美國是世界上最早研製並使用ISR(Intelligence, Surveillance & Reconnaissance)無人機系統(Unmanned Aircraft Systems，UAS)的國家，現有無人機已形成覆蓋高、中、低空，遠、中、近程，大、中、小型，戰略、戰術，攻擊、對抗等多層面、多種類的無人機裝備技術體系，擁有超過200個型號的軍用無人機，其研發和採購經費超過了世界無人機領域經費總支出的三分之二。分析美軍ISR無人機系統的裝備應用現狀、未來裝備採購和配置使用趨勢，能有效探究美軍無人機的發展方向和作戰模式，能夠為我國在無人機領域快速追趕並超越美國提供良好的思路。基於此，本文根據無人機最大起飛重量、高度和速度等基本特徵，首先對美軍ISR無人機系統進行了分類，然後研究了各類無人機在美國陸軍、空軍、海軍、海軍陸戰隊、特種作戰部隊等的裝備應用現狀，並在此基礎上總結歸納了美軍未來ISR無人機系統的發展趨勢，以期為我國ISR無人機系統的裝備發展和配置使用提供一定的借鑑意義。
一、美軍無人機分類標準及其特點
聯合無人機系統(The Joint Unmanned Aircraft System，JUAS)卓越中心和美軍特種作戰司令部(U.S. Special Operations Command，USSOCOM)根據重量、高度和速度等特徵對美軍ISR無人機進行了分類，如表所示。
註：表中高度數據均由英制單位轉換得到，原英制數據劃分邊界均為整數；重量數據中20磅合9.071千克，55磅約合25千克，1320磅約合599kg
如果UAS在多個分類中具有特徵，則將其歸類為發現特徵的最大分類的成員。例如，如果UAS在組1中有兩個特徵，在組2中有一個特徵，則將其分類為組2。
（1）微型無人機。第一組無人機通常是單兵手持或者手拋進行發射，用於支持單兵的ISR任務。通過人工控制或預先設定的飛行路線，它們利用機載傳感器和通信設備收集目標區域的圖像並將其傳輸給操作員或地面控制站。微型無人機的優點是重量輕，攜帶方便，具有模塊化的傳感器有效載荷和較小的保障資源。同時該組無人機的限制是，它們需要在低海拔操作人員的視線內進行操作，並且續航能力有限。
（2）小型無人機。第二組無人機通常由彈射器發射，以支持旅級或更低單位的ISR任務。他們通常不需要改進跑道。組2無人機的優勢包括比組1無人機更大的動力、耐力和有效載荷能力。與第一組UAS相比，缺點包括航程和耐久性有限，物流占用空間較大。
（3）中型無人機。第三組無人機在中等高度飛行，通常具有中等到遠程飛行和耐力。它們通常在未改進的地區作業，可能不需要改進跑道。其優勢包括傳感器的廣泛選擇，以及攜帶武器的能力。組3無人機的後勤需求占用比組1或組2大，組3無人機通常需要地面支持設備。
（4）大型無人機。4組無人機是相對較大的系統，在中高海拔運行，具有更大的射程和耐久性。它們通常需要改進發射和恢復的區域（跑道），它們的後勤需求近似於同等尺寸的有人飛機。
（5）超大型無人機。該組UAS是最大的系統，在中高海拔環境下工作，通常具有最大的航程（耐力）和空速。它們執行特殊任務，包括廣泛的區域監視和目標跟蹤，並能攜帶多種傳感器有效載荷、武器和物資。第5組無人飛行系統有嚴格的空域要求，需要改進發射和回收區域，後勤需求與同等尺寸的有人飛機接近。
截至2014年1月，美國軍方使用的無人機總數約為1萬架，其中絕大多數是小型無人機，包括7362架「渡鴉」（Ravens）、990架「黃蜂」（Wasp）、1137架「美洲獅」（Puma）、306架「狼蛛鷹」（T-Hawks） (如圖)。
二、美國軍方無人機部署應用
為了滿足美國軍方的各種需求、任務和行動，目前有20多個無人機平台在服役，包括目前正在開發和測試新的平台。
1、美國陸軍無人機裝備
陸軍使用無人機執行聯合ISR任務和偵察、監視和目標獲取(reconnaissance, surveillance, and target acquisition，RSTA)任務。陸軍作戰需要持續的監視和偵察，以提供態勢感知和對迫在眉睫威脅的及時預警，無人機理所當然成為理想工具。截至2013年9月，美國陸軍擁有超過6200架無人機(占美國陸軍飛機總數的55%)，主要屬於1組無人機類別的渡鴉Ravens(圖2)、黃蜂Wasps、美洲豹Pumas和狼蛛鷹T-Hawks，該類無人機常常為獨立的、可攜帶的UAS，具有遠程操作功能，用於支持作戰營級及以下的作戰和其他作戰支持單位。截至目前，這一數字預計將增長到大約10,000架無人機，占美國陸軍總航空資產的75%以上。
