无人作战（zhàn）平台已成（chéng）为美国海军（jun1）装（zhuāng）备体系的重要组成部（bù）分，并（bìng）在（zài）历次局部战（zhàn）争和（hé）军事冲突中发挥了重要作用。为指导无人作战（zhàn）平台的发展，美国各军种先（xiān）后发（fā）布过（guò）无人机、无人（rén）艇、无人潜航器（qì）的发展规（guī）划。为避（bì）免（miǎn）重复建设，美（měi）军从2007年起发布《无人作战平台发展路线（xiàn）图》，确（què）定了重点突破的关键技术，为各军种发展无（wú）人（rén）作战平台提供了基本指导，此后各军种不再发布无人作战平台的路线图。该（gāi）路线图每（měi）2年修（xiū）订一次，最新版是2014年3月发布的《2013～2038无人（rén）系统综（zōng）合路线（xiàn）图（tú）》。本文分析了该（gāi）路线图确（què）定的（de）关键（jiàn）技术及其发展规划。
美军无人（rén）作战平台的任务领域
美军（jun1）要求所（suǒ）有装备的发展必须（xū）首先符合特定的“联（lián）合能力领域”。为此，美军定义（yì）了（le）9种一级“联合能（néng）力领域（JCA）”，无人作战平（píng）台可在其中5种（zhǒng）能（néng）力领域中发挥关键作用，分别是战场感（gǎn）知能力、部队运用能力、防护能力（lì）、后勤能力和伙伴关系建设能（néng）力。无人作战（zhàn）平台也（yě）能为部（bù）队（duì）支援和网络中心能（néng）力提供重（chóng）要（yào）支（zhī）持。显（xiǎn）示（shì）了美军能够支（zhī）持各“联合（hé）能力领域”中的无（wú）人（rén）作战平台数量。
在（zài）“战场（chǎng）感知”能力领域中，目前主要由各种无人机和无（wú）人车执行空中侦察和城（chéng）市侦察等任务，未（wèi）来可由各种无（wú）人作战平台执行远征通道评估、核放射检测和特种部队海岸侦（zhēn）察等任务。而随（suí）着（zhe）自持力的延长，无人（rén）作（zuò）战平台可在各（gè）种战场不（bú）间断地执行持（chí）续时间（jiān）较（jiào）长的侦（zhēn）察与监视任（rèn）务（wù）。
在（zài）“部队运用”能（néng）力领域中，目前的（de）“捕食者”、“死（sǐ）神”和“灰鹰”无人机都配备（bèi）有武器系统，可用于执行进攻作战、不对称作战和（hé）打（dǎ）击高价值目标等任（rèn）务；无人（rén）车的任务主要是致命性（xìng）与非致命性的群体控制、离车进攻作战、侦察与袭击等；无人潜航器和（hé）无人水面（miàn）舰艇的预定任务主要是（shì）布雷和扫雷。
在（zài）“防护”能力领域（yù）中（zhōng），无人（rén）作战平台（tái）可用（yòng）于执（zhí）行救火、污染清除、前沿作战（zhàn）基地防护、设施防护、障碍（ài）物（wù）设（shè）置与清除、车辆与人员搜查、扫雷与破雷、伤员撤出（chū）和后送以及海上封（fēng）锁等任（rèn）务。
在“后勤”能力领域中，无（wú）人作（zuò）战（zhàn）平台特别适合在各种地形条件下执行补给（gěi）运输（shū）、燃料补给、装卸弹药和物资（zī）、建筑战斗工事、伤员撤退与护理、城市（shì）营救等任务。
在“伙（huǒ）伴关系建设”能力领域中，几乎所有可用于执行（háng）战场感知、防护和后勤任务（wù）的无人作战（zhàn）平台（tái）都可用（yòng）于支援伙伴国的灾难救援，可用于帮助（zhù）伙（huǒ）伴国运送紧急（jí）物资、清（qīng）理弹药、禁毒和平叛（pàn）。
美军无人作战平台（tái）的性能发展规划
为指导（dǎo）各（gè）军（jun1）种（zhǒng）无人作战（zhàn）平台的开发，确（què）定无人作战平台的技术路（lù）线（xiàn），美（měi）军对现有各种（zhǒng）无人作（zuò）战（zhàn）平台进行了全面梳理和归纳（nà），提（tí）出了适用于（yú）此类（lèi）平（píng）台的性（xìng）能发展规划。
在（zài）人（rén）机接口（kǒu）方（fāng）面，当前无人（rén）作（zuò）战平台（tái）主要是（shì）操纵杆和触摸（mō）屏（píng）等物（wù）理接口，未来的人机交互可通过手势来完成，无人作（zuò）战平（píng）台最终应能理解人（rén）类（lèi）的自然语言，接受指挥员以自然语言下达的任务。
