無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用

前言

　　軍用無人機(jī)被人們贊譽(yù)為21世紀(jì)的“尖兵之翼”。美國國防部從2000年起，短短8年時(shí)間，就專為無人機(jī)連續(xù)發(fā)布了4版路線圖。在未來信息化條件下的局部戰(zhàn)爭中，作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)重要節(jié)點(diǎn)和打擊平臺(tái)的各類無人機(jī)，可居高臨下快速發(fā)現(xiàn)、跟蹤、打擊各類動(dòng)、靜態(tài)目標(biāo)，必將成為未來陸、海、空、天、電磁一體化作戰(zhàn)的“殺手锏”武器。　　縱觀無人機(jī)的發(fā)展歷程可以看出，無人機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與作戰(zhàn)需求的牽引和運(yùn)用方式的創(chuàng)新是密不可分的，也是相互促進(jìn)的。從1917年第1架無人遙控飛機(jī)問世起，由于技術(shù)的限制，半個(gè)多世紀(jì)中無人機(jī)主要被用作靶機(jī)。直至20世紀(jì)70年代的美國對(duì)越戰(zhàn)爭，戰(zhàn)損的壓力迫使美軍開始將無人機(jī)用于情報(bào)偵察。而以色列在中東戰(zhàn)爭中對(duì)無人機(jī)的出色運(yùn)用，極大地促進(jìn)了全世界對(duì)無人機(jī)的重視和發(fā)展。近年來，美軍在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭中對(duì)無人機(jī)的大量軍事運(yùn)用，特別是“捕食者”直接發(fā)射導(dǎo)彈攻擊地面目標(biāo)，更是將無人機(jī)的發(fā)展與使用推向了新的高潮。未來，隨著無人作戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)展和智能協(xié)同等技術(shù)的應(yīng)用，必將進(jìn)一步創(chuàng)新無人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用空間，進(jìn)而又會(huì)促進(jìn)無人機(jī)技術(shù)向更高水平的發(fā)展。因此，從技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的角度，全面認(rèn)識(shí)無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)涵與使用等問題，對(duì)無人機(jī)的管理、使用、保障和研究來說，都是很必要的。　　本書旨在從技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的角度，對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)涵、運(yùn)用方式、現(xiàn)狀及發(fā)展等問題進(jìn)行較為全面的分析探討，內(nèi)容的選材與組織，力圖體現(xiàn)系統(tǒng)性、應(yīng)用性和前瞻性。全書共分11章。第1章總論無人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的組成特點(diǎn)、分類型譜、發(fā)展歷程等問題進(jìn)行了系統(tǒng)綜述。第2章歸納總結(jié)了世界主要國家無人機(jī)，包括無人作戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用情況。第3章對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)飛行器平臺(tái)的組成、升力機(jī)理、動(dòng)力系統(tǒng)等進(jìn)行了概要介紹。第4章系統(tǒng)介紹了無人機(jī)的飛行控制、制導(dǎo)與導(dǎo)航技術(shù)，包括前沿的無人機(jī)編隊(duì)控制技術(shù)。第5章介紹了無人機(jī)的任務(wù)載荷和數(shù)據(jù)鏈路，包括無人作戰(zhàn)飛機(jī)的武器。第6章討論無人機(jī)的指揮控制與任務(wù)規(guī)劃，闡述了地面指揮控制站的原理、特點(diǎn)。第7章概要介紹了無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)射與回收技術(shù)。第8章對(duì)無人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用問題進(jìn)行了討論，闡述了無人機(jī)集群協(xié)同作戰(zhàn)的原理和技術(shù)框架。第9章論述了無人機(jī)系統(tǒng)的綜合保障和模擬訓(xùn)練問題。第10章概要介紹了臨近空間無人機(jī)。第11章分析了無人機(jī)系統(tǒng)的未來發(fā)展?！　≡诒緯鴮懽鬟^程中，筆者的研究生孔韜、劉月、董志興、王晉云、胡明朗、沈東、郭慶、史中正等在資料的收集整理、文稿錄入、插圖繪制等方面做了大量的工作。