2017年1月，陸軍發出信息請求(Request for Information，RFI)，要求工業界和學術界提交與可作為單兵傳感器(Soldier-Borne Sensors，SBS)的超小型（納米）可攜式無人駕駛飛行器相關的信息，用於收集ISR數據，希望納米無人機可由小型手持或士兵佩戴的形式使用，在士兵進入建築物之前使用納米無人機探測建築物內部，如圖3所示。通過這個SBS項目，陸軍目前正在評估這類應用的各種解決方案。要求包括150克(約5盎司)的重量，15分鐘的飛行時間，以及15節的抗風能力。
為進一步加強美陸軍ISR無人機系統的能力，美國的FLIR公司收購了原本為美軍提供PD-100微型無人直升機的挪威Prox Dynamics公司，並在2018年12月份的歐洲防務展上推出了最新的「黑黃蜂3」（Black Hornet 3）（圖4）及其配套組件，可供單兵便攜和車載偵察，其飛行平台重量約33克，具備紅外和可見光偵察能力，是目前世界上最輕最小的無人直升機。
2、美國空軍無人機裝備
與陸軍偏愛小型無人機不同，空軍傾向於使用更大、持續時間更長、高度更高的無人機，其目標是在更廣泛的地理範圍內收集大量數據，並在更長的時間內跟蹤特定目標。美國空軍的第一架廣泛使用的無人機MQ-1「掠奪者」 (Predator)，是為了滿足高質量ISR數據的需求而部署的。隨著技術的進步，空軍已經轉向MQ-9「收割者」（Reaper）(圖5)，一種更先進的「捕食者」， 比MQ-1「捕食者」更大、裝備更重，具有更長的續航能力和更好的傳感器，用於執行火力打擊和IRS任務。
根據美國國會預算辦公室(Congressional Budget Office)的數據，美國空軍在2017年部署了75個無人機中隊，包括110架MQ-1「捕食者」(predator)、36架RQ-4「全球鷹」(Global Hawks)和279架MQ-9「收割者」。隨著MQ-1捕食者的逐步退役，預計2021年美國空軍無人機中隊的數量將從75個減少到30個。除了這些飛機，美國空軍已承認還裝備著其他類型的無人機平台，如隱形無人機RQ-170哨兵(RQ-170 Sentinel)，其數量和特點仍屬機密。
3、美國海軍和海軍陸戰隊無人機裝備
美國海軍目前裝備小型艦載戰術無人機以執行偵察監視和武器運輸，主要包括波音的「掃描鷹」（ScanEagle）和RQ-21A 「黑傑克」（Blackjack），這兩種艦載無人機都採用艦船彈射軌道起飛和天鉤技術予以回收。
美國海軍還裝備著諾斯羅普·格魯曼公司的超大型、遠程、長航時MQ-4C海神（Triton）無人機(圖6)，用以在廣闊的海洋和沿海地區執行實時ISR任務。2017年12月，美國海軍訂購了第七、第八和第九架Tritons，計劃最終部署68架這種飛機。這些計劃表明，美國海軍計劃將Triton作為其遂行全球水面艦艇和潛艇監視任務的關鍵性力量。
美國海軍和海軍陸戰隊通過專項計劃，搭建並裝備了包含RQ-11B Raven、RQ-12A Wasp和RQ-20A Puma等(圖7)小型手持式無人機的小單元遠程偵察系統(Small Unit Remote Scouting System，SURSS)無人機組合。此外還裝備了非專項計劃的一組無人機組合，包括具有垂直起降功能的Sky Ranger，Instant Eye和PD-100黑黃蜂等微型人機。
4、美軍無人機未來裝備情況
預計未來幾年，美國海軍和海軍陸戰隊將越來越多地將其飛機資產轉向可選載人和無人飛機，這將導致海軍和海軍飛機數量從2013年的3700架增加到2035年的4800架，其中包括多達2500架UAS。此外，國防部可能正在評估其他非專項計劃的無人機平台和成熟的商用（commercial off-the-shelf，COTS）無人機平台。表為美國軍方目前已經部署或者正在測試的部分非專項計劃無人機平台和成熟商用無人機平台。
三、美軍ISR無人機系統未來發展趨勢
隨著ISR無人機技術的不斷發展和美軍大量裝備和使用ISR無人機系統，現代戰爭的模式已經受到了極大的衝擊，在可預見的未來中，美軍ISR無人機系統會朝向以下趨勢發展：
1、促進作戰裝備體系革新
無人作戰飛機的優良性能，不僅使其能單獨遂行偵察和作戰任務，還可與有人駕駛飛機並肩作戰。因此，無人作戰飛機不僅將在一定程度上改變空軍的作戰模式，還必將導致聯合作戰裝備體系的變化。
