分析了現(xiàn)代空戰(zhàn)體系的基本演變過程和趨勢， 文獻［2-4］分析了當前空戰(zhàn)環(huán)境及美國等國家典型空戰(zhàn)作戰(zhàn)概念和體系近年來的發(fā)展變化， 文獻［5-7］分析了當前無人機與有人機進行協(xié)同作戰(zhàn)應(yīng)用的典型樣式。 從相關(guān)研究內(nèi)容來看， 目前相關(guān)研究主要集中在無人機與有人機協(xié)同參與空空打擊作戰(zhàn)等方面， 針對無人機直接遂行對空打擊任務(wù)研究相對較少。 相比于其他打擊樣式， 空空打擊需要在高動態(tài)、 強對抗、 強干擾環(huán)境下實現(xiàn)對空中時敏目標的精確命中， 因此無人機應(yīng)用于空空精確打擊作戰(zhàn)需要在其長航時、 低成本、 無傷亡等優(yōu)勢的基礎(chǔ)上， 進一步增強其對復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境、 目標探測跟蹤、 制導(dǎo)信息保障等方面的適應(yīng)能力， 從而更好地滿足空空打擊作戰(zhàn)要求。 本文針對無人機用于現(xiàn)代空空作戰(zhàn)的可行性、 典型作戰(zhàn)樣式及其關(guān)鍵技術(shù)進行分析， 研究了當前國外無人機用于空空作戰(zhàn)的裝備和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀； 針對未來無人機直接參與空空作戰(zhàn)的典型樣式進行了分析， 提出了三類潛在作戰(zhàn)應(yīng)用樣式； 針對無人機用于空空打擊作戰(zhàn)的實際需要， 從無人機平臺、 配套機載武器及機載傳感器等角度梳理了相應(yīng)的能力需求， 分析了無人機應(yīng)用于未來空空作戰(zhàn)的關(guān)鍵支撐性技術(shù)。

1" 無人機空空精確打擊作戰(zhàn)發(fā)展現(xiàn)狀

美軍將無人系統(tǒng)看作是未來戰(zhàn)術(shù)組成中不可缺少的部分。 根據(jù)美國國防部發(fā)布的最新版《無人系統(tǒng)綜合路線圖》， 無人機除了擔負傳統(tǒng)的情報/監(jiān)視/偵察（ISR）等非火力打擊任務(wù)之外， 將越來越多的擔負精確火力打擊任務(wù)［8］。 無人機平臺遂行空空精確打擊， 需要無人機平臺、 配套載荷/武器、 戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法等方面的多種支撐， 從目前國外發(fā)展情況來看， 在多種先進空戰(zhàn)作戰(zhàn)概念牽引下， 無人機遂行空空打擊作戰(zhàn)的相關(guān)裝備和技術(shù)研究正在加速推進， 取得了一定進展。

收稿日期： 2024-05-06

*作者簡介：" 高書亮（1982-）， 男， 陜西漢中人， 高級工程師， 博士。

1.1" 具備空空打擊能力的無人機平臺不斷出現(xiàn)