內(nèi)容概要

　　《無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用》從技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的角度，全面系統(tǒng)地介紹和討論了無人機(jī)的技術(shù)原理和使用問題。全書共分11章，總結(jié)了作者在無人機(jī)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)及使用方面的部分教研工作，不僅從總體上對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的組成、分類、特點(diǎn)等進(jìn)行了討論，還對(duì)世界無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、無人機(jī)系統(tǒng)各組成部分的技術(shù)原理和使用特點(diǎn)進(jìn)行了分析和介紹，又對(duì)無人機(jī)運(yùn)用和保障的方式方法及相關(guān)技術(shù)、臨近空間無人機(jī)、無人機(jī)的發(fā)展趨勢等進(jìn)行了探討和總結(jié)歸納。　　《無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用》內(nèi)容涵蓋面廣，可作為無人機(jī)領(lǐng)域從事管理、教學(xué)、科研和使用的各類人員的參考用書，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書和學(xué)習(xí)參考書。

作者簡介

　　魏瑞軒，生于1968年，2001年于西安交通大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，博士后畢業(yè)，現(xiàn)任空軍工程大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，兼任陜西省自動(dòng)化學(xué)會(huì)副秘書長。主要研究方向?yàn)闊o人飛行器控制、制導(dǎo)與運(yùn)用工程、非線性系統(tǒng)故障診斷技術(shù)及應(yīng)用。主持完成國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、863計(jì)劃項(xiàng)目、國家博士后科學(xué)基金項(xiàng)目以及其他科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，曾獲得省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)l項(xiàng)，主持或參與獲得其他科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、各類理論研究成果獎(jiǎng)2項(xiàng)、軍隊(duì)優(yōu)秀教學(xué)成果三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。主編出版飛行控制系統(tǒng)校內(nèi)教材2部，發(fā)表學(xué)術(shù)及教學(xué)研究論文60余篇，被SCl、El等收錄30余篇。獲得軍隊(duì)院校育才獎(jiǎng)金獎(jiǎng)、銀獎(jiǎng)各1次，被評(píng)為全軍優(yōu)秀碩士學(xué)位論文，指導(dǎo)教師l次，多次獲得空軍工程大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀一、二等獎(jiǎng)。

