飞向信息化战场的利器——无人机

不久前,美军在圣路易斯的兰伯特空军基地展示了最新型的X45-A型无人驾驶机,它具有隐身、无尾翼、尺寸小、有效负载大等特点。平时可拆开放在一个小型集装箱里,可储存10年以上,一旦使用,可在一小时之内重新组装起来准备战斗。据称,该机将于2010年后装备部队,成为美国空军在2010年后的主要战斗力量。     

无人机防御系统建设技术探究

无人机主动防御系统的建设,是以有效防御为目标实施有效重点打击的方式,但是复杂环境实施有效制空防御技术还不成熟。如何完善无人机系统侦查和反制技术是迫切需要解决的问题,为此本文针对无人机防御系统建设技术展开研究,旨在为提升无人机防御系统水平提供参考。     

武装无人机袭击对全球冲突的影响

近年来,大量国家和非国家行为体通过部署武装无人机进行各类军事行动,武装无人机的扩散对国际安全产生越来越严重的影响。根据乌普萨拉冲突数据项目-地理参考事件数据集提供的数据,2001─2021年,全球共发生1 983起武装无人机冲突,造成近1.5万人死亡,其中美国参与1 466起并导致超过1.1万人死亡。因此,研究全球武装无人机袭击历史与现状、美国军用武装无人机政策与使用情况及2001─2021年全球武装无人机袭击造成的死亡数据具有重要的现实意义。全球武装无人机袭击通过影响非对称作战方式、非国家行为体的参与及作战规则,其袭击分布的范围将可能不断扩大,从而对全球冲突造成更为严重的安全后果。     

基于图注意力机制的无人机目标红外跟踪技术

近些年来,无人飞行器逐步普及,给社会治安、空域管制、要地防护等领域带来新的威胁。因此,对高威胁、难辨识的无人机目标进行高准确、高稳定的搜索跟踪有着迫切需求。立足城市环境下的反无人机作战需求,针对无人机易受复杂背景干扰、地物遮挡影响及其姿态尺度变化和快速机动造成的跟踪丢失问题,结合图神经网络与注意力机制,提出一种基于图注意力机制的孪生网络无人机目标红外跟踪技术。基于图注意力机制的局部特征匹配模块,通过节点间的信息传递实现全局信息匹配,通过基于图的特征表示和特征交互,增强从目标模板到搜索区域的信息嵌入能力;目标感知区域选择机制可以适应无人机目标尺寸和姿态的变化;基于运动特征设计的切换策略,实现局部跟踪和全局重检测间的动态选择。实验结果表明,在红外无人机目标跟踪时,运用此方法可以取得稳定的跟踪结果,可以有效应对形变、遮挡、复杂背景干扰等挑战,为实现在城市环境中持续稳定跟踪小型无人机目标提供技术参考。     

俄罗斯反无人机装备发展现状及启示

随着无人机广泛运用于作战,且其性能不断提升,面对日益严峻的空防形势,俄罗斯大力发展“反无人机战力”。从原理、优点2个方面简要梳理国内外通用反无人机技术,结合俄军“侦、扰、控、毁”的反无人机作战实践,将其现役反无人机装备分为探测、软杀伤、硬毁伤、伪装4类。具体介绍其不同类别装备的战技术性能,并列举其反无人机装备发展的经验教训。针对未来无人机作战尤其是无人机集群作战的威胁,提出了发展我方反无人机装备的启示。     

Aerosonde全地形固定翼无人机发展与技术特点

为系统梳理和把握Aerosonde全地形固定翼无人机的发展历程及技术特点,从该型号系列无人机的研制历程、技术参数以及装备应用情况出发,对其光学侦察载荷、多燃油动力、弹射起飞、撞网回收等分系统的技术特点进行详细分析。结合同类型装备的发展与应用情况,提出若干发展启示,例如：持续发展和完善成熟可靠的无人飞行器系统研制;各分系统权衡设计完善的无人机飞行器这一系统工程;以应用需求作为装备技术路线选择的基础;建立系统持续的培训体系以保障无人机装备的推广应用;等等。     

复杂任务区域的区域划分与覆盖路径规划

多无人机对指定区域进行巡飞探测,在地理测绘、抢险救灾等领域起到重要作用。针对多无人机对凸/非凸多边形区域的覆盖问题,开展了复杂目标区域的区域划分以及覆盖路径规划技术研究。首先,建立了无人机飞行运动模型和指定区域的边界描述。然后,针对目标区域为凸多边形与非凸多边形两种情况,同时考虑区域凸分解与集群覆盖效率优化,分别提出了基于线扫描的凸区域划分方法与基于Delaunay三角剖分的非凸区域划分方法。接着,考虑无人机运动学约束与能量消耗最小化,提出了一种最小转弯半径约束下的Z型覆盖路径。最后,通过数值仿真验证了本文所提方法的有效性。结果表明,所提方法可以对凸/非凸多边形区域实现凸划分并减小了各子区域面积差异,提高了集群总覆盖效率,覆盖路径规划方法使路径总长相较于未沿主轴覆盖时减小了26%,转弯路径占比减小了36%。     

基于动力源分类的无人机起飞方式综述

无人机的起飞方式在作战中是个关键因素,决定了无人机作战的灵活性、机动性和高效性等。随着科技的发展,无人机的起飞方式已由最初的滑跑起飞更新换代至多种多样。对无人机起飞方式进行了研究,根据动力源不同将无人机起飞方式分为势能膨胀力作为动力源起飞、电磁力作为动力源起飞、气体反冲力作为动力源起飞和人力作为动力源起飞4大类。对每种无人机起飞方式的工作原理和优缺点进行了详细阐释并列举出了相应的无人机型号,对无人机起飞技术的发展趋势进行了展望。     

基于深度强化学习的无人机实时航迹规划

随着无人机技术的应用和发展,无人机执行任务的飞行环境愈发复杂多变,对无人机机动避障能力和航迹规划的实时性提出了更高的要求。基于泛化性较好、对环境依赖弱的深度强化学习算法,以雷达实时获取的障碍物地图信息为基础进行实时路径规划,针对二维航迹规划问题特点设计了连续奖励函数,解决了强化学习算法在二维平面航迹规划中奖励稀疏的问题;基于迁移学习的思想设计多个训练环境,并按任务的难易程度进行分步训练,降低了算法的训练难度,提高了训练效果,并使算法的收敛效果更加稳定。在实验中将SAC算法与目前主流的PPO和TD3算法进行对比,实验结果表明：SAC算法收敛速度快,实时性好,航迹平滑度更好。     

国外隐身无人机的发展

近期,美国海军公布MQ-25隐身无人加油机布局设计,引起国际航空界高度关注,美国又一次大秀其在隐身技术方面的优势。隐身技术已成为多学科融合的高新技术,是研发高端无人机的瓶颈技术之一。本文以雷达隐身为例,梳理了隐身的概念、方法与代价,对比介绍了国外典型的隐身无人机项目,探讨了隐身无人机设计的关键技术。