隨著無人機技術(shù)的快速進步，" 國外可遂行空空打擊的無人機平臺種類和數(shù)量正逐步增多，" 關(guān)鍵性能水平正快速提升。 從目前國外發(fā)展情況來看， 遂行空空作戰(zhàn)無人機平臺主要包括現(xiàn)有察打一體無人機的改進升級和專門研制新型無人機平臺兩類情況。 針對第一類情況， 美國等國家正在探索和改進當前其在研在役無人機型號的空空武器攜帶能力， 不斷開展相應(yīng)的專門試驗， 如美軍就曾經(jīng)利用MQ-9無人機進行改裝， 并于2020年成功完成了AIM-9X紅外型空空導(dǎo)彈的發(fā)射攻擊試驗。 由于當前常見的察打一體無人機在設(shè)計之初未考慮空戰(zhàn)所需的快速占位、 機動規(guī)避、 持續(xù)目標跟蹤與制導(dǎo)鏈路保障等要求， 一般不配備遠距離對空動目標傳感器載荷， 因此往往只能攜帶紅外型空空導(dǎo)彈， 使得其攻擊目標范圍、 類型， 攻擊距離、 打擊靈活性等性能都受到較大限制； 第二類情況的典型代表是美國等國家正在研制的一系列新型無人機平臺項目， 其中較為典型的包括：" （1）“遠射”項目。 該項目由美國國防高級研究計劃局（DARPA）主導(dǎo)， 旨在研究、 開發(fā)和驗證一款可以攜帶和發(fā)射空空導(dǎo)彈的無人機平臺， 該無人機可使用有人機平臺運載投放， 以顯著擴大攻擊范圍， 提升應(yīng)對空中威脅的作戰(zhàn)效率， 目前已經(jīng)進入到全尺寸演示樣機試驗驗證階段， 極有可能在2～3年內(nèi)實現(xiàn)初步列裝。 從目前DARPA公布的研究進展來看， 每架“遠射”無人機可裝載至少兩枚低成本空空導(dǎo)彈， 形成一架有人戰(zhàn)機指揮數(shù)架“遠射”無人機， 實現(xiàn)多個方向、 不同類型威脅目標的蜂群戰(zhàn)和彈群戰(zhàn)， 已初步具備典型的無人空中攻擊能力［9-10］， 如圖1所示。 （2）“忠誠僚機”項目。 針對未來空中協(xié)同作戰(zhàn)需求， 美國正在加快協(xié)同式空戰(zhàn)平臺的研究及忠誠僚機系列項目， 典型代表是美國空軍研究實驗室（AFRL）聯(lián)合克拉托斯公司開發(fā)的XQ-58A 無人戰(zhàn)斗機（如圖2所示）， XQ-58A長8.8 m， 翼展6.7 m， 采用單發(fā)、 隱身設(shè)計， 最高飛行速度1 050 km/h， 最大航程4 000 km， 實用升限13 715 m［11］， 與目前常見無人機不同， 其首次采用了內(nèi)置彈倉設(shè)計， 能夠兼容AIM-120 和GBU-39 等彈藥， 具備了攜帶空空武器與長機平臺協(xié)同作戰(zhàn)參與空空作戰(zhàn)的基本能力， 目前已經(jīng)完成了初步的空中開艙彈藥投射試驗。 （3）專用型制空作戰(zhàn)無人機。 近年來， 土耳其等國家正在積極開展制空作戰(zhàn)無人機的相關(guān)研制工作并取得初步進展。 2023年4月， 土耳其拜卡技術(shù)公司研制的Kizilelma無人機（如圖3所示）與Akinc察打一體無人機進行了首次編隊飛行， 該無人機在最大飛行高度12 000 m， 飛行馬赫數(shù)0.9的情況下可持續(xù)飛行5 h， 能夠搭載土耳其研制的“波茲多安”（Bozdogan）和“游隼”（Gokdogan）空空導(dǎo)彈［12］。

1.2" 智能化空戰(zhàn)博弈對抗技術(shù)快速發(fā)展

隨著人工智能技術(shù)與現(xiàn)代空戰(zhàn)的不斷結(jié)合， 為高動態(tài)、 不確定、 不完備信息條件下的空戰(zhàn)博弈問題帶來了新的解決途徑。 智能空戰(zhàn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展， 使得能夠采用無人化、 智能化空戰(zhàn)決策機制和平臺指揮無人機開展復(fù)雜環(huán)境下空中作戰(zhàn)， 為開展復(fù)雜的制空精確打擊帶來了天然的優(yōu)勢。 當前， 無人機正日益成為國外人工智能空戰(zhàn)的天然試驗和驗證平臺， 并且隨著無人機技術(shù)的不斷發(fā)展， 無人機+人工智能的模式正在現(xiàn)代空戰(zhàn)中逐步呈現(xiàn)出不斷增強的作戰(zhàn)效能。 2020年8月， 在DARPA舉辦的“Alpha Dogfight trial”人機對抗賽中， 美國蒼鷺公司設(shè)計的智能飛行自主決策系統(tǒng)駕駛F-16戰(zhàn)機以5：0的優(yōu)勢戰(zhàn)勝了F-16的飛行教官； 美國空軍研究實驗室戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和實驗辦公室（SPDE）推動的“天空博格人”項目采用多種無人機平臺開展搭載驗證， 先后成功在克拉托斯公司的UTAP-22無人機（如圖4所示）及MQ-20“復(fù)仇者”無人機（如圖5所示）等平臺上實現(xiàn)了搭載首飛。 2020年12月， XQ-58A 實現(xiàn)與F-22、 F-35A和F-35B 等有人戰(zhàn)機協(xié)同半自主編隊飛行； 同

