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2018年世界軍用無人機發展綜述

2019-09-10 00:50
無人機 2019年1期
關鍵詞:無人試驗能力

2018年,軍用無人機在新型作戰概念牽引下深入發展,飛行小時數再創新高,新技術驗證持續推進,作戰模式不斷推陳出新,特別是無人機集群作戰首次在實戰中應用,開創了先河。未來,隨著協同、集群、自主技術的不斷發展,軍用無人機的任務域將繼續拓展,與現有裝備體系深入融合,并帶來新型作戰模式的不斷創新。

2018年,全球已有60多個國家裝備軍用無人機,型號超過400種?;跓o人機裝備的新型作戰概念不斷涌現,無人機型號持續推陳出新,運用領域不斷拓展。本文基于作戰概念牽引、無人機型號進展、技術開發與演示驗證,對2018年全球軍用無人機發展進行回顧總結,以期為業內提供參考。

新型作戰概念牽引無人機系統研發

美軍戰略重心東移帶來了新的軍事需求,在此背景下,各種新型作戰概念應運而生,催生出多款新型無人機裝備、演示驗證和技術攻關項目。

無人空中加油

美國海軍率先提出“無人空中加油”作戰概念,旨在對抗主要對手的“反介入/區域拒止”戰略,使航母編隊能在更遠距離對敵方發動攻擊。為此,美國海軍于2017年發布MQ-25“黃貂魚”無人加油機招標書:可攜帶不少于6.8t燃油在距母艦930km外對4~6架艦載機實施空中加油,使艦載機作戰半徑擴大480~640km,多次空中加油后艦載機留空時間和活動范圍將成倍提高,配合在研和已列裝的多型高精度遠程打擊武器,將使艦載機能深入對手內陸地區發動打擊,大大擴展航母編隊的防空警戒、截擊和反潛區域。

波音、洛馬和通用原子三家公司參與競標。2018年8月,波音公司推出的高隱身無人機方案(菱形截面機身、翼身融合、V型尾翼和內埋式進氣道設計,見圖1)在競標中勝出,獲得8.05億美元合同,用于設計制造4架MQ-25A,最早將在2019年部署到艾森豪威爾號和布什號航母上遂行首批實裝空中加油任務。美國海軍未來將至少采購72架MQ-25A,總采辦費用預計達130億美元。

MQ-25A是美軍積極響應其國家安全戰略轉向的風向標,有X-47B的深厚技術儲備和美軍快速采辦機制支撐,該型無人機從發布標書到計劃部署僅兩年時間,顯示了美軍從作戰概念研究到實戰應用的驚人響應速度??梢灶A見,MQ-25A將顯著增強美軍“空海一體戰”能力和“非對稱作戰”實力,未來可能裝備美國空軍,打造分布式隱身無人加油作戰能力,所造成的攻防兩端失衡或引發軍事強國間新一輪軍備競賽。

無人近距空中支援

美軍在歷次局部戰爭中發現,無人機在近距空中支援(CAS)作戰中有著巨大潛力,尤其在阿富汗戰爭中,CAS任務越來越多地由MQ-1、MQ-9等察打一體無人機完成。

由于無人機在執行CAS任務時天然具有無人員傷亡、操控人員無需直面地面炮火、可長時間留空等優勢,美國曾一度計劃發展更適合CAS任務的MQ-X無人機以取代MQ-9。在MQ-X計劃因故取消后,歐洲諸國從低成本、輕量化、精確性等方面著手,開展了專用CAS無人機的研發。

2018年9月,歐洲導彈公司在英國展示了一種名為“幽靈”的新型無人機概念,采用傾轉旋翼電推動垂直起降,設計用于為前線部署陸軍力量提供應招式低成本建制級精確近距空中支援能力,能夠快速轉換至前飛模式低空飛躍復雜地形。

“幽靈”無人機巡航速度為180km/h,

巡航高度低于100m,作戰半徑大于10km,續航時間大于1h;采用2副2m傾轉翼,每個機翼布置有2臺螺旋槳發動機;可攜帶25kg任務載荷,包括2枚“強制者”導彈或一個多用途武器系統,以對抗輕型裝甲目標、軟目標或重裝甲目標。

