2005年8月8日，美国国防部正式发布了最新版无人机路线图--《无人飞行器系统路线图2005～2030》，集中反映和描述了美国对无人机的最新认识、美国无人机系统开发的最新进展、美国对无人机系统的有关需求以及美国无人机系统的未来发展规划。

　　1新版路线图的主要内容和观点

　　新版路线图长达231页，主要包括绪论、当前无人飞行器系统、需求、技术、使用和路线图六大章，任务、传感器、通信、技术、互操作标准、空域、任务/岗位/程序/使用考虑、可靠性、国土安全、无人地面车辆及生存性11个附录。

　　1.1绪论

　　描述了新版路线图的制订目的、论述范围、有关定义及为何要发展无人飞行器。并指出制订路线图的目的，是为了推动2005～2030年间美国军用无人飞行器开发的计划进程，在未来的四年一度防务评审(QDR)中帮助决策者建立有关无人飞行器开发的长期战略，指导工业界开发无人飞行器的有关技术。

　　绪论提及，美军已将无人飞行器系统视为未来战术兵团的整体构成之一。例如陆军每支旅级战斗部队现在都有一个负责侦察/监视/目标截获的无人机中队。绪论还在定义中，叙述了"常被混淆"的巡航导弹和无人飞行器之间的区别：第一，无人飞行器在飞行完毕后可回收，而巡航导弹则不；第二，无人飞行器所载的弹药不需要定制并综合到机身中，而巡航导弹的战斗部则是如此。

　　在论及为何需要无人机时，路线图指出它可以执行"枯燥的、脏的、危险的"(dull，dirty，dangerous)任务。在这些任务中人的因素是一个挑战，以前使用有人驾驶飞机虽然也可执行这种任务，但那只是由于相关技术尚未发展成熟。

　　1.2当前的无人飞行器系统

　　这一章将美国国防部正在进行和已规划的无人飞行器系统项目分为大型无人飞行器系统、概念探索无人飞行器系统(用于开发新的技术或使用概念)、特种作战无人飞行器系统(只装备特种作战司令部)、小型无人飞行器系统(可由1～2人操作的迷你型或微型无人飞行器系统)和无人飞艇(包括浮空器和软式飞艇)五大类，分别进行了简要介绍，并提供了无人飞行器项目数据和世界范围内无人飞行器的增长情况。

　　大型无人飞行器系统是美军使用较多、投资力度较大的部分。路线图所列出的型号包括MQ-1"捕食者"(已交付120余架/已计划采购77架)、RQ-2"先锋"(已交付175架/在役35架)、RQ-4"全球鹰"(已交付12架/已计划采购58架)、RQ-5A/MQ-5B"猎人"(已交付62架/在役35架)、RQ-7A/B"影子"200(已交付100余架/已计划采购332架)、RQ-8A/B"火力侦察兵"(已交付5架/已计划采购192架)、MQ-9"捕食者"B(已交付6架/已计划采购60架)、J-UCAS"联合无人空战系统"(已交付2架X-45A、1架X-47A验证机/已计划采购3架X-45C、3架X-47B)、"未来战斗系统"Ⅰ～Ⅳ级无人机、I-"蚊子"增程型(已交付3架/已计划采购5架)、"全球鹰"海上演示型(尚无交付/已计划采购2架)、"广域海上监视"无人机(尚无交付/计划采购数待确定)、"增程/多用途"无人机(尚无交付/已计划采购90架"增量"2型)。共计13种。可见，新版路线图中的"大型无人机"的分类包括了各种战术无人机、中/高空长航时无人机和无人作战飞机。

　　概念探索型无人飞行器系统中列出的型号有7种，其探索对象集中在：

　　·无人旋翼机：包括无人旋翼机空气动力学概念的探索(采用鸭式旋翼/机翼布局或转速可自动调整的最优化旋翼)，采用模块化设计(可通过增加或撤换子系统实现重新布局，并可分解为可由人力运输的模块)，可执行武装侦察和攻击任务的无人武装旋翼机，无人倾转旋翼机；

