金 濤

中國久遠(yuǎn)高新技術(shù)裝備有限公司 北京 100000

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭模式的改變,預(yù)警探測和防空導(dǎo)彈系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新,在未來作戰(zhàn)領(lǐng)域中,無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)也將是主要的作戰(zhàn)力量,但是傳統(tǒng)性的無人機(jī)在高強(qiáng)度,復(fù)雜的空軍作戰(zhàn)環(huán)境中其作戰(zhàn)能力受到了強(qiáng)大沖擊,各軍事強(qiáng)國為加強(qiáng)航空領(lǐng)域的作戰(zhàn)裝備能力強(qiáng)化本國的無人機(jī)發(fā)展,中國作為21世紀(jì)快速發(fā)展的軍事強(qiáng)國更是需要對無人機(jī)相關(guān)的戰(zhàn)略要求,技術(shù)手段,戰(zhàn)法特征上進(jìn)行探究。

一、無人機(jī)作戰(zhàn)理念及其優(yōu)勢

(一)無人機(jī)作戰(zhàn)理念。無人機(jī)作為當(dāng)代社會新型的作戰(zhàn)工具,在未來作戰(zhàn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,成為未來各國作戰(zhàn)武器中的利器,擁有著先進(jìn)的無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)技術(shù),就意味著在軍事地位上占有主導(dǎo)型地位,無人機(jī)蜂群由一群小尺寸、低智能、低成本的小無人機(jī)聯(lián)合組成,充分發(fā)揮了無人作戰(zhàn)優(yōu)勢,系統(tǒng)族群聯(lián)合作戰(zhàn)優(yōu)勢,并且可以快速鎖定目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行投遞任務(wù)[1]。

(二)無人機(jī)作戰(zhàn)優(yōu)勢。(1)消耗方面。無人機(jī)蜂群系統(tǒng)是由一群小型的無人機(jī)組成,其研發(fā)成本要明顯低于大型軍事作戰(zhàn)武器系統(tǒng),同時在實際作戰(zhàn)時,受到無人機(jī)蜂群系統(tǒng)本身群體、個體零散的作戰(zhàn)優(yōu)勢,無人機(jī)本身能夠保證高壓作戰(zhàn)優(yōu)勢,敵方需要更多的精力消耗無人機(jī),使得敵方作戰(zhàn)成本增加,對我方起到了消耗方面的優(yōu)勢。

(2)作戰(zhàn)生存方面。無人機(jī)蜂群中彼此能夠獨立完成負(fù)責(zé)的軍事任務(wù),作戰(zhàn)的時候,即使其中一個失去作戰(zhàn)能力,對整個系統(tǒng)并不會產(chǎn)生影響,其他個體能夠根據(jù)戰(zhàn)場及系統(tǒng)形態(tài)改變作戰(zhàn)行為,其在作戰(zhàn)生存率上是比較高的[2]。

(3)軍事偵查方面。信息化戰(zhàn)爭中,通過無人機(jī)蜂群對作戰(zhàn)情況進(jìn)行偵查,首先利用地基和天基等外部探測技術(shù)定位目標(biāo)區(qū)域,之后使用無人機(jī)蜂群大面積的探測目標(biāo)區(qū)域,信息在蜂群中各國無人機(jī)之中共享交融,進(jìn)而進(jìn)行目標(biāo)的交叉驗證,最終得到精準(zhǔn)、實時的跟蹤探測。

二、美國在無人機(jī)蜂群方面的研究成果

(一)小精靈項目。小精靈項目屬于美國航空分布式作戰(zhàn)概念項目,其主要目的是為了研究空中發(fā)射、回收、重復(fù)使用無人機(jī)系統(tǒng),該項目與2015年正式啟動,在2019年底計劃實現(xiàn)回收多架從C-130 運輸機(jī)發(fā)射出去的無人機(jī),該項目完成后,美國空軍將會在F22、F25上對小精靈無人機(jī)進(jìn)行發(fā)射和控制工作,如圖1,小精靈無人機(jī)在對敵防控水平、擴(kuò)大作戰(zhàn)范圍、遠(yuǎn)程偵查等方面有著突出優(yōu)勢。

圖1 小精靈無人機(jī)

(二)灰山鶉項目?；疑靳図椖坑?014 年進(jìn)入實驗階段,該項目是為了能夠在戰(zhàn)機(jī)上發(fā)射小型無人機(jī),同時確保這些無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)集群作戰(zhàn),2015年,美國經(jīng)過多次實驗證實了灰山鶉無人機(jī)群在控制能夠?qū)崿F(xiàn)通信共享、自主集群等功能,2017 年美國從三家戰(zhàn)斗機(jī)上發(fā)射超過100架的灰山鶉無人機(jī),其中超過90%的無人機(jī)能夠做出蜂群集群作戰(zhàn)模式,同時能夠按照發(fā)布的任務(wù)進(jìn)行自主的導(dǎo)航、集散、協(xié)作等工作[3]。當(dāng)前,灰山鶉無人機(jī)已經(jīng)進(jìn)入第七代,并正在做集成任務(wù)荷載方面的實驗。

