旋翼無人機(jī)打通后裝保障“最后一公里”精準(zhǔn)直達(dá)

宋振國(guó)，王璠，劉丹

國(guó)防大學(xué)

隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)在后裝保障中已顯示出非常高的應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)當(dāng)前“最后一公里”保障難以完全適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)快速、高效、精準(zhǔn)補(bǔ)給的要求，旋翼無人機(jī)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在后裝保障鏈路末端應(yīng)用，展現(xiàn)出極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?duì)后裝保障“最后一公里”精準(zhǔn)直達(dá)具有重要意義。

自上世紀(jì)80年代以來，無人機(jī)的軍事應(yīng)用價(jià)值逐漸被世界各國(guó)軍隊(duì)深刻認(rèn)識(shí)，現(xiàn)正由作戰(zhàn)領(lǐng)域向后裝保障領(lǐng)域拓展。2011年11月，美軍K-MAX貨運(yùn)無人直升機(jī)首次在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。2013年，美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)運(yùn)用亞馬遜無人機(jī)為前線運(yùn)送彈藥和水等物資。2018年5月，美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在實(shí)戰(zhàn)演習(xí)中，運(yùn)用已裝備的小型無人機(jī)對(duì)受困部隊(duì)進(jìn)行補(bǔ)給。實(shí)踐表明，旋翼無人機(jī)以其機(jī)動(dòng)性高、操控簡(jiǎn)單、成本低、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)，在戰(zhàn)術(shù)后裝保障中已顯示出非常高的應(yīng)用價(jià)值，并體現(xiàn)出極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?，在改變后裝保障鏈路末端現(xiàn)狀，助推后裝“最后一公里”精準(zhǔn)直達(dá)保障等方面具有重要意義。

后裝保障鏈路末端現(xiàn)狀及問題

戰(zhàn)術(shù)后裝保障處于保障鏈路末端，要求快速、高效、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)直達(dá)“散兵坑”和戰(zhàn)場(chǎng)“零傷亡”。傳統(tǒng)保障方式以陸路運(yùn)輸補(bǔ)給為主，保障速度慢，且受戰(zhàn)場(chǎng)交通環(huán)境嚴(yán)重影響，“最后一公里”保障難以完全適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)快速、高效、精準(zhǔn)補(bǔ)給的要求。

保障鏈路末端遠(yuǎn)離供方，易引發(fā)“長(zhǎng)鞭效應(yīng)”

“長(zhǎng)鞭效應(yīng)”意指保障信息從需求端向供應(yīng)端傳遞時(shí)，由于流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多，導(dǎo)致需求信息隨供應(yīng)鏈逆流而上時(shí)，錯(cuò)誤信息逐漸放大，需求信息真實(shí)性出現(xiàn)曲解波動(dòng)的現(xiàn)象。同時(shí)，后裝保障鏈路末端距離關(guān)鍵供方節(jié)點(diǎn)距離遠(yuǎn)，保障物資層層流轉(zhuǎn)，保障時(shí)效性低，后裝保障“最后一公里”難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)直達(dá)要求。

圖1 美軍K-MAX 貨運(yùn)無人直升機(jī)首次在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。

圖2 亞馬遜無人機(jī)為前線快速運(yùn)送水等物資。

保障鏈路末端點(diǎn)多線長(zhǎng)面廣，保障效益比低下

后裝保障鏈路末端，部署往往相對(duì)分散，保障態(tài)勢(shì)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，要求具備快速、高效、精準(zhǔn)的伴隨保障能力。在此背景下，保障鏈路末端，大型裝備難以施展、人力配給費(fèi)時(shí)費(fèi)力，物資配送依舊面臨需求方地理位置遠(yuǎn)、地理布局散、需求物資數(shù)量少等情況。如何在正確的時(shí)間、按照正確的數(shù)量、正確的質(zhì)量和正確的狀態(tài)送到正確的地點(diǎn)，并使總成本最小，也是當(dāng)前戰(zhàn)術(shù)后裝保障亟待解決的問題。