　　·新概念无人机：包括"鸬鹚"和"长枪"两种。前者可浸没到水中，可由巡航导弹核潜艇在水下状态或由水面舰艇发射和回收。美军认为这种无人机与隐身巡航导弹核潜艇的结合将极具价值；后者是一种采用涵道风扇推进的长航时、低成本无人机/武装导弹系统，各军种通用，装有红外/近红外/可见光三模传感器和激光测距/照射器及双向数据链。

　　特种作战无人飞行器系统列出了6种型号："海王星"(已交付15架/已计划采购27架)、"小牛"(已交付4架/已计划采购5架)、XPV-1"燕鸥"(已交付65架/已计划采购65架)、XPV-2"灰鲭鲨"(已交付30架/已计划采购30架)、CQ-10"雪雁"(已交付15架/计划采购数待确定)和"缟玛瑙"(Onyx)自主制导翼伞系统(已交付5架/已计划采购5架)。这些无人机的用途较广泛，包括为特种部队提供侦察/监视或通信中继、投送无人值守地面传感器或物资、为保护部队而进行空中警戒和撒布心理战传单等。

　　路线图将小型无人飞行器系统分为迷你型无人飞行器系统和微型无人飞行器系统。小型无人飞行器系统一般为连/排/班级使用，无人机多采用手持发射，控制站多为便携式；微型无人机多为单人使用，特点是机翼采取与电池/

　　新版路线图中还首次将无人飞艇列入无人飞行器系统范畴。所介绍的无人飞艇包括"先进飞艇飞行实验室"(尚未交付/已计划采购1艘)、"系留式浮空器雷达系统"(已交付10艘/已计划采购10艘)、"联合对陆攻击巡航导弹空中组网传感器"(已计划采购12艘)、"快速初始部署浮空器"(已交付3艘/已计划采购3艘)、"快速升空浮空器平台"(已交付2艘/已计划采购2艘)、"高空飞艇"(尚未交付/已计划采购10～12艘)、"近空间机动飞行器"(已交付1艘/已计划采购1艘)、"海军陆战队空中中继发射系统"(已交付1艘/已计划采购6艘)。共8种。这些浮空器主要用于情报监视侦察，以及通信中继任务，可明显提高覆盖并实现超地平线能力。

　　1.3需求

　　本章分为经过历史验证的无人飞行器系统的作用、战斗指挥官们对无人飞行器系统的需求，无人飞行器系统的任务需求优先级排列、向无人飞行器系统开放任务领域及互操作性5个小节。它将对无人机的能力需求分为战场态势感知、指挥/控制、集中后勤、部队应用和部队防护5个领域，并对2006～2011财年各司令部的综合优先级目录所列出的50项能力差距进行了分析，结论是其中27项(占54%)现在就可以用，或者可能可以由无人飞行器系统解决。

　　本章还提供了各司令部各自对4类无人机(小型、战术、战区和战斗)无人机可执行的18项任务重要性的等级评价，得出的一个重要结论是"侦察"仍被视为无人机最重要的任务，即使对战斗无人机也是如此。

　　本章还对美国过去在无人机上验证过的各种有效载荷进行了不完全统计，并提出由于其载荷的多样性，无人机在执行某些特殊任务时是备选解决方案；若这些任务属于长航时、危险材料取样或暴露在极度危险的环境中，则选用无人机来比选用有人机好。

　　本章强调了无人机互操作性的需求，提出无人飞行器系统间应实现协调与共享，以及与更大系统的集成。它指出美军无人飞行器系统目前在这方面的不足包括：缺少标准的通信频率和波形；缺少标准化的传感器产品；缺少标准化的用于传感器和平台信息的元数据以及缺少通用的控制系统，此外在训练、后勤保障和作战概念开发方面也存在一些问题。这些都需要通过跨军种互操作性解决。因此路线图在本章提出，提高无人机作战能力的最优先考虑是：实现通用、联合的情报/监视/侦察任务及其管理；采用通用、安全的战术数据链提高信息交互能力；提高数据分发与组网能力；改进对时间敏感数据的收集与传送；改善跨军种的无人机/有人机综合使用的作战概念以提高整体情报收集能力等。