月， 美國空軍的ARTU無人U-2項目表明了無人系統(tǒng)

的操作權(quán)首次超過人類飛行員， 展現(xiàn)出自主化空中作

戰(zhàn)的趨勢。" 在智能化作戰(zhàn)算法和引擎的支持下，" 無人機

平臺可以在無人工干預(yù)或少人工干預(yù)的情況下， 自主完成信息獲取、 態(tài)勢感知、 任務(wù)規(guī)劃和作戰(zhàn)決策， 從而自主遂行防空壓制、 對面突擊、 情報監(jiān)視偵察等多種任務(wù)， 對于復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境和任務(wù)的適應(yīng)能力正在不斷增強［13］。

1.3" 新型微小型化機載制空導(dǎo)彈不斷涌現(xiàn)

空空導(dǎo)彈是實施空空打擊作戰(zhàn)的直接手段。 當前， 一批新概念空空導(dǎo)彈正不斷出現(xiàn)， 這些導(dǎo)彈往往具有體積小、 重量輕、 使用靈活等特點， 能夠滿足無人機平臺的搭載需要［14］。 這些新型空空導(dǎo)彈通常為緊湊型氣動外形， 采用高集成度相控陣導(dǎo)引頭、 一體化制導(dǎo)控制計算機、 高性能固體火箭發(fā)動機、 直接力姿態(tài)控制等新型技術(shù)， 具有全天候、 高裝載、 小型、 快速、 輕量級的特點， 可應(yīng)對無人機、 有人機和巡航導(dǎo)彈等多種目標威脅［15］。 其中， 美國披露的下一代小型先進能力導(dǎo)彈（如圖6所示）彈長僅為1.8 m； 雷神公司展示的“游隼”新型中距空空導(dǎo)彈（如圖7所示）的尺寸僅有美國當前主戰(zhàn)空空導(dǎo)彈（AIM-120）的一半， 但可將AIM-120 導(dǎo)彈的射程與導(dǎo)彈的格斗機動性相結(jié)合， 其典型條件下攻擊距離不低于100 km， 具有極強的機動性， 同時顯著提升現(xiàn)有飛機掛載密度。 由于小型、 微型化空空導(dǎo)彈相比于傳統(tǒng)主戰(zhàn)空空導(dǎo)彈在體積、 重量、 發(fā)射條件等方面都有明顯的減小， 更加適合在當前無人機平臺上掛載使用［16-17］。

2" 無人機遂行空空打擊作戰(zhàn)的主要優(yōu)劣勢分析

2.1" 優(yōu)勢分析

一是全天候長航時留空能力帶來的作戰(zhàn)持久性優(yōu)勢。 傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機平臺受制于其燃油攜帶量， 使得其巡航時間相對較短， 而無人機普遍采用高升阻比氣動外形和大容量燃油裝載， 同時無需考慮飛行機組的生理承受能力， 因此其留空時間普遍高于有人機。 MQ-9A察打一體無人機最長留空時間達到了27 h， MQ-20“復(fù)仇者”無人機最長留空時間達到了20 h， 這是目前有人戰(zhàn)斗機難以達到的。

二是無人員傷亡帶來的作戰(zhàn)靈活性優(yōu)勢。 由于無人機沒有飛行機組， 因此空戰(zhàn)過程中無需考慮己方人員傷亡問題， 可以遂行多種飛行航跡和接敵路徑， 對于突然加速、 變高、 大機動過載轉(zhuǎn)彎等空戰(zhàn)樣式和動作的承受能力更強。

