无人作战平台已成为美（měi）国海军（jun1）装备体系的重（chóng）要组成部分（fèn），并在历次局部战争和（hé）军事冲突中发挥了（le）重要（yào）作用（yòng）。为指（zhǐ）导（dǎo）无人作战平台（tái）的（de）发展，美国各（gè）军种先（xiān）后发布过无人机、无人艇（tǐng）、无人（rén）潜航器的（de）发展规划。为避免重复建设，美（měi）军从2007年起发布《无（wú）人作（zuò）战平（píng）台发展路（lù）线（xiàn）图》，确定了重点突破的关键（jiàn）技术，为各（gè）军种发展无人作战平台提供（gòng）了基本指导，此后各（gè）军种不再发布无人作战平台的路（lù）线图。该路线图每2年修（xiū）订一次（cì），最新版是（shì）2014年3月发布的《2013～2038无人系统综合路线图》。本文（wén）分析（xī）了该（gāi）路线（xiàn）图（tú）确定的（de）关键技术及其发（fā）展（zhǎn）规划。
美军无人作战平台的任务领域
美军要求所有装备的发（fā）展必须首先符合特定的“联合能（néng）力领域（yù）”。为此，美军定（dìng）义了9种一级“联合（hé）能力（lì）领（lǐng）域（yù）（JCA）”，无人作战平台可（kě）在（zài）其（qí）中5种能力领域中发挥关键作用，分别是战场（chǎng）感（gǎn）知（zhī）能力、部队运（yùn）用能力、防护能力、后勤能力和（hé）伙伴关系建设（shè）能力。无（wú）人作（zuò）战平台也能为部（bù）队支援和（hé）网络中心能（néng）力提供（gòng）重（chóng）要支（zhī）持。显示了美军能够支持各“联合能力领域”中的无（wú）人作战平台数量。
在“战场（chǎng）感知”能（néng）力领域中，目前（qián）主要由各种无（wú）人机和无人车执行空中侦察和城市（shì）侦察等（děng）任务（wù），未来可由各种无人作战平台执（zhí）行远征（zhēng）通（tōng）道评估、核（hé）放射检测和特种部（bù）队海岸侦察等任（rèn）务。而随着自持力的延长，无人（rén）作战平（píng）台（tái）可在（zài）各种战场不（bú）间断地执行持（chí）续时（shí）间较长的（de）侦察与监视任务。
在“部队（duì）运用”能力（lì）领域（yù）中，目（mù）前的“捕食者”、“死神”和“灰鹰”无人机都配备有（yǒu）武器系统，可用于（yú）执行进攻作战、不对称作战和打击高价（jià）值目标等任务（wù）；无人车的任务（wù）主要是（shì）致命（mìng）性（xìng）与非致命性（xìng）的群体控制（zhì）、离车进攻作（zuò）战（zhàn）、侦察与袭（xí）击等；无人潜航器和（hé）无人水面（miàn）舰（jiàn）艇的预定任务主要是布雷和扫雷。
在“防（fáng）护（hù）”能力领（lǐng）域中，无（wú）人作战平（píng）台可（kě）用于（yú）执行救火、污染清除、前沿（yán）作（zuò）战基地防护、设（shè）施（shī）防护、障碍物设（shè）置与清除、车（chē）辆与人员搜查、扫雷（léi）与破雷、伤员撤出和（hé）后送（sòng）以及海上封锁等任务。
在“后（hòu）勤”能力领（lǐng）域（yù）中，无人作（zuò）战平（píng）台特别适合（hé）在各种地形条（tiáo）件下执行（háng）补给运输、燃料补（bǔ）给、装（zhuāng）卸弹药和物资、建筑战（zhàn）斗工事、伤员撤退（tuì）与护理、城市营（yíng）救（jiù）等任务。
在（zài）“伙伴关系建（jiàn）设”能力领域中，几乎所有可用（yòng）于执行战场感知、防护和后勤任务的无（wú）人作战平（píng）台都可用于（yú）支援伙伴国的灾难救（jiù）援，可用于帮（bāng）助（zhù）伙伴（bàn）国运送（sòng）紧急物资、清理弹药、禁毒和平叛。
美军无人作（zuò）战平台的性能发展规划
为指（zhǐ）导各军种无人作（zuò）战平台的开（kāi）发（fā），确定无人作战平台（tái）的技术路线，美军对现有（yǒu）各种无人作战平台进行了全（quán）面梳理和归纳，提出了适用（yòng）于此类平台的性（xìng）能发展规（guī）划。
在（zài）人机接口方面，当前无人作（zuò）战平台主要是操纵（zòng）杆（gǎn）和触（chù）摸屏等物理接口，未来的人（rén）机交互可通过手势（shì）来（lái）完成，无人作（zuò）战平台最终应能理解人类的（de）自然语（yǔ）言，接受指挥员以自然（rán）语言下达的任务。
