无人作战平台（tái）已成为美国海军装备体系的重要（yào）组成部（bù）分，并在历（lì）次局部战争和军事（shì）冲突（tū）中发挥了重要（yào）作用。为指导无人作（zuò）战平（píng）台（tái）的发展（zhǎn），美国各军种先后发布过无（wú）人机、无人艇、无人（rén）潜（qián）航器的发（fā）展规划。为（wéi）避免重复建设（shè），美军从2007年（nián）起发布《无人作（zuò）战平（píng）台发展路线图》，确定了重点突（tū）破的关键（jiàn）技术，为各军种发展无人（rén）作战平台提供了基本指导，此后（hòu）各军（jun1）种不再发布无人作战（zhàn）平台的路（lù）线图。该路线（xiàn）图每（měi）2年修订（dìng）一次，最新版是2014年3月发布的（de）《2013～2038无人系统综（zōng）合路线图》。本文分析了该路线（xiàn）图确定的关（guān）键技术及其发（fā）展规（guī）划。
美军无人（rén）作战平台的任务领域
美军（jun1）要求所有装备的发（fā）展必须首先符合特定的（de）“联合能力领域”。为此，美军（jun1）定义了9种一（yī）级（jí）“联（lián）合能力领域（JCA）”，无人作战平（píng）台可在其中5种能力领域中（zhōng）发挥关键作（zuò）用，分别是战场感知能力、部队运用能（néng）力、防护能力、后勤能力（lì）和伙（huǒ）伴关系建（jiàn）设能力。无人作（zuò）战（zhàn）平台也能为部队支援和网络中心能力（lì）提供重要支持。显示了美（měi）军能够（gòu）支（zhī）持各“联合能力领域”中的无（wú）人作战平（píng）台数量。
在“战（zhàn）场感（gǎn）知”能力（lì）领域中，目前主要由各种无人机（jī）和无人车执行空（kōng）中侦察（chá）和城市侦察等任务，未来可由（yóu）各（gè）种无人作（zuò）战平台执行远征通道评估（gū）、核放射检测（cè）和特（tè）种部队海岸侦察等（děng）任务。而随着自持力（lì）的延（yán）长，无人作战平台（tái）可（kě）在（zài）各（gè）种战场不间断地（dì）执行持续（xù）时（shí）间较长的侦（zhēn）察（chá）与监视任务。
在“部队（duì）运用”能力（lì）领域中，目前的（de）“捕食者”、“死神”和“灰鹰”无（wú）人机都配备有武器（qì）系统，可用（yòng）于执行（háng）进攻作战、不（bú）对称作战和打击高价值目标（biāo）等任务（wù）；无人车的任务主要是致（zhì）命（mìng）性与非（fēi）致命性（xìng）的（de）群（qún）体控制、离车进攻作战、侦察与袭击等；无人（rén）潜航器（qì）和无人水面舰（jiàn）艇的预定任（rèn）务主要是布雷和（hé）扫（sǎo）雷。
在“防护”能力（lì）领域中，无人作战平台可用于执行救火（huǒ）、污染清（qīng）除（chú）、前（qián）沿作战（zhàn）基地防（fáng）护、设施防护、障碍物设置与清除、车辆（liàng）与人员搜（sōu）查、扫雷（léi）与破雷、伤员撤出（chū）和（hé）后送以及海（hǎi）上封锁等任务。
在“后勤”能力（lì）领（lǐng）域中，无人作战（zhàn）平（píng）台特别适合在（zài）各种（zhǒng）地形条件（jiàn）下执（zhí）行补给（gěi）运输、燃料补给（gěi）、装（zhuāng）卸弹药和（hé）物资、建筑战斗工事、伤（shāng）员撤退与护理、城市营救等任务。
在“伙伴（bàn）关系建（jiàn）设（shè）”能力领域中，几乎所有可用于执行战场感（gǎn）知（zhī）、防护（hù）和后勤任务的无（wú）人作战（zhàn）平（píng）台都（dōu）可用于支（zhī）援伙（huǒ）伴国的灾难救援，可用于帮助伙伴国运送紧急（jí）物资、清理弹药（yào）、禁毒（dú）和（hé）平叛（pàn）。
美军无人作（zuò）战平台的性能发展规划
为指导各军种无人作（zuò）战平（píng）台的开发，确定无人（rén）作（zuò）战平台的技术路线，美（měi）军（jun1）对现有各种无人作（zuò）战平（píng）台进行了全面（miàn）梳理和归纳（nà），提出了适（shì）用于此（cǐ）类平台的（de）性（xìng）能发（fā）展规划。
在人机接口方面（miàn），当（dāng）前无（wú）人作战平台主要是操纵杆和触（chù）摸屏等物理接口，未来的（de）人机交互可通过手势来完成，无（wú）人作（zuò）战平台最终应能理解（jiě）人类的（de）自然语言，接受指挥员（yuán）以自然语言下达的任务。
