徐建輝 王鵬



無人直升機以其獨有的機動飛行特征,在軍事領域中的作用日益凸顯。對無人直升機戰術模式進行研究和總結,闡述無人直升機與空降部隊、艦艇部隊、有人機、高空無人機、無人直升機編隊協同作戰應用,分析不同應用模式下的關鍵技術,為無人直升機更好的融入作戰體系,取得局部戰場優勢提供一定的指導和幫助。
無人直升機既有垂直起降和低空懸停的獨特優勢,又有無人員損傷、使用維護成本低等優點,在軍事領域受到廣泛關注。美國國防部2005年頒布的《無人機系統路線圖》中明確指出,戰略和戰術無人偵察直升機被列為其重要發展方向。目前,美軍已大量列裝RQ-8A、MQ-8B、MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機,K-MAX無人直升機,正積極推動無人攻擊直升機和無人運輸直升機的研制,包括A160T“蜂鳥”、H-6U、“黑鷹”無人直升機。本文從無人直升機作戰使用方式出發,詳細闡述無人直升機在作戰體系中的應用模式,分析了不同應用模式下的關鍵技術。
戰術任務
無人直升機作為通用任務平臺,可根據作戰需求搭載不同載荷,獨立執行各種殺傷性和非殺傷性戰術任務。
(1)壓制打擊
無人直升機快速前出,深入敵方腹地,盡量靠近敵方信號輻射源,截獲戰場上重要的小功率近距通信信號。對激光制導、微波通信、指揮網絡等光電信息實施干擾,對指揮通信系統、地面雷達和各種電子設備實施干擾。可攜帶小型精確制導武器、激光武器或反輻射武器,對地指揮機構、通信及交通樞紐、機場、重要倉庫、哨所等重要目標實施打擊。
(2)掩護突防
誘餌無人直升機攜帶雷達回波增強器或紅外模擬器,模擬空中目標,欺騙敵方雷達和導彈,誘使敵方雷達等電子偵察設備開機,引誘防空兵器射擊,掩護己方機群突防。同時,可伺機派遣攻擊無人直升機,對敵方暴露的指揮中心、軍事基地等實施打擊。
(3)警戒中繼
在峽谷、山區等機動不便地區作戰時,地面部隊與指揮基地的實時互通信息、共享作戰信息和指揮決策非常重要。利用無人直升機前出至翼側警戒,開啟中繼設備,實現戰術通信組網。
(4)后勤保障
無人直升機可擔負物資運輸、燃油補給、傷病員后送等后勤保障任務。2011年,美國K-MAX貨運無人直升機已經在阿富汗歷經實戰檢驗。無人直升機在承擔這類任務時,具備不受復雜地形環境影響、晝夜飛行、速度快、可規避地面敵人伏擊、成本費用低、操作使用簡便等優勢。
戰術模式
隨著信息化的發展,協同作戰逐步成為局部戰爭的作戰形式。無人直升機可與艦/地面部隊、有人機、無人機等混編作戰,共享戰場信息資源,相互支援、配合、保障,提升綜合作戰能力。
空降部隊作戰使用
空降兵在被空投后降落過程中是沒有防御能力的,而且空降使用的運輸機速度低、體積大,極易成為防空武器的打擊目標。若將無人直升機與空降部隊混編,無人直升機充當先遣隊,實施偵察警戒等任務,可提高運輸載機的生存性,確保大部隊的空降及機降任務順利完成。空降部隊抵達戰區后,可控制無人直升機繼續前出執行偵察、電子對抗、中繼甚至打擊任務。空降部隊配備無人直升機,在時間、距離、空間等維度上很好地彌補現有裝備能力的盲點,使空降部隊擁有廣闊視野和快速感知能力,擴大作戰覆蓋范圍,提高敵后作戰能力。
艦艇部隊作戰使用
隨著各國海軍力量日益發展,艦艇攜帶的攻擊性武器射程更遠、速度更快,對來襲目標的早期預警已經成為艦艇編隊作戰的重要需求。無人直升機使用靈活,對部署條件要求低,續航時間長且無人員傷亡風險,特別適合擔負遠距離、高難度的海上作戰任務。艦載無人直升機可伴隨艦艇編隊,獨立遂行偵察警戒、目標識別、通信中繼等保障任務;同時可與艦載直升機協同執行探潛、攻擊等任務,大大提升水面艦艇編隊綜合作戰能力。
有人,無人直升機協同
有人/無人直升機混編是最常見的協同形式,綜合利用有人機和無人直升機的特點,充分發揮各自優勢,起到互相取長補短的效果。有人機負責處理復雜的戰場信息,同時為無人直升機提供必要的空中掩護;無人直升機則利用“隱身”優勢,在敵防空區范圍外的有人戰機的指揮下對敵方縱深的重要目標進行攻擊。典型作戰模式有以下4種:協同感知、協同攻擊、協同防御、協同搜救。
(1)協同感知
