平流层无人飞艇的作战使命和关键技术.doc

第三届无人机大会征文
平流层无人飞艇的作战使命和关键技术
徐舸孙中林
海军信息战研究教育中心，南京211800

摘要平流层无人飞艇可以执行预警探测、通信中继、导弹防御和电子对抗等作战使命，能最大程度地发挥武器系统的实时信息化能力，是信息化条件下理想的海上作战平台。平流层无人飞艇主要发展先进的艇身材料技术、再生燃料电池技术、雷达天线集成技术和超低能发射/接收模块。平流层无人飞艇发展前景看好。，但仍有许多技术难题等待解决。
关键词平流层无人飞艇作战使命关键技术

20世纪，飞艇被飞机取代的主要原因有两个：高昂的造价和过低的速度。进入21世纪，飞艇重获生机。美国国防部日前宣布，将花费数千万美元购买一种高空飞艇。这种充满氮气、靠太阳能在天空飞翔的无人驾驶浮空器其实是飞艇的“21世纪版”。美国军方希望这种出现于19世纪的军事装备在经过改良后，嵌入新技术，可以适应今天信息化战场的需要。
与其他的空中侦察设备相比，无人飞艇拥有巨大的空间和超长续航能力，而且它的成本低廉，开发周期短。而未来的平流层无人飞艇将是理想的海上侦察平台，能在一周时间内连续航行无需着陆。它可对目标区域进行全天候监视，可以装备无人机无法搭载的先进侦察与通信设备，其侦察能力将远远超过P-3C等海上巡逻机。超强的续航能力使它能够有效侦察大面积海域，尤其适合跟踪敌方潜艇的行踪。
1平流层无人飞艇的作战使命
中低空运行的浮空器很容易被恶劣的天气或敌人的火力摧毁，大大限制了飞艇的使用范围。在高度19.8～100千米的“近太空”（平流层），即大致处于目前战斗机的静升限和空间轨道飞行器最低高度之间，无人飞艇是这一空间内长时间执行任务很有前景的一种选择，其高度处于绝大多数地面防空导弹杀伤区之外，且在执行情报搜集和通信中继任务时可有效地实现广域覆盖。其次，将无人飞艇送入平流层高度比发射卫星要快和便宜，能在危机发生时迅速地发射，并使其保持在目标地域上空，而低轨道卫星每天只能在某一时间段内处于目标地域上空。据美军的一份研究报告称，近五十颗小型侦察卫星组成的监控集群与一架平流层无人飞艇取得的作战效果相差无几。此外，平流层无人飞艇还在导弹防御和补充卫星通信等方面存在巨大应用潜力。美国国防部已决定集中研制一种能用于美国本土保护和导弹防御的大型自主无人飞艇，这种飞艇将持续数月甚至一年以上执行通信中继、监视、气象监控等任务。
无人飞艇由于其特有的优势能补充现有战场装备的空白，成为飞机和卫星无法替代的一类飞行器。尤其在一体化通信网络的支持下无人飞艇与其他作战平台联结在一起，能最大程度地发挥武器系统的实时信息化能力，并显著提高体系的抗摧毁能力和抗干扰能力。
1.1预警探测
凭借较长的滞空时间和飞艇上安装的大型探测设备，其监视和预警能力将大大超过预警飞机。预警飞艇的优点就是飞得高看得远，一般的战斗机没有飞艇飞得高，防空导弹的射高也没有飞艇高，飞艇在他所在的范围内可对战机进行导航，给自导导弹输入攻击数据，或者给弹道导弹提供敌方的地理位置，还可以作为反导系统的一个中间环节。
预警飞艇能够弥补地面、空中、高空预警系统的不足，且价格便宜，是增强侦察预警能力的首选装备之一。为什么要选择平流层飞艇呢？因为它执行预警探测任务有其独特的优势。滞空时间长是其第一要素。从理论上来说，平流层飞艇只要结构和材料强度允许，它可以在高空停留几年甚至更长的时间。这是因为飞艇的有效载荷主要靠空气静升力作为其升空的生力源，飞艇的移动或巡航飞行则靠取之不尽的太阳能作为动力能源。此外，与这些能源配套的平流层飞艇的动力系统能源，还可利用再生能源的氢氧燃料电池作为辅助能源。而无人机和高空侦察机，无论是起飞着陆还是空中飞行过程，无时无刻不在消耗着大量的燃料，这也决定了它们在空中停留的时间不可能太长。
从长远来看，平流层预警飞艇不仅仅具备长时间预警的功能，还将必须具备攻击的能力，即实现发现的同时实现攻击的目的，而不需要引导截击机实现拦截。
1.2通信中继
平流层无人飞艇可以悬停在指定地域高空，为区域内作战部队提供中继通信服务。飞艇作为通信平台与其他天基、空基或地基中继系统相比均有显著优势。如与卫星相比，平流层无人飞艇效费比高、机动性好、易于更新和维护。美国2005年2月举行了“施里弗3”空间战模拟演习，演习的重点是演练在未来的战争中如何进行空间系统的防护，当美国空间系统的组织、程序和技术等薄弱环节遭到攻击从而使卫星失灵或其地面控制站受损时，使用快速反应的平流层无人飞艇可以迅速补充缺失的功能。
安装导航和定位系统的无人飞艇可以提供战区级的导航与定位服务。
1.3导弹防御
平流层无人飞艇在导弹防御和防空方面的应用潜力受到各国军方的重视。隐身巡航导弹和飞机的出现为地面雷达预警增加了新的难度，它们通过采用低RCS外形技术、