在通信（xìn）方（fāng）面，由于无人作战平台经常需要与操作人（rén）员进行通信，因此其（qí）通信频段将（jiāng）从高频段扩展到多（duō）种频段，并能（néng）在多（duō）种（zhǒng）频段（duàn）间跳（tiào）变，以确保可靠且（qiě）保密地（dì）通（tōng）信。
在隐蔽性方面，目前无人作战平台作战的（de）保（bǎo）密需求未（wèi）受到足够重视，大（dà）多数平台的声、热、光和通信信（xìn）号等目标特（tè）征都十分明显，容易被探测到，未来无人作（zuò）战平台必须能隐蔽地执行任务，因此需要降低目（mù）标（biāo）信号特征（zhēng），从而降低可探（tàn）测性。
在持续作战（zhàn）能力方面，现有平台的持续（xù）作战能力通常不超过十（shí）数小时，未来最长可（kě）延长到数天、数周（zhōu）或数月（yuè），甚至数（shù）年（nián）。
在武器通用（yòng）性方面，用于不同战（zhàn）场的各（gè）种无人作战平台配（pèi）备的武器应实（shí）现通用化，提高指挥官执行任务的灵（líng）活（huó）性。
在控制方面，目前单个（gè）无人作（zuò）战平台（tái）需要（yào）1名甚至多名操作员协作（zuò）才能控制（zhì），未来应由1个操作员监（jiān）控在不同（tóng）战场协同作（zuò）战（zhàn）的（de）多（duō）种此类平台。 美（měi）军无人作战平台（tái）关键技术美（měi）军通过分析（xī）各（gè）种无人作战（zhàn）平台（tái）的共同性能发展规划，确（què）定（dìng）了无人作战平（píng）台的关键技（jì）术，将（jiāng）互（hù）操作性、自（zì）主性（xìng）、通信技术（shù）、推（tuī）进与动力技（jì）术列为核心技术和瓶（píng）颈（jǐng）技术，作为未来（lái）研究的突破（pò）重点（diǎn）。
互操作性
互操作性对于简化后勤保障，降低总拥有费用具有重要意义。美国（guó）防（fáng）部要求军（jun1）方的武器装备均应（yīng）具（jù）备互操作性。美国国防部（bù）副部长办公室（shì）的无人作战平台互（hù）操作（zuò）性倡议（UI2）小组正在（zài）制定旨在（zài）提高无人作战平台（tái）互操作性的总体战略，以转变能力发展模式，创造更好的协（xié）同作战环境。
为了实现互（hù）操作性（xìng），在系统开发中必须采用开放式体系结构。开放式体（tǐ）系结构利用一套通用接口与服务、相关数据模型（xíng）、标（biāo）准数（shù）据总线（xiàn），以及信息共享方法。只要可行，开放式体系结构在（zài）各个层次的系统设（shè）计上（shàng）都应使用采用公（gōng）开标准接口的现有民（mín）用组件。
这种方（fāng）法可避免烟（yān）囱（cōng）式（shì）发展模式的不（bú）足，有（yǒu）利（lì）于创新成（chéng）果（guǒ）在系统设计中得（dé）到（dào）更好的应用（yòng），简化（huà）系统测试（shì）与集成过程，提高系统在整个（gè）项（xiàng）目寿命周期（qī）内的重复使用能力。
自主性
美（měi）军认为，现有无人作战平台的人工交（jiāo）互需求较（jiào）高，提高无人作（zuò）战平台自主性（xìng）是减少对操作人员和（hé）分（fèn）析人员（yuán）依赖的（de）主要手段。提高自主性不仅（jǐn）要提（tí）高其自主功（gōng）能，还要使其更（gèng）易于为操作（zuò）人员（yuán）所（suǒ）掌控，更加安全（quán）而可（kě）靠。提高自主（zhǔ）性的目（mù）的是让（ràng）操作（zuò）人员（yuán）“执行任务”，而仅仅是“操纵系统”。美（měi）国空军于2010年发布（bù）的“技术（shù）视野”研究报告指出，如何提高（gāo）系统的自主性（xìng）将（jiāng）成为“唯一的最重要的课题”。
提高自主（zhǔ）性应（yīng）重点研究（jiū）多传感器数据融合、信息处（chù）理（lǐ）与分发、自（zì）主（zhǔ）协（xié）作3个（gè）方面的关键（jiàn）技术。美军自主性发展的近期目（mù）标是使无人作战平（píng）台在复杂军事环境中能（néng）安全运行（háng），减轻（qīng）操作（zuò）人员的（de）工作负荷，替操作（zuò）人员（yuán）承担那些（xiē）繁琐（suǒ）而（ér）非关键性（xìng）的工作，而最终目标是（shì）提升无（wú）人作战平（píng）台的作战能力、提高作战人员的作战效能。