在通信（xìn）方面，由于（yú）无人（rén）作（zuò）战平台经常需要与操作人（rén）员进行通信（xìn），因此其通信频段将（jiāng）从高频段扩展到多种（zhǒng）频（pín）段，并能在多种频段（duàn）间（jiān）跳变（biàn），以确保可靠（kào）且（qiě）保密地通信。
在隐蔽性方面，目前无人作战平台作战的（de）保密（mì）需（xū）求未受（shòu）到（dào）足够重（chóng）视，大多数平台的声、热、光（guāng）和（hé）通信信号（hào）等目（mù）标特征（zhēng）都十分明显（xiǎn），容易被探测（cè）到，未来无人作战平台必（bì）须能隐蔽地执行任务，因此需要降低目标信号特征（zhēng），从而降低可探测（cè）性。
在持续作战能（néng）力方面，现有平台的持续作战能力通（tōng）常不（bú）超（chāo）过十数小时（shí），未来最长可延（yán）长到（dào）数天（tiān）、数周（zhōu）或数月（yuè），甚（shèn）至数年。
在武器通用性方（fāng）面（miàn），用（yòng）于（yú）不同战场的各（gè）种（zhǒng）无（wú）人作战平台配（pèi）备的（de）武器（qì）应实（shí）现通用化，提高指（zhǐ）挥官执行任务的（de）灵（líng）活性。
在（zài）控制方面（miàn），目（mù）前（qián）单个无人作战平台需要1名甚至多（duō）名（míng）操作（zuò）员协作（zuò）才能控制，未来应由1个操作员监控在不同战场协（xié）同作战的多种此类平台。 美军无（wú）人作战平台关键技术美（měi）军通过分析各种无人（rén）作战平台（tái）的共同（tóng）性能发展规划，确定了无人作战平台（tái）的（de）关键技术（shù），将互（hù）操（cāo）作（zuò）性（xìng）、自主性、通信技术、推进与动力技术（shù）列（liè）为核心技术和瓶颈技术，作为未来研究的突破重点。
互操（cāo）作性
互（hù）操（cāo）作性对于简化后勤（qín）保障，降低总拥有费（fèi）用具有重要意义。美国（guó）防部要求军方（fāng）的武器装备均应具备互操作（zuò）性（xìng）。美（měi）国国（guó）防部副部长（zhǎng）办（bàn）公室的无人作战平台互操作性倡议（UI2）小组正在制定旨（zhǐ）在提高（gāo）无人作战平台互操作性的总体战（zhàn）略，以转（zhuǎn）变能力发展模（mó）式，创造更好的（de）协（xié）同作战环境。
为了实现（xiàn）互操作性（xìng），在系统（tǒng）开（kāi）发中必须（xū）采用开放式体系结构。开（kāi）放式体系结构利用一（yī）套通用接口与服务、相关（guān）数据模型、标准数据总（zǒng）线，以及信（xìn）息共享方法（fǎ）。只要可行，开放（fàng）式体系结构在各个层次的系统设计（jì）上都应使用采用公开标准接口（kǒu）的现（xiàn）有民用组件（jiàn）。
这种方法（fǎ）可避免烟囱式发展模式（shì）的不足，有利于（yú）创新（xīn）成果在系统设（shè）计中得（dé）到更好的应用，简化（huà）系统测试与集成过程，提高系统在整个项目寿命周（zhōu）期内的重复使用能（néng）力。
自主性
美军认为，现有（yǒu）无（wú）人作战平台的人工（gōng）交互需求（qiú）较高（gāo），提高无（wú）人作战平台自主性是减少对操（cāo）作人员和分析人员依赖的主要手段。提高自主性不仅要提高其自主功能，还要使（shǐ）其（qí）更易于为操作（zuò）人员所掌控，更加安全而可靠。提高自主性的目的是让（ràng）操（cāo）作人员“执行任务”，而仅（jǐn）仅（jǐn）是“操纵系统”。美国空军于2010年发布的“技术视（shì）野”研究报告指出，如何（hé）提高（gāo）系统（tǒng）的自（zì）主性将（jiāng）成（chéng）为（wéi）“唯（wéi）一的最重要的课题”。
提（tí）高自主性应重点研究多传感器数据融合、信（xìn）息处理与分发、自主协（xié）作（zuò）3个方面的关键技术（shù）。美军自主性发展的近期目标是使（shǐ）无人作战（zhàn）平台（tái）在复杂军（jun1）事环境中能安全运行，减轻操作人员（yuán）的工作负荷，替操作人员承担那些繁（fán）琐而非（fēi）关键性的工作，而最终目标是提升无人（rén）作（zuò）战平（píng）台的作战能力、提（tí）高作战人员的作战（zhàn）效能。
