无（wú）人作战平台已成为美国海军装备体系（xì）的重要组成（chéng）部分，并在历次局部战争和军事冲突（tū）中发挥了重要作用。为指导无人（rén）作战平台的（de）发（fā）展（zhǎn），美国各军种（zhǒng）先后发布过（guò）无（wú）人机（jī）、无（wú）人艇（tǐng）、无人（rén）潜（qián）航器的发展规划。为避（bì）免重复（fù）建设，美军从2007年起（qǐ）发布《无（wú）人作战平台发展（zhǎn）路（lù）线图》，确（què）定了（le）重点突破（pò）的关键（jiàn）技术，为各军种发展无人（rén）作战平台提供（gòng）了（le）基本指导，此后各军种不再发布（bù）无（wú）人作战平台的（de）路（lù）线图（tú）。该路线图（tú）每2年修（xiū）订（dìng）一次，最新版是2014年3月发布的《2013～2038无人系统综（zōng）合路（lù）线图》。本文分析了该路线图（tú）确定的关（guān）键技术及（jí）其发展规划。
美（měi）军无（wú）人（rén）作战（zhàn）平（píng）台的（de）任（rèn）务领（lǐng）域
美军要求所有装备的（de）发（fā）展必须首（shǒu）先（xiān）符合特定的“联合能（néng）力领域”。为此，美军定义了9种一级“联合能力领域（JCA）”，无人作（zuò）战平台可在其中（zhōng）5种能力领域中发挥关键作用，分别是战场（chǎng）感知能力、部队（duì）运用能力、防护（hù）能力、后勤能（néng）力和（hé）伙伴关系（xì）建设能力。无人作（zuò）战平（píng）台也能为部队支援和网络中心能力提（tí）供重（chóng）要支持。显示（shì）了美军能够（gòu）支持各“联合能（néng）力（lì）领域”中的无人作战平台数（shù）量。
在（zài）“战场感知”能力（lì）领域中，目前（qián）主要由各种无人（rén）机和（hé）无人车执（zhí）行空中侦察和城（chéng）市侦察等任务，未（wèi）来（lái）可由各种（zhǒng）无人作战平台执行远征通道（dào）评估、核放（fàng）射检测（cè）和特（tè）种部（bù）队海岸侦察等任务。而（ér）随着自持力的延长，无人作（zuò）战（zhàn）平台（tái）可在各种战场不间断地执（zhí）行持续时间较长的（de）侦察（chá）与监（jiān）视（shì）任务。
在“部（bù）队运（yùn）用”能力领域中，目前的“捕食者（zhě）”、“死神”和“灰鹰”无人机都配备有武器（qì）系统（tǒng），可（kě）用于执行进（jìn）攻作战、不对（duì）称作战（zhàn）和打击（jī）高价（jià）值目标等（děng）任（rèn）务；无人车的任（rèn）务主要是（shì）致（zhì）命性与非致（zhì）命（mìng）性的（de）群体控制、离车（chē）进攻作战（zhàn）、侦察（chá）与袭击等（děng）；无（wú）人潜（qián）航器和无（wú）人水面舰艇的预定任务主要是布（bù）雷和（hé）扫雷。
在“防护（hù）”能力领域中，无人作战平台可（kě）用于执（zhí）行救火、污染清除、前沿（yán）作战基地防护、设施防护、障碍物设置与清除、车（chē）辆与人员搜查、扫雷与破雷、伤员撤出和后送以（yǐ）及海上封锁等任务。
在“后勤”能力领域中，无人作（zuò）战平台（tái）特别适合在各种地形条件下执行补（bǔ）给（gěi）运输、燃料补给、装（zhuāng）卸弹药（yào）和物资、建筑（zhù）战斗工事、伤员撤退与护理、城市营救等（děng）任务。
在“伙伴关系建设”能力领（lǐng）域中，几乎所有可用于执行战场（chǎng）感知、防护（hù）和后（hòu）勤任（rèn）务的无（wú）人作战平台都可用于支援伙伴国的灾难救（jiù）援，可用（yòng）于帮助（zhù）伙伴国运送紧急物（wù）资、清理弹药、禁（jìn）毒（dú）和平叛。
美军无人作战平台的性（xìng）能发展规划
为指导各（gè）军种无人作战平（píng）台（tái）的开发，确定无（wú）人作战平台的技术路线，美军对现有各种无人作战平台进行了全面梳理和归纳，提出了适用（yòng）于此类平台的性能发展（zhǎn）规划。
在人机接口方面（miàn），当（dāng）前无（wú）人作战平（píng）台主要是（shì）操纵杆（gǎn）和触摸屏（píng）等物理接口，未来的人机（jī）交互可通过手势来完（wán）成，无人作战（zhàn）平台最终应能理解人类的自（zì）然（rán）语言，接（jiē）受指（zhǐ）挥员以自（zì）然语言下（xià）达的任务。