在多（duō）传感器数据融合（hé）方（fāng）面，无人作战平台（tái）在复杂不确定（dìng）的环境中执行任务，必须能够进行（háng）多传（chuán）感器数据融合，并将这些数据转换成支持各种决策过程的有用信息，从而对周边环（huán）境进行仿真。这种基于异类（lèi）传感器网络（luò）的（de）多（duō）传感器数据（jù）融合技（jì）术主要包括传感器（qì）权重可重置技术（shù）、故障传感器（qì）数据和模糊数据（jù）适应技（jì）术、智（zhì）能和自（zì）适应（yīng）异类数据（jù）关联、自重构融合聚类的（de）可扩展性和资（zī）源最优（yōu）化技（jì）术等。
在信（xìn）息处理与分（fèn）发方（fāng）面，无人作战平台执行情报、监视与侦（zhēn）察任务时生成的大量全运动视（shì）频和静（jìng）态图像对任务规划、信息处理、信（xìn）息（xī）利用和信息（xī）分（fèn）发的要求越来（lái）越高。应改进目标（biāo）检测和自动识别（bié）软件，实现自动指示，识（shí）别并（bìng）提醒注意潜在的威胁（xié），可应用面部识别软件，利用高（gāo）保（bǎo）真的全运动视频识别受关注的人；使通信情报（bào）传感器具（jù）备识别关键（jiàn）词（cí）、甚至（zhì）特定声音的能（néng）力（lì），迅速提醒操作（zuò）人员注意相（xiàng）关目标。
在（zài）自主协作方面，各种无人作战平台应具备自主协（xié）作能力，并能够扩展至多种系（xì）统（tǒng）和更加复杂的（de）任务（wù）与（yǔ）环境（jìng），能够适应空（kōng）中、地面（miàn）和海上交通环（huán）境以及团队成员、操作人员和（hé）作（zuò）战环境（jìng）的变化。自助协（xié）作能（néng）力是降低兵力需求的（de）关键之一，在这种情况下，操作人（rén）员负责的将是一组（zǔ）无（wú）人作战平（píng）台的战略性决策，不再负责（zé）直接控制单个无（wú）人（rén）作（zuò）战平台（tái）的（de）行（háng）为。
通信（xìn）技（jì）术美军（jun1）列（liè）装的各种无人作（zuò）战平台装备（bèi）了大量的传感器和（hé）通（tōng）信系统，收集到的数据（jù）量极大，对于通信的要求越来越高。为提（tí）高无人通信（xìn）系统的效能，美军重（chóng）点从天线、收发（fā）系统（tǒng）、频谱、信号处理、网络系统以及（jí）激光（guāng）通信等方（fāng）面来提高通信（xìn）技（jì）术。
在天线方面，采用相控（kòng）阵天线和“灵巧”天线（综合多个天线的信号）替代（dài）传统的（de）抛物面（miàn）天（tiān）线，但需解决尺（chǐ）寸、重量，能耗与散热等问题（tí），同时积极开发多聚焦和超冷（lěng）天线等（děng）先进技术。
在收发系统方面，正（zhèng）在研（yán）制氮化镓发射机固态功率（lǜ）放大器，采用自适应工作（zuò）点控制（zhì）技术，使（shǐ）放大器（qì）在不工作时能够（gòu）关闭，同时还能进行（háng）调整来（lái）保持适当的状态（tài），确保最大限度（dù）降（jiàng）低瞬时功率（lǜ）较高时（shí）的信（xìn）号（hào）失真度（dù），从而显（xiǎn）著降低放大器（qì）所需的平均（jun1）功率。氮（dàn）化镓技术（shù）目前可用于选（xuǎn）定的频带，2014年（nián）应用（yòng）于无人作战平台（tái）。
在频谱（pǔ）方面，美国国防高级研究计划局（jú）的（de）“联合战（zhàn）术无线通信系（xì）统JTRS”项目正在研究（jiū）在系统中应（yīng）用（yòng）动态频谱选取DSA技术的可行性。项目证明，动（dòng）态（tài）频谱选取能够根据（jù）其他（tā）相邻频（pín）谱依（yī）赖（lài）型（xíng）系统是否实际使（shǐ）用特（tè）定频段来改变该频段的用途。
目前的（de）关键技术包（bāo）括（kuò）：如何克服（fú）易（yì）受对抗措施干扰问（wèn）题（tí），如何降低与现有系统（tǒng）集（jí）成的成本，如何制定合理的标准（包括管制标（biāo）准（zhǔn）），以及如何克（kè）服同一地点（diǎn）的干扰。
