世界很多國家都積極對軍用浮空器進行探索和開發(fā)，近年來尤以美國、俄羅斯及歐洲的研發(fā)力度為最大，成果也最為突出。美軍研發(fā)和部署的浮空器多達十余種，例如傳感器結(jié)構(gòu)一體化飛艇（ISIS）平流層飛艇、“高空哨兵”（HiSentinel）飛艇，俄羅斯開發(fā)了“金雕”（Berkut）系列飛艇、“美洲豹”（JAGUAR）系留氣球等，以色列推出了“全球最大”預(yù)警飛艇—“高可用性浮空器系統(tǒng)”(HAAS)。

1.1 美國浮空器最新發(fā)展

2021年9月，在“雷霆云”演習(xí)期間，美多域特遣隊曾使用8套高空浮空系統(tǒng)完成通信中繼和光電情報偵察任務(wù)。2022年3月底至4月初，在“肩并肩”演習(xí)期間，美方至少使用了4艘平流層飛艇完成情報偵察任務(wù)，軌跡主要覆蓋南海和菲律賓附近海域。2022年，五角大樓正在制定一項新計劃，以擺脫來自他國的競爭：高空氣球。飛行高度在1.8到2.7萬米之間的高空氣球?qū)⒈惶砑拥轿褰谴髽菑V泛的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中，并最終可能用于跟蹤高超聲速武器。

美軍在2023財政年度預(yù)算中，準(zhǔn)備對系留球項目的研究花費2710萬美元。這比過去2年美軍在浮空器項目上的380萬美元投資，整整多出了2330萬美元，表明了美軍對其研究力度大大增強，而且美軍還設(shè)定了更加宏偉和現(xiàn)實的應(yīng)用目標(biāo)—探測和跟蹤當(dāng)今威脅性極大的高超聲速武器并將其納入整個殺傷鏈。

1.2 俄羅斯浮空器最新發(fā)展

俄羅斯2016年開始組建首支浮空器部隊，并通過《2025年前浮空設(shè)備發(fā)展構(gòu)想》，計劃訂購新的浮空設(shè)備，包括熱氣球和飛艇。2018年據(jù)俄羅斯國防部消息，俄軍將收編多個AKV-05浮空器，AKV-05在敘利亞進行測試，旨在保護和監(jiān)控軍事基地附近區(qū)域。AKV-05浮空器是一種光電監(jiān)控系統(tǒng)，內(nèi)置熱像儀，可進行全天候監(jiān)控。其強大的攝像頭可以在300米的高空看到2千米以外的汽車牌照。在正常氣象條件下，有效視頻偵察范圍為10千米。2023年2月，在烏克蘭戰(zhàn)場上，烏克蘭政府擊落了首都上空的6個俄羅斯氣球。這些氣球下面掛著的是由3塊鐵皮焊接成的“空心金字塔”，由金屬板拼接而成的裝置叫做雷達反射器，憑借其特殊的構(gòu)造，可以最大程度地反射雷達的信號，從而干擾烏克蘭地面防空系統(tǒng)的正常工作，同時消耗烏克蘭的地空導(dǎo)彈和空空導(dǎo)彈。

1.3 歐洲浮空器最新發(fā)展

Stratobus由法國和意大利合資的泰雷茲阿萊尼亞宇航公司與法國CNIM航空航天公司合作開發(fā)，是一臺能執(zhí)行多種任務(wù)的自主平流層飛艇，可為民用和軍事應(yīng)用提供永久的監(jiān)視和監(jiān)視。該飛艇2021年9月在瑞典基律納進行了平流層氣球的示范飛行，這次8小時的試飛驗證了飛艇的緊急回收概念。實時視頻傳輸證實了該系統(tǒng)的有效性，特別是與地面的通信聯(lián)系、指揮和控制電子設(shè)備、數(shù)字爆破系統(tǒng)及其啟動器、爆破啟動器和所有儀器。

1.4 以色列浮空器最新發(fā)展

早在2014年以色列軍隊就在加沙邊境地區(qū)部署了10個浮空器，用于遙控監(jiān)視邊境動態(tài)，并使用一條雙向保密通信線路傳輸視頻和其他情報數(shù)據(jù)。2021年11月，以色列空軍（IAF）發(fā)布了消息稱其部署的一種新型預(yù)警浮空器—“高可用性浮空器系統(tǒng)”的無人系留飛艇，可提供對低空飛行威脅的預(yù)警，例如巡航導(dǎo)彈、武器化無人機和其他空中威脅。2023年3月，以色列航空工業(yè)公司和RT浮空器系統(tǒng)公司在日本防務(wù)展上發(fā)布了Skystar ResQCell，這是一種蜂窩地理定位浮空器，能夠?qū)崿F(xiàn)態(tài)勢感知、快速響應(yīng)和進入任何災(zāi)區(qū)。

