无人机在蜂群做战中的利用与特征

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丸子
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无人机在蜂群做战中的应用与特点

现代空袭做战款式正在发作深入变化,无人化、智能化印记愈创造显,无人机蜂群做战自概念提出以来就遭到世界列国高度存眷,已经成为当前军事研究热点。文章逃溯了无人机蜂群概念的起源与开展,重点对无人机蜂群做战的流程、素质特征及带来的威胁停止阐发和论述,以期为反无人机蜂群做战供给理论参考。

无人机蜂群做战概念的起源与开展

无人机蜂群做战概念是手艺与战术思惟合成的产品。在手艺方面,对“集群”的研究起始于Pierre Paul Grasse在1959年对虫豸集群的行为研究,研究发现那些行为简单、才能有限的虫豸个别,通过内部门工、交换协同的集群活动,表示出明显的群体智能行为,可以完成远远超出个别才能的复杂使命。通过对群聚生物的群体行为的模仿,逐步构成了集群智能办法,以实现多平台散布式自组织掌握,后来那一手艺被运用于无人机平台,鞭策了无人机集群手艺的开展。在战术方面,那种依靠数量规模和协同共同填补个别缺陷并构成部分浩荡优势的战术思惟在人类战争史上也其实不稀有,如13世纪蒙古的马队、二战中德国“闪击战”利用的坦克集群及潜艇的“狼群”战术等都蕴含了那一思惟。新世纪以来,美军把那种集群战术思惟提炼为“蜂群战术”,并很快运用于伊拉克战争理论,后来妥帖至海、空做战平台。那些手艺和战术思惟的开展与合成为无人机蜂群做战概念的产生供给了手艺和思惟源泉。

早在2000年,美国防部高级研究方案局就启动了无人机集群的研究方案,多年来美军多个科研机构继续开展无人机集群相关项目标尝试,论证了无人机群式做战的浩荡潜力,无人机集群试验也逐步从施行谍报、侦查、监视使命向施行冲击使命拓展。2014年10月15日,美智库新美国平安中心发布了《战场机器人Ⅱ:正在成军的机器人集群》陈述,初次系统提出无人系统蜂群战术,并阐述了无人系统蜂群做战在数量、协同与谍报、速度等方面的优势。美空军发布的《2016-2036年小型无人机系统飞翔规划》明白:“无人机蜂群是在掌握人员(空中或空中)的批示或监视下,通过自主组网遂行统一做战使命的一群小型无人机。构成蜂群的无人机能够是同构,也能够是异构;组群体例能够是主从型,也能够是中心型”,并明白了“蜂群”与“忠实僚机”和“编组”概念的区别,强调“蜂群”是大量小型无人机之间的机-机协同,并对小型无人机系统用于压制/摧毁敌防空、冲击协调与侦查、超视距运用等做战使命停止了阐明和想定描画。那表白美军对蜂群做战概念的认知已趋于成熟,对蜂群遂行多样化做战使命也有所规划和设想,并逐步闪现出与其他做战概念相合成的趋向。此外,美国防部发布的八版无人系统道路图,均提及无人系统的自主性问题,并将全自主集群做为无人机自主性10个品级中的更高品级,能够看出其集群做战的最末目标是实现全自主的智能蜂群做战形式。

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无人机蜂群做战的流程

无人机蜂群系统根据功用划分由蜂群无人机平台、导航系统、远测远控系统和使命载荷等部门构成,次要通过掌握站和自主掌握实现航线规划和飞翔掌握。固然无人机蜂群功用各别、品种繁多,但连系无人机蜂群做战特征,能够将其做战流程大致划分为投放预备、发射集结、编队飞翔、遂行使命四个阶段。

投放预备阶段 该阶段蜂群载机或发射平台搭载无人机组群,在其他做战平台的保护下或操纵本身性能优势进进待发射区域,待发射区域的抉择往往与无人机个别性能密切相关,如美“小精灵”项目利用的是X-61A无人机,做战半径可达556~926km,载机为C-130、B-1B等大型平台,因而待投区的抉择凡是会相对较远;而“灰山鹑”“郊狼”及其他小型类蜂群无人机,往往航程短、速度慢,需要发射平台抵近使命区域,以至是突防至防区纵深停止投放,发射区的位置间隔使命目标相对较近。此外,投放前蜂群载时机对高度、速度停止恰当调整,以确保蜂群无人机的顺利放飞。