書籍目錄

第1章 總論無人機(jī)系統(tǒng)1.1 無人機(jī)與無人機(jī)系統(tǒng)1.2 無人機(jī)系統(tǒng)的一般組成1.3 無人機(jī)的分類與型譜1.3.1 無人機(jī)的分類1.3.2 無人機(jī)型譜研究1.4 無人機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用1.4.1 無人機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.4.2 無人機(jī)系統(tǒng)的性能1.4.3 無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1.5 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與組成1.5.1 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)1.5.2 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的組成1.5.3 自主攻擊決策系統(tǒng)1.6 無人機(jī)的發(fā)展運(yùn)用歷程1.6.1 靶機(jī)起步,奠定基礎(chǔ)1.6.2 初步參戰(zhàn),嶄露頭角1.6.3 戰(zhàn)場牽引,迅速崛起小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第2章 主要國家的無人機(jī)及其應(yīng)用概況2.1 體系完整,美國無人機(jī)領(lǐng)跑世界2.2 實(shí)戰(zhàn)催生,以色列無人機(jī)實(shí)力不凡2.3 韜光養(yǎng)晦,俄羅斯無人機(jī)不可小覷2.4 百舸爭流,各國無人機(jī)競相發(fā)展2.5 長空爭霸,無人作戰(zhàn)飛機(jī)備受關(guān)注小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第3章 無人機(jī)飛行平臺(tái)與動(dòng)力系統(tǒng)3.1 無人機(jī)飛行平臺(tái)的組成3.2 空氣動(dòng)力學(xué)初步知識(shí)3.3 升力的產(chǎn)生機(jī)理3.3.1 兩個(gè)重要概念3.3.2 升力的產(chǎn)生3.3.3 翼型的升阻特性3.4 無人機(jī)的機(jī)翼3.4.1 機(jī)翼的形狀3.4.2 機(jī)翼的升力與阻力3.4.3 無人機(jī)翼型的確定3.4.4 幾種典型機(jī)翼的特性3.4.5 無人機(jī)機(jī)翼的新概念3.5 微型無人機(jī)的空氣動(dòng)力難題3.5.1 微型無人機(jī)的空氣動(dòng)力特性3.5.2 撲翼的升力機(jī)理3.5.3 撲翼無人機(jī)氣動(dòng)布局的設(shè)計(jì)方法3.5.4 幾種典型的撲翼無人機(jī)3.5.5 特殊構(gòu)型的微型旋翼機(jī)3.6 無人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)3.6.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類3.6.2 無人機(jī)動(dòng)力的選擇3.6.3 無人作戰(zhàn)飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第4章 飛行控制與導(dǎo)航制導(dǎo)4.1 無人機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)4.1.1 無人機(jī)控制系統(tǒng)總體4.1.2 無人機(jī)的飛行運(yùn)動(dòng)建模4.1.3 飛行控制律設(shè)計(jì)4.1.4 自動(dòng)駕駛儀的實(shí)現(xiàn)4.1.5 先進(jìn)飛行控制技術(shù)4.2 無人機(jī)的編隊(duì)控制4.2.1 無人機(jī)的編隊(duì)控制結(jié)構(gòu)4.2.2 無人機(jī)編隊(duì)運(yùn)動(dòng)建模4.2.3 基于預(yù)測控制的編隊(duì)控制算法4.3 無人機(jī)的自主導(dǎo)航技術(shù)4.3.1 慣性導(dǎo)航4.3.2 衛(wèi)星導(dǎo)航4.3.3.組合導(dǎo)航4.3.4 多普勒導(dǎo)航4.3.5 地形輔助導(dǎo)航4.4 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的制導(dǎo)技術(shù)4.4.1 自主制導(dǎo)技術(shù)4.4.2 自然信息制導(dǎo)技術(shù)4.4.3 遙控制導(dǎo)技術(shù)4.4.4 尋的制導(dǎo)技術(shù)4.4.5 復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第5章 任務(wù)載荷與數(shù)據(jù)鏈路5.1 無人機(jī)的任務(wù)載荷5.1.1 偵察監(jiān)視類載荷5.1.2 通信類載荷5.1.3 武器彈藥類載荷5.2 任務(wù)載荷的應(yīng)用與發(fā)展5.2.1 無人機(jī)任務(wù)載荷的應(yīng)用情況5.2.2 無人機(jī)任務(wù)載荷的發(fā)展趨勢5.3 無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路5.3.1 概述5.3.2 數(shù)據(jù)鏈路的結(jié)構(gòu)與原理5.3.3 對(duì)數(shù)據(jù)鏈路的特別要求5.3.4 抗干擾能力分析5.3.5 無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路的發(fā)展趨勢小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第6章 任務(wù)規(guī)劃與指揮控制6.1 指揮控制站功用與組成6.2 任務(wù)規(guī)劃與航路規(guī)劃6.2.1 任務(wù)規(guī)劃6.2.2 航路規(guī)劃6.3 地面指控站實(shí)例6.3.1 典型地面指控站6.3.2 地面指控站方艙6.4 地面指控站的發(fā)展趨勢小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第7章 無人機(jī)的發(fā)射與回收7.1 無人機(jī)的發(fā)射技術(shù)7.2 無人機(jī)的回收技術(shù)7.2.1 回收控制系統(tǒng)7.2.2 幾種典型的回收方式小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第8章 無人機(jī)作戰(zhàn)運(yùn)用研究8.1 無人機(jī)作戰(zhàn)運(yùn)用概論8.1.1 無人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用方式8.1.2 歷次戰(zhàn)爭中的無人機(jī)應(yīng)用8.1.3 無人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用原則8.1.4 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的運(yùn)用方式8.2 