三是更強的隱身能力帶來的作戰(zhàn)突然性優(yōu)勢。 由于不需要飛行員座艙等部位， 高端無人機平臺往往可以更加自由的開展隱身設(shè)計， 同時由于無人機體積相比于大型戰(zhàn)斗機而言普遍偏小， 因此同等情況下具有更小的RCS特征， 這就使得其具有更加優(yōu)秀的隱蔽接敵并突然發(fā)動攻擊的能力。 當前， 美軍多型無人機機身大量采用復(fù)合材料， 雷達反射截面積小， 隱身性能大幅提高。 以RQ-180隱身偵察無人機為例， 其機身采用飛翼布局， 后緣構(gòu)型簡潔， 蒙皮覆蓋新型隱身材料， 使得其隱身性能進一步提升。

2.2" 劣勢分析

一是整體飛行性能相對不足。 當前主要軍用無人機出于續(xù)航和隱身雙重考慮， 大多采用大展弦比固定翼和飛翼布局， 導(dǎo)致機身阻力相對偏大， 在動力裝置性能無明顯提升的情況下， 機動性能不足， 面向空戰(zhàn)占位搶占能力相對不足， 有研究表明， 美國忠誠僚機XQ-58A穩(wěn)定盤旋過載僅1.693g， 明顯低于當前主流戰(zhàn)斗機水平。 此外， 由于當前多數(shù)無人機飛行速度相對較低， 基本不具備穩(wěn)定的超音速巡航能力， 發(fā)射空空導(dǎo)彈等武器的初始條件相對較差， 對提升武器射程、 速度等性能不利。

二是機載武器適配能力有待提高。 相比于有人主戰(zhàn)飛機， 當前主流無人機的機腹、 翼下掛點數(shù)量相對偏少， 多數(shù)尚未采用內(nèi)埋式彈艙等先進武器發(fā)射裝置， 主要采用激光指示吊艙等作為目標跟蹤指示傳感器， 所掛載的機載彈藥主要以空面武器為主［18］， 對空空武器的兼容能力還有待提高。 同時， 由于大多數(shù)無人機尚未配備支持對空目標搜索跟蹤的探測傳感器（如火控雷達、 紅外搜索跟蹤傳感器等）， 因此很難為機載制空武器提供復(fù)合制導(dǎo)所需的全程信息保障， 難以閉合對空打擊環(huán)路。

三是復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)能力有待提高。 當前無人機自主決策程度相對偏低， 遂行復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)往往需要有人機、 地面任務(wù)指控站等多種手段進行外部作戰(zhàn)指揮， 因此大量依賴復(fù)雜數(shù)據(jù)通信鏈路。 在復(fù)雜電磁環(huán)境中作戰(zhàn)時， 一旦被敵方干擾、 截獲甚至接管通信鏈路， 很有可能造成無人機作戰(zhàn)失控， 在復(fù)雜電磁環(huán)境下的對空作戰(zhàn)能力的魯棒性尚有待觀察。

3" 無人機空空打擊作戰(zhàn)典型樣式

3.1" 預(yù)置空中目標攻擊

以美國MQ-9察打一體無人機為例， 在此樣式下， 無人機可根據(jù)地面或空中指揮平臺提供的預(yù)置攻擊指令和目標參數(shù)， 攜帶空空導(dǎo)彈武器對對手的加油機、 運輸機等大型空中目標進行攻擊。 這種樣式一般出現(xiàn)在低烈度空戰(zhàn)區(qū)域或無人機使用方已經(jīng)基本奪取制空權(quán)的情況下， 由于攻擊目標飛行速度慢、 逃逸能力差、 目標特性顯著， 一旦被戰(zhàn)斗機、 預(yù)警機或地面雷達發(fā)現(xiàn)很難快速逃離所在空域， 因此可采用快速預(yù)置目標參數(shù)的方式引導(dǎo)無人機前往攻擊。 在此情況下， 無人機僅作為空空導(dǎo)彈發(fā)射平臺， 空空導(dǎo)彈可采用發(fā)射前自主目標截獲或依靠預(yù)警機等外部傳感器提供中制導(dǎo)， 無人機無需為空空導(dǎo)彈提供任何中制導(dǎo)信息， 可實現(xiàn)發(fā)射后立即脫離， 僅需要具備針對空空導(dǎo)彈的掛載、 加電、 初始目標裝訂和發(fā)射等能力即可， 也無需配備主動雷達等復(fù)雜探測制導(dǎo)設(shè)備， 現(xiàn)有大型察打一體無人機經(jīng)簡單改裝后即可完成此類作戰(zhàn)。 其典型作戰(zhàn)樣式如圖8所示。