在通信方（fāng）面，由（yóu）于无（wú）人作（zuò）战平台经常需要与操作人（rén）员（yuán）进行（háng）通信，因此其通（tōng）信频段将从高频段扩展到多（duō）种频段，并能在多（duō）种频段（duàn）间（jiān）跳变，以确保可靠且保密地（dì）通信。
在隐蔽性方（fāng）面（miàn），目前无人作（zuò）战（zhàn）平台作战的保密需（xū）求未受到足够重视，大多数平台的（de）声（shēng）、热、光（guāng）和通信信号等目标特（tè）征都（dōu）十分明显，容易被探（tàn）测到，未来无人作战平台必须能隐（yǐn）蔽地执（zhí）行任务，因此需要降低（dī）目标信号特征，从（cóng）而降低可探测性。
在（zài）持续作战能力方面，现有平台的持续作（zuò）战（zhàn）能力通（tōng）常不超过十数小时（shí），未来最长可延长到数天、数周或数月，甚至数年。
在武器通用性方面，用于不同战场的各种无人作战平（píng）台配备（bèi）的武器应（yīng）实现通（tōng）用（yòng）化，提高指挥官执（zhí）行任务的灵（líng）活（huó）性。
在控制方面，目（mù）前单个无人作战（zhàn）平（píng）台需要1名甚至多名操作员协作才能（néng）控制，未来应由（yóu）1个操作员监控在不（bú）同战场协同作战的多（duō）种此类平（píng）台。 美军无人作战平台关键技术美军（jun1）通过分析各种无人（rén）作战平（píng）台的共（gòng）同性能发展规划（huá），确定了无人作战（zhàn）平台的关键技术，将互操作（zuò）性、自主性、通（tōng）信技术、推进（jìn）与动力技（jì）术列为核心技术和瓶颈技术，作为未来（lái）研究（jiū）的突破重点。
互操作性
互操作性对于简化后勤保障，降低总拥有（yǒu）费用（yòng）具有重要意义。美国防部要求军方的武（wǔ）器装备均应具备互操作（zuò）性。美国（guó）国（guó）防部副部长（zhǎng）办公室的无人作战平台互操作性倡议（UI2）小组正在制定旨在提高无人（rén）作战平（píng）台互操作性的总体战略，以（yǐ）转（zhuǎn）变能力发展模式，创造（zào）更好的协同（tóng）作战（zhàn）环（huán）境。
为（wéi）了实现互操（cāo）作（zuò）性（xìng），在（zài）系统开（kāi）发中（zhōng）必（bì）须（xū）采用开放式（shì）体系结（jié）构。开放式体系结（jié）构利用一套通用接口与服务、相关数据模型、标准数据总线，以及（jí）信息共享方法（fǎ）。只要可行（háng），开放（fàng）式体系（xì）结（jié）构（gòu）在各个层（céng）次的系统设计上（shàng）都应使用采用公开标（biāo）准接口的现（xiàn）有（yǒu）民用组件。
这种方（fāng）法可（kě）避（bì）免烟（yān）囱（cōng）式发展模式的不（bú）足，有利于创新成果在系统设计（jì）中（zhōng）得到更好的应用，简化（huà）系统测（cè）试与集成过程，提高系（xì）统（tǒng）在（zài）整个项目寿命周期（qī）内的重复使用（yòng）能力。
自（zì）主性
美军认（rèn）为，现有无人作战平台的（de）人工交（jiāo）互需求较（jiào）高，提高无人作战平台自主性是减（jiǎn）少对操（cāo）作人员和分析人员依赖（lài）的主要手段（duàn）。提高自主（zhǔ）性不（bú）仅要提高其自主功能，还要使其更易于为操作人员所掌控，更加安全而可靠。提（tí）高自主性的（de）目的是让操作（zuò）人员“执行任务”，而仅仅是“操纵（zòng）系统”。美（měi）国空军于2010年发布的“技术视野”研究报告指出，如（rú）何提高系统的自主（zhǔ）性将成为（wéi）“唯一的最重要的课题”。
提高自主性应重点研究多传感器数据融（róng）合、信息处理与分发、自（zì）主协（xié）作3个方（fāng）面的关键技术。美军自主性发展的近期（qī）目标（biāo）是使无（wú）人作战（zhàn）平台（tái）在复（fù）杂军事环境中能（néng）安（ān）全（quán）运行，减轻操作人员的工（gōng）作负（fù）荷，替操作人员承（chéng）担那些繁琐而（ér）非关键性的（de）工作，而（ér）最（zuì）终目标（biāo）是提升无人（rén）作（zuò）战平台的（de）作战（zhàn）能力、提高作（zuò）战人员的作战效（xiào）能。
