Vo1.38.No.9 Sep,2013 火力与指挥控制 Fire Control&Command Control 第38卷第9期 2013年9月 文章编号:1002一O64O(2013)09—0005—04 电子战无人机协同作战关键技术发展现状 刘慧霞,席庆彪,李大健,张波,肖佳伟 (西北工业大学第365研究所,西安710065) 摘要:无人机作为信息战中的核心平台之一已经应用于整个电子战领域,在多个国家得到了重点发展。回顾了 电子战无人机的发展现状;讨论了面向未来网络化、立体化作战环境下电子战无人机与其他系统协同作战关键技术。 关键词:电子战无人机,协同作战,主动感知技术,智能控制技术 中图分类号:TP753 文献标识码:A Research on Development of Technologies for Cooperative Combat of Electronic Warfare UAV LIU Hui-xia,XI Qing-biao,LI Da-jian,ZHANG Bo,XIAO Jia-wei (No.365 Research Institute,Northwest Polytechnical University,Xi’an 710065.China) Abstract:As one of the most important platform in the information warfare,UAV has been supplied in various electronic warfare(EW)and is developed in many countires,The development of EW UAV is introduced and the key technologies for EW UAV and manned aerial vehicle cooperative combat are discussed to supply the in the networked and three dimensional information battlefield. Key words:EW(electronic warfare),UAV unmanned aerial vehicle),cooperative combat, proactive sensing,intelligent control 引 言 随着电子战由以往单一设备、单项领域的对抗向 体系与体系对抗的转变,电子战无人机也在向着同时 具备电子侦察、攻击及防御功能的方向发展。而网络 化的作战模式在战场上可以构成全方位、立体化、多 层次的战斗体系,通过对敌方的连续持久压制实现在 全时间域覆盖。随着混合立体式协同作战概念的提 出,电子战无人机将面临不仅与无人机、与有人机、甚 至与其他(卫星、导弹等)系统协同作战的问题。 测定雷达辐射源的方向、分类和识别雷达等信号情 报并作出威胁预警;电子攻击:利用电磁能量阻止作 或降低敌方电磁频谱的有效使用,及主要以电磁, 定向能为手段破坏敌武器系统的行为[5・7-9],攻击方 式包括:电子干扰、电子欺骗、电磁毁伤与反辐射攻 击;电子防御:电子防御是为防止己方电子设备辐射 信号,技术参数以及电子战部署被敌方发现,避免电 子设备被敌方摧毁、破坏而采取的反电子侦察、反电 子干扰、反电子欺骗、反摧毁和气隐身等措施[10-16]。 1.1电子侦察无人机 1 电子战无人机发展现状 应用于电子战的无人机可以分为:电子侦察无 人机和电子攻击无人机,作战用途包括电子侦察、电 子攻击和电子防御。电子侦察:截获对方雷达信号、 收稿日期:2012—07-05 修回日期:2012-09—14 电子侦察无人机的典型代表有美国的“全球鹰” 和“勇敢者”3000,以色列的苍鹭中空长航时无人机、德 国的KZO侦察无人机和ELINT无人机、巴基斯坦和 意大利selex伽利略公司合作生产的“隼”无^机、南非 的“搜索者”无^机、澳大利亚Aero sonde无人机等。 %基金项目:国家自然科学基金资助项目(61074155) 作者简介:刘慧霞(1981-),女,陕西人,博士。研究方向:无人机目标跟踪,无人机侦察信息处理。 ・5・ (总第38—1456) 火力与指挥控制 2013年第9期 在伊拉克战争中,美国采用“全球鹰”高空无人 机以及一些小型的无人机系统携带信号情报载荷, 穿越伊方的防空网,对伊拉克进行情报侦察,辨别 每个电子辐射源的作用、部署的位置,这对于摧毁 伊拉克的防空雷达和指挥控制网至关重要[4 3。 “苍鹰”无人机上装备了雷达支援侦察/雷达干扰 体化系统,它是一种宽波段、可重编程的雷达对抗 系统,能够自主截获和分析雷达辐射信号,并根据威 一能。由于无人机飞行灵活,不易被对方发现,因此,未 来作战中,无人机是反辐射武器的理想平台[ 。 美军也在考虑将反辐射导弹装载在无人机上。 由无人机发射反辐射导弹对敌方辐射源实施攻击。 “玛鲁拉”返辐射无人机可进行电子监视及干扰,具 有施放诱饵及攻击地面雷达站的能力。美国的“静 默彩虹”无人机具有一定的自主能力,可在没有任 何预先目标指示的情况下,自动搜索和攻击目标, 可按发射前预编程飞到预定的地区巡逻,获得最大 的战术灵活性。当捕获到威胁雷达的信号后便立即 高速飞向目标进行攻击,如果敌方雷达发射机突然 关机,该无人机也可以根据预先储存的目标信息完 成攻击任务,或者在目标上空重新转入巡逻状态, 直至雷达再次开机以展开新一轮攻击[24-25]。 1.2.3诱饵无人机 胁程度排出优先顺序,从而对威胁作出快速反应 ]。 KZO侦察无人机可以分为两个版本,一种是装 载甚高频/超高频电子对抗设备,其主要特征是可 编程雷达干扰器;另一种用于拦截和获取敌方雷达 和电波传输的设备。ELINT无人机可以对雷达辐射 源进行探测、定位和分类,探测距离达500 km E- 。 “隼”无人机,可以携带范围很宽的监视任务载 荷,还可装载箔条和曳光弹布撒器。 1.2电子攻击无人机 目前诱饵无人机的典型代表有美国的小型空 射诱饵,MALD,TALD和BQM一4无人机,以色列的 目前应用于电子攻击的无人机包括电子干扰 无人机、反辐射无人机、诱饵无人机。 1.2.1电子干扰无人机 黛利拉和猛犬无人机。 MALD是一个类似巡航导弹的涡喷动力一次性 使用的机动诱饵,它可以模拟美国及其盟国飞机的机 电子干扰无人机的典型代表有美国的“先锋”和 ADM2141A无人机,“勇敢者”2200/300干扰无人机, “苍鹰”无人机,全球鹰无人机,以色列的赫尔墨斯 450型战术长航时无人机,印度的RUSTAM中空长 航时无人机、PAWAN短距离无人机和GAGAN战术 体特征和信号特征,引诱敌防空系统对其进行攻击, 还能进行空中作战,压制敌未被摧毁的防空系统[26], MALD—J是在MALD基础上加了一个雷达干扰载 荷,将能飞抵敌方防空系统上空实施近距离干扰。 “黛利拉”是一种既有动力系统又有制导系统 的复杂无人机系统。可按照预先编排程序的路径飞 行,一旦发射就全自动完成任务[引。 无人机,德国与法国合作研制的“杜肯”无人机[ ]。 “先锋”无人机执行有源干扰,ADM2141A无人 机执行无源干扰,“先锋”无人机上装备有雷达侦察 和阻塞式干扰机,用于和EF21 11A电子干扰飞机配 合,遂行对敌防空压制任务。印度的电子战无人机, 2 电子战无人机协同作战关键技术 目前,无人机协同作战逐渐受到了国外研究机 构和学者的普遍关注。美国国防部认为,在未来的 除了装有以色列的光电传感器和雷达外,还将携 带印度国产的电子战系统[19]。 美国计划在2012年推出装备高功率微波武器 (HPM)的无人战斗机。而英国已研制出安装在 BQM一145A中航程无人机上的HPM武器系统,并 已成功完成了样机的试验[加]。 1.2.2反辐射无人机 电子战场,有人驾驶飞机和各种侦察型、作战型、干 扰型无人驾驶机将把通信和电子设施连结起来,形 成一个无人机与无人机、无人机与有人机协同作战 的航空电子战体系,实现对战场全维监视建立对战 场电磁态势的实时感知和电子攻击。未来的战争 中,电子战的范围更广、规模更大、强度更高、进程 反辐射无人机作为一种“硬杀伤”手段是近年来 无人机在电子战应用方面的发展重点之一。目前,世 界各国研制的反辐射无人机中以色列的“哈比”、德 国的“达尔”、南非的“云雀”、法国的“玛鲁拉”反辐射 更加激烈,它将成为未来信息战场的核心和支柱, 因此,电子战无人机面临以下关键技术的突破。 2.1 主动感知技术 对于实际复杂战场环境下,面临地理、电磁、威 无人机以及美国的“静默彩虹”最为典型。 “哈比”反辐射无人机是以色列飞机工业公司研 制的能自主探测、攻击和摧毁敌防空系统的“自杀” 性无人机,它可以攻击地面防空雷达、防空导弹制导 雷达、高炮炮瞄雷达及舰载雷达,且具有一定的智 ・胁、气象等“实时”自主感知,因此,需要处理来自多 架无人机系统以及其他信息系统提供的多源异类 信息,解决数据的传输、实时处理、信息可视化以及 数据共享问题。