在通信（xìn）方面，由于无人作战平台经常需要与操作人员进行通信，因此其通信频段将从高（gāo）频段（duàn）扩展到多种频段，并能在多种频段间（jiān）跳变，以确（què）保可靠且保（bǎo）密地（dì）通信。
在隐蔽性方面，目前无人（rén）作战（zhàn）平台作战的（de）保密需求未受到（dào）足够重视，大（dà）多数平台的（de）声、热、光和通信信（xìn）号等目标特（tè）征都十分明显，容（róng）易被探（tàn）测到（dào），未来无人（rén）作战平（píng）台必须能隐蔽地执行任（rèn）务，因（yīn）此需要降低目标信号特征，从（cóng）而降低可探测性。
在持续作战能力（lì）方面，现有（yǒu）平台的持（chí）续（xù）作战能力通常（cháng）不（bú）超（chāo）过十数小（xiǎo）时，未来最长（zhǎng）可延长到数天、数周或数月，甚至（zhì）数年。
在武器通用性方面，用于不同战场的各种无人作战平台（tái）配备的武器应实现通（tōng）用化，提高指挥官执行任（rèn）务的灵活性。
在控制方面，目前单个（gè）无（wú）人作战平台需要1名甚（shèn）至多名操作员协作才能控制，未来应（yīng）由1个（gè）操作员监控在不同（tóng）战场协同作战的多种此类平（píng）台。 美军无（wú）人作战平台（tái）关键技术美军通（tōng）过分析（xī）各种（zhǒng）无人作战平台的共同性能发展（zhǎn）规划，确定了（le）无人作战（zhàn）平台的关（guān）键技术，将互操作性、自主性、通信（xìn）技术、推进与（yǔ）动力（lì）技术（shù）列为核心（xīn）技术和瓶（píng）颈技术，作为（wéi）未来（lái）研究（jiū）的突破（pò）重点（diǎn）。
互操作性
互操作性（xìng）对（duì）于简化后勤保障，降低总拥（yōng）有费用具有重要意义（yì）。美国防部要求军方（fāng）的武器装备均应具（jù）备互操（cāo）作性。美国国防部副部长（zhǎng）办公室的无人作战平台互操作性倡议（UI2）小组正在（zài）制定（dìng）旨在提高无（wú）人作战平台互操作性的总（zǒng）体战略，以转变（biàn）能力发展模式，创（chuàng）造（zào）更好的协同作战环境（jìng）。
为（wéi）了实现互（hù）操作性，在系（xì）统开发中必须采用开放式体系结构。开放式（shì）体系结构利用（yòng）一套（tào）通用（yòng）接（jiē）口与服务、相关数据模型、标准数据总线，以（yǐ）及信息（xī）共享方法。只（zhī）要可行，开放式体系结构在各个（gè）层（céng）次的系统设（shè）计（jì）上都（dōu）应使用采用公开标准接口（kǒu）的现有民用组件。
这种（zhǒng）方法（fǎ）可避免烟囱式（shì）发（fā）展模式的不足，有利于创新成果在系（xì）统设（shè）计中得到更（gèng）好（hǎo）的应用，简化（huà）系统（tǒng）测试与集成过程（chéng），提高系统在整个项（xiàng）目（mù）寿命周期内的重复使用能力。
自主性
美（měi）军（jun1）认（rèn）为，现有无人作战平（píng）台的人工交互需求较高，提高无人作战平台自主性是减少对操作人员和分析人员依赖的主要手段（duàn）。提高自（zì）主性不仅要提高其（qí）自主功能，还要使其（qí）更易于（yú）为操（cāo）作人员（yuán）所掌控，更加安全（quán）而（ér）可靠。提（tí）高自主（zhǔ）性（xìng）的（de）目的（de）是让操作人员（yuán）“执行任务”，而仅仅（jǐn）是（shì）“操（cāo）纵系统（tǒng）”。美（měi）国空军于（yú）2010年发布的“技（jì）术视野”研究报（bào）告指出，如何（hé）提高系统的自（zì）主性将成为“唯一的最重要的课题”。
提高（gāo）自（zì）主性应重点研究多传感器数据融合（hé）、信息（xī）处理与分发、自（zì）主协作3个方（fāng）面的（de）关键技术。美军自主（zhǔ）性发展（zhǎn）的近期目标是使无（wú）人作战平（píng）台在复杂军事环境中能（néng）安全运行，减轻操作人员的工作负（fù）荷，替操作人员承担那些繁琐而（ér）非关键性的（de）工作（zuò），而（ér）最终目标是提升无人（rén）作战平（píng）台的作（zuò）战能力、提高作战人员的作战效能。