“幽靈”無人機具備自主導航、人在回路指揮控制、抗干擾GPS導航等能力,可協助地面力量在復雜作戰環境下發現、鎖定和攻擊視距內威脅目標,并可執行偵察、補給、電子戰等任務?!坝撵`”無人機可單獨使用,也可與同型機協同開展“蜂群”作戰。

英國鋼巖公司在2017迪拜航展上展示“絲絨黃蜂”無人機后,于2018年繼續推進該型無人機的研制?!敖z絨黃蜂”是首型專用近距支援單兵旋翼無人機,由碳纖維制成,最大起飛重量約32kg,巡航高度大于300m,可搭載光學和雷達載荷,在通信鏈路的支持下其作戰使用范圍可達100km,機身下掛載2枚小型彈藥,可配合特種部隊實施空中支援作戰。

美國導彈防御局(MDA)于2016年宣布,將激光反導武器試驗平臺由波音747-400改為高空長航時無人機,啟動低功率激光武器演示(LPLD)項目。

2018年9月,MDA與洛克希德●馬丁、波音、通用原子完成了合同修訂,三家公司分別贏得2550萬、2050萬、2340萬美元續約合同,以開展LPLD第二階段的工作。

LPLD第一階段始于2017年末,洛馬、波音、通用原子針對無人機平臺集成低功率激光武器開展了概念研究與方案設計工作。在第二階段,上述三家公司將分別開展樣機集成與測試工作,預計2020年開展低功率飛行試驗,2021年進行光束穩定試驗。

LPLD旨在為MDA“無人機載激光武器助推段反導”作戰概念進行低功率等級驗證工作,以其平臺飛行高度、激光功率等級和打擊覆蓋范圍顯然無法滿足作戰概念要求,該項目意在探索關鍵技術、驗證作戰流程與邏輯閉環,為未來的高空平臺攜帶大功率激光器實現“無人機載激光武器助推段反導”鋪平道路。

忠誠僚機

2015年,空軍研究實驗室(AFRL)啟動“忠誠僚機”概念研究,發布需求公告,要求開發自主技術,有效增強美空軍未來在對抗/拒止環境下的作戰行動和能力,并將有人戰斗機與具備自主作戰能力的無人機實現有效集成,通過協同作戰來提高作戰效能。

2018年7月,AFRL展示了XQ-58A“瓦爾基里”試驗機,并計劃在當年開展試飛。該機由靶機制造商克瑞托斯公司制造,旨在驗證“忠誠僚機”作戰概念。

XQ-58A是一種低成本無人機,根據AFRL的“低成本可消耗攻擊型空中無人系統演示驗證”(LCASD)項目需求開發,能與有人戰斗機(如F-35)配合使用。AFRL確認,XQ-58A長9.14m,翼展8.23m,可以在內置彈艙或翼下攜帶272kg有效載荷。

無人機反潛

采用無人機探潛的優勢在于可長期留空,對關注海域進行持續監視和警戒,為艦隊航行開辟安全通道,且不會造成人員傷亡。

美軍于2017年驗證了MQ-9“死神”無人機執行反潛巡邏任務的能力,2018年優化了無人機反潛作戰概念,并繼續對MQ-9無人機和MQ-4C“人魚海神”無人機的反潛能力進行測試。

美軍計劃用1架P-8A海神反潛巡邏機指揮4架MQ-4C和8架MQ-9C無人機,對指定海域內的通氣管航行狀態潛艇進行持續探測、監視。4架MQ-4C每小時可偵察270萬平方千米海域,發現目標后,由任務區內的MQ-9對目標進行持續跟蹤、探測,并引導攻擊。該方案可解決因P-8A造價昂貴、數量少、續航時間短而造成的反潛能力不足問題。

據美國《防務新聞》網站2018年12月2日報道,美軍已經計劃開始在關島地區部署新一代MQ-4C和MQ-9無人機執行探潛任務,此舉將極大提升美軍的反潛能力。

2018年,隨著以色列“海鷗”反潛巡邏機的退役,為滿足海上探潛需求,以色列航空工業(IAI)決定給“蒼鷺”無人機加裝反潛聲吶浮標和磁異探測儀以滿足反潛戰需求,改裝后稱為“海蒼鷺”。由“海蒼鷺”投放入水的聲吶浮標可在高海況條件下接受和發射聲信號,并通過無人機向地面控制站傳送情報;“海蒼鷺”上裝載的磁異探測器可通過識別磁通量變化探測潛艇;兩種傳感器起著互補作用,聲吶浮標用于廣域搜索,磁異探測器用于驗證疑似潛艇目標并定位。