無人平台將與有人作戰系統混編，形成「無人+有人」的作戰模式，極大豐富裝備體系的構成，減少有人平台的裝備數量。例如，目前一艘「尼米茲」級航母可搭載的艦載機聯隊由48架F-18戰鬥機組成，而一艘「福特」級航母的艦載機中將包括4~12架無人作戰飛機，有人艦載機數量將隨之削減。
2、作戰任務更加多樣
未來無人機將在以下這三個特定領域：枯燥任務領域、惡劣環境任務領域和危險任務領域（The dull, the dirty and the dangerous）發揮巨大的作用。在遂行枯燥任務方面，無人作戰飛機可不受飛行員生理極限的限制，能將美國飛行器的滯空時間從10小時提升至數天乃至數周，如「全球鷹」無人機最大續航時間為40h、「鬼眼」可攜帶約910千克任務載荷持續留空7天、「全球觀測者-2」可在載荷超過450千克的情況下續航超過7天、「西風」持續飛行時間理論上可達數月。在遂行惡劣環境任務方面，無人機具有得天獨厚的優勢。如超高空飛行，「西風」可飛到18000米的高空，大大超越了普通飛機的飛行高度；如極端溫度條件，「西風」能在極端溫度條件下執行任務，從美國亞利桑那州索諾蘭沙漠地表的45度高溫到18千米高空的零下70度低溫，該機都能頑強客服。在遂行危險任務方面，無人機無需裝備生命保障系統，因此其尺寸、過載以及飛行高度等可依據任務來設計以提升隱蔽性、靈活性以及機動性，可在地面、車輛、空中以及艦船等各種載體上隱蔽發射和回收，還可通過隱身技術以及微型化執行隱蔽性極高的任務。
3、全維偵察打擊
現代戰爭是陸、海、空、天、電、信息的全維戰爭，無人機以其先進的機載晝夜偵察、監視器材和超低空的飛行高度、長航時滯空的優越性能以及沒有人員死亡的擔憂，可以全天候、全空域連續地對防空陣地和重要保衛目標進行偵察，彌補了依靠偵察衛星獲取情報實時性差和間隔時間長的缺點，使得偵察結果沒有空白區和死角。同時，無人機以其簡便的起飛方式，機動的起飛地點，可以對戰場的各個區域的目標實施打擊，特別是對地空飛彈部隊的飛彈陣地和雷達設施進行精確攻擊，更是彌補了有人攻擊機、巡航飛彈等武器打擊目標的死角。給地空飛彈部隊的偽裝防護帶來了更大的困難，地空飛彈部隊的生存能力受到更大威脅。
未來無人平台將利用衛星、陸基通信中繼站，實現超視距的控制和數據傳輸，並利用自身體積小、速度快等優勢，進入敵腹地，增加有人作戰平台的探測和感知範圍，為實施遠程精確打擊奠定基礎。
4、突破防禦體系的飽和攻擊
無人機具有運輸便利、發射快捷、航程遠、航速快、造價低等優點，因此一旦戰爭爆發，在戰場上敵方突然使用大量的此類無人機，地空飛彈雷達就會面臨蝗蟲般的飽和、智能化的「自殺」式無人機攻擊，由於地空飛彈武器系統發射架上的飛彈數量有限，再次安裝飛彈又需要數分鐘時間，戰機稍縱即逝，即使用地空飛彈進行攔擊也只能摧毀掉極少部分的敵無人機，對於飽和式攻擊的無人機來說不能影響其攻擊的效果。依據現已裝備的新型地空飛彈武器系統，飛彈價格一般比攻擊型無人機的價格還要高，採用地空飛彈攔截無人機，其效費比將大大降低。
5、持續騷擾消耗性打擊
依據無人機長航時以及低探測等特性，使用攻擊、偵察以及誘餌等無人機，在敵方防禦系統周邊和上方進行長時間騷擾、佯動和打擊，引誘敵方雷達開機以及防空武器開火，偵察敵防禦裝備布設和電磁參數，通過攻擊無人機和誘餌飛機的交替使用和協同控制等戰術方法，以及減小無人機尺寸、適當採取隱身措施等降低毀損機率，長時間從不同方向對目標區保持偵察、騷擾和攻擊。該戰術有以下3個優點：一是可獲取敵方防空火力配系，二是使敵方一直處於高度緊張狀態，三是大幅度提高防空成本和防禦難度。該戰術適用於防空武器後勤保障困難的海上編隊以及交通困難的防禦陣地，降低敵方重點防禦能力。
6、高新技術碾壓式打擊
無人機的隱身性能更強，雷達散射面積更小，僅僅依靠地空飛彈部隊某一火力單位的搜索雷達很難探測到；同時無人機由於無需考慮飛行員身體極限，可以進行過載更大的高機動，然而地空飛彈的可用過載一般不超過10g，當無人機進行機動時，飛行中的地空飛彈會因其過載太大而有可能攔腰折斷，也有可能飛彈跟蹤目標丟失，使地空飛彈的殺傷機率大大降低。
研究美軍ISR無人機的整體軍事應用現狀，根據美國無人機的尺寸、重量、載荷、航時、任務空間等對美軍ISR無人機的分類標準和典型無人機進行研究；介紹了各類ISR無人機系統在美國陸軍、空軍、海軍、海軍陸戰隊和特種作戰部隊等裝備應用現狀，並梳理了美軍目前已經裝備的和即將裝備的ISR無人機系統，並在此基礎上總結歸納了美軍未來ISR無人機系統的發展趨勢，為我國ISR無人機系統的裝備發展和配置使用提供了一定的借鑑意義，為我國ISR無人機系統在未來無人戰爭中的作戰運用提供新思路。
作者：李浩等