　　1.4技术

　　本章首先列出了无人机自主程度的10个等级，从低至高分别是远程引导、实时故障诊断、对故障和飞行条件的适应、自主航线规划、集群配合、集群战术再规划、集群战术目标制定、分布式控制、集群战略目标制定和完全自主集群。然后述及了处理器、通信、平台和载荷4方面的技术。

　　在处理器方面，路线图认为无人机用处理器的目标应是达到与人一样的速度、存储容量和环境适应能力。它指出人的大脑处理速度相当于1亿MIPS(百万条指令每秒)，存储容量相当于1亿兆字节。目前的"超级计算机"与人的速度和容量相差10倍，2015年的时候将达到人的平均水平。同时，目前的硅

　　在通信技术方面，路线图着重指出了拥塞问题及其解决方法，并明确指出压缩只是对带宽不足的一个让步。由于带宽有限，必须限制数字式数据链的数据传输速率。目前使用的数字式数据链的实际效率为0.5～1.5bps/赫兹，理论上最大值为1.92bps/赫兹。路线图认为激光通信所提供的数据速率比最好射频系统的数据速率要高2～5个量级，但由于必须确保激光链路能够被捕获和维持的关键技术--先进的指示、捕获和跟踪技术还有待进一步突破，激光通信数据速率已20年没有进步。路线图还强调了对无人飞行器系统，必须采用以网络为中心的通信系统。

　　在平台技术方面，路线图认为未来无人机可能采用扭曲蒙皮进行飞行控制，而不是现有飞机的传统操纵面，此外自修复复合材料或再生式复合材料也将得到应用。在平台控制方面，天线与机体更高程度的共形将是发展方向。同时目前的地面控制站车辆将被带有操纵杆的背带系统和面部头盔所代替，佩戴面部头盔的人无论脸朝何方都能够"看穿"无人机的传感器。无论无人机姿态发生何种变化，防护衣都能很快给佩戴者提供由无人机感觉到的"触感"。而无人机领航员将通过电缆将他们发送到肌肉的电信号转化成输入到无人机的即时控制信号。也就是说，未来无人机领航员将实现从"看见"无人机到"成为"无人机的转变。

　　在平台部分，路线图还述及了无人机推进系统、可靠性、生存力和系统成本控制问题。在载荷部分则述及了传感器、通信中继、武器及有效载荷成本控制四个方面，并展望了未来发展情况。

　　1.5使用

　　本章包括训练、作战概念开发、使用、武器投射、使用与保障成本5个小节。

　　训练方面，路线图给出了当前美军一些无人机各种操作人员训练所需要的时间，例如美国空军的"全球鹰"，目前教员有10人，其领航员、传感器操作员、维修人员培训课时分别为26周、12周和5周，每年学员人数分别为48人、18人和77人，领航员和传感器操作员的年飞行小时数分别为32小时、48小时。路线图指出，当前美军无人飞行器系统的培训主要由合同商提供，每种系统都有自己的培训方案，造成系统间缺乏互操作性；学员完成初级培训后，还需要进行部队级的额外培训；目前的地面控制站只能执行任务而缺乏模拟训练功能，导致培训开销增大。

　　在作战概念开发方面，路线图述及美国陆军6个主要作战实验室主要进行了以下研究：有人机(主要是攻击直升机)与无人机的协同作战；无人机在城市作战中的使用；支援旅及旅以下部队作战；微型无人机的作战使用等。美国海军和海军陆战队进行的研究主要包括：飞行中展开机翼、舰上系留式悬停诱饵等，海军于2001年完成了一篇"将无人飞行器系统用于航母空中联队作战"的研究报告。空军进行的研究主要包括：空中交通防撞/规避；无人机用于基地保护；支援特种部队；作为E-8"联合目标监视与攻击雷达系统"的前方传感器等。美国海岸警卫队和国土安全部门也在积极探索无人机的使用概念，例如边境巡逻，缉毒，在开放水域识别和定位船只，护渔等。

　　在作战部分，路线图统计了美军投入使用的系统种类、配属部队及其中无人机的数量，并归纳了它们在作战中暴露出的问题：感知和射击两项主要任务存在矛盾冲突；执行任务的能力严重受到气象条件(尤其是大风)影响，沙尘暴也会削弱光电传感器的使用效果；有限的频带限制了实际能同时使用的无人机数量；很难适应城区作战环境等等。