空中預警走向無人化

大家對于ISR任務和攻擊任務的無人機已經比較熟悉了,但是中國研發了一款能夠執行空中預警任務的無人機。不僅能夠節省很多費用,還能在解放許多有人機平臺,并將有人預警機投入更多更關鍵的任務中。傳感器與結構共形設計,是首次使用。由電科38所研制的型號JY-300無人機,綽號“天哨”,于2018年9月30日首飛。續航時間超過12h,使用高度超過7500m,對空中和海面的直升機、導彈和小艇等低慢小目標進行探測監視。

多型無人機系統研制與改型持續推進

高空長航時無人機

高空長航時無人機正不斷拓展應用領域,并通過技術發展挑戰飛行高度和續航時間極限。

軍用高空長航時無人機的續航時間通常大于24h,可長期留空遂行偵察、監視任務,通過更換任務載荷還可用于探潛、通信中繼等拓展領域,該類無人機系統水平直接映射到戰略情報、偵察、監視(ISR)能力。太陽能無人機以其能源優勢,升限更高、留空時間更長,因其潛在的軍事用途,近年來也得到長足發展。

2018年6月,“全球鷹”無人機的改進型MQ-4C“人魚海神”無人機正式在美海軍艦隊服役。MQ-4C任務范圍包括海上監視、敵方作戰信息搜集、毀傷效果評估、港口監視、通信中繼,以及作戰支援、海上巡邏監視、戰場空間管理、海上目標定位及攻擊引導,美海軍計劃將其作為P-8A反潛機的補充,極大延伸后者的海上偵察視野。

MQ-4C可在廣大區域范圍內持續不斷地監視海洋或陸地目標,大幅增強美海軍的戰場態勢感知能力,并能通過衛星數據鏈實現作戰情報“無縫連接”,將其探測到的潛在目標及時傳送給P-8A,協助其跟蹤和攻擊目標,顯著縮短“從傳感器到射手”的作戰反應時間。美國海軍計劃未來共裝備68架MQ-4C,遂行海上廣域偵察監視任務,并可協助P-8A探測敵方水面作戰艦艇和潛艇。

2018年,諾斯羅普●格魯門公司向美國空軍交付了1架載有“戰場機載通信節點”(BACN)的“全球鷹“無人機。BACN是一種高空機載網關,可轉換、分發多源語音通信信息和其他戰場空間信息,實現不同用戶和不同網絡間的通信,提供更好的態勢感知能力。BACN可搭載在各種空中平臺上,迄今已完成超過10000次戰斗任務。高空長航時無人機搭載BACN設備后,可實現空中持久網關接收,橋接和分配戰場上所有部隊之間的通信,大大加強態勢感知、作戰指揮和空中通信中繼能力。

2018年,英國BAE系統公司和棱鏡公司合作開發了高空長航時太陽能無人機PHASA-35,該機重150kg,翼展35m,有效載荷15kg,采用先進輕質太陽能單元和電池組,雙電機驅動,升限21km,可在20km高空連續飛行12個月。棱鏡公司正在范堡羅制造2架PHASA-35原型機,后期的批產將由BAE系統公司承擔,計劃2019年首飛。棱鏡公司已試飛了可復現PHASA-35性能的1:4縮比PHASE-8(翼展8.7m)無人機。

中空長航時無人機一般采用活塞發動機或渦槳發動機,通常能獲得比傳統高空長航時無人機更長的續航時間,這類平臺既可用于偵察,也可用于對面攻擊。

2018年1月3日,美國空軍授予極光飛行科學公司一份總金額4800萬美元的新合同,繼續發展“獵戶座”(Orion)雙發中空長航時無人機系統,有效載重超過454kg,續航時間超過100h。本次授予的新合同將資助發展滿足軍方需求的“獵戶座”,使之能夠在全球任意地點部署。

