张帆 刘姣龙

66133部队 北京 100043

引言

随着无人机进一步向隐身化、多能化、小型化等方向发展，其运用领域将得到极大拓展。小型无人机用途广泛，效费比高，无人员伤亡，机动性能好，使用方便，能够适应低烈度战场环境，研究小型无人机的战场应用问题可为今后无人机的技术发展方向提供参考。

1 小型无人机概况

无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）顾名思义为“无人驾驶的飞机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，根据飞机外形的大小，可将无人机划分为微型、小型、中型和大型无人机。微小型无人机的翼展和长度小于15cm（如图1所示），大一点的则在几十厘米至几米之间。

图1 微小型无人机

小型无人机的出现，得益于新型制造方式的出现以及微型电子技术的发展，使小型无人机跨入了一个全新的发展领域。小型无人机因结构简单、重量轻、尺寸小、成本低，尤其是多旋翼无人机，能够垂直起降、自由悬停，可适应于各种速度及各种飞行航路，从而可在军用领域拥有广阔的前景。

1.1 更轻的控制系统

20世纪90年代，MEMS技术（机载微型机电系统）得到发展，重量仅为几克的导航系统被研制出来。它是微电路和微机械按功能要求在芯片上集成的一个独立的智能系统，主要由传感器、制动器、电源、信号处理和控制电路组成。它的尺寸为微米级至纳米级，因此整个系统的体积非常小，并采用单晶硅材料，在机械特性方面要比超级合金或钛等材料具有更好的电气特性。

1.2 更好的成像系统

小型无人机具有更优异的航拍功能，即使是摄影外行，利用无人机也能拍摄出高清的照片。而航拍功能主要与无人机的飞行控制、云台技术（即挂载设备的稳定技术）以及图像传输技术有关。

飞行控制，对于多旋翼无人机而言，它们对外界和自身系统干扰敏感，所以飞行控制算法极为重要。目前，已经实现了多旋翼无人机定点悬停和轨迹跟踪飞行控制。

云台技术，主要分为固定和电动云台两种。现在的云台技术，已经能够保证航拍时的画面有全方位的稳定性，保证画面清晰、稳定（如图2所示）。

图2 无人机航拍示意图

图像传输技术，是衡量无人机图像传输性能的关键因素，2.4GHz是目前小型无人机主流使用的频段，可以实现远距离高带宽的无线视频传输[1]。

1.3 更便捷的动力来源

小型无人机的动力主要以锂聚合物电池为主，具有能量密度大、重量轻、耐电流数值较高等特点，但小型无人机的尺寸限制它无法搭载大体积的电池。因此在电池能量密度还未取得重大突破时，小型无人机还不能长时续航。

1.4 更新的制造材料

碳或玻璃纤维管、片，这两种材料是制造多旋翼无人机的主要原材料。此外，发泡聚乙烯轻巧、坚固、容易制作，成为小型固定翼无人机流线型外壳和机身的标准制作材料，如美国的RQ-11“涂鸦”无人机，固定翼展1.3m，质量不足2kg，士兵手持即可放飞（如图3所示）。

图3 士兵手持无人机放飞示意图

1.5 行动更加灵活，更便于隐藏

无人机在作战时便于隐藏，能快速识别目标，甚至进行偷袭，能够为战争进行很好的服务，提高战争的成功率。无人机能够进行远距离，精准的侦查识别，由于有技术的支持，无人机识别不会出现错误，它能更加有效地助力军事作战，提高作战成功率，降低人员伤亡。

2 小型无人机战场应用

小型、轻便、可操控的无人机可以广泛地应用到军事领域。

2.1 战场侦察

战场侦察是无人机应用到战场最主要，也是最传统的一种行动样式。小型无人机可同时或分别携带先进轻便的光电、红外、摄像及雷达探测装置，在多种区域内执行大型无人机不宜执行的各种侦察任务。现代小型无人机的侦察优势在于可将无人机安装多个摄像头，其中两个位于前部，两个位于底部，再加上一个持续在拍摄4K视频的主摄像头。这些摄像头拍摄的图片将通过一个计算机视觉软件，构成一个供无人机智能导航的3D场景，可以更直观、全面地展现战场地理环境。另外，士兵只需要通过配套的智能手表就能控制无人机的升降，以及其他各种操作即可。小型无人机可在广阔的战场上承担战术侦察任务。