在多（duō）传感（gǎn）器数据融（róng）合方（fāng）面，无人（rén）作战平台在复杂（zá）不（bú）确定的环境（jìng）中执行任务（wù），必须能（néng）够进行多（duō）传感器（qì）数据融（róng）合，并将（jiāng）这些数（shù）据转换成（chéng）支持各（gè）种决策过程的有用信息，从而对周边环境进行仿真。这（zhè）种基于（yú）异类传感器网络的多传感器数据（jù）融合技术主要包（bāo）括传感器权重可重置技（jì）术、故障传感（gǎn）器数据和（hé）模糊数（shù）据适（shì）应技（jì）术、智能和自适（shì）应异类（lèi）数据关联、自重（chóng）构融（róng）合（hé）聚类的可扩展性和资源最（zuì）优化技术等。
在信息处（chù）理与分发方面，无人（rén）作战平台执（zhí）行（háng）情报、监视与侦察（chá）任务时生成（chéng）的大量全运动视频和静态图像对任务（wù）规划、信息处理（lǐ）、信息利用和信息分发的要求越来越高（gāo）。应改进目标检测和自（zì）动识别软件，实现自（zì）动指示，识别并（bìng）提醒注意潜（qián）在（zài）的威胁，可应用面部识（shí）别软（ruǎn）件，利用高保真的全运动视频识别（bié）受关注的（de）人；使通信情（qíng）报传感器具备（bèi）识（shí）别关键词、甚至特（tè）定声音的能力，迅速提醒操作人员注（zhù）意相关目标。
在自主协作方（fāng）面，各种无人作战平台应具备自（zì）主协作能力，并（bìng）能够扩展至（zhì）多种系统和更加复杂（zá）的任务与环境（jìng），能（néng）够适应空中、地面和海（hǎi）上交通环境（jìng）以及团队成员、操作人（rén）员和作战环境的变化（huà）。自助协作能力是降低兵（bīng）力需求的关键之一，在这种情况下，操作人员负责的（de）将是一组无人作（zuò）战（zhàn）平台的战略性决（jué）策，不再负责直接控（kòng）制单个无（wú）人作战平台的行为。
通信技术美军列装（zhuāng）的各种无人作战平台（tái）装备了（le）大量的（de）传感（gǎn）器和通（tōng）信系统，收集（jí）到的（de）数据量极大，对于通信的要（yào）求（qiú）越来越（yuè）高。为提高无（wú）人通信系统的效能，美军（jun1）重点从天线、收发系（xì）统（tǒng）、频（pín）谱、信号（hào）处理、网络系统以及激光（guāng）通信等方面来提高通信技术。
在天线方面，采用相控阵（zhèn）天（tiān）线和“灵巧”天线（综合多个天线的信（xìn）号）替代传统的抛物面天线，但需解决尺寸、重量（liàng），能耗与（yǔ）散热等（děng）问题，同（tóng）时积极（jí）开发多聚（jù）焦（jiāo）和超冷天线等先进技术。
在收发系统（tǒng）方面，正在研（yán）制氮化（huà）镓（jiā）发射机固态（tài）功率放大器，采用自适应工作点控制技术，使（shǐ）放大器在不工（gōng）作时能够关（guān）闭，同时（shí）还能进行调整来保持适当的状（zhuàng）态，确保最大限（xiàn）度降低瞬时功（gōng）率较高时的信（xìn）号失真度（dù），从而（ér）显著降低放大器所需的平（píng）均功率（lǜ）。氮化镓（jiā）技术目前（qián）可用于选定的频带，2014年应用于（yú）无人作战平台。
在频谱方面，美国国防高级研究计划局的“联合战术无线通信系统JTRS”项目正在研（yán）究在系统（tǒng）中（zhōng）应用（yòng）动态频（pín）谱选（xuǎn）取DSA技术的可（kě）行性。项目证明，动态（tài）频谱选取（qǔ）能够根据其他相邻频谱依（yī）赖型系统是（shì）否实（shí）际使用特定频段来改变该（gāi）频段（duàn）的（de）用途（tú）。
目前的关键技（jì）术包括：如何克（kè）服易受对抗措施干扰问题，如（rú）何降低与（yǔ）现有系统（tǒng）集成的（de）成本，如何制定合理的标准（包括管制标准），以（yǐ）及如何克服（fú）同一地点（diǎn）的干扰。