印度“魯斯圖姆”-2無人機于2018年2月試飛成功,該機翼展20.6m,機長9.5m,巡航速度150km/h,實用升限大于9000m,續航時間大于24h,有效載荷350kg,可搭載不同載荷遂行全天時偵察任務。印度計劃制造、測試9架樣機,并交付部隊,以期取代從以色列進口的“蒼鷺”無人機。

2018年3月9日,美國克里奇空軍的MQ-1“捕食者”無人機執行完最后一次任務后降落,宣告該型號無人機全部退役,任務空缺將由MQ-9無人機取代。MQ-9飛得更高、更快,外掛能力更強,可掛載彈藥幾乎囊括美國空軍所有空地和空空武器,可顯著提高作戰效能并減少戰損。

MQ-1“捕食者”從空軍退役后,美國陸軍仍然裝備有其改型MQ-1C“灰鷹”無人機。2018年10月,通用原子公司與美國陸軍合作完成增程型MQ-1C無人機的后續作戰測試與評估。測試于2018年6月開始,累計飛行644h,期間完成了連續40h飛行測試,驗證了長續航能力。增程型MQ-1C列裝后將部署至美國陸軍情報和安全司令部及特種作戰司令部。

2018年3月,美國空軍裝備壽命周期管理中心(AFLCMC)傳感器計劃辦公室與中空無人機系統計劃辦公室合作,共同資助了MQ-9無人機掛載“敏捷吊艙”的3次飛行試驗,這是“敏捷吊艙”首次在美國空軍主戰武器系統上掛飛?!懊艚莸跖摗庇媱潓⑻峁┮幌盗卸喑叽绲跖?,采用開放式自適應架構和標準化設計,可適用于不同任務,快速更換任務載荷,并掛載到多種平臺上使用。

2018年8月,美國空軍借助自動起飛與著陸能力(ATLC)系統完成MQ-9 BLOCK 5無人機的首次自動起降。ATLC由通用原子公司研發,將顯著降低無人機操作員的工作負擔,并拓展無人機任務包線。

MQ-9B是通用原子公司“捕食者”B系列無人機的最新改進型,其基線型命名為“天空衛士”,海上監視型命名為“海上衛士”。2018年5月,通用原子公司和NTS公司成功合作完成第二架全尺寸MQ-9B“天空衛士”無人機雷電測試。2018年7月11日下午6時51分,一架從美國北達科他州大??怂蛊痫w的“天空衛士”在英國費爾福德空軍基地著陸,首次實現跨大西洋飛行。

2018年12月,由中國航空工業研制的,我國首款全復材多用途無人機“翼龍”I-D成功首飛;“翼龍”I-D采用全復合材料機體結構、優化了氣動布局、換裝大功率發動機,在最大起飛重量、升限、航時、外掛能力等方面較“翼龍”I均有較大提升;它的成功研制,標志著中國成為繼美國之后,全球第二個具備全復材飛機研制能力的國家。

隱身無人機

無人機隱身化是未來的發展趨勢,隱身無人機可用于抵近偵察、監視,穿透性進攻等多種高端作戰任務。繼美軍的X-47B、中國的利劍等隱身技術驗證機之后,法國、俄羅斯等國也開始涉足這一領域。

由法國領銜,意大利、西班牙、瑞典、希臘、瑞士等5個國家共同參與研制的“神經元”隱身無人機于2018年中進入飛行測試階段,開始進行飛行、數據鏈技術和武器系統測試。2018年底,“神經元”無人機與兩架西班牙“臺風”戰斗機進行了一系列空對空攔截試飛試驗,主要測試“神經元”在對抗“臺風”時能否不被雷達發現,躲避“臺風”發射的空空導彈;后續試飛試驗內容還有“神經元”無人機與法國海軍艦艇(包括“戴高樂”航母編隊防御系統)的對抗。

2018年11月,俄羅斯重型隱身無人機“獵人”-B在新西伯利亞航空工廠起降跑道進行首次滑行試驗,期間速度達到200km/h,滿足項目預定指標。此次試驗并沒有進行空中飛行,滑行、起飛滑跑、加速、跑道末端停跑等階段由“獵人”-B無人機完全自主完成?!矮C人”-B無人機采用隱身技術設計,無尾飛翼布局,起飛重量達20t,最大速度達到1000km/h。

