无人机蜂群作战发展重点动态

金 涛

中国久远高新技术装备有限公司 北京 100000

随着现代战争模式的改变,预警探测和防空导弹系统技术的创新,在未来作战领域中,无人机蜂群作战也将是主要的作战力量,但是传统性的无人机在高强度,复杂的空军作战环境中其作战能力受到了强大冲击,各军事强国为加强航空领域的作战装备能力强化本国的无人机发展,中国作为21世纪快速发展的军事强国更是需要对无人机相关的战略要求,技术手段,战法特征上进行探究。

一、无人机作战理念及其优势

(一)无人机作战理念。无人机作为当代社会新型的作战工具,在未来作战中发挥着关键性作用,成为未来各国作战武器中的利器,拥有着先进的无人机蜂群作战技术,就意味着在军事地位上占有主导型地位,无人机蜂群由一群小尺寸、低智能、低成本的小无人机联合组成,充分发挥了无人作战优势,系统族群联合作战优势,并且可以快速锁定目标区域进行投递任务[1]。

(二)无人机作战优势。(1)消耗方面。无人机蜂群系统是由一群小型的无人机组成,其研发成本要明显低于大型军事作战武器系统,同时在实际作战时,受到无人机蜂群系统本身群体、个体零散的作战优势,无人机本身能够保证高压作战优势,敌方需要更多的精力消耗无人机,使得敌方作战成本增加,对我方起到了消耗方面的优势。

(2)作战生存方面。无人机蜂群中彼此能够独立完成负责的军事任务,作战的时候,即使其中一个失去作战能力,对整个系统并不会产生影响,其他个体能够根据战场及系统形态改变作战行为,其在作战生存率上是比较高的[2]。

(3)军事侦查方面。信息化战争中,通过无人机蜂群对作战情况进行侦查,首先利用地基和天基等外部探测技术定位目标区域,之后使用无人机蜂群大面积的探测目标区域,信息在蜂群中各国无人机之中共享交融,进而进行目标的交叉验证,最终得到精准、实时的跟踪探测。

二、美国在无人机蜂群方面的研究成果

(一)小精灵项目。小精灵项目属于美国航空分布式作战概念项目,其主要目的是为了研究空中发射、回收、重复使用无人机系统,该项目与2015年正式启动,在2019年底计划实现回收多架从C-130 运输机发射出去的无人机,该项目完成后,美国空军将会在F22、F25上对小精灵无人机进行发射和控制工作,如图1,小精灵无人机在对敌防控水平、扩大作战范围、远程侦查等方面有着突出优势。

图1 小精灵无人机

(二)灰山鹑项目。灰山鹑项目于2014 年进入实验阶段,该项目是为了能够在战机上发射小型无人机,同时确保这些无人机能够实现集群作战,2015年,美国经过多次实验证实了灰山鹑无人机群在控制能够实现通信共享、自主集群等功能,2017 年美国从三家战斗机上发射超过100架的灰山鹑无人机,其中超过90%的无人机能够做出蜂群集群作战模式,同时能够按照发布的任务进行自主的导航、集散、协作等工作[3]。当前,灰山鹑无人机已经进入第七代,并正在做集成任务荷载方面的实验。

(三)低成本无人机集群项目

该项目于2014年发布,其主要是为了使发射的小型无人机具备荷载功能,利用自适应组网和自主协同技术使无人机蜂群能够在指定区域内完成相互掩护、目标攻击等任务。如图2所示,该项目在2016年已经得到验证,30架郊狼无人机组成的蜂群能够进行编队、变换队形和协同作战等工作,当前该项目正在研究无人机蜂群在指定区域内的发射飞行工作。

图2 郊狼无人机

(四)体系综合项目。2014年美国公布进行无人机的体系综合技术研究项目,该项目为了利用创新体系发展无人机的空中作战优势,整个体系涉及作战飞机、传感器、武器以及任务系统这几方面,将作战功能大量分布在可互操作的平台中,2018年,美国臭鼬工厂对该项目进行了试验,得到利用缝合技术能够将上述体系中涉及部分中的数据实现传输[4]。

三、无人机蜂群作战发展动态

(一)扩大无人机蜂群战术方面的研究。技术的发展决定战术的变化。在研究先进武器装备的同时也要加强战术方面的研究,先进的技术与战术的变革之间联系密切。自从第一次世界大战开始,装备技术的进步使得空袭战术产生了巨大变化,无人机蜂群本身所具有的协同作战、群体攻防、分布式技术等能力再次变革了空袭战术。一方面,防空反导技术及装备的进步使得传统空中作战技术已经不适用,无人机蜂群的小型化、群体性的饱和、分布式作战优势在此中环境中的优势逐渐凸显;另一方面,低成本、持续性的消耗作战武器取代原有的高成本空袭作战武器[5]。此外,传统的网络、电子等空中突防战术已经转变为空中智能诱饵、协同作战、活力平台合并、直接性的空中干扰、突防、消耗、攻击等方面的战术。

(二)完善无人机蜂群运行方面的研究。无人机蜂群普遍使用的是在机动性、续航能力以及速度等方面都不佳的小型无人机,这些无人机在荷载后性能会大大降低,会使其生存率大大降低。对此,在研究无人机蜂群运行的时候需要对其最佳的运行轨迹做出设计,但是由于战场形势变化多端,无人机蜂群运行的优化研究工作也难以完善。因此,在未来无人机蜂群研究中,其运行轨迹算法与环境反映能力、实时性等方面的研究是重点项目。

(三)加强无人机蜂群指控方面的研究。在实际的军事作战中,无人机蜂群必须要根据指挥中心发布的指令及内部单元信息实现自适应控制,进而攻击目标。对此,在未来研究中,需要提高其在指控、任务控制与自适应控制等方面的能力。现阶段,无人机蜂群任务控制能力的提升方法之一就是在其内部的各节点中建立网络拓扑通信网络,但是由于作战时无人机必须要保证迅速移动,彼此之间的位置不定,因此其内部的通信网络变化不稳定,彼此通信也就不稳定,中断现象频繁发生[6]。因此,未来在研究无人机蜂群的时候需要对彼此通信网络结构、算法、稳定性等方面进行研究。而在自适应控制能力上的研究可以从行为法、人工势场法以及领航法等算法方面对蜂群编队阻碍集散上展开研究,同时还需要考虑实战战场环境。

结束语

在未来作战方面,无人机作为一种新型的作战武器起到关键性的作用,无人机蜂群正以一种崭新的面貌出现,为了更加符合未来作战的需求,无人机应当更加的信息化,智能化.为了更完善我军的作战方案应该更需要不断地探索发掘作战优势,使作战理念和作战装备体系相适应。争取可以取得更大的突破,成为未来作战的主导力量,无人机蜂群技术也将成为我国军事未来发展的重要方向,所以在现阶段无人机蜂群成为作战发展的重要态势。