无人机试验测试发展研究
2023-08-26屈文卿张雷王健任斯卓
屈文卿 张雷 王健 任斯卓
近几年无人机技术快速发展,无人机产品加速更新换代,并在军事领域和民用领域崭露锋芒,扮演日益重要的角色。无人机产品研发、应用以及技术发展都需要大量的试验测试来验证。以美国为首的无人机装备强国从21世纪初便着手无人机试验测试体系研究和专业无人机试验测试条件建设,并形成了完善的标准体系和试验测试体系。相比西方强国,中国在无人机试验能力建设方面起步晚,尚未形成体系化试验测试体系。
国外试验测试发展现状。
国外在无人机试验测试领域的探索与建设已于2014年率先开展,美国联邦航空管理局(FAA)于2014~2018年在美国境内相继建立了7个无人机系统试验测试中心,覆盖了山地、森林、高原、湖泊等各种地形地貌,支持政府、高校、企业等开展各类无人机系统试验测试活动,为美国无人机产业的快速发展提供了有力的支撑。在美国之后,欧洲各国也纷纷建立了各类无人机试验测试工程中心。相比之下,以美国、以色列为首的西方发达国家对专业无人机试验测试能力建设的研究起步早,形成了标准健全、体系完整的无人机试验测试体系。并且每年在试验测试领域的投入巨大,以美国为例,2023年的RDT&E预算超过1300亿美元。
中国试验测试发展现状。
中国能够开展无人机试验测试的场地和条件相对缺乏,无人机试验测试标准的研究起步较晚,标准与规范也不够完善、不成系统。目前,中国无人机系统主要依托华阴、阿拉善、马兰等传统试验基地进行试验测试,民用无人机试验测试基地尚处基础建设期,大部分试验场能力单一,无法满足无人机系统全面试验测试需求。在军民融合、军队深化改革的大背景下,无人机产业对试验测试条件的需求和传统试验测试条件逐步收紧之间冲突愈发严重。面对未来无人机高速、大机动、智能化协同作战等发展趋势,国内现有试验测试条件与能力不具备开展智能自主决策、协同态势感知、空中自组网、任务智能分派等关键核心技术验证的条件。
无人机试验测试能力建设思路。
一是政府主导,做好规划和试验测试资源统筹。国家应从从总体发展战略出发,基于各地、各产业主体的优势,做好顶层规划,指导行业基于不同应用场景构建差异化、互补支撑的试验测试能力,避免重复建设导致的资源浪费和行业“内卷”导致的无序竞争,快速建成符合国情、良性发展的无人机试验测试生态。二是亦军亦民,推动试验测试资源共建共享。服务于国家构建融合深度发展格局、形成一体化的战略体系和能力的发展战略,无人机试验测试能力建设应基于行业发展,鼓励军、民两线联合论证,发挥社会各方优势资源和能力,推动无人机试验测试资源统筹和能力共建共享。三是军事应用应构建紧贴实战的试验测试体系。面对复杂的国际形势和地区形势,坚持“以战为需,以建促战”。《军队装备试验鉴定规定》提出按照面向部队、面向实战的原则,着眼装备实战化考核要求,无人机试验测试能力建设应充分聚焦实际应用,面向未来网络信息体系条件下联合作战、全域作战和无人系统攻防需要,创造高度逼真的作战场景要素,尽可能贴近实战与应用环境。
创新无人机试验测试与评估技术。
未来战争中无人机集群的大规模使用以及多类型无人机协同将颠覆现有传统的作战模式和作战理念。当前无人机小型化、智能化、集群化、协同化的发展趋势为无人机试验测试技术的发展与创新也指出了明确的方向。其中先进微型传感器技术、网络化融合测试测量技术、自主能力评估技术、虚实结合与数字孪生技术是无人机试验测试技术发展的核心。
构建无人机综合试验测试体系。
中国无人机综合试验测试体系建设应基于“贴近实战,互联互通”的原则,以满足现役及未来新质无人机装备平台性能和实战化、体系化试验测试需求为牵引,研发构建标准化、开放式的体系架构,突破虚实结合试验、异构系统互联互通等瓶颈,构建无人机综合试验测试体系。
① 跨域多维协同试验测试体系。
跨域多维协同试验测试体系试验对象从无人机拓展到卫星、无人车、无人船、无人潜艇和智能机器人,是标准化的、开放式的网络化结构体系,用于构建实现大规模、分布式、实时性的综合无人系统试验测试环境,打破“烟囱效应”,实现科研院所、高校、军工单位的试验测试资源的互联互通互操作。
② 虚实结合试验测试体系。
新形势下武器装备性能考核试验对近似实战环境提出了突出需求。同时,伴随着装备及装备体系复杂度的不断提升,传统真实物理环境中的试验已无法满足对其性能、体系指标的考核。随着虚拟仿真技术的不断发展,通过虚拟仿真试验与真实物理试验的分布式异构试验资源整合与管理,构建以LVC互联支撑平台和中间件为核心的虚实结合的试验测试体系成为解决上述问题的关键。
③ 有人/无人协同试验测试体系。
有人机、无人机在实际应用中各有特点,有人/无人协同作战能够实现有人和无人平台之间的优势互补,分工协作,充分发挥各自平台能力,形成“1+1>2”的效果。目前有人机与无人机的协同总体以有人機为主、无人机为辅,或者以有人机控制无人机配合执行任务。随着无人智能化水平的不断发展,有人机与无人机协同作战样式、协同形态和相关技术也在不断演进。新的战争形态下,有人/无人协同成为未来战争的重要发展方向。
在国家创新驱动战略引导下,中国无人机技术实现了跨越式发展,并实现了对西方发达国家的追赶。于此同时,基于中国国情和无人机装备智能化发展需要,应加快我国无人机试验测试体系规划、布局和建设,以期快速补齐体系测试能力短板,在有效支撑无人化装备体系建设的同时,加快缩短与世界先进国家的差距。
书评人简介:
屈文卿,男,硕士,高级经济师,从事无人机试验测试能力规划和无人机试验测试体系研究。
张 雷,男,硕士,工程师,从事无人机试验测试技术研究。
王 健,男,硕士,工程师,从事无人机试验测试能力建设与规划研究。
任斯卓,男,硕士,经济师,从事无人机试验测试产业发展研究。