3.2" 外部指揮引導(dǎo)下的半自主攻擊

以美國忠誠僚機XQ-58A為例， 在此樣式下， 無人機可在鄰近有人機的概略引導(dǎo)下， 前往敵方空中目標所在空域， 隨即憑借自身攜帶的雷達、 光電/紅外、 ESM等傳感器搜索發(fā)現(xiàn)敵方目標， 自主完成目標截獲、 威脅判別和目標航跡跟蹤生成后， 經(jīng)鄰近有人機或地面指揮中心許可并下達攻擊作戰(zhàn)指令后， 發(fā)射所攜帶的空空導(dǎo)彈， 并為空空導(dǎo)彈提供全程中制導(dǎo)信息， 直至導(dǎo)彈導(dǎo)引頭開機并截獲敵方目標。 此類樣式下， 一般攻擊距離相對預(yù)置空中目標攻擊樣式更遠， 往往需要使用具有更遠射程的雷達型空空導(dǎo)彈， 同時無人機需配置雷達、 光電/紅外、 ESM等傳感器， 以便在較大范圍內(nèi)搜索探測并跟蹤空中目標， 同時具備雙向數(shù)據(jù)鏈路發(fā)射接收能力， 從而確保為導(dǎo)彈提供全程制導(dǎo)。 其典型作戰(zhàn)樣式如圖9所示。

3.3" 無人機全自主空空攻擊

以美國忠誠僚機XQ-28A為例， 在此樣式下， 無人

機可在有人機或地面指揮中心裝訂的作戰(zhàn)任務(wù)指引

下， 自主完成飛行路徑規(guī)劃， 前往任務(wù)空域完成攻擊占位， 利用自身攜帶的機載傳感器發(fā)現(xiàn)敵方空中目標， 完成目標航跡跟蹤、 威脅研判并完成自主攻擊決策， 在此

基礎(chǔ)上，" 發(fā)射空空導(dǎo)彈并提供全程制導(dǎo)，" 確保命中敵方

目標。 在此樣式下， 無人機有效攻擊距離和攻擊覆蓋范圍最大， 整個過程除開始階段需要外部指控平臺（有人機或地面指揮中心）下達作戰(zhàn)任務(wù)外， 全程不需外部干預(yù)， 無人機平臺自主完成對空打擊的OODA殺傷鏈全閉環(huán)過程， 可搭配雷達、 紅外等多種不同類型空空導(dǎo)彈， 可視敵方目標情況靈活開展單次、 多次攻擊， 即能夠攻擊中高空的戰(zhàn)斗機、 大型飛機等目標［19］， 也能夠攻擊中低空的無人機、 直升機、 巡航導(dǎo)彈等目標， 作戰(zhàn)使用和武器選擇最為靈活， 但對無人機平臺的自主探測、 任務(wù)規(guī)劃、 信息融合、 武器掛載等相關(guān)能力提出了更高的要求。 其典型作戰(zhàn)樣式如圖10所示。

4" 無人機空空打擊作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)

著眼當前國外技術(shù)發(fā)展趨勢， 為了有效支撐無人機平臺執(zhí)行空空打擊作戰(zhàn)任務(wù)， 必須在如下關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

4.1" 空戰(zhàn)無人平臺總體設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)

