無人機蜂群作戰發展重點動態

金 濤

中國久遠高新技術裝備有限公司 北京 100000

隨著現代戰爭模式的改變,預警探測和防空導彈系統技術的創新,在未來作戰領域中,無人機蜂群作戰也將是主要的作戰力量,但是傳統性的無人機在高強度,復雜的空軍作戰環境中其作戰能力受到了強大沖擊,各軍事強國為加強航空領域的作戰裝備能力強化本國的無人機發展,中國作為21世紀快速發展的軍事強國更是需要對無人機相關的戰略要求,技術手段,戰法特征上進行探究。

一、無人機作戰理念及其優勢

(一)無人機作戰理念。無人機作為當代社會新型的作戰工具,在未來作戰中發揮著關鍵性作用,成為未來各國作戰武器中的利器,擁有著先進的無人機蜂群作戰技術,就意味著在軍事地位上占有主導型地位,無人機蜂群由一群小尺寸、低智能、低成本的小無人機聯合組成,充分發揮了無人作戰優勢,系統族群聯合作戰優勢,并且可以快速鎖定目標區域進行投遞任務[1]。

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

(2)作戰生存方面。無人機蜂群中彼此能夠獨立完成負責的軍事任務,作戰的時候,即使其中一個失去作戰能力,對整個系統并不會產生影響,其他個體能夠根據戰場及系統形態改變作戰行為,其在作戰生存率上是比較高的[2]。

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

二、美國在無人機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概念項目,其主要目的是為了研究空中發射、回收、重復使用無人機系統,該項目與2015年正式啟動,在2019年底計劃實現回收多架從C-130 運輸機發射出去的無人機,該項目完成后,美國空軍將會在F22、F25上對小精靈無人機進行發射和控制工作,如圖1,小精靈無人機在對敵防控水平、擴大作戰范圍、遠程偵查等方面有著突出優勢。

圖1 小精靈無人機

(二)灰山鶉項目。灰山鶉項目于2014 年進入實驗階段,該項目是為了能夠在戰機上發射小型無人機,同時確保這些無人機能夠實現集群作戰,2015年,美國經過多次實驗證實了灰山鶉無人機群在控制能夠實現通信共享、自主集群等功能,2017 年美國從三家戰斗機上發射超過100架的灰山鶉無人機,其中超過90%的無人機能夠做出蜂群集群作戰模式,同時能夠按照發布的任務進行自主的導航、集散、協作等工作[3]。當前,灰山鶉無人機已經進入第七代,并正在做集成任務荷載方面的實驗。

(三)低成本無人機集群項目

該項目于2014年發布,其主要是為了使發射的小型無人機具備荷載功能,利用自適應組網和自主協同技術使無人機蜂群能夠在指定區域內完成相互掩護、目標攻擊等任務。如圖2所示,該項目在2016年已經得到驗證,30架郊狼無人機組成的蜂群能夠進行編隊、變換隊形和協同作戰等工作,當前該項目正在研究無人機蜂群在指定區域內的發射飛行工作。

圖2 郊狼無人機

(四)體系綜合項目。2014年美國公布進行無人機的體系綜合技術研究項目,該項目為了利用創新體系發展無人機的空中作戰優勢,整個體系涉及作戰飛機、傳感器、武器以及任務系統這幾方面,將作戰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行了試驗,得到利用縫合技術能夠將上述體系中涉及部分中的數據實現傳輸[4]。

三、無人機蜂群作戰發展動態

(一)擴大無人機蜂群戰術方面的研究。技術的發展決定戰術的變化。在研究先進武器裝備的同時也要加強戰術方面的研究,先進的技術與戰術的變革之間聯系密切。自從第一次世界大戰開始,裝備技術的進步使得空襲戰術產生了巨大變化,無人機蜂群本身所具有的協同作戰、群體攻防、分布式技術等能力再次變革了空襲戰術。一方面,防空反導技術及裝備的進步使得傳統空中作戰技術已經不適用,無人機蜂群的小型化、群體性的飽和、分布式作戰優勢在此中環境中的優勢逐漸凸顯;另一方面,低成本、持續性的消耗作戰武器取代原有的高成本空襲作戰武器[5]。此外,傳統的網絡、電子等空中突防戰術已經轉變為空中智能誘餌、協同作戰、活力平臺合并、直接性的空中干擾、突防、消耗、攻擊等方面的戰術。

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

(三)加強無人機蜂群指控方面的研究。在實際的軍事作戰中,無人機蜂群必須要根據指揮中心發布的指令及內部單元信息實現自適應控制,進而攻擊目標。對此,在未來研究中,需要提高其在指控、任務控制與自適應控制等方面的能力。現階段,無人機蜂群任務控制能力的提升方法之一就是在其內部的各節點中建立網絡拓撲通信網絡,但是由于作戰時無人機必須要保證迅速移動,彼此之間的位置不定,因此其內部的通信網絡變化不穩定,彼此通信也就不穩定,中斷現象頻繁發生[6]。因此,未來在研究無人機蜂群的時候需要對彼此通信網絡結構、算法、穩定性等方面進行研究。而在自適應控制能力上的研究可以從行為法、人工勢場法以及領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戰場環境。

結束語

在未來作戰方面,無人機作為一種新型的作戰武器起到關鍵性的作用,無人機蜂群正以一種嶄新的面貌出現,為了更加符合未來作戰的需求,無人機應當更加的信息化,智能化.為了更完善我軍的作戰方案應該更需要不斷地探索發掘作戰優勢,使作戰理念和作戰裝備體系相適應。爭取可以取得更大的突破,成為未來作戰的主導力量,無人機蜂群技術也將成為我國軍事未來發展的重要方向,所以在現階段無人機蜂群成為作戰發展的重要態勢。