光學(xué)載荷在衛(wèi)星和飛機上應(yīng)用較早，星載光電載荷作用距離普遍大于100千米，具有大視場，分辨率不足限制了星載光電載荷在精確觀測領(lǐng)域的應(yīng)用。機載光電載荷的分辨率可以達到米級，作用距離從幾十千米到上百千米不等，但無法長時間定點駐留導(dǎo)致機載光電載荷在對特定區(qū)域長期觀測方面應(yīng)用價值較小，平臺飛行高度低導(dǎo)致機載光電載荷覆蓋范圍受到限制。光學(xué)載荷在在臨近空間浮空器得到應(yīng)用，與星載、機載光電載荷相比，具有獨特的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下3個方面：

（1）偵察范圍更大。臨近空間浮空器相對飛機高度更高，視野更開闊，偵察范圍更遠。例如，在15 千米高度的飛機，對地/海偵察最大距離（視距）約500 千米。而在30 千米高度的臨近空間，對地/海偵察視距可以達到約700 千米，偵察范圍大幅增加。

（2）長時間工作。臨近空間浮空器最長飛行時間達1個月，遠遠高于飛機的飛行時間。因此光學(xué)載荷一般要求具有較長的工作時間，在臨近空間環(huán)境下長時間內(nèi)穩(wěn)定可靠地工作。

（3）探測精度高。與偵察衛(wèi)星相比，臨近空間飛行器上搭載相同的設(shè)備，其光學(xué)設(shè)備空間分辨率將提高一個數(shù)量級，對戰(zhàn)區(qū)進行“凝視”偵察監(jiān)視，可以對多目標(biāo)、移動目標(biāo)的連續(xù)偵察、標(biāo)識、特征描述和定位。

浮空器的吊艙往往支持多樣的有效載荷，其中光學(xué)傳感器包括光電、紅外、全景視頻、激光測距儀等。以美國為代表的西方國家一直都很重視光電監(jiān)視設(shè)備的發(fā)展，并已形成了較為完善的裝備體系。

2.1 美國陸軍“持續(xù)威脅探測系統(tǒng)”的光電/紅外傳感器載荷

美國陸軍的“持續(xù)威脅探測系統(tǒng)”（PTDS）已經(jīng)在“新曙光行動”和“持續(xù)自由行動”期間分別部署在伊拉克和阿富汗。PTDS由Rugg團隊運作，洛馬公司為生產(chǎn)主承包商。PTDS系統(tǒng)帶一個或兩個光電/紅外（EO/IR）傳感器載荷和其它通訊載荷。PTDS攜帶L-3 Wescam提供的MX-20有效載荷。MX-20是一種超遠程、多傳感器、多光譜成像和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。它一次最多可以攜帶七個傳感器，第一種傳感器是熱像儀。它有兩個中波熱像儀可選，一個是640×512像元探測器的熱像儀，另一個是1280×1024像元的高清熱像儀。每個熱像儀都有四個視場。例如，高清熱像儀可提供31.5?、6.4?、1.3?和0.86?的視場，分辨率為1080p。第二種傳感器是彩色高清電視攝像機，可在40.5?和2.8?之間連續(xù)變焦。第三種和第四種傳感器是長焦鏡頭白天和微光觀察攝像機，其中第四種傳感器提供的4個視場在0.73?和0.14?之間。第五種傳感器是人眼安全激光測距機，作用距離30千米，測距精度10米。第六和第七種傳感器是激光照射器。

2.2 美國MZ-3A飛艇的成像系統(tǒng)

美國海軍的MZ-3A飛艇集成了一個萬向架飛艇成像系統(tǒng)（GAIS）原型機。該樣機集成了一個小面陣、320×256像素、30微米間距的長波紅外量子阱紅外探測器（QWIP）攝像機進行熱成像。攝像機有一個50毫米f/2.0鏡頭，安裝在一個萬向架上。還集成了一個光電攝像機，同時進行固定的最低點指示彩色成像。