空空打擊作戰(zhàn)對于空戰(zhàn)平臺提出了較為特殊的性能需求， 如強隱身能力、 大航時＼航程能力、 高機動飛行能力、 目標探測跟蹤能力和大容量武器＼傳感器攜帶能力等。 當前， 國外空戰(zhàn)無人平臺總體思路主要包括兩類：" 一是“無人機+”， 即在現(xiàn)有無人機平臺上加改裝部分空空武器和傳感器。 由于目前國外大多數(shù)主流大型無人機平臺均面向ISR任務(wù)和低強度對抗下的空對面火力支援任務(wù)設(shè)計， 其機動飛行性能、 隱身性能和武器掛載性能均無法和有人戰(zhàn)斗機相比， 因此這種模式往往僅能支撐低烈度情況下的有限空戰(zhàn)目標， 很難適應(yīng)高強度空空作戰(zhàn)需要； 二是“+無人機”， 即為滿足高強度空空作戰(zhàn)需要， 全新設(shè)計專用無人機平臺。 從目前美國DARPA“遠射”項目和通用原子公司的“Gambit”項目等經(jīng)驗來看， 主要采用新型翼身融合氣動布局、 高性能渦扇發(fā)動機、 內(nèi)埋進氣道、 大容量內(nèi)置式彈倉、 全向?qū)掝l隱身、 綜合模塊化航電等先進設(shè)計技術(shù)， 全面提升空戰(zhàn)無人機平臺的飛行性能、 隱身性能、 傳感器綜合應(yīng)用性能及武器掛載能力， 更好地滿足空空作戰(zhàn)的需要。 需要指出的是， 由于不受駕駛?cè)藛T的生理承受能力限制， 無人機在提升隱身性能， 進而增加隱蔽接敵并發(fā)起突然對空精確打擊等方面具有天然的優(yōu)勢， 美國XQ-58A無人機采用了表面斜置、 背負式進氣道和V型尾翼等隱身設(shè)計， 具有良好的隱身性能， 其綜合隱身水平極有可能與F-22/F-35等隱身戰(zhàn)機在同一量級。 MQ-25A無人機也通過背負式進氣道、 傾斜的 V 形垂尾、 二維尾噴口等設(shè)計來降低雷達和紅外的可探測性， 可借此優(yōu)勢前往高烈度戰(zhàn)場邊緣執(zhí)行加油、 攻擊等作戰(zhàn)任務(wù)。

4.2" 面向無人平臺約束的先進機載傳感器技術(shù)

機載傳感器是無人機獨立完成目標探測、 跟蹤、 識別和制導(dǎo)的核心手段， 在執(zhí)行空空打擊任務(wù)過程中具有重要作用。 當前， 國外主流無人機平臺尚未配置包括機載火控雷達等在內(nèi)的機載傳感器， 對空中高動態(tài)目標的自主搜索和跟蹤識別能力相對較弱。 隨著機載傳感器領(lǐng)域的快速發(fā)展， 面向無人機裝機約束的新型機載傳感器將不斷涌現(xiàn)。 以機載火控雷達為例， 該領(lǐng)域正初步呈現(xiàn)出寬角域全向探測、 寬頻段超隱身、 射頻隱身、 抗干擾等新的發(fā)展趨勢和需求［20-21］。 以美國雷神公司最新推出的APG-79（V）4機載火控雷達為例（如圖11所示）， 該型雷達采用最新氮化鎵（GaN）射頻收發(fā)組件及全新的射頻封裝技術(shù)， 核心設(shè)備總重量約45 kg， 其重量和尺寸僅相當于當前主流有源相控陣火控雷達的三分之一， 成本僅相當于后者的二分之一， 具有結(jié)構(gòu)重量輕、 體積尺寸小、 安裝維護簡單等特點， 當前已經(jīng)啟動了為美國海軍陸戰(zhàn)隊F/A-18進行換裝的工作， 已經(jīng)基本具備了安裝在無人機平臺的可能。 如國外無人機平臺能夠可靠的加裝和使用此類火控雷達， 將具備完整的自主對空目標搜索、 跟蹤和識別能力， 其對空打擊性能會得到顯著提升。

4.3" 低成本小型化先進機載武器技術(shù)

