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中美天空之争,聚焦无人机群作战

发布时间:2022/12/2 1:57:30   
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 提起无人机的发展方向,有人说是智能化,有人说是察打一体,但从经济和作战效果来看,集群化无疑是未来发展的重要方向。自年无人机作为一种新型装备问世以来,年后的今天,智能无人集群再一次成为“改变游戏规则”的颠覆性力量。

  无人机集群化必然先弄清楚蜂群概念和蜂群思维。蜂群思维是一种集体思维,是指由许多独立的单元高度连接而成的一个活系统,现常用于计算机和互联网领域。它是多个独立子系统通过高度连接而成的复杂系统,由子系统的自适应,涌现出具有新性质和新功能“集群”的一种体现。其特征是没有强制的中心控制,次级单位具有自治的特质,次级单位彼此间高度连接,点对点间的影响通过网络形成非线性因果关系。

  这样说可能有点拗口和难以理解,我们还是回到真正的蜂群中。蜂群思维的神奇在于,没有一只蜜蜂在控制它,但是有一只看不见的手,一只从大量愚钝的成员中涌现出来的手,控制着整个群体。它的神奇还在于,量变引起质变。要想从单个虫子的机体过渡到集群机体,只需要增加虫子的数量,使大量的虫子聚集在一起,使它们能够相互交流。等到某一阶段,当复杂度达到某一程度时,“集群”就会从“虫子”中涌现出来。

  再转回到无人机,大规模无人机编队具体可能会涉及哪些关键技术呢?除了卫星定位技术,还有很多技术会被用到无人机群组技术当中。首先,要具有视觉的态势感知能力,这样才能在如此近的距离下获得合作目标的位置信息。另外一个就是需要强实时、高可靠性的通信支撑来处理和指挥无人机系统,这里面的通讯技术是一个挑战。通讯不能时断时续,还要发出准确的指令,否则对一个蜂群来说可能是毁灭性的事情。

  年,一部美国好莱坞出品的科幻动作片《独立日:卷土重来》上映,影片中多次出现海量无人机集群作战的片段。然而,这样的场景不仅仅出现在科幻电影中。未来战场上,无人机集群作战将是很经济的作战样式。

  首先,在军用通信方面,架无人机未来可以组成一个通信网络,最前方无人机侦察到的情报可以通过这个网络传输到纵横几十公里甚至上百公里的后方,就像昆虫的复眼一样可以看到很丰富的信息,然后再把这些信息整合之后传回后方,即便这个蜂群遭到攻击,损失掉一部分无人机,对于整个任务的完成也不会造成影响。

  其次,在军用打击领域,最前方无人机侦察到的情报可以给后方的有人机使用,有人机就可以发射武器进行攻击,蜂群中的无人机如果搭载了武器也可以进行协同攻击,对手根本不知道炸弹来自哪架无人机,所以也很难防范与反击。

  甚至可以控制蜂群中的小无人机钻进对手战斗机的进气道,将对手战机“击落”,还可以用它们来进行定点杀伤,一个小无人机携带20-50克的炸弹,可以摧毁一个高价值装备或者特定人物,而无人机蜂群一旦形成网络化是很难防范的,因为在蜂群中没有指挥官,也没有关键节点,任何一架无人机的地位都是平等的。

  在陆战中,集群无人机能够成为攻击坦克的利器;在海战中,诸如此类的无人机攻击军舰也是轻而易举。尽管集群无人机中的很多单体会被战舰的防御系统击落,但总有无人机会突破防线,摧毁雷达和舰载武器。

  美国海军数百次的模拟试验表明,就连“宙斯盾”这套强大的防空系统在应对无人机的集群攻击时也显得力不从心。试验证明“宙斯盾”的防御系统往往难以合理分配火力,从而导致部分无人机能够避开拦截,对舰艇发动攻击。而这些试验中只用了8架无人机组成一集群,平均有2.8架无人机就能够避开拦截系统。如果无人机数量增加到20架,甚至40架,结果可想而知。

  正因为无人机集群化有如此多有点,中美俄在这个领域也不断发展并形成竞争态势。

  年底,俄军出动无人机集群进入叙参加地面反恐作战,世界上首次无人机机群作战由此展开,对击溃“伊斯兰国”防线起到不可低估的作用。期间,俄军10架战斗机器人与3架无人机组成无人作战群,以20分钟的时间消灭了70名叙利亚武装分子,由此可见集群技术的巨大优势和极高的作战效能。