无人机在蜂群做战中的应用与特点

美“小精灵”项目利用的是X-61A无人机,做战半径可达556~926km,载机为C-130、B-1B等大型平台,因而待投区的抉择凡是会相对较远

发射集结阶段 该阶段蜂群搭载平台在进进发射区域后陆续发射蜂群无人机,无人机在空中预定区域集结编队,构成蜂群。目前来看,因为发射的无人机数量较大,凡是会摘用多平台/多批次发射的体例,并会根据做战使命或载荷停止分类,将先后放飞的无人机在空中完成集结、组网、编队。因而,此阶段需要消耗必然时间停止形态调整,如查抄无人机的飞翔形态、调试用于与前方掌握站通联的卫星或数据链通信及用于群内通信的自组织收集等。

编队飞翔阶段 该阶段蜂群无人机根据前方掌握站航线规划或预设航路、高度向使命区域编队飞翔,并根据敌情威胁和障碍等实时情状施行躲避灵活,在此期间蜂群将完成内部的协同和使命规划,以大编队进袭或是多群小编队的形式向做战目标灵活,进进遂行使命阵位。

遂行使命阶段 因为蜂群的构造和使命各不不异,既能够是遂行单一使命的大集群,也能够是由遂行差别使命的小集群的组合,在进进使命区后,无人机将根据做战使命或组织分工,遂行响应做战动作,照实施抵近侦查、防空压制、目标引导和毁伤效果评估等。

无人机在蜂群做战中的应用与特点

无人机蜂群做战阶段划分

无人机蜂群做战的素质特征

无人机蜂群做战概念是在美国国防预算受限的大布景下提出的,旨在降低高性能兵器平台的研发成本,其本色是将高价值、高性能的空中做战系统合成成数量浩荡的小型、低成本无人机做战系统,通过信息收集手艺和人工智能手艺,使那些无人机做战平台具备自主决策和群体智能行为才能,以整体做战才能往遂行各类使命的做战体例。

以量取胜的“饱和式”做战 无人机蜂群的“量”是其逃求做战效果“量”的打破的根底。数量规模大是无人机蜂群做战最显著的特征,也恰是因为其浩荡的数量基数,人们才对蜂群做战概念有了更深入的印象。相较于有人机的飞翔编队,无人机蜂群在数量级上有量的飞跃,在较短时间内,能够实现多标的目的、多批次、高密度的饱和冲击,通过数量规模的叠加效应,构成部分压服性优势,从而到达进步突防概率和摧毁目标的目标。

形散神聚的“散布式”做战 无人机蜂群做战是典型的散布式做战,反映的是“形散神聚”的做战理念。同散布式做战思惟一样,蜂群强调做战编组的“往中心化”,那使得蜂群个别之间彼此独立且没有做战中心,即便部门个别被骚乱或摧毁,也不会影响其他个别的一般运转。浩荡的蜂群个别间,有分工又有协做,以做战目标为中心展开做战动作,实现做战效能的高效聚合。

成本低廉的“消耗式”做战 低成本、低损耗和可收受接管性是无人机蜂群做战概念得以呈现并高速开展的重要因素,相较于动辄数亿的有人机,无人机蜂群将成本停止了分离和切割,确保了蜂群个别成本的低廉。同时,较于巡航导弹、空地弹等不成收受接管的切确冲击弹药,无人机蜂群能够收受接管频频操纵,表示出较高的经济性;而较于价值高贵的传统防空兵器,蜂群的不合错误称成本优势愈加凸显,以至能够用于吸引防空火力和消耗防空弹药。

集群协同的“收集化”做战 蜂群的做战才能被分离在数量浩荡的个别无人机上,组织、批示和管控那些分离的做战单位协同做战,需要有同一的态势感知、批示决策和使命规划,以通信收集、数据链、做战云为代表的信息手艺为蜂群做战的实现供给了手艺支持。在做战过程中,信息收集是蜂群的中枢神经,是“平台分离,效能聚合”得以实现的根底。无人机蜂群数量浩荡,在必然空间内构成了活动性、分离性很强的做战收集,同时,还涉及到海量平台间的感知、协同、编组等一系列问题,因而,蜂群必需以信息收集为支持,将广域散布的大量无人机系统构建在一个做战收集内,以实现做战平台间的信息交互和功用耦合,其素质仍是以收集为中心的信息做战。