2.1.1 战场目标识别。目前，小型民用无人机对于色彩的识别性能非常高，在作战时它能精准快速地识别目标。如果在侦查中人眼无法识别的部分可以用无人机进行识别，这样能够提高作战的工作效率[2]。

2.1.2 战场监视与目标引导。在激烈的战争中很难人为地将战场的一些情况及时传回，但是利用小型民用无人机可以做到。利用小型民用无人机能够有效保障作战部队全面掌控战场动态，如果在战争中发生意外事故，可利用小型无人机进行作战计划的调整，保证对战争局面的有效控制。

2.1.3 挖“地鼠”。“地鼠”是一种隐藏的地下侦查方式，这种侦查方式比较隐蔽，如果采用人而进行侦查，很难发现敌方的目标，但是采用无人机，可利用热成像技术，对敌方的潜伏人员进行侦查，能快速发现敌方人员。同时能根据敌方部署来进行相对应的作战布局，这能保证快速攻败敌方，降低我方伤亡率，取得作战胜利。

2.2 电子干扰

由特战小分队放飞小型无人机抵近目标，通过直接发射干扰性、压制性电磁信号，或使用无源干扰设备器材等方式，对敌指挥通信系统、地面雷达和各种电子设备，以较小干扰功率产生较强的干扰效果。特别是对防空雷达，不仅能干扰雷达波束主瓣，还能从波束旁瓣进入雷达接收机，扩大对目标雷达的干扰范围；诱饵小型无人机可先于攻击编队进入对方前沿阵地上空，诱使其防空雷达开机或者防空武器开火，暴露其雷达频率和阵地位置，为后续打击提供参数。

2.3 小型无人机蜂群

小型无人机蜂群能够为部队执行紧急近距空中支援任务，通过分散化的补给投放为部队提供补给，在大规模攻击开始前为部队执行侦察任务，形成备份空中通信网络，或参与大规模电子战。在战术层面，小型无人机组成的小型群组能够迅速部署进行空中突袭获取暂时的优势。总之，小型无人机不能取代大型空中平台，但能够完成一些战术空中任务，对大型平台的能力进行补充，或者为小型机动部队提供持续空中掩护[3]。

3 小型无人机的主要缺点分析

第一，无人机航程短。由于无人机体型小所以续航能力不高，它不能搭载大型大带宽通信设备，工作距离有限，所以在执行工作时一定要控制好时间。第二，无人机易受天气干扰，当雨雪冰雹天气时，它无法正常工作。第三，无人机无抗电磁干扰能力。在受到地面干扰时，能力会失效。第四，无人机应变能力差，在遇到突发状况时，无人机不能处理事故，只会毁坏。第五，无人机在高水平作战中起不到太大的作用，很容易被破坏。

4 未来发展

未来的小型无人机平台能够满足相当一部分的小型空中力量的需求。营级以下的部队将不再依赖少量的高精尖装备来支持对地作战，而是直接控制成本较低的小型无人机平台以补充传统飞机的能力。同时，计算机感知和认知能力的改善将使小型无人机系统在没有人类控制和引导的情况下独立执行更多的任务。计算机视觉等新兴技术使自制装备能够实现战场上的自我导航和目标识别，并根据人类设定的规则与目标进行交互。

5 结束语

随着5G技术的出现，民用无人机在未来会有更高的技术，根据国家的发展方向，地方以及企业要不断创新，为我国的军事发展提供动力，推动无人机的进一步发展。具体发展：①培养更多的专业人才，为无人机发展提供坚实的基础。②给予足够的资金，提供充足的人才，让无人机技术得到突破。③技术的发展能够让人机内部的电池载量更大，能够让无人机飞得更远。④增强无人机的抗干扰能力，让无人机避免受到电磁的干扰，确保无人机能够正常的使用。⑤调整好无人机的价格，平衡市场。以上几点都是无人机未来的发展方向，希望在未来技术成熟的时候都能够全部实现。并且在未来作战的方向也会向着电子战的方向发展，无人机在这方面具有先天优势，未来应更重视无人机的研发与新技术应用，为我国电子战获取成功提供保障。