無人作戰(zhàn)飛機(jī)的集群協(xié)同作戰(zhàn)8.2.1 無人作戰(zhàn)飛機(jī)集群協(xié)同作戰(zhàn)原理8.2.2 集群協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)與方式8.2.3 無人作戰(zhàn)飛機(jī)集群協(xié)同研究動(dòng)態(tài)8.3 “捕食者”無人機(jī)的運(yùn)用概況8.3.1 “捕食者”無人機(jī)系統(tǒng)8.3.2 “捕食者”的使命任務(wù)及載荷8.3.3 “捕食者”的人員配備8.3.4 “捕食者”的任務(wù)剖面與用途小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第9章 綜合保障與模擬訓(xùn)練9.1 無人機(jī)系統(tǒng)的綜合保障9.1.1 無人機(jī)系統(tǒng)綜合保障概述9.1.2 美軍無人機(jī)的使用與維修保障9.1.3 綜合保障的能力要求與關(guān)鍵技術(shù)9.2 模擬訓(xùn)練與作戰(zhàn)演練9.2.1 無人機(jī)模擬訓(xùn)練概述9.2.2 美軍無人機(jī)的人員培訓(xùn)9.2.3 無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)9.2.4 無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的一般特點(diǎn)9.2.5 無人機(jī)模擬作戰(zhàn)演練的組織管理9.2.6 典型無人機(jī)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)簡介小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第10章 臨近空間無人機(jī)10.1 臨近空間及其飛行器10.1.1 臨近空間的特點(diǎn)10.1.2 臨近空間飛行器10.1.3 臨近空間飛行器特點(diǎn)10.2 臨近空間無人機(jī)小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新第11章 無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展與市場11.1 無人機(jī)裝備的總體發(fā)展趨勢11.2 三類典型無人機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)11.3 無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的市場前景11.3.1 無人機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)11.3.2 世界無人機(jī)市場預(yù)測小結(jié)習(xí)題及思考創(chuàng)新參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　為了能以較小的損失摸清北越部隊(duì)的情況，特別是防空力量的部署情況，美軍最后還是想到了無人機(jī)，希望能用無人偵察機(jī)代替有人機(jī)實(shí)施偵察。無人機(jī)的平臺(tái)選定了美國瑞安航空公司的“火蜂”一147無人靶機(jī)。該機(jī)飛行時(shí)速在900kin以上，高度大于20000m，尺寸較小，雷達(dá)散射界面和紅外信號(hào)特征都很小，不易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，也不易被防空導(dǎo)彈擊中，具有較強(qiáng)的戰(zhàn)場生存能力。而且，無人機(jī)成本低，當(dāng)時(shí)一架無人機(jī)也就百萬美元左右，即使損失，相比于一架有人機(jī)的3000多萬美元再加機(jī)組人員來說，其損失也是完全可以接受的。處于戰(zhàn)爭的需要，瑞安航空公司為“火蜂”一147緊急加裝了偵察照相和紅外探測等設(shè)備，改裝定型為“火蜂”一147D。從1964年至1975年，火蜂偵察機(jī)在越南上空執(zhí)行偵察任務(wù)，先后出動(dòng)3400多架次，獲取的情報(bào)占當(dāng)時(shí)情報(bào)總量的80％，而其因擊落和機(jī)械故障墜毀的損失率僅為16％，這意味著避免了近550架有人駕駛飛機(jī)被擊毀，也避免了1000多名飛行員喪命越南?！　　盎鸱洹眰刹鞕C(jī)在越南戰(zhàn)場的出色表現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到了無人機(jī)的新價(jià)值，也使無人機(jī)首次作為作戰(zhàn)裝備應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)，開辟了無人機(jī)應(yīng)用和發(fā)展的新階段。但是越戰(zhàn)結(jié)束后，受到各方面習(xí)慣勢力的影響，美軍開始冷淡曾為他們立下汗馬功勞的“火蜂”無人機(jī)，致使無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展又一次被延緩下來。直到1980年前后，以色列在中東戰(zhàn)爭中直接運(yùn)用無人機(jī)取得了輝煌的戰(zhàn)果，才又一次激起了各國軍方對(duì)無人機(jī)的濃厚興趣。在中東戰(zhàn)爭期間，以色列面對(duì)的敘利亞、埃及和黎巴嫩，利用“薩姆”一6防空導(dǎo)彈構(gòu)筑了一個(gè)嚴(yán)密的從幾十米的低空到上萬米高空的防空火力網(wǎng)，使得以色列的飛機(jī)一旦進(jìn)入，就基本無可生還。為了突破對(duì)手的防空網(wǎng)，以色列在向美國學(xué)習(xí)無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始研制自己的新型無人機(jī)。他們把從美國引進(jìn)的“石雞”噴氣式無人靶機(jī)和“壯士”無人靶機(jī)改裝成能夠模擬噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行電子欺騙的無人機(jī)，又先后研制了“偵察兵”和“猛犬”兩種無人偵察機(jī)，用于收集雷達(dá)信號(hào)和進(jìn)行光電復(fù)合偵察，具有全天時(shí)工作能力。這些無人機(jī)為以色列奪取戰(zhàn)爭的勝利奠定了基礎(chǔ)。

編輯推薦

　　《無人機(jī)系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用》旨在從技術(shù)與應(yīng)用相結(jié)合的角度，對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)涵、運(yùn)用方式、現(xiàn)狀及發(fā)展等問題進(jìn)行較為全面的分析探討，內(nèi)容的選材與組織，力圖體現(xiàn)系統(tǒng)性、應(yīng)用性和前瞻性。全書共分11章。第1章總論無人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的組成特點(diǎn)、分類型譜、發(fā)展歷程等問題進(jìn)行了系統(tǒng)綜述。

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