在多传感器数（shù）据融合方面，无人作战（zhàn）平台在复杂不确定的环境中执行（háng）任务，必须能够进行多传感器数据融合（hé），并将这些数据（jù）转换成支持各种（zhǒng）决策过程的有用（yòng）信息（xī），从而对周（zhōu）边环境进（jìn）行（háng）仿真。这种（zhǒng）基于异类传感器网络的多传（chuán）感器数据融合技术主要（yào）包（bāo）括传感（gǎn）器权重可重置技术、故障（zhàng）传感（gǎn）器数据和（hé）模糊（hú）数据适应技术、智能（néng）和自适应异类数据关联、自重构融合聚类的可扩展（zhǎn）性和资源最优化技术等。
在（zài）信息处理与分发方（fāng）面，无人作战平台执（zhí）行情报（bào）、监视与侦察任（rèn）务（wù）时生成的大量全运（yùn）动视频和静态图（tú）像对任务规划、信息处理、信息利用和信息（xī）分发的要求越来越高。应（yīng）改进（jìn）目（mù）标检测和（hé）自动识（shí）别软件，实现自动指示，识别（bié）并提醒注意潜（qián）在的威胁，可应用（yòng）面部识（shí）别软件（jiàn），利用高保真的全运动视频识别受（shòu）关注（zhù）的（de）人；使通信情报传感器具备识别关键词（cí）、甚至特定声音（yīn）的能力，迅速提醒（xǐng）操（cāo）作（zuò）人员注意相（xiàng）关目标（biāo）。
在自主协作方面，各种无人作战平台应具备自主协作能力，并能够（gòu）扩展至（zhì）多种系统和更加复杂的任务与环境，能够适应空中（zhōng）、地面和（hé）海上交通环境以及团队成员、操作人员（yuán）和（hé）作战（zhàn）环（huán）境的变化。自助协（xié）作能力（lì）是降低兵（bīng）力需求的关键（jiàn）之一（yī），在这种情（qíng）况下，操作人员负责的将是一组无人作战平台的（de）战略（luè）性决策，不再负责（zé）直接控制单个无人作战平台的行为。
通信技术美军（jun1）列（liè）装的各种（zhǒng）无人（rén）作战（zhàn）平台装（zhuāng）备（bèi）了（le）大（dà）量的传感（gǎn）器和通信系（xì）统，收集到的数据量（liàng）极大，对于通信的要求（qiú）越来越高。为提高无人通信系统的效能，美军重点从天（tiān）线（xiàn）、收发（fā）系统（tǒng）、频谱（pǔ）、信号处理、网络系统（tǒng）以及激光通信等方面来提高通（tōng）信技术。
在天线方面，采用（yòng）相控阵天线和“灵巧（qiǎo）”天线（综合多个（gè）天（tiān）线的信号）替代传统的抛物面天线，但需解决尺寸、重量，能（néng）耗与散热等问题，同时积极（jí）开发多聚焦（jiāo）和（hé）超冷天线（xiàn）等（děng）先进技术。
在收发系统方面，正在研制氮化镓发射（shè）机固态功率放大器，采（cǎi）用自（zì）适应工作点（diǎn）控制技术，使（shǐ）放大器在不工作时能够（gòu）关（guān）闭，同时还能进行调整来保（bǎo）持适当（dāng）的（de）状态（tài），确保最（zuì）大（dà）限度降低瞬时功率较高时的信号失（shī）真度，从（cóng）而显著降（jiàng）低放大器所（suǒ）需的平（píng）均功率。氮化镓（jiā）技术目前可用于选定的频（pín）带，2014年应用于无人作战平台。
在频谱方面（miàn），美国国防高级研究计（jì）划局（jú）的“联合（hé）战术无线通信（xìn）系统JTRS”项目正在研究在系（xì）统中应（yīng）用（yòng）动态（tài）频谱选取DSA技术的可行性。项目证（zhèng）明，动态频谱选取能够根据其他相邻（lín）频谱依赖型系统是否实际使（shǐ）用（yòng）特定频段来改变该频段的用途。
目前的关键技（jì）术包（bāo）括：如何克服易受对抗（kàng）措（cuò）施干扰问题，如（rú）何降低（dī）与现有系统集成的成本，如何制定合理的标准（包括（kuò）管制标准），以及如何（hé）克服（fú）同（tóng）一地点的干扰（rǎo）。