空天無人機

美國空軍從2000年開始一直持續支持X-37B空天無人機的研制、試驗與測試。

X-37B于2017年9月7日搭載“獵鷹9”火箭入軌,此次飛行任務被稱作“軌道試驗飛行器-5”(OTV-5),至2018年末已在軌超過450天。

X-37B長8.8m,高2.9m,起飛重量約5噸,采用火箭垂直發射入軌,任務結束后自主返回地面,可多次重復使用。X-37B在臨近空間飛行速度可達25Ma,常規軍用雷達無法發現,僅在2018年8月飛越荷蘭萊頓時,被荷蘭的衛星追蹤器Marco Langbroek拍攝到,據估算當時其巡航高度約為320km。預計OTV-5將于2019年返回地球,美空軍已計劃2019年在卡納維拉爾角使用“宇宙神-5”運載火箭第6次發射X-37B。

X-37B歷次飛行任務信息均屬絕密,雖然美軍宣稱該無人飛行器只是“一種可靠的、能重復使用的空天無人飛行測試平臺”,主要用于開展科學試驗和測試可重復使用技術,但縱觀X-37B的設計特點和歷次飛行試驗中透露的有限信息,判斷其可用于執行情報實時偵察、摧毀敵方衛星和全球快速打擊任務,更像是未來空天戰機的雛形。

傾轉旋翼無人機

隨著傾轉變模態飛控技術的日趨成熟,各種新概念傾轉旋翼無人機系統也在不斷發展。

在美國“當代海軍陸戰隊展2018”上,美國貝爾直升機公司展示了V-247無人傾轉翼攻擊機的全尺寸模型。該機采用類似V-22“魚鷹”的傾轉翼垂直起降設計,可艦載起降,并可攜帶空地、空空導彈武器。

據報道,V-247巡航速度460km/h,最大速度560km/h,實用升限7600m,作戰半徑830km,載重270kg時續航時間為11~15h。該機最大內載和外掛重量分別可達910kg和4100kg。V-247將使美國海軍和海軍陸戰隊首次擁有在性能上能與固定翼無人機相媲美的垂直起降艦載無人機,該機可執行防空、電子戰、預警和精確打擊等多種任務。

2018年11月,中國首型傾轉旋翼無人機“彩虹”-10在珠海航展上展出,標志著中國傾轉旋翼控制技術上已有長足進步?!安屎纭?10采用大展弦比機翼,外翼段和旋翼同步傾轉,顯著提高了固定翼狀態的氣動效率;最大起飛重量3500kg,翼展6.7m,續航時間7h,巡航速度150km/h,最大速度320km/h,實用升限7000m;非常適合用于山地丘陵作戰,也可跟隨空降兵部隊執行特種作戰。

無人直升機

2018年,美國海軍繼續開展無人直升機的海上作戰試驗和演練,加快作戰能力生成速率。

MQ-8C“火力偵察兵”無人直升機從2018年4月開始進行初始作戰測試與評估,計劃在2018年底達到初始作戰能力。美國海軍空中試驗與評價中隊(VX-1)于2018年6月29日完成了MQ-8C首個綜合初始作戰試驗與評價(IOT&E)。該試驗在科羅納多號濱海戰斗艦(LCS4)上進行。IOT&E的結果可為海軍將該無人直升機綜合到濱海戰斗艦(LCS)或其他艦船提供決策支撐信息。

IOT&E階段,MQ-8C在科羅納多號濱海戰斗艦上完成了數次任務演練,這些操作對LCS和MQ-8C項目都是重要里程碑節點,驗證了艦船與航空平臺的海上任務協同。VX-1評價了MQ-8C在目標識別、情報收集和水面作戰等方面的作用。此外,試驗還開發了同時使用與維護MQ-8C和MH-60S“海鷹”的操作。

無人運輸機

軍用物資、人員運輸是戰場調度和后勤保障的重要環節,也是影響戰爭成敗的重要因素,無人運輸機具有運載效率高、不易被發現、復雜環境適應性強等優點,已有多個國家開始發展無人運輸機,旨在增強后勤保障能力,減少對大型有人運輸機的依賴。

以色列戰術機器人公司研制的“鸕鶿”無人運輸機在2016年實施了首次非受控自主飛行后,于2018年順利完成首次模擬載人演練,以色列國防軍還借此次演練驗證了該機執行作戰任務的能力。與容易暴露、且難以抵達特定地域的傳統運輸機相比,它可以在狹小的空間內運送部隊、平民及物資。