能夠掛載、 發(fā)射和制導(dǎo)空空導(dǎo)彈是無人機完成空空打擊任務(wù)的關(guān)鍵因素。 受制于當前主流無人機平臺在武器掛載和發(fā)射條件等方面的局限， 高密度、 小型化空空導(dǎo)彈極有可能是今后一個時期無人機空空武器的重要發(fā)展方向。 隨著戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器小型化技術(shù)的不斷進步， 先進小型化空空導(dǎo)彈正在逐步走向?qū)嵱秒A段。 美國空軍正在研發(fā)“小型先進能力導(dǎo)彈”（SACM） ， 計劃將其用于穿透型制空項目發(fā)展出的未來戰(zhàn)斗機上， 該型導(dǎo)彈計劃采用經(jīng)濟可承受導(dǎo)引頭、 超敏捷彈體、 高比沖推進和抗干擾制導(dǎo)引信等一體化技術(shù)， 可在不影響PCA 平臺隱身情況下增加戰(zhàn)斗機內(nèi)埋彈艙的載彈量和增強戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)能力。 多種類型先進空空導(dǎo)彈的不斷出現(xiàn)， 有望進一步提升無人機的空中打擊密度和精度［22］。 此外， 隨著低成本設(shè)計技術(shù)的不斷引入， 以數(shù)字迭代為主、 輔以樣機試驗驗證的基于模型的系統(tǒng)工程方法成為導(dǎo)彈低成本設(shè)計體系構(gòu)建的重要手段。 通過對需求的細致分解， 以模塊化、 模型化、 組合化為核心， 在虛擬空間中快速迭代可行方案， 縮短研發(fā)周期、 提升設(shè)計質(zhì)量、 降低產(chǎn)品全壽命周期的成本， 適應(yīng)規(guī)?；枨蟮目湛諏?dǎo)彈設(shè)計需要。 低成本、 小型化機載武器技術(shù)的不斷進步， 為無人機盡可能高密度的攜帶和發(fā)射使用先進機載武器， 擴充火力打擊密度和效率提供了更多可能。

4.4" 自主在線決策與任務(wù)規(guī)劃能力

無人機空空作戰(zhàn)的最終目標是實現(xiàn)無人機在無外界人為因素干預(yù)下， 成功、 可靠、 安全的完成對空打擊過程。 相比于有人機空戰(zhàn)， 無人機平臺必須具備“人不在環(huán)”條件下的自主在線決策與任務(wù)規(guī)劃能力， 所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：" （1）多傳感器智能信息融合技術(shù)。 其能夠?qū)⑸疃葘W(xué)習(xí)等多種先進人工智能方法引入機載信息處理回路， 能夠更加高效、 完整的實現(xiàn)多種機載傳感器的信息處理、 航跡跟蹤、 目標識別等功能， 為作戰(zhàn)決策提供更加完備、 精確的態(tài)勢信息； （2）面向無人空戰(zhàn)的自主戰(zhàn)術(shù)生成技術(shù)。 針對無人機自主化、 高智能特點及空空打擊作戰(zhàn)的強對抗、 快節(jié)奏等需求， 無人作戰(zhàn)飛機應(yīng)能夠根據(jù)空戰(zhàn)態(tài)勢及時搶占并保持有利位置， 尋機殲敵并保全自己。 為此， 與有人機空戰(zhàn)類似， 需要在智能化空戰(zhàn)決策平臺和手段支撐下， 搭載自主機動決策方法或引擎， 對戰(zhàn)術(shù)實施距離、 機動規(guī)避時機、 空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)策略等進行精細化前置估計， 形成空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)動作的自主在線推演與生成能力， 為開展無人空戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)［23-25］； （3）實時智能化自主決策技術(shù)。 將現(xiàn)代復(fù)雜推理的自動化決策輔助技術(shù)與空空作戰(zhàn)相結(jié)合， 進一步提升作戰(zhàn)態(tài)勢的感知效率， 并能夠基于當前空戰(zhàn)態(tài)勢快速完成作戰(zhàn)籌劃和智能自主決策， 能夠支撐無人機超視距空戰(zhàn)下的主動攻擊、 機動規(guī)避、 火力分配等行為指令的自主在線生成， 從而避免由于數(shù)據(jù)鏈路延遲等造成的“人不在回路”決策延遲， 從而有針對性的支撐無人機自主空戰(zhàn)決策［26-27］； （4）高性能制導(dǎo)數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)。 現(xiàn)代新型數(shù)據(jù)鏈路和通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展， 可以為無人機遂行空空作戰(zhàn)提供更大的支持。 以LINK16＼22＼TTNT等為代表的新一代數(shù)據(jù)鏈路能夠更加高效的實現(xiàn)空中節(jié)點的組網(wǎng)信息交換， 支持超視距、 大帶寬數(shù)據(jù)傳輸， 具備一定的抗電子干擾能力。 當前美軍一方面正積極對傳統(tǒng)的導(dǎo)彈雙向制導(dǎo)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)進行大力升級， 以戰(zhàn)斧4和5A巡航導(dǎo)彈為例， 逐步應(yīng)用成熟的雙向衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈， 可使攻擊控制器控制飛行中的導(dǎo)彈轉(zhuǎn)向攻擊其他或更重要的目標， 以期增強戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的多目標打擊適應(yīng)能力［28］； 另一方面還正在發(fā)展適用于F-35、 F-22、 XQ-58A等隱身飛機的多功能先進數(shù)據(jù)鏈（MADL）， 該數(shù)據(jù)鏈可實現(xiàn)隱身飛機之間的數(shù)據(jù)交互， 被截獲概率較低， 可實現(xiàn)多作戰(zhàn)域、 多任務(wù)伙伴之間的信息交互， 最大限度實現(xiàn)多域傳感器的對接， 確保無人機實現(xiàn)更加高效的地空、 空空數(shù)據(jù)共享， 從而為遂行高實時的空空打擊作戰(zhàn)提供目標信息、 作戰(zhàn)指令、 態(tài)勢共享等多種信息輔助［29］。