电子战无人机的在线主动感知重点 解决不确定条件下信息的快速获取与处理,多源数 6・ 刘慧霞,等:电子战无人机协同作战关键技术发展现状 (总第38—1457) 据的融合与目标信息的,同时在数据链缺失、实时 威胁以及复杂的故障和损伤等控制站无法实时干 预的紧急情况下的主动感知技术C 。 2.2智能控制技术 自主控制是无人机发展的必然趋势,而目前的 无人机地面站已发展成为任务规划控制站,无人机 也开始具备一定程序控制模式下的自主飞行的能 力,但是在遭遇到非预见的威胁或者任务变更时,只 有具备了实时任务重规划能力才能完成高威胁环境 的突防和任务,急需解决在动态的战场不确定环境 中,在尽量少的操纵手干预或者操纵手不干预的条 件下,根据主动感知获得战场环境下的情报、监视和 侦察的信息,自主决策,智能控制无人机执行任务。 2.3多维协同与动态规划技术 在电子战无人机组网或者与有人机的协同作战 环境下,无人机系统需要根据来自其他无人机探测到 的信息进行态势变化和实时威胁,实时地动态规划、修 改系统的任务路径,实现威胁的有效回避和电子战任 务的完成。目前人在回路的结构即缺乏动态实时任务 规划,其方法的有效陛、实时陛与自主『生在实际应用中 还有待验证。因此,急需展开对多维协同与动态规划技 术的研究,为未来电子战无人机作战指挥控制系统的 构建奠定基础。实时威胁环境下的突防规避技术。 2.4混合协同编队技术 无人机与无人机以及有人机实现协同作战的 必然面临协同编队问题。目前,学者们对无人机(自 主)编队技术作了大量的研究,但是面对未来混合 立体式协同作战模式,需要解决在协同编队飞行条 件下的自适应决策制定、队形设计、人机交互、信息 互换和传递、编队控制、编队重构等技术。 2.5高生存力技术 2.5.1隐身技术 未来服役的新一代战机、导弹、舰船、战车等将大 多具有隐身能力。为有效对付隐身武器,反隐身技术和 装备也在不断发展。目前国外发展的反隐身技术主要 还是在雷达技术方面,如米波和毫米波雷达、光电探测 系统等。用于电子战的隐身与反隐身技术将是未来具 有战略意义的技术领域[10]。因此,需要重点展开具有 隐身外形和隐身材料的新型电子战无人机的研究。 2.5.2突防规避技术 对于电子战无人机,虽然可以通过采用隐身技 术减小雷达截面积,但是对于侦察区域速度降低 时,并在雷达威力范围内的延长滞留时间时 ]。随 着各种现代化、高性能的防空武器的出现,防空体 系日趋完善,因此,电子战无人机突防规避,不能单 纯依靠减小雷达截面积,同时急需解决实时威胁环 境下的突防规避技术[39-- ̄o]。 2.6复杂作战环境适应性技术 2.6.1 电磁环境 无人机与电子战设备的特点决定了电磁兼容性 成为电子战无人机能否顺利完成作战任务的重要因 素[ 。而无人机比有人机更力I1依靠外部的通信设备, 如果无人机系统的自主电子攻击能力没有得到充分 发展,那么数据传输、战术环境描述,必须实时传给 遥控的操作手,一旦电子攻击开始,自干扰、互干扰和 x,-igl,部通讯设备的依赖会大大降低系统的可靠性[培]。 2.6.2气象环境 针对电子战全时域覆盖的需求,电子战无人机面 临复杂气象环境下的作战能力。而影响电子战无人机 作战效能发挥的气象要素主要有:云、雾、雨、雪、风、 雷、电等,这些要素随时间空间的变化而变化 埘]。因 此,电子战无人机必须具有全天(气)候的飞行能力。 2.6.3目标环境 高技术条件下的电子战不仅涉及通信、雷达、光 电、隐身、导航、制导等系统,而且遍及空间、空中、地 面、水面和水下,覆盖了从米波、微波、毫米波、红外 到紫外的所有电磁频谱,涉及各军兵种和各个作战 领域。因此,电子战无人机的目标不仅仅是某个或某 几个目标,面临的将是从地面到空中甚至到太空的 地、空、天网络一体化的复杂目标环境[10-11]。 因此,针对电子战无人机复杂电磁、气象和目 标等综合战场环境的作战需求,对无人机系统在复 杂战场环境下的适应能力提出了更高的要求。 3 展 望 本文介绍了国内外电子战无人机协同作战关键技 术的发展现状。电子战无^机作为未来网络化作战体 系的核心平台之一,面临向智能化、自主化、多机(多无 人机,无人机与有人机)编队协同作战等方向发展,因 此,需要重点突破主动感知技术、智能控制技术、多维 协同与动态规划技术、混合协同编队技术、低截获高生 存力技术以及复杂作战环境适应性技术等关键技术。 参考文献: [1]甄云卉,路平.无人机相关技术与发展趋势[J].兵工自 动化,2009,28(1):14—16. 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