人机交互的“智能化”做战 根据蜂群做战概念的想象,将来的无人机蜂群将在AI和大数据的加持下,拥有高度自主掌握、决策和机器进修才能,具备完成战场态势的自主阐发、做战使命的自主规划、主动化的批示掌握及集群智能的才能。但就无人机蜂群核心手艺现状和开展趋向来看,将来较长一个期间蜂群做战仍属于“前台无人后台有人”的人在回路中或上的做战形式。面临复杂的战场情况和做战使命,机器不免会发作一些错误,为制止无人机蜂群呈现失控风险,及时的报酬调控仍然不成或缺,那使得蜂群做战往往具备很强的人机交互性。智能化的做战平台与及时的报酬干涉高效合成,使人机感知协同、态势阐发协同、决策协同及指控的协同成为现实,做战效能进一步被释放。

无人机蜂群带来的威胁

无人机蜂群的低成本、小型化、规模化、定造化等特征,为丰富其做战运用供给了可能,将来的无人机蜂群将普遍运用于侦查、骚乱、冲击、评估等做战活动,给防空做战带来多样化挑战。

无处不在的立体式侦查 无人机蜂群可深进敌纵深或抵近敌前沿施行长时间的谍报、侦查和监视使命,通过空间的广域笼盖和信息互享,实现对战场态势的准确感知,战场态势更趋通明。蜂群无人机可挂载各类传感器隐蔽进进使命区域,大量分离的传感器能够编组协做,根据空域、时域、频域等情状划分使命,实现对使命区域的电磁监测。同时,传感器的广域散布也利于电磁信息的主动探测、被动领受以及定位精度的进步,能够填补卫星、航空侦查等远距侦查手段的不敷,实现与其他信息源的合成、验证。

乖巧多变的电子骚乱 无人机蜂群能够操纵突防的隐蔽性和灵活性,隐蔽接近敌方或进进恰当骚乱阵位,在做战的关键节点或恰当时机,通过组合搭载的各类电子匹敌设备,借助数量优势,对做战目标或区域施行电磁骚乱。那种骚乱既能够是多方位的有源骚乱,也能够是定向的无源骚乱,以至能够将蜂群自己做为骚乱源,在次要援助标的目的上通过大规模的集结,构成骚乱屏障,降低敌电子设备的工做效能,为后续做战动作供给电子援助。

先发造人的火力拐骗 在空袭初始阶段,无人机蜂群能够足够发扬其成本优势,操纵反射雷达回波效果较好的素材或挂载辐射电磁信号的载荷,对高价值空中平台的RCS特征停止模仿,通过诱饵蜂群实现火力拐骗。一是用于佯攻。在次要做战标的目的佯动,造造大规模空袭假象,吸引敌防空火力,迟滞敌批示决策;二是用于雷达拐骗。模仿有人机空袭,诱使敌雷达开机,表露工做频次和详细位置,为后续冲击动作供给谍报支持,如1982年的贝卡谷地之战,以军以诱饵无人机为先导,胜利诱使叙利亚造导雷达开机,为重创叙利亚防空导弹群创造了前提。

形式多样的特种做战 无人机蜂群的可定造性,使其能够根据做战需求乖巧搭配载荷或改拆机体,遂行多样化的做战使命。例如,无人机蜂群以其集群智能、隐蔽等优势可对火力冲击目标区施行火力引导和战毁评估,实时传导冲击画面,评估冲击效果,进步冲击效率;也可充任通信节点,用于通信中继,进步通信间隔和不变性;还能够用于遂行特种做战使命,如斩首动作,破袭敌批示所、导弹发射安装等点状重要目标。

结 语

唯物辩证法指出,“事物的开展总的标的目的和趋向是由初级到高级、由简单到复杂的前进运动。”囿于消费力和科技程度的限造,当前我们对蜂群做战的熟悉还存在必然局限性,但毋庸置疑的是,那种大规模的散布式无人做战理念已经对现代防空系统构成严格挑战,只要摸清其特征法例,掌握其造胜机理,才气在将来防空做战中占据主动。

版权声明:本文刊于2022年11期《军事文摘》杂志,做者:黄明锐、赵国林、潘晓东,如需转载请务必说明“转自《军事文摘》”。

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