保障鏈路末端戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，后裝保障面臨嚴(yán)重威脅

戰(zhàn)術(shù)后裝保障，地處戰(zhàn)場(chǎng)前沿，距敵較近，戰(zhàn)場(chǎng)生存力差，面臨較大威脅。例如，敵人會(huì)利用復(fù)雜地形隱蔽，對(duì)后裝保障力量實(shí)施打擊破壞，后裝保障人員既要完成后裝保障任務(wù)，還要應(yīng)對(duì)多元戰(zhàn)場(chǎng)威脅。

旋翼無人機(jī)后裝保障鏈路末端應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

近年來，無人機(jī)技術(shù)得到快速發(fā)展，特別是2010年后，小型旋翼無人機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，大、中型旋翼無人機(jī)技術(shù)也取得巨大突破，其軍事應(yīng)用價(jià)值在不斷凸顯。

機(jī)動(dòng)靈活，利于突防

旋翼無人機(jī)體積小、重量輕、在野戰(zhàn)條件下起降靈活，可以實(shí)現(xiàn)超低空和貼地飛行。同時(shí)，多旋翼無人機(jī)飛行穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)自主飛行控制，多架無人機(jī)能以集群形式遂行后裝保障任務(wù)。特別是集群無人機(jī)體積小，被擊中概率??；單機(jī)載重小，擊中后損失小；數(shù)量龐大，被敵人摧毀的數(shù)量有限。因此旋翼無人機(jī)在戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用中可以集中使用，提高單機(jī)的突防成功率。

精準(zhǔn)直達(dá)，快速高效

與固定翼運(yùn)輸機(jī)、直升機(jī)等航空運(yùn)輸裝備相比，旋翼無人機(jī)任務(wù)載荷重量較輕，但在戰(zhàn)術(shù)層面后裝保障的應(yīng)用卻更加具有優(yōu)勢(shì)。戰(zhàn)術(shù)后裝保障主要是將各種物資分發(fā)至各作戰(zhàn)單元，當(dāng)部隊(duì)相對(duì)集中時(shí)，以營(yíng)為單位接收物資，當(dāng)部隊(duì)展開時(shí)，一般以連為單位執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。按照每連100人、每人每日1kg的食品消耗，營(yíng)級(jí)每日給養(yǎng)的食品約為300kg，運(yùn)載這些重量的物資一般需要6～8架旋翼無人機(jī)。雖然傳統(tǒng)直升機(jī)載重量大，可以搭載多個(gè)單位補(bǔ)給物資，但往往是降落至多個(gè)單位中間位置，再由人工將各單位物資搬運(yùn)回相應(yīng)陣地，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配送。同時(shí)，前沿地區(qū)航空器面臨防空武器與地面火力的雙重威脅，運(yùn)輸機(jī)和直升機(jī)難以抵達(dá)前沿，人工接力降低了后勤補(bǔ)給的速度與效率。而旋翼無人機(jī)可以進(jìn)入相對(duì)危險(xiǎn)的區(qū)域，在接近目標(biāo)區(qū)域時(shí)，無人機(jī)集群編隊(duì)散開，各無人機(jī)將物資直接送至連隊(duì)前沿陣地，實(shí)現(xiàn)快速高效投送。

圖3 戰(zhàn)術(shù)層面的后裝保障應(yīng)用，旋翼無人機(jī)更具有優(yōu)勢(shì)。

圖4 旋翼無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“零傷亡”物資投遞。

低電磁反射，隱蔽性高

執(zhí)行任務(wù)數(shù)量多，單機(jī)總價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于直升機(jī)，即便出現(xiàn)一定戰(zhàn)損，造成的損失率也相對(duì)較低，仍可以保證運(yùn)輸任務(wù)的完成。

不懼戰(zhàn)場(chǎng)危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)“零傷亡

普通直升機(jī)和固定翼運(yùn)輸機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，一旦被擊中或者操作出現(xiàn)故障，極有可能導(dǎo)致機(jī)組人員傷亡，或者被俘。旋翼無人機(jī)通過地面操控或者自主控制執(zhí)行任務(wù)，出現(xiàn)意外情況時(shí)不會(huì)造成人員傷亡。在各國(guó)重視“零傷亡”的情況下，旋翼無人機(jī)是有人駕駛運(yùn)輸機(jī)的良好替代與補(bǔ)充。不僅如此，旋翼無人機(jī)能有效克服有人機(jī)機(jī)組人員體力影響，保證持續(xù)高效遂行保障任務(wù)。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利于維修