有人機在低空飛行時探測距離有限,易受敵防空火力攻擊,為保護有人機安全,同時擴展有人機探測范圍,可利用無人直升機與有人機協同探測。有人機控制多架無人直升機在不同高度、不同距離進行探測,作戰覆蓋范圍是有人機與多架無人直升機的覆蓋范圍之和,大大提高有人機的信息感知能力。
(2)協同攻擊
有人機/無人直升機混編戰斗群以有人機為指揮核心,以成本低、機動性強、隱身性好,攜帶精確制導武器的無人直升機作為攻擊主力。有人機在中空,指揮控制低空單架或無人直升機編隊執行對地火力攻擊。在有人機統一指揮下,各無人直升機分工合作、協同配合執行目標探測、識別、攻擊、評估等多種任務,既可避免無人直升機之間執行重復任務,提高無人直升機使用效率,也可實現中空、低空領域全面覆蓋,提高有人機/無人直升機生存能力。
(3)協同防御
有人機平臺由于干擾設備數量、功能有限,難以同時在時域、頻域、空域,以及信號波形等方面對敵威脅、雷達進行持續穩定的有效干擾。有人機/無人直升機混合編隊通過機載告警設備組網,對來襲威脅目標協同告警,以增強對威脅目標來襲方向、威脅程度的告警準確性。
(4)協同搜救
搜救型直升機由于受續航時間、起降環境、氣候條件、飛行員精力等限制,難以長時間在惡劣環境下進行搜救任務。無人直升機群可搭載搜救設備,分散進入戰區或災區進行搜索,將目標信息及周圍環境傳遞至地面指揮中心,同時可拋投食品/藥品等應急物資。指揮中心通過數據分析,制定搜救航線及方案,然后派出搜救型直升機實施定點搜救。這樣不僅規避了更多風險,而且提高了搜救效率。
高空無人機,無人直升機協同
高空無人機飛行速度快、觀察高度高、留空時間長,具有強大的偵測能力和遠程目標的實時監視能力。無人直升機可與高空無人機協同配合,實現高、低空領域的全面覆蓋。兩者相互配合既能很好的隱藏高空無人機,保證其完成級別更高的戰略任務,也可實現情報資源共享利用,提高無人直升機戰場生存能力。
高空無人機可執行高空戰略偵察任務,在重點海域/空域區域大范圍搜索大型水面部隊及陸基重要目標,并對目標區域實時監控。無人直升機艦/地面終端通過以太網與高空無人機地面終端實時共享目標信息后,控制目標附近一架或多架無人直升機從艦船或地面起飛,快速前出至目標區域進行精確地偵察警戒探測、查證識別。同時高空無人機搭載通信中繼,為無人直升機提供備選鏈路,擴展無人直升機通信距離,實現超視距作戰。無人直升機可搭載精確制導武器,對艦/地面、島礁等低速移動或固定軍事目標實施火力打擊。任務途中,高空無人機與無人直升機及編隊實時共享戰場綜合態勢,提高無人直升機的安全系數及作戰效能。
集群作戰
隨著無人機智能化發展,各國提出了“蜂群作戰”概念,即讓多架無人戰機像蜜蜂一樣能夠協同分工作戰,充分利用每架無人機的資源,發揮整體的作戰能力,提高作戰效能。
無人直升機集群由大量分散的低成本平臺組成,無人直升機集群可避開同類障礙,相互協作以完成任務。分布式集群不但可以拓寬任務能力,提高信息的準確性,而且具有很強的魯棒性,不會因為某一個或幾個個體出現故障而影響群體任務的完成。
關鍵技術
無人直升機作戰的關鍵技術主要有:
(1)信息交互
有人機/無人直升機協同任務過程中,有人機的飛行員不僅要接收來自地面的最新作戰信息,還要根據戰場情況指揮控制無人機,這無疑會極大地增加飛行員的工作負擔。若將人工智能技術應用到有人機/無人直升機協同作戰中,使人機交互如同人類之間的對話一般簡單明了,能大幅降低飛行員的作業強度,同時也減輕了通信系統的負擔。
(2)航跡規劃
無人直升機混編航跡規劃是保證編隊作戰靈活性的關鍵。戰場環境瞬息萬變,編隊的飛行航線、攻擊目標也會隨之改變,航線的快速重規劃能力尤為重要。無人直升機混合編隊多機航跡規劃約束條件多,計算難度大,涉及運籌學、智能算法、幾何計算等多方面問題。
(3)集群控制
無人機集群控制是一個高階群系統時變編隊問題,算法復雜,通訊時延的存在更增加了編隊分析的難度。集群控制算法不僅要保證無人直升機之間能有效地進行協同,而且要求很強的魯棒性,無人機成員的隨時退出或者加入不會影響控制系統的整體結構。
結語
隨著無人直升機的快速發展,在戰場中的作用日益凸顯,開展無人直升機作戰體系研究是適應未來作戰的需求。一方面,可加快我國無人武器裝備的現代化進程;另一方面,為無人直升機更好的融入作戰體系提供指導和幫助,更大的發揮無人直升機的作戰效能。