信号（hào）处（chù）理方面，美军已完（wán）成开发微型通用数据（jù）链系统，可在更（gèng）小的平台上发（fā）挥通用数据链的作用。在波形技术方面，美军正（zhèng）在开发的通用（yòng）数据链波形新技术，包括（kuò）：增加“拨号选（xuǎn）定（dìng）速率（lǜ）”功能（néng），提（tí）高前（qián）向纠错编码效率；在信（xìn）息预处理方面，美军已在列为秘密的（de）“任务规划、信息处理（lǐ）、信息利用（yòng）和信（xìn）息分发”项目中进行研究，并应用到无人（rén）作战（zhàn）平台的机载预处理系统中；在数据加密方面，美军在开发新的加密方法，采用（yòng）便于远程管理的开放标准、动态（tài）组密钥技术（shù）（支持机与机之间的信（xìn）息交换）、通（tōng）用无线密码接口及系统模糊（hú）密码接口（kǒu）、使用基（jī）于软件的方法保护加密数据（jù），采用多功能单（dān）片机加密在传数据和其他（tā）数据，以（yǐ）及采用（yòng）单片机全封（fēng）闭加密（mì）模块等（děng）；在（zài）保密（mì）通信方面，开发低截获率、低探测率和抗干扰等技术，包括低（dī）功率、扩展频谱、脉冲传送和定向（xiàng）天线、协议层（céng）结合随机化技术（shù）和跳频技术等。
在网（wǎng）络通信方（fāng）面，国防高级研究计划局的“局（jú）域网机器人”项目通过部署体积小、造价（jià）低的智（zhì）能机器人（rén）无（wú）线网络中继点，利（lì）用其机动性来实现（xiàn）移动自主协调，验（yàn）证无（wú）人作（zuò）战平（píng）台的自我（wǒ）配置、自（zì）我优化（huà）、自我修复（fù）、系留和电源（yuán）管（guǎn）理能力（lì）。
在激光通信（xìn）方（fāng）面（miàn），美（měi）军的理论估算表明，空对地链接的数据传输速率在链路斜距为100千米（mǐ）时可以达到100兆比特/秒。但（dàn）由（yóu）于激光波束（shù）非常窄，目前重点研究解决无人作战平台通信（xìn）的定向精度问题。
推进（jìn）与动力技术
美军目（mù）前（qián）的无人作（zuò）战平台使（shǐ）用各种不同（tóng）的（de）推进系统，包括重油或汽油驱动的燃（rán）烧发（fā）动（dòng）机（jī）、喷（pēn）气发（fā）动机、电（diàn）动机、燃料（liào）电池（chí）、太阳能和混（hún）合（hé）动力系统（tǒng）。
为了提高涡轮发动机水（shuǐ）平，美军专门（mén）设立了“经济型（xíng）多用途（tú）先进涡（wō）轮发动机计划”，其子项目（mù）包括高效嵌入（rù）式涡轮发动机和（hé）高（gāo）效小（xiǎo）型推进装置项目。高效嵌入式涡（wō）轮（lún）发动机将验证节油技术和亚声速推进发动（dòng）机技术，采用小型（xíng）、高功率核心（xīn）机（jī），使嵌入式发动（dòng）机在直径受限的情况下获得较高的涵道比，具有比当（dāng）前最先进技术还高2.3倍的（de）压缩（suō）比，可提高辅（fǔ）助动力系统在高（gāo）海拔、长航时飞行中的（de）耐（nài）受性。
高（gāo）效小型推进（jìn）装置技术将覆（fù）盖重量在40~1200千克之间的各种（zhǒng）飞行器的推进（jìn）系统。为降低燃油消（xiāo）耗（hào）率（lǜ），提高功率密度（dù），还可（kě）考虑使（shǐ）用重油，高效小型推进装置项目（mù）正（zhèng）在研制新型函道式风扇、盘式发动（dòng）机（jī）、重油发（fā）动机转换器（qì）、回热器，以及高压缩比压缩机、耐高温涡轮机。
为（wéi）提高电源（yuán）性能，美军重点发展能量获取（例如光电转化）技术、电能存储装置技术、燃（rán）料（liào）电池技术和发电机（jī）技术。美军研究机构在提高电源功（gōng）率密度方面做了大量工作，目前重点改进的指标包括使（shǐ）用寿命、可靠性、工作效率、发动机变（biàn）速性能，需（xū）要（yào）改进（jìn）的（de）功能（néng）包括多样化输出（chū）、控制策略，以及非冗余系统参数捕获功（gōng）能。此外，美（měi）军还在探索（suǒ）采用电（diàn）力共享体系结构来调（diào）节（jiē）电源，最大程度地降低（dī）燃料（liào）消耗。实现电力（lì）共享体系结构所（suǒ）需的关键技术包括电（diàn）力（lì）管理控制逻辑、大功率高速固态功率调节器、调制发电机控（kòng）制单元和大容（róng）量蓄电池（chí）。（非原创，文章（zhāng）转自网（wǎng）络（luò））
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