信号处理方面，美军（jun1）已（yǐ）完成开发微型（xíng）通用数据链系统，可在更小的平台（tái）上（shàng）发挥通用（yòng）数（shù）据链的作（zuò）用。在波（bō）形技术方面（miàn），美军正在开发（fā）的通（tōng）用（yòng）数据链波形新（xīn）技术，包括：增加（jiā）“拨号选定（dìng）速率”功能（néng），提高前向纠错编（biān）码效率；在信息预处理方面，美军已在列为秘密的“任务规划、信息处理、信息利用和信息分发”项目中（zhōng）进行研究，并应用到无人作战平台（tái）的机载预处理系统中；在（zài）数据加密方（fāng）面（miàn），美（měi）军在开发新的加密方法（fǎ），采用便于远程管（guǎn）理（lǐ）的（de）开放标准、动态（tài）组密钥技术（支持机与机之间的信（xìn）息交换）、通（tōng）用无（wú）线密码接口及系（xì）统模糊密码接口、使用（yòng）基（jī）于软件的（de）方法（fǎ）保护（hù）加（jiā）密数据（jù），采用多（duō）功能单片（piàn）机加密在传数据（jù）和其他数据，以及采用单（dān）片机全封（fēng）闭加密模块（kuài）等；在保密通信方面，开发（fā）低截获率、低探测（cè）率和抗干（gàn）扰等技术，包括低功率、扩展频谱、脉冲传送和定向天线、协议层结合随机化技术和跳频技（jì）术等。
在网络通信（xìn）方面，国防高级研究（jiū）计划局的（de）“局域（yù）网机器人”项目（mù）通过（guò）部署（shǔ）体积小（xiǎo）、造价低（dī）的智（zhì）能机器（qì）人无线网络中继点（diǎn），利（lì）用其机动性（xìng）来实现移（yí）动自（zì）主协调（diào），验证无人（rén）作（zuò）战平台的（de）自我配置、自我（wǒ）优（yōu）化、自我修复、系留和电（diàn）源管（guǎn）理（lǐ）能（néng）力。
在激光（guāng）通信方（fāng）面，美军的理论估算表明（míng），空对地链接的数据传输速率在（zài）链路斜距为100千米时可以达（dá）到100兆比特/秒。但由于激光波束非常（cháng）窄，目前重点研究解（jiě）决无人（rén）作战平台通信的（de）定向精度（dù）问题。
推进与动力技（jì）术
美军目前的无（wú）人作战平台使用各种不同的（de）推（tuī）进系统，包括重油或（huò）汽油驱动的燃烧发动（dòng）机、喷气发动机（jī）、电动机、燃料电池、太阳能和混合动（dòng）力系统。
为了提高涡轮（lún）发动机（jī）水（shuǐ）平，美（měi）军专门设立了“经济型多用途先进涡轮（lún）发动机计划”，其子项目包括高效（xiào）嵌入（rù）式涡轮发（fā）动机（jī）和高（gāo）效小（xiǎo）型推进（jìn）装（zhuāng）置（zhì）项目。高效嵌（qiàn）入式涡轮发动机（jī）将验证节油技术和亚声（shēng）速推（tuī）进发动机技术，采用小（xiǎo）型、高（gāo）功（gōng）率核心（xīn）机，使嵌入式发动机（jī）在直（zhí）径受限的情（qíng）况下获得较高的涵道比，具有比当前最先进技术还（hái）高2.3倍的（de）压缩（suō）比（bǐ），可提高辅助动力系统在高海拔、长航时飞行中的耐（nài）受性。
高效（xiào）小型推进（jìn）装（zhuāng）置技术将覆盖重（chóng）量在40~1200千克（kè）之间的各种（zhǒng）飞行器的推进系统。为降（jiàng）低燃（rán）油消耗率，提高功率密（mì）度，还可考虑使用重油，高效小型推进装置项（xiàng）目正在研制新型函道式风（fēng）扇、盘式发动（dòng）机（jī）、重油发（fā）动（dòng）机（jī）转换器（qì）、回热器，以及高（gāo）压（yā）缩比压缩（suō）机、耐高温涡轮机。
为提高电源性能，美军重点发展能量（liàng）获取（例如光电转化）技术、电能存储装置（zhì）技术（shù）、燃料（liào）电池技术和发电机技（jì）术。美军研究机构（gòu）在提高电源功率密度（dù）方面做了（le）大量工作，目前重（chóng）点改进的指（zhǐ）标包括使用寿命、可靠性、工作效率、发（fā）动机变速性能，需（xū）要改进的功能包括（kuò）多样化（huà）输（shū）出、控制策略，以及非冗余系统参（cān）数捕获功能。此外，美军（jun1）还（hái）在探索采用（yòng）电力共享体系结（jié）构来调节电（diàn）源，最大程度地降（jiàng）低（dī）燃料（liào）消耗（hào）。实（shí）现（xiàn）电力共享体系结（jié）构所需的关键技术包括电力管理（lǐ）控制逻辑、大功率高速固态功率调（diào）节器、调制（zhì）发电机控制单元（yuán）和（hé）大容量蓄电池。（非原创（chuàng），文章（zhāng）转自网络（luò））
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