在多传感器数据融合方面，无人作战平台在复杂不确定的（de）环境中执行任务，必须能（néng）够进（jìn）行多传感器数据（jù）融合（hé），并将这些（xiē）数据转换成支持各（gè）种决（jué）策过程（chéng）的有用信息，从而对周边（biān）环（huán）境进行仿真。这（zhè）种（zhǒng）基于异类传感（gǎn）器网络的多（duō）传感（gǎn）器数据融合技术主要包括传感器权重（chóng）可重置技术、故（gù）障传感器数（shù）据和模糊数据适应技术、智能和自适应异（yì）类（lèi）数（shù）据关（guān）联、自（zì）重构融合聚类（lèi）的可扩展性和资源（yuán）最优化技术等。
在信息处理与分（fèn）发方面（miàn），无人作（zuò）战平台（tái）执行情报、监视与侦察任务时生成的大量全运（yùn）动视频和（hé）静（jìng）态图（tú）像对任（rèn）务规（guī）划、信息处理、信息利（lì）用和（hé）信息分发的要求越来越高。应改进目标检测和自动识别软件，实现自动（dòng）指示，识别并提醒（xǐng）注意潜（qián）在的威胁（xié），可应用面（miàn）部识别软件，利用高保真的全运动视频识（shí）别受关（guān）注的人；使通（tōng）信情报传感器（qì）具备（bèi）识（shí）别关键词、甚至特定声音的能力，迅速提醒操作（zuò）人员（yuán）注意相关目（mù）标。
在自（zì）主协作方面，各种无人作战平台应（yīng）具备（bèi）自（zì）主协（xié）作（zuò）能力，并能（néng）够扩展（zhǎn）至多种（zhǒng）系统和更加复杂的任（rèn）务与（yǔ）环境，能够适应空中、地（dì）面和海上交通环（huán）境以及团队成员、操作人员和作战环境的变化。自助（zhù）协作能力是降低兵力需求（qiú）的关键之一，在这种（zhǒng）情（qíng）况下，操（cāo）作（zuò）人员负责的将是（shì）一组无人作战平台的战略性决（jué）策，不再（zài）负责（zé）直（zhí）接控制单个无人（rén）作（zuò）战平台的行为。
通信技术美军列装的各（gè）种无人作战平台装备（bèi）了大量的传感器和通信系统，收集到的数据量极大（dà），对于通信的（de）要求（qiú）越（yuè）来越高。为提高无人通信（xìn）系统（tǒng）的效（xiào）能（néng），美军重点从天线、收发系统、频谱、信号处理、网络系统以及激光（guāng）通信等方面来（lái）提（tí）高通信技术。
在天线方面，采（cǎi）用相（xiàng）控（kòng）阵天（tiān）线和（hé）“灵巧”天线（综合多个天线的（de）信号）替代传统的抛物面天线，但需（xū）解决尺寸、重量，能耗与散（sàn）热等问题，同时积极开发多聚（jù）焦和超冷天线等先进技术（shù）。
在收发系统方（fāng）面，正在研制氮化镓发射机固态功率放大器，采用（yòng）自适应工作点控（kòng）制技术，使（shǐ）放大器在不工作（zuò）时（shí）能（néng）够关闭，同时还（hái）能进（jìn）行调整来保持（chí）适当的状态，确（què）保最大（dà）限度降低瞬时功率较高（gāo）时的信号失（shī）真度，从而显著降低放大器（qì）所需的（de）平均（jun1）功率。氮（dàn）化（huà）镓技术目前可用（yòng）于选定的频带，2014年应用于无人作战（zhàn）平（píng）台（tái）。
在频谱方面，美国国防高级研究计划局的“联合战（zhàn）术无线通信（xìn）系（xì）统JTRS”项目正在研（yán）究在系统中应（yīng）用动态（tài）频谱（pǔ）选取DSA技术的（de）可行性。项（xiàng）目证明，动态频谱选（xuǎn）取（qǔ）能够（gòu）根据其他相邻频谱依赖型系（xì）统是否（fǒu）实际使用特定频段来改变该频段的用途。
目前的关（guān）键技术包括（kuò）：如何克服易（yì）受（shòu）对（duì）抗措施干扰问题，如何降（jiàng）低与现有系统集成（chéng）的成本，如何制定合理（lǐ）的标准（包括管制标（biāo）准），以及如（rú）何克服同一地点的干扰。