2.3 美國“多效載荷系留浮空器”的光電載荷

美國NADATS公司研發(fā)的多效載荷系留浮空器結(jié)合ISR能力，提供快速部署和長期持續(xù)觀察。該浮空器提供多個有效載荷選項，包括雷達系統(tǒng)、EO/IR相機系統(tǒng)、射手探測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和武器站。其中EO/IR相機系統(tǒng)是一種高性能、低SWaP的成像采統(tǒng)，其具有卓越的穩(wěn)定性性能，旨在最大限度地實現(xiàn)晝夜監(jiān)控。EO/IR相機系統(tǒng)采用FLIR Star SAFIRE系統(tǒng)或TASE 400系統(tǒng)。Star SAFIRE提供30/20千米晝夜成像，輸出視頻符合美國國防部和北約的高清采集規(guī)范。TASE 400提供了一個連續(xù)光學(xué)變焦中波紅外相機，一個日光相機、業(yè)界領(lǐng)先的光纖陀螺儀以及激光測距儀和照明裝置。

2.4 美國“快速部署系留氣球平臺”的光電系統(tǒng)

快速部署系留氣球平臺(Rapidly Elevated Aerostat Platform，REAP)XL B項目由洛馬公司和ILS-BOSCH公司聯(lián)合研制，REAP XL B項目的目標(biāo)是提供一個小型、緊湊、高度機動、可快速部署/可回收的ISR系統(tǒng)，實現(xiàn)白天、晚上和能見度有限（如霧霾、煙霧和霧）下探測/識別目標(biāo)。有效載荷包括通信、信號情報、EO/IR、短波紅外、全景相機等。SWIR能夠通過遮蔽物（如煙霧、灰塵）進行觀察。

2.5 以色列Oasis浮空器的監(jiān)視系統(tǒng)

埃爾比特系統(tǒng)公司ISTAR部門的Micro CoMPASS是一種有效載荷，具有超輕、極其緊湊的設(shè)計，具有安裝在浮空器上的高穩(wěn)定性水平。該系統(tǒng)的尖端EO技術(shù)提供連續(xù)變焦、夜間和日間觀察和監(jiān)視功能。Micro CoMPASS是一種晝夜高度穩(wěn)定（3個萬向節(jié)）的監(jiān)視系統(tǒng)，包括大幅面連續(xù)變焦熱像儀、低光模式變焦彩色電視攝像機、眼睛安全激光測距儀（ELRF），激光照明器。

2.6 以色列“多有效載荷浮空器系統(tǒng)”的Mosp轉(zhuǎn)塔

以色列宇航工業(yè)公司（IAI）埃爾塔系統(tǒng)分公司生產(chǎn)了EL/I-330多有效載荷浮空器系統(tǒng)（MPAS），該系統(tǒng)攜帶一個GMTI雷達和一個IAI Tamam MOSP轉(zhuǎn)塔。轉(zhuǎn)塔內(nèi)裝一個晝夜彩色變焦攝像機和一個熱成像傳感器（640×480像素探測器）。高分辨率3~5微米銻化銦熱像儀有3種視場(13.5°~0.75°)，彩色攝像機可以連續(xù)變焦，具有類似的視場。

在技術(shù)的推動和需求的牽引下，浮空器重新獲得了各國的熱捧。發(fā)展浮空器技術(shù)對國家安全及國民經(jīng)濟建設(shè)等方面有重要的意義。結(jié)合各國光電偵察裝備研制情況及發(fā)展趨勢，浮空器光電載荷產(chǎn)品的研制需要考慮以下問題：

1）應(yīng)用領(lǐng)域需要進一步拓展。浮空器可廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域，在環(huán)境監(jiān)測、科學(xué)測量、通信覆蓋等眾多領(lǐng)域發(fā)揮其優(yōu)勢功能，浮空器也可作為一種防御性武器裝備、實現(xiàn)其強大的軍事價值外，利用偵察載荷能夠發(fā)現(xiàn)和跟蹤低空目標(biāo)（包括巡航導(dǎo)彈和隱身目標(biāo)）。

2）載荷功能有待增強，需要實現(xiàn)多任務(wù)一體集成。由于強大的運載能力，浮空器能夠攜帶多種載荷，可以作為預(yù)警監(jiān)視、通訊指揮、探測制導(dǎo)的作戰(zhàn)平臺。需要借助先進的傳感器和通訊設(shè)備的集成化使浮空器執(zhí)行多元化、更深入的任務(wù)。

3）探測預(yù)警能力有限，進一步構(gòu)建立體探測網(wǎng)?，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭中擁有空天地一體化的探測網(wǎng)對贏得戰(zhàn)爭優(yōu)勢的及其重要，浮空器間組網(wǎng)或與空中飛機、衛(wèi)星組網(wǎng)建立有效的空間探測網(wǎng)，大大提高對高價值目標(biāo)的探測概率和探測精度。