旋翼無人機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要部件為飛行控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、任務(wù)載荷吊裝平臺(tái)?？梢院芊奖悴捎媚K化設(shè)計(jì)，大幅度降低維修的復(fù)雜性。在使用過程中一旦出現(xiàn)損壞，可以直接更換模塊進(jìn)行快速維修，大幅降低戰(zhàn)場(chǎng)維修時(shí)間，提高戰(zhàn)場(chǎng)維修效率，使無人機(jī)快速恢復(fù)作戰(zhàn)能力。

強(qiáng)化旋翼無人機(jī)后裝保障鏈路末端應(yīng)用

鑒于以上優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)在保障鏈路末端能發(fā)揮高價(jià)值應(yīng)用，同時(shí)也可以突破傳統(tǒng)保障模式，形成基于無人機(jī)的后裝保障新模式。

應(yīng)用價(jià)值

一是利于實(shí)現(xiàn)后裝保障快速精準(zhǔn)直達(dá)。相對(duì)陸路運(yùn)輸，空中運(yùn)輸可以大幅降低補(bǔ)給時(shí)間，旋翼無人機(jī)雖然任務(wù)載荷重量較輕，但其運(yùn)力足以實(shí)現(xiàn)輕武器、彈藥、食品、個(gè)別零部件的運(yùn)輸，且多架次運(yùn)輸基本能滿足連排戰(zhàn)術(shù)分隊(duì)的物資補(bǔ)給。此外，旋翼無人機(jī)的成本優(yōu)勢(shì)與安全優(yōu)勢(shì)，使其可以在更加危險(xiǎn)的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，將貨物運(yùn)輸至距離作戰(zhàn)前線較近的地域，快速卸載與分發(fā)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速補(bǔ)給。

圖5 旋翼無人機(jī)是對(duì)現(xiàn)有陸、海、空運(yùn)輸方式的有益補(bǔ)充。

圖6 美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)開展小型旋翼無人機(jī)戰(zhàn)術(shù)補(bǔ)給試驗(yàn)。

二是利于形成多維全向立體化后裝保障態(tài)勢(shì)。適應(yīng)未來戰(zhàn)爭(zhēng)多維立體化發(fā)展要求，后裝保障也應(yīng)該注重立體多維化發(fā)展。陸路運(yùn)輸量大，但容易受交通狀況影響,水運(yùn)受水面環(huán)境影響較大。空運(yùn)主要依靠固定翼運(yùn)輸機(jī)與貨運(yùn)直升機(jī)，載荷重，速度快，但目標(biāo)較大，容易暴露，極易受到防空武器與地面火力打擊。而旋翼無人機(jī)能有效克服車輛對(duì)交通道路的依賴，且任務(wù)載荷重量輕，既可以集中也可以分散使用，在接近目的地時(shí)分散投送，直接將物資分發(fā)至連排等基層單位，實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)送分發(fā)，以最小的代價(jià)、最小的損失、最快的方式投送至前線陣地。因此，在更多條件下旋翼無人機(jī)是對(duì)現(xiàn)有陸、海、空運(yùn)輸方式的有益補(bǔ)充。

三是利于推動(dòng)后裝保障平穩(wěn)接力。在將物資精準(zhǔn)投送至前線戰(zhàn)術(shù)分隊(duì)等任務(wù)場(chǎng)景，旋翼無人機(jī)具有天然優(yōu)勢(shì)，尤其是在不利于車輛機(jī)動(dòng)與大型空運(yùn)裝備展開的地域，如高寒山地、叢林、邊防海島等復(fù)雜地形地區(qū)，旋翼無人機(jī)能夠在降低人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，助力戰(zhàn)役支援與戰(zhàn)術(shù)分發(fā)平穩(wěn)接力，實(shí)現(xiàn)后裝保障的精準(zhǔn)投送補(bǔ)給。

應(yīng)用模式

發(fā)揮無人機(jī)高機(jī)動(dòng)性、隱蔽性強(qiáng)、效費(fèi)比高、集群效應(yīng)好等優(yōu)勢(shì)，根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)和作戰(zhàn)保障需求，靈活采用不同保障模式。

（1）階梯式保障

結(jié)合后裝保障布勢(shì)，根據(jù)保障對(duì)象、保障區(qū)域、保障環(huán)境、保障距離等情況，靈活配備運(yùn)用高、中、低空和遠(yuǎn)、中、近程無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)全縱深、全方位覆蓋保障。