信号处理方（fāng）面，美军已（yǐ）完成（chéng）开发（fā）微（wēi）型通用数据链系（xì）统，可（kě）在（zài）更小的平台上发挥通用数据链的（de）作用。在波形（xíng）技术方面，美军正在开发的通用数据链（liàn）波形新技术，包（bāo）括（kuò）：增加“拨号（hào）选定速率”功能，提高前（qián）向纠错（cuò）编码（mǎ）效率；在（zài）信息预（yù）处理方面，美（měi）军已在（zài）列为秘（mì）密（mì）的（de）“任务规划、信息处理、信息利用和信（xìn）息分发”项目中进行研究（jiū），并（bìng）应用（yòng）到无人作战平台的机载（zǎi）预处（chù）理系统中；在数据加密方面，美（měi）军在开（kāi）发新（xīn）的（de）加密方法（fǎ），采用便于远程管理的开放标（biāo）准、动态组密钥技术（支持机与机之间的信息交（jiāo）换）、通（tōng）用无线密码接口（kǒu）及系统模糊密码接口、使用基于软件的（de）方法保护加（jiā）密数据，采用多功能单片机加密在传数据和（hé）其他数据（jù），以及（jí）采用单片机（jī）全封（fēng）闭加密模块等；在保密（mì）通（tōng）信方面，开发低截获率、低探测率和抗干扰等技术，包括低功率、扩展（zhǎn）频谱、脉冲传（chuán）送和定向天线、协议层结合（hé）随机化技术和跳频技术等（děng）。
在网络通信方面，国防高级研（yán）究计划局的“局域网机器人（rén）”项目通过（guò）部署体积小、造价低的智能机（jī）器人无线（xiàn）网络中继点，利（lì）用其（qí）机动（dòng）性来实现（xiàn）移（yí）动自主协调，验证无人作战平台的自我配（pèi）置、自我（wǒ）优化、自我（wǒ）修复、系留和电源（yuán）管理能力（lì）。
在激光通信方（fāng）面，美军的（de）理论估算表明，空对（duì）地链（liàn）接的数据传输（shū）速率（lǜ）在链路斜距（jù）为（wéi）100千米时可以（yǐ）达到100兆比特/秒。但由于激光波（bō）束（shù）非（fēi）常窄，目（mù）前重（chóng）点研（yán）究解（jiě）决无人作战平台通信的（de）定向精度问题。
推进（jìn）与动力技术
美军目前的无人作战平台使用各种不同的（de）推进系统，包括重油（yóu）或汽（qì）油（yóu）驱动的燃烧发动（dòng）机、喷气发动机（jī）、电动机、燃料（liào）电池（chí）、太阳能（néng）和混合（hé）动力（lì）系统。
为了提高（gāo）涡轮发动机水平，美军专门设立了“经济（jì）型多用（yòng）途（tú）先进涡轮发动机（jī）计划”，其子项目包括高效嵌入式涡轮发动（dòng）机和高效小型（xíng）推进装置（zhì）项目。高效（xiào）嵌（qiàn）入式涡轮（lún）发动机将（jiāng）验证节油（yóu）技术和亚声速推进发动机技术，采用小型、高功率（lǜ）核（hé）心机（jī），使嵌入式发动机在直径受限的情况（kuàng）下获得（dé）较（jiào）高的涵道（dào）比，具有比当前最先进技（jì）术还（hái）高（gāo）2.3倍的压缩比，可提高辅助动力系统在高海拔、长航时飞行中的耐受性（xìng）。
高（gāo）效小型推（tuī）进（jìn）装置（zhì）技术将覆盖重量（liàng）在40~1200千克之（zhī）间（jiān）的各种飞（fēi）行器的推进系统。为降低燃油消（xiāo）耗（hào）率，提高（gāo）功率密（mì）度，还可考虑使用（yòng）重（chóng）油，高效小（xiǎo）型推进装（zhuāng）置项目正在（zài）研制新型函道式风（fēng）扇、盘式发动机、重油发动（dòng）机转换器、回热（rè）器（qì），以及高压缩比压（yā）缩机、耐（nài）高温涡轮机。
为提高电（diàn）源性能，美军（jun1）重点发（fā）展能量获取（例（lì）如光（guāng）电转化）技术（shù）、电能存储装置技术、燃料电（diàn）池技（jì）术和发电机技术。美军研究机构在提高电源功率密度（dù）方面做了大（dà）量工作，目前重点改进的指标包括使用（yòng）寿命、可靠（kào）性、工作（zuò）效（xiào）率（lǜ）、发动机变速（sù）性能，需要（yào）改进的（de）功（gōng）能包括多样化输（shū）出、控制策略（luè），以及非（fēi）冗余系统参数（shù）捕（bǔ）获（huò）功能（néng）。此外，美（měi）军（jun1）还在探索采用（yòng）电力共享体系（xì）结构来调节（jiē）电源，最大程度（dù）地降低燃料（liào）消耗。实现（xiàn）电（diàn）力共享体系结构所需的（de）关键技术包括电力（lì）管（guǎn）理（lǐ）控制逻辑、大功率高速固态功率调（diào）节器、调（diào）制发（fā）电机控制单元和大（dà）容量蓄电池。（非原创，文章转自网络）
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