2018年10月,中國航天科技九院設計改造的全球最大無人運輸機“飛鴻98”在內蒙古包頭試飛成功,該機由運-5B原型機改造而成,最大起飛重量5.25t,最大載重1.5t,最大容積量15m3,巡航高度4500m,巡航速度180km/h,最大航程1200km,最小起降距離不大于150m,可用于復雜地形條件下的物資、人員運輸。

技術研發與演示驗證助力無人機關鍵技術取得突破

(1)有人/無人協同技術

無人機正逐步融入和改造現有作戰體系,在無人系統實現全自主化之前,有人/無人協同作戰模式將在很長一段時間內占據主導地位,有人/無人協同技術是亟待突破的研究熱點。

2018年4月,空客直升機公司與西貝爾公司在奧地利裝備與國防科技局支持下開展了飛行試驗,用H145直升機和S-100無人直升機聯合測試了有人-無人編隊飛行技術。試驗成功解決了數據傳輸干擾、電磁兼容、無人機控制系統集成到有人機系統架構等多項技術難題,互操作性級別首次達到5級(LOI 5,最高級),即有人機能完全控制(包括起降過程)無人機。試驗過程中,S-100的控制權在有人直升機和地面控制站間切換,演示了在各種場景下的編隊飛行,包括協同探測有人直升機無法到達區域內隱藏的物體。

空客公司和西貝爾公司還將對飛行測試結果進行分析,進一步優化人機界面,并將這項新的互操作能力在旗下的有人機和無人機產品中推廣,使之成為作戰效能倍增器。

2018年9月,空客公司在歐洲開展了有人機和無人機編隊飛行試驗,完成了四項測試內容:有人機與無人機互聯互通,人機界面,基于任務分組管理的編隊智能,以及有人機對無人機系統的控制能力。試驗采用了空客公司開發的先進無人機飛控、飛管系統,具備自主引導、導航、控制、智能化集群編組等多項能力。

飛行試驗中,擔任指揮控制的有人機在任務區外的安全區域飛行,5架Do-DT25靶機組成編隊飛行,無人機編隊將態勢感知信息回傳給有人機,并在有人機指揮下識別敵方地面威脅。試驗還模擬了一架無人機被擊落,由另一架接管的任務場景。

美國空軍和DARPA正在與BAE系統公司合作,開發和測試用于第四代、第五代戰斗機控制無人機的軟、硬件,為未來空戰帶來更高水平的自主性,更多攻擊選擇和新的偵察優勢。2018年,美空軍試飛員在愛德華空軍基地利用數據鏈技術,結合地面模擬器和用 “利爾噴氣”飛機,演示了第四代戰斗機的駕駛艙航電設備如何在空中指揮無人機。為將相關系統集成到F-15、F-16、F-22以及F-35戰斗機上奠定基礎。

(2)無人機集群作戰技術

2018年1月6日,俄軍駐敘利亞塔爾圖斯海軍基地和赫邁米姆空軍基地遭到13架小型無人機集群攻擊,其中6架被俄電子戰部隊成功迫降,7架被俄“鎧甲-S”近程防空系統擊落。

圖30所示的小無人機由敘利亞恐怖分子在距目標50km處釋放,機長、翼展約2m;機身材料為膠合板,機翼采用木質材料,尾梁等承重結構采用金屬材料,機身部件大量采用膠帶鏈接,蒙皮由塑料膜制成;配裝活塞式單缸兩沖程汽油發動機,雙葉螺旋槳,采用塑料瓶作油箱,橡膠管作輸油管路;技術分析數據顯示其升限大于1500m,航程不小于100km,單枚炸彈毀傷半徑不小于50m。

縱觀整個作戰過程,無人機外觀雖顯粗制濫造,卻具備很強的單機作戰能力,可靠性高、目標定位準確,且采用了新型作戰模式和先進的飛控技術,得到專業人士技術支持的可能性極高;但從集群攻擊角度看,這是一次不成功的行動,集群內部沒有明顯分工與合作,亦無機間信息共享與交互行為下的集群智能表現,故而輕易被擊落與俘獲。作為人類歷史上首次無人機集群攻防實戰案例,這仍是一次值得關注的事件,既是一次實戰環境下的作戰試驗,也標志著無人機集群作戰的開端。