5" 結(jié)" 束" 語

本文針對無人機用于現(xiàn)代空空作戰(zhàn)的可行性、 典型作戰(zhàn)樣式及其關(guān)鍵技術(shù)進行分析， 研究了當前國外無人機用于空中對抗作戰(zhàn)的裝備和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀， 提出了相應(yīng)的作戰(zhàn)應(yīng)用樣式， 分析了無人機應(yīng)用于未來空空作戰(zhàn)的關(guān)鍵支撐性技術(shù)。 縱觀當前無人機及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀， 國外無人機裝備直接投入空空打擊作戰(zhàn)還有一定的距離， 必須從無人機平臺、 配套機載武器＼傳感器及相應(yīng)的作戰(zhàn)應(yīng)用等方面解決很多問題， 進一步閉合包括探測、 跟蹤、 制導(dǎo)、 攻擊的完整打擊鏈條。 隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展， 無人機應(yīng)用于空空打擊作戰(zhàn)的條件和技術(shù)基礎(chǔ)正在不斷成熟， 國外在這一領(lǐng)域近年來不斷取得了新的進展， 為此應(yīng)持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域的最新發(fā)展動向和未來趨勢。

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Research on Typical Operation Modes and Key Technologies of

Foreign UAV-Based Air to Air Striking

Gao Shuliang1， 2， 3*， Duan Pengfei1， 2， 3， Tian Hao1， 2， 3， Yuan Cheng1， 2， 3

（1. China Aeronautic Establishment， Beijing 100012， China;

2. Collaborative Innovation Center for Future Airborne Weapon Technology， AVIC， Beijing 100029， China;

3.China Airborne Missile Academy， Luoyang 471009， China）

Abstract： UAVs are playing an increasingly important role in modern warfare. This paper analyzes the research progress， typical operation modes and key technologies of foreign UAV used in modern air to air striking. Analyzed the current technological development status of UAVs used in air striking operations abroad， and combined with the current development status of UAV equipment abroad， analyzed the advantages and disadvantages of direct application of UAVs in air striking operations. Based on the performance characteristics of typical foreign UAV platforms， three potential typical application styles for UAV participation in air to air strike operations are proposed. In response to the practical needs of UAVs for air to air striking operations， this paper analyzes the key supporting technologies for the application of UAVs in future air to air striking.

Key words： unmanned air vehicle； air to air striking； operation mode； airborne weapons