  年7月,俄罗斯一名俄罗斯官员称,尽管离问世可能还有上十年的距离,但俄罗斯第六代战斗机有可能与装备有电磁炮的无人机集群协同作战。

  据掌握,俄罗斯下一代战斗机方案将于年公布,其飞行速度可达4~5马赫,可在临近空间飞行。

  俄罗斯第六代战斗机飞行员有望对附近5~10架无人机集群进行指挥控制,具体任务和数量将取决于飞行员的级别。这些无人机将装备有高频电磁炮,设计用于在10千米距离外干扰瘫痪敌方的电磁信号。有人飞机很难有条件在不伤害飞行员的条件下装备这种强大的武器,因此高频电磁炮需安装在附近的无人机僚机上。

  更令人不敢相信的是,俄罗斯还研制出了“反无人机蜂群武器”,并且号称其能够瘫痪所有蜂群无人机上的电子元件,并且切断无人机与控制系统的通信。不同于上一代的简易无线电干扰系统,俄罗斯的这种新式武器可以瘫痪所有无人机的车载电子设备,使所有蜂群无人机上的电子器件瘫痪,从而中断无人机与控制中心的通信。

  关于该武器的进展情况以及如何对无人机蜂群实施精确打击暂未披露。不过,有专家认为,该系统采用了电磁瘫痪目标系统的工作原理。俄罗斯长期以来一直依赖于电磁辐射来实施作战行动,如果这种新式武器也用这种技术,美国无人机的心脏将可被高压电流烧毁。此外,电磁炸弹对这些东西也有效。

  最先报道美国创造50架无人机纪录的是英国的《每日邮报》,时间是年9月16日,报道原文是“一个美国科研团队近日创下了一项新的世界纪录—实现一人独自操控50架无人机,无人机可通过无线电排成整齐的队列进行飞行。”

  美国国防部发布的《无人机系统路线图(—)》中指出,在年后,无人机将具备集群战场态势感知和认知能力,能够完全自主和自行组织作战。

  其实,早在年,美国空军研究实验室通过研究表明:采用多无人机集群作战适合一些简单反应性作战任务,包括区域搜索和攻击、侦察和压制、心理战和战术牵制等。可以说是集群智能是未来无人化作战的突破口。

  年10月,美国海军测试了自己的“低成本无人机蜂群技术”,这个项目有个极其契合内涵的简称,“LOCUST”-蝗虫。通过一种多管发射装置,该项目使得快速发射大量固定翼无人机,并且使其组网进行复杂军事行动成为可能。

  期间,3架F/A-18战斗机释放了架微型无人机“山鹑”并组成集群。“山鹑”无人机长不足0.3米,重不足1斤,用3D打印技术制造。“山鹑”无人机可从战斗机的干扰弹发射装置投放,飞往低空并侦察。“山鹑”的气动布局特殊,有前后两副机翼,而且上下高度错开。

  “山鹑”无人机最初由麻省理工学院工程学生设计,年首次为美国军方试验进行了改造。年,美军F-16进行了该无人机的投放试验;年,在美国空军于阿拉斯加举行的“北方利刃”演习中投放了90架“山鹑”。除了空中投放,该无人机也可从地面或海上发射。这种微型无人机翼展30厘米,可自主飞行,但是共享一个分配电脑。理论上讲,这种装置可以躲避防空系统,用于执行侦察任务。

  美国海军陆战队的计划更是雄心勃勃。他们的目标是在陆上,海上和空中广泛应用一系列的无人机。这些无人机可能成为前锋队,成为第一波进行侦察,定位敌方阵地,并实施攻击的重要力量。而集群无人机也可以防御敌方的无人机。为了进行相关研究,海军陆战队正在进行集群无人机之间的对抗推演。

  看看中国的无人机集群发展到何种程度了。

  年6月,中国电子科技集团公司组织一项飞行试验,架小型固定翼无人机,成功演示了密集弹射起飞、空中集结、多目标分组、编队合围、集群行动等动作。架,中国再次创造了固定翼无人机集群飞行的世界纪录。

  这项世界纪录,距离这个科研团队制造出固定翼无人机集群试验原型才过去一年。年珠海航展,中国电子科技集团公司披露了我国第一个固定翼无人机集群试验原型,实现了67架规模的集群原理验证。该成果由CETC电科院、清华大学、泊松技术携手完成。

  美国军方著名的兰德智库曾经预言:解放军空军部队将会把淘汰的数千架歼-6战斗机改装成无人攻击机,未来在针对美军航母的战斗中,将施展大型无人机群攻击战术。一旦预言成真,未来数年内,中国军队很有可能掌握一次发动上千架歼-6改无人机集群攻击技术,这是何其壮观的场面。



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