（2）網(wǎng)絡(luò)式保障

建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式保障鏈路，在關(guān)鍵位置設(shè)置保障節(jié)點(diǎn)，無人機(jī)在保障節(jié)點(diǎn)和保障末端之間穿梭保障，強(qiáng)化無人機(jī)后裝保障鏈路的末端微循環(huán)。

（3）應(yīng)答式保障

在保障鏈路末端綜合運(yùn)用無人機(jī)定位、識(shí)別與信息交互感知技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握無人機(jī)終端保障物資的內(nèi)容、位置、狀態(tài)。無人機(jī)終端能夠迅即響應(yīng)保障鏈路末端提出的保障需求并實(shí)施精準(zhǔn)定點(diǎn)應(yīng)答保障。采取這種保障模式，在一定方式上能夠緩解保障供需信息扭曲波動(dòng)放大所造成的“長(zhǎng)鞭效應(yīng)”。

（4）集群式保障

依托集物資儲(chǔ)供、無人機(jī)發(fā)射與回收等功能于一體的智能化固定式或移動(dòng)式“蜂巢”，如物資補(bǔ)給艦船、大型貨運(yùn)飛機(jī)、運(yùn)輸?shù)孛孳囕v、野戰(zhàn)倉庫等，實(shí)現(xiàn)“有人+無人”協(xié)同，陸空、海空和空空協(xié)同的集群式保障方式，具體可采取“多對(duì)一”、“多對(duì)多”等模式，即由多架無人機(jī)集中保障同一對(duì)象，或分散保障多個(gè)對(duì)象。例如，今年3月美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)成功利用任務(wù)載荷重量為2.25kg的小型無人機(jī)，組成32架集群開展戰(zhàn)術(shù)前沿直達(dá)補(bǔ)給試驗(yàn)驗(yàn)證。在作戰(zhàn)應(yīng)用層面，這種保障模式，能夠有效克服單機(jī)出現(xiàn)故障或戰(zhàn)損而無法繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，以及任務(wù)執(zhí)行成功率低等問題。考慮到無人機(jī)成本低，采用適當(dāng)?shù)臒o人機(jī)集群編隊(duì)飛行，在提高任務(wù)成功率的同時(shí)也能獲取更高的收益。

應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

認(rèn)真分析研判中外軍隊(duì)無人機(jī)后裝保障應(yīng)用實(shí)踐，無人機(jī)平臺(tái)技術(shù)、安全性、可靠性、戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性等關(guān)鍵性因素仍在制約戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用的發(fā)展，必須強(qiáng)化科技創(chuàng)新，加快突破無人機(jī)后裝保障應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。

（1）抗干擾、防阻斷技術(shù)

通過采用特殊外形設(shè)計(jì)，利用吸波材料、隱身、電子對(duì)抗、削減紅外信號(hào)特征等技術(shù)，不斷提升無人機(jī)戰(zhàn)場(chǎng)生存力；

（2）智能控制技術(shù)

重點(diǎn)突破目標(biāo)識(shí)別、復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和惡劣氣象條件下的態(tài)勢(shì)感知等智能化技術(shù)；基于北斗的導(dǎo)航定位、慣性導(dǎo)航等高精度自主導(dǎo)航、任務(wù)規(guī)劃與控制技術(shù)；實(shí)現(xiàn)有人機(jī)／無人機(jī)和無人機(jī)／無人機(jī)高效協(xié)同飛行的人機(jī)智能融合與自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)，以及平臺(tái)分布式自主協(xié)同技術(shù)。

（3）數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)

重點(diǎn)解決無人機(jī)后裝保障指揮控制融入作戰(zhàn)指揮鏈支撐技術(shù)，強(qiáng)化信息阻斷、通信干擾等反無人機(jī)技術(shù)突破，確保指揮控制信息順暢。

（4）通用平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

重點(diǎn)解決無人機(jī)集成技術(shù)難題，采用模塊化設(shè)計(jì)和開放式架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用和即插即用；重點(diǎn)突破無人機(jī)動(dòng)力技術(shù)，解決現(xiàn)有無人機(jī)航程短、任務(wù)載荷重量輕、升限小等問題。