無人機(jī)已經(jīng)成為航空科技領(lǐng)域中最活躍和最重要的發(fā)展方向之一，無人作戰(zhàn)飛機(jī)極有可能取代常規(guī)有人作戰(zhàn)飛機(jī)稱雄未來的天空。無人機(jī)的發(fā)展離不開動(dòng)力技術(shù)的推動(dòng)，作為無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的基石，無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展直接關(guān)系到無人機(jī)裝備的發(fā)展。本文在分析國外與我國無人機(jī)及其動(dòng)力現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了未來我國無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展的思考。

　　國外無人機(jī)及其動(dòng)力發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

　　無人機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　　從國外無人機(jī)的發(fā)展來看，無人機(jī)的研發(fā)工作得到了很多國家的高度關(guān)注，全世界范圍內(nèi)約有30多個(gè)國家和地區(qū)開展無人機(jī)的研究工作，有50多個(gè)國家裝備了無人機(jī)，全球已有10多萬架無人機(jī)。無人機(jī)以其平臺(tái)特有的能力成為了牽引21世紀(jì)航空科技發(fā)展的核心力量。無人機(jī)的飛行高度涵蓋了從低空到20000米以上，航程從短程到5000千米以上。

　　隨著無人機(jī)越來越受到重視，其承擔(dān)的任務(wù)種類越來越多，從最初的靶機(jī)、偵察機(jī)、通信聯(lián)絡(luò)機(jī)等輔助性作戰(zhàn)任務(wù)到從執(zhí)行空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視到壓制敵方防空系統(tǒng)、對(duì)地攻擊等主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)偵察/打擊/攻擊一體化，所發(fā)揮的作用越來越大。未來無人機(jī)發(fā)展主要沿著“靶機(jī)—ISR—察打一體化—無人作戰(zhàn)飛機(jī)—空天一體化”的軌跡發(fā)展。

　　從國外無人機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)來看，未來無人機(jī)發(fā)展將會(huì)有以下四個(gè)發(fā)展趨勢：

　　第一、無人偵察機(jī)從低空偵察向高空長航時(shí)發(fā)展。高空長航時(shí)無人偵察機(jī)將具備高隱身、高速、高空、長航時(shí)等發(fā)展特點(diǎn)。

　　第二、無人機(jī)從單一偵察向察打一體、無人作戰(zhàn)飛機(jī)發(fā)展。無人作戰(zhàn)飛機(jī)以任務(wù)為中心，無需考慮飛行員的承受能力等因素，它能夠壓制敵防空、實(shí)施對(duì)地轟炸與攻擊，可以實(shí)現(xiàn)大過載，確保零傷亡，在速度、高度、航程和隱身性、機(jī)動(dòng)性方面有鮮明的優(yōu)勢。

　　第三、無人作戰(zhàn)飛機(jī)從對(duì)地攻擊向制空型無人戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展。無人戰(zhàn)斗機(jī)除具有對(duì)地攻擊的特點(diǎn)外，側(cè)重于進(jìn)行空中攔截、空中格斗，一般用于消耗戰(zhàn)，爭奪制空權(quán)，既可以縱深打擊，又可以遠(yuǎn)程偵察和監(jiān)視，具有多用途、高機(jī)動(dòng)、自適應(yīng)等特點(diǎn)。

　　第四、無人機(jī)從低空低速向高空高速、臨近空間高超聲速發(fā)展。從航空航天技術(shù)發(fā)展方向與技術(shù)制高點(diǎn)出發(fā)，無人機(jī)向高空高速、臨近空間高超聲速無人機(jī)發(fā)展是必然的發(fā)展趨勢，其發(fā)展特點(diǎn)是：飛行馬赫數(shù)3以上；具有時(shí)效敏感性；能夠快速打擊與偵察；能夠空天往返；可實(shí)現(xiàn)全球到達(dá)等。

　　無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

　　目前，國外無人機(jī)的動(dòng)力主要以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)為主?；钊l(fā)動(dòng)機(jī)適用于低速、低空以及起飛重量小的無人機(jī)。對(duì)于速度、高度、質(zhì)量都較高的無人機(jī)而言，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是最合適的動(dòng)力裝置。隨著燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如耗油率、推進(jìn)能力和壽命等越來越優(yōu)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在無人機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛。

　　國外高端無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展趨勢是以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率相對(duì)較低，具有壽命長、成本低、易于實(shí)現(xiàn)系列化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于未來無人機(jī)平臺(tái)對(duì)動(dòng)力的需求。從國外無人機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看，目前在研和擬研的高端無人機(jī)動(dòng)力也基本以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主。例如，歐洲的“神經(jīng)元”驗(yàn)證機(jī)選用“阿杜爾”渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。美國“聯(lián)合空戰(zhàn)系統(tǒng)計(jì)劃”(J-UCAS)中發(fā)展的X-45A／B和X-47無人戰(zhàn)斗機(jī)的驗(yàn)證樣機(jī)選擇了現(xiàn)有渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　隨著無人機(jī)從低空低速向高空高速、臨近空間高超聲速發(fā)展，常規(guī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不能完全滿足其對(duì)動(dòng)力裝置的要求，需要研制新型動(dòng)力，如發(fā)展變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(VCE)和渦輪基組合循環(huán)動(dòng)力(TBCC)等。