信号处（chù）理（lǐ）方（fāng）面，美军已完（wán）成开发微型通用数（shù）据链系（xì）统，可在更小（xiǎo）的平台上发挥通用数据（jù）链的作用（yòng）。在（zài）波形（xíng）技术方（fāng）面（miàn），美（měi）军正（zhèng）在开发的通用（yòng）数据链波形（xíng）新技术，包括：增加“拨号选定速率”功（gōng）能，提高（gāo）前向纠（jiū）错编码效率；在信息预处（chù）理方面，美（měi）军（jun1）已（yǐ）在列为秘密（mì）的“任务（wù）规划（huá）、信息处理、信息利（lì）用（yòng）和信息分（fèn）发”项目中进行研（yán）究，并（bìng）应用到无人作战平台的机载预处理系（xì）统中（zhōng）；在数（shù）据加密方面，美军在开发新的加密方法，采用便于远程管理的（de）开放标准、动态（tài）组密（mì）钥技术（shù）（支持机与机（jī）之间的信息交换）、通用无线密码接口及系统模糊（hú）密码接口、使用基于软件的（de）方法保（bǎo）护加密数据，采（cǎi）用多功能单片机加密在（zài）传数（shù）据和（hé）其他数据，以及采用单片机（jī）全（quán）封闭（bì）加密模块（kuài）等（děng）；在保密通信方面，开发低截获率、低（dī）探测率和抗干扰等（děng）技（jì）术（shù），包括（kuò）低（dī）功率、扩展（zhǎn）频谱、脉（mò）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。
在（zài）网络通信方面（miàn），国防高级研究计划局的“局域网机器人（rén）”项（xiàng）目通（tōng）过部署体积小、造价（jià）低的智（zhì）能机器（qì）人无线网络中继（jì）点，利用其机动性来（lái）实（shí）现移动自主协调，验证无人作战平（píng）台（tái）的自我配置、自我（wǒ）优化、自我修复、系（xì）留和电源管（guǎn）理能力。
在激光通信方（fāng）面，美军的理论（lùn）估算表明，空对地链接的数据（jù）传输速率在链路斜距为100千米时可以达到100兆（zhào）比特/秒（miǎo）。但由于激（jī）光波束非（fēi）常窄（zhǎi），目前重点研究（jiū）解（jiě）决无（wú）人作战平台通信（xìn）的定向精度问（wèn）题。
推进与（yǔ）动力技术（shù）
美军目前的无（wú）人（rén）作战平台使用各种不（bú）同的推（tuī）进系（xì）统，包括重（chóng）油或汽（qì）油驱（qū）动（dòng）的（de）燃烧发动机（jī）、喷（pēn）气发动机、电动（dòng）机、燃料电池、太（tài）阳能和（hé）混（hún）合（hé）动力系统。
为了提高（gāo）涡（wō）轮发动机水平，美军专门设（shè）立了“经（jīng）济型多用途先进涡（wō）轮（lún）发（fā）动机计（jì）划（huá）”，其子项目包括高效嵌入（rù）式涡轮发动（dòng）机和高效小（xiǎo）型推进装置项目。高效嵌（qiàn）入式涡轮发动机将验证节（jiē）油技术和亚声速推进发动（dòng）机技（jì）术，采用小型、高功率核心机（jī），使嵌（qiàn）入式发（fā）动（dòng）机在直径（jìng）受限的情况下获得较高（gāo）的涵道比，具（jù）有比当前最先（xiān）进技术还（hái）高（gāo）2.3倍的压缩比，可提高辅助动（dòng）力系统在高海拔、长航时（shí）飞行中的耐受性。
高效小型推（tuī）进装置技术（shù）将（jiāng）覆盖（gài）重量在40~1200千克之间的各种飞行器的推进（jìn）系统。为降低燃（rán）油消耗率，提高功（gōng）率（lǜ）密度，还可考虑（lǜ）使用重油，高效（xiào）小型推进装（zhuāng）置项目正（zhèng）在研制新型函道式（shì）风（fēng）扇、盘式发动（dòng）机、重油发动（dòng）机转换（huàn）器、回（huí）热器，以及高压缩（suō）比（bǐ）压（yā）缩机（jī）、耐高温涡轮机。
为提高（gāo）电源性（xìng）能，美军重点发展能量获取（例（lì）如光电（diàn）转化（huà））技术、电能存储装置技术、燃料电池（chí）技术和发（fā）电（diàn）机技术。美军研究机构在（zài）提高电源功率密度方面做了大量工作，目前重点改进（jìn）的指标包括使用寿（shòu）命、可靠性、工作效（xiào）率、发动机变速（sù）性能，需要改进（jìn）的功能包括多样化输出、控制策略（luè），以及（jí）非冗余系统参数捕（bǔ）获功能。此外（wài），美军还在（zài）探（tàn）索采用（yòng）电力共（gòng）享（xiǎng）体（tǐ）系结构来调（diào）节电源（yuán），最大程度地降低燃料消耗。实现电力（lì）共享体系（xì）结构（gòu）所需的关（guān）键技术包括电力管（guǎn）理控制逻辑、大功（gōng）率高速固态功率调节器、调制发电机控制单元（yuán）和大（dà）容量蓄（xù）电池。（非（fēi）原创，文章转（zhuǎn）自网络）
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