DARPA正在按計劃推進“小精靈”項目,于2018年初授予Dynetics公司“小精靈”項目第三階段的研究合同,目標是加速發展空中發射和回收大量低成本、可重復使用的無人機系統的能力。這種能力若得到驗證和發展,可以顯著擴展空戰分布式架構。目前該項目正處于第三階段,從2018年開始進行一系列地面和飛行測試和演示試驗,并在2019年底通過C-130空中發射和回收多架無人機,展示過渡到作戰使用的潛力。

“小精靈”無人機使用壽命約20次,可集成68kg有效載荷,通過較低的任務和維護成本,降低機體、載荷費用等措施實現低成本可消耗。聯合團隊正研究在項目2019年結束前讓無人機搭載不同傳感器載荷進行飛行演示驗證的可行性。

DARPA于2016年底啟動“進攻性蜂群使能戰術”(OFFSET)項目,目標是開發和驗證適用于100個以上無人系統組成的集群戰術,計劃至少驗證100種相關戰術。

項目第1階段重點目標是突破集成到OFFSET系統架構中的蜂群技術,包括蜂群戰術、蜂群自主、人-蜂群組隊、虛擬環境及物理測試平臺。2018年2月,作為OFFSET項目第一階段領銜單位,諾格公司推出第一個開放架構式蜂群戰術試驗臺,來設計、開發和部署一種基于游戲環境和物理試驗臺的開放式架構的蜂群系統。

2018年3月,DARPA公布OFFSET項目第2階段發展目標,重點是開發和評估用于提升蜂群自主性的戰術和算法,通過改進和增強無人系統平臺提高其自治能力和自主性,戰術背景是利用最多50臺無人機和地面機器人形成集群,在兩個城市街區的范圍內實現對目標持續15-30分鐘的戰術壓制和隔離。

(3)自主性技術

美國國防部于2018年8月發布《無人系統綜合路線圖2017-2042》,首次將“自主性”單獨寫成一章,著重強調了自主性對于加速無人系統領域進步的重要作用,認為未來的無人系統將擁有更強的自主能力,并提出自主性的發展路線和關鍵能力。

DARPA早在2014年就啟動了“拒止環境中協同作戰(CODE)”項目,旨在通過基于現有無人機開發自主算法和軟件,擴展無人機的任務能力并提高在拒止環境中的作戰能力。

CODE項目為實現拒止環境中無人機的自主協同作戰,充分利用了先進的交互設計思想和開放式架構,主要關鍵技術包括:飛行器自主、人機界面、編隊協同自主、開發架構。涉及的主要場景包括戰術偵察、反水面戰、摧毀地面防空力量。

項目于2018年進入第三階段研究,雷錫恩公司負責完成三個任務場景飛行試驗驗證及全任務能力,測試六個無人機系統并協同其他模擬飛行器合作的能力。試驗通過單人指揮無人機編隊執行復雜任務,包括目標搜索、識別以及對主動、不可預知的對手的打擊。

2018年10月至11月,裝備CODE的無人機系統在“反介入區域拒止”環境下開展試驗,驗證其適應和響應意外威脅的能力。無人機系統盡可能降低通信量并高效共享信息,協同規劃和分配任務目標,制定戰術決策,并協同應對高威脅動態環境。展示了在通信和GPS導航長期拒止條件下的作戰能力。

DARPA后續還將繼續開發CODE及相關基礎設施,以期持續推動自主和分布式協同作戰能力發展。

結束語

2018年,軍用無人機在新型作戰概念牽引下深入發展,飛行小時數再創新高,新技術驗證持續推進,作戰模式不斷推陳出新,特別是無人機集群作戰首次在實戰中應用,開創了先河。未來,隨著協同、集群、自主技術的不斷發展,軍用無人機的任務域將繼續拓展,與現有裝備體系深入融合,并帶來新型作戰模式的不斷創新。世界各軍事強國都已認識到無人機在未來戰爭中的地位和作用,對軍用無人機裝備和技術的發展愈加重視,以期在未來軍事領域的競爭中搶占制高點。

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