　　在武器投射方面，路线图指出无人机的武器化需要考虑许多传统因素，例如无人机与挂架的载荷、无人机的振动、无人机的稳定性与控制、载荷的分离以及其他能对外挂的发射和弹道产生影响的任何因素。但无人机的独特之处在于其电磁干扰/电磁兼容要求更为严格。

　　在使用和保障方面，路线图指出有人机70%的损失源自人为失误，并认为无人飞行器系统的以下特征可显著减小人为失误造成的损失比例：无人机已实现从起飞到着陆的完全自主控制，而以软件为基础的性能和人不同，当条件重复时，软件可保证其性能重复；高逼真度的模拟器用于训练时，与真实使用无人机没有区别，因此可减少训练时实际使用无人机的次数；无人机地面控制站将能作为训练模拟器使用，降低了开发和维护独立模拟器的费用；由于有这样的模拟器，无人机飞行训练要求将降低，从而可能降低维护小时数，减少飞机损失和降低损耗支出。

　　1.6路线图

　　本章包括无人飞行器系统能力路线图、无人飞行器系统任务路线图、无人航空的目标，未来指导4个部分。其中主要项目的能力路线如图1所示。图中每个项目条中的垂线代表该项目实际或预定形成初始作战能力的时间。 图1 无人飞行器系统能力路线图

　　2新版路线图的主要变化及分析

　　美国国防部曾于2000年10月和2003年3月分别发布过第一、第二版无人机路线图，此次发布最新版本是第三版。在全球反恐战争和国内无人机技术开发过程中，美国积累了大量有关无人机的技术、工程、系统和使用经验，新版路线图就是对这些的总结，以及以此为基础，根据环境变化对未来进行的展望。2005年美国对无人机的投资已达20亿美元，而整个20世纪90年代只有30亿美元；到2015年美国无人机数量将从现在的250架增加到1400架。新版路线图的及时颁布将起到很好的指导作用，加速美国无人机的发展并提高投资效率。

　　新版路线图一个最直观的变化是名称由原来的"无人机路线图"改为"无人飞行器系统"路线图。美国国防部无人机计划特别工作组副主任戴克·韦瑟林顿称这是因为："对任何人来说，一架无人机平台本身除了用来遮光外什么也不能提供。我需要某种集成的能力执行任务……这就包括一架无人机平台、机载传感器系统、武器(或许需要)、通信系统、指挥与控制和受训过的操作人员。所有这些对于形成能力而言都至关重要"。尽管过去的无人机路线图也述及了无人飞行器系统相关部分，但这次的新版路线图是首次直接从系统的角度进行分析、评价和预测，为无人飞行器系统未来解决通用化、互操作性、与整个作战系统的综合、控制系统成本等问题及时提供了一个正确的观念切入点。

　　新版路线图针对无人机使用的现状，提出无人机的任务将很快扩展到电子干扰、通信截听、隐含电磁频谱的图像生成、弱信号测量等领域，并将具备地面辐射源进行精确定位、侵入并接管敌方网络系统、将算法包植入敌网络、利用新型有源相控阵雷达(其中一些将与机体表面共形)对敌方导弹和机载雷达进行干扰或攻击等能力。这比前两个版本的提法更全面和更富前瞻性，尤其是为无人机装备射频/定向能武器，执行侵入、窃听、接管控制或攻击敌网络的任务更是首次提出，显示了无人机在网络中心战环境下的一个发展方向。

　　新版路线图还首次将无人飞艇单列一节，表明美国对无人飞艇的作用更为重视。目前美国已展开一系列飞艇研究项目，除执行侦察、预警和通信中继外，还可执行低成本的超重载(500吨)远程/超远程(22224千米)运输任务。将无人飞艇划入无人飞行器系统并单列，不仅更为科学和全面，也使美国无人飞艇的发展首次获得了明确指导，并可引导工业界和军方在开发无人飞艇和传统无人机时考虑其共性问题，从而形成良性的互相促进。最后，与前两个版本相比，新版路线图还特别强调了互操作性的重要。(作者：中国航空工业发展研究中心技术所 张洋)(责编 洪山)