　　通過對(duì)國外無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展趨勢的分析，可以推斷出未來無人機(jī)的動(dòng)力將主要以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主，其推力量級(jí)大致處于200～10000kgf之間，低油耗將是未來無人機(jī)動(dòng)力最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。未來的無人機(jī)向高空、高速發(fā)展，要求待機(jī)時(shí)間長、留空時(shí)間長和續(xù)航能力強(qiáng)，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率要求非常嚴(yán)格，最優(yōu)的耗油率將是未來無人機(jī)選擇動(dòng)力的關(guān)鍵因素。未來無人作戰(zhàn)飛機(jī)具有非常好的機(jī)動(dòng)性、靈活性和突防能力，因此最大過載有可能達(dá)到15～20，無人機(jī)動(dòng)力必須要考慮無人機(jī)的大過載設(shè)計(jì)要求。未來無人機(jī)，特別是無人作戰(zhàn)飛機(jī)的隱身設(shè)計(jì)要求非常高，需要全程隱身、全方位隱身和全頻段隱身，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。未來的無人機(jī)要根據(jù)任務(wù)需要，能夠進(jìn)行自適應(yīng)控制，適應(yīng)多任務(wù)平臺(tái)需求，因此動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)時(shí)肯定要考慮自適應(yīng)控制的要求?？傊磥頍o人機(jī)的動(dòng)力關(guān)鍵技術(shù)將以低油耗、大過載、高隱身、自適應(yīng)控制、長壽命等為發(fā)展重點(diǎn)。

　　我國無人機(jī)及其動(dòng)力現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

　　我國作為一個(gè)幅員遼闊的大國，身處復(fù)雜的國際環(huán)境，現(xiàn)代化國防對(duì)無人機(jī)發(fā)展的需求同樣十分強(qiáng)烈，特別是隨著人們對(duì)未來戰(zhàn)爭觀念、作戰(zhàn)形式和任務(wù)要求的改變，無人機(jī)的研發(fā)得到了一定的關(guān)注。由于我國地域?qū)拸V，陸海空覆蓋面積大，無人機(jī)是朝著高中低空、遠(yuǎn)中近程、低速和高速無人機(jī)搭配使用方向發(fā)展。

　　未來的空戰(zhàn)將是無人機(jī)之間的空戰(zhàn)，為了滿足戰(zhàn)爭的需要，我國需要有從短程到遠(yuǎn)程，從低空到高空，從輕型到重型，從偵察到作戰(zhàn)，涵蓋各個(gè)范圍、各種用途全系列的無人機(jī)。我國現(xiàn)有的無人機(jī)類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來戰(zhàn)爭的需要，為了滿足國防發(fā)展需求，更好的發(fā)揮無人機(jī)作為有效軍事武器的潛力，有必要發(fā)展以下類型的無人機(jī)：特種作戰(zhàn)偵察使用的微型無人機(jī)；近程戰(zhàn)術(shù)偵察或者作戰(zhàn)需要的無人機(jī)；采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的旋翼無人機(jī)；中高空中遠(yuǎn)程無人機(jī)； 超高空超高速無人機(jī)。

　　我國無人機(jī)的發(fā)展很大程度上受制于動(dòng)力，隨著我國無人機(jī)譜系的健全，現(xiàn)有動(dòng)力裝置的發(fā)展越來越無法滿足平臺(tái)的需求?，F(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)譜系只能滿足無人機(jī)動(dòng)力的“有無”，不能滿足平臺(tái)對(duì)飛行速度、飛行高度、起降方式、續(xù)航時(shí)間、航程和經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)的不同要求。

　　為使動(dòng)力與平臺(tái)更好的匹配，未來無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展趨勢大致為：由于無人機(jī)平臺(tái)的多樣性，需求推力范圍大約為100～10000kgf的渦噴/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)來配裝中高端無人機(jī)；功率不大于100kW活塞發(fā)動(dòng)機(jī)配置低速無人機(jī)；功率不大于500kW的渦軸配裝旋翼無人機(jī)；功率不大于600kW的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)配裝中低速無人機(jī)；沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)是最有希望用于高超聲速無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)；隨著新型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)、太陽能推進(jìn)系統(tǒng)、脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)、核動(dòng)力渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等新型動(dòng)力也將發(fā)展成為于無人機(jī)的動(dòng)力。其中，未來需求最強(qiáng)烈、裝備意義最大的幾型發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于高空長航時(shí)無人機(jī)的高性能大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、對(duì)地型無人攻擊機(jī)和制空型無人機(jī)配套的中等推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以及臨近空間超聲速無人機(jī)使用的渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)。