(三)低成本無人機(jī)集群項目

該項目于2014年發(fā)布,其主要是為了使發(fā)射的小型無人機(jī)具備荷載功能,利用自適應(yīng)組網(wǎng)和自主協(xié)同技術(shù)使無人機(jī)蜂群能夠在指定區(qū)域內(nèi)完成相互掩護(hù)、目標(biāo)攻擊等任務(wù)。如圖2所示,該項目在2016年已經(jīng)得到驗證,30架郊狼無人機(jī)組成的蜂群能夠進(jìn)行編隊、變換隊形和協(xié)同作戰(zhàn)等工作,當(dāng)前該項目正在研究無人機(jī)蜂群在指定區(qū)域內(nèi)的發(fā)射飛行工作。

圖2 郊狼無人機(jī)

(四)體系綜合項目。2014年美國公布進(jìn)行無人機(jī)的體系綜合技術(shù)研究項目,該項目為了利用創(chuàng)新體系發(fā)展無人機(jī)的空中作戰(zhàn)優(yōu)勢,整個體系涉及作戰(zhàn)飛機(jī)、傳感器、武器以及任務(wù)系統(tǒng)這幾方面,將作戰(zhàn)功能大量分布在可互操作的平臺中,2018年,美國臭鼬工廠對該項目進(jìn)行了試驗,得到利用縫合技術(shù)能夠?qū)⑸鲜鲶w系中涉及部分中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)傳輸[4]。

三、無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)發(fā)展動態(tài)

(一)擴(kuò)大無人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)方面的研究。技術(shù)的發(fā)展決定戰(zhàn)術(shù)的變化。在研究先進(jìn)武器裝備的同時也要加強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)方面的研究,先進(jìn)的技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)的變革之間聯(lián)系密切。自從第一次世界大戰(zhàn)開始,裝備技術(shù)的進(jìn)步使得空襲戰(zhàn)術(shù)產(chǎn)生了巨大變化,無人機(jī)蜂群本身所具有的協(xié)同作戰(zhàn)、群體攻防、分布式技術(shù)等能力再次變革了空襲戰(zhàn)術(shù)。一方面,防空反導(dǎo)技術(shù)及裝備的進(jìn)步使得傳統(tǒng)空中作戰(zhàn)技術(shù)已經(jīng)不適用,無人機(jī)蜂群的小型化、群體性的飽和、分布式作戰(zhàn)優(yōu)勢在此中環(huán)境中的優(yōu)勢逐漸凸顯;另一方面,低成本、持續(xù)性的消耗作戰(zhàn)武器取代原有的高成本空襲作戰(zhàn)武器[5]。此外,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、電子等空中突防戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭罩兄悄苷T餌、協(xié)同作戰(zhàn)、活力平臺合并、直接性的空中干擾、突防、消耗、攻擊等方面的戰(zhàn)術(shù)。

(二)完善無人機(jī)蜂群運行方面的研究。無人機(jī)蜂群普遍使用的是在機(jī)動性、續(xù)航能力以及速度等方面都不佳的小型無人機(jī),這些無人機(jī)在荷載后性能會大大降低,會使其生存率大大降低。對此,在研究無人機(jī)蜂群運行的時候需要對其最佳的運行軌跡做出設(shè)計,但是由于戰(zhàn)場形勢變化多端,無人機(jī)蜂群運行的優(yōu)化研究工作也難以完善。因此,在未來無人機(jī)蜂群研究中,其運行軌跡算法與環(huán)境反映能力、實時性等方面的研究是重點項目。

(三)加強(qiáng)無人機(jī)蜂群指控方面的研究。在實際的軍事作戰(zhàn)中,無人機(jī)蜂群必須要根據(jù)指揮中心發(fā)布的指令及內(nèi)部單元信息實現(xiàn)自適應(yīng)控制,進(jìn)而攻擊目標(biāo)。對此,在未來研究中,需要提高其在指控、任務(wù)控制與自適應(yīng)控制等方面的能力?，F(xiàn)階段,無人機(jī)蜂群任務(wù)控制能力的提升方法之一就是在其內(nèi)部的各節(jié)點中建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄐ啪W(wǎng)絡(luò),但是由于作戰(zhàn)時無人機(jī)必須要保證迅速移動,彼此之間的位置不定,因此其內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)變化不穩(wěn)定,彼此通信也就不穩(wěn)定,中斷現(xiàn)象頻繁發(fā)生[6]。因此,未來在研究無人機(jī)蜂群的時候需要對彼此通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、算法、穩(wěn)定性等方面進(jìn)行研究。而在自適應(yīng)控制能力上的研究可以從行為法、人工勢場法以及領(lǐng)航法等算法方面對蜂群編隊阻礙集散上展開研究,同時還需要考慮實戰(zhàn)戰(zhàn)場環(huán)境。

結(jié)束語

在未來作戰(zhàn)方面,無人機(jī)作為一種新型的作戰(zhàn)武器起到關(guān)鍵性的作用,無人機(jī)蜂群正以一種嶄新的面貌出現(xiàn),為了更加符合未來作戰(zhàn)的需求,無人機(jī)應(yīng)當(dāng)更加的信息化,智能化.為了更完善我軍的作戰(zhàn)方案應(yīng)該更需要不斷地探索發(fā)掘作戰(zhàn)優(yōu)勢,使作戰(zhàn)理念和作戰(zhàn)裝備體系相適應(yīng)。爭取可以取得更大的突破,成為未來作戰(zhàn)的主導(dǎo)力量,無人機(jī)蜂群技術(shù)也將成為我國軍事未來發(fā)展的重要方向,所以在現(xiàn)階段無人機(jī)蜂群成為作戰(zhàn)發(fā)展的重要態(tài)勢。