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小型固定翼无人机集群综述和未来发展
来源:尖兵之翼 | 作者:高博特 | 发布时间: 2023-05-08 | 10103 次浏览 | 分享到:
相比于旋翼无人机,固定翼无人机具有速度快、载重大、航程长等特点,在执行任务方面具有明显的优势。……

 

(美海军无人机集群攻击驱逐舰想定)研究团队对这一作战模式进行了大量模拟仿真。500次蒙特卡罗仿真结果分析表明:平均约3.82架无人机能够突破驱逐舰的防御系统;在电子干扰、雷达诱饵、烟雾弹等各类额外防护手段中,最有效的为增加2门近防炮进行拦截,即使如此,平均约2.5架无人机击中驱逐舰。该结果意味着:可以使用大量廉价的无人机攻击严密防守的舰艇,这些无人机总成本仅与一枚导弹相当,具有极高的效费比。

2.1.2 无人机集群和有人机协同

无人机集群和有人机协同指的是将无人机集群和有人机一起混合编组,共同执行任务。短期内无人机的智能化水平难以达到有人平台的程度;故而,在相当长的一段时间内,无人平台和有人平台将相互补充,分工协作,共同完成复杂的作战任务,形成颠覆性作战能力。为此,人们设计了各种无人机集群和有人机协同的作战想定。其中典型想定为美国通用原子公司提出的“复仇者”(Avenger)无人机集群与F-22战斗机协同对地攻击概念。想定中,4架F-22战斗机和16架“复仇者”组成2个集群。F-22机组位于后端指挥支援,“复仇者”集群协同突防,摧毁敌地空导弹阵地。

 (通用原子“复仇者”集群与F-22协同对地攻击)

2.1.3 无人机集群和大型载具协同

为解决无人机集群的快速/远距可达的问题,可以将无人机集群和各种大型载具协同。采用航母或者空中母机携带无人机集群抵达作战区域,而后快速释放无人机,形成威慑性作战能力。比较典型的想定包括X-47B集群和航母的协同想定,和国防部预先研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)的空中航母计划。

X-47B集群和航母协同想定:美军构想3艘航母组成打击集群(CSG),在绝对安全区域起飞30~40架隐身无人机,代替有人机对重点目标分批次打击,在6019 km时,12架隐身无人机形成一个中队出动,重点打击沿海区域的防空力量;接着,当CSG行进至距海岸3241 km时,6架 无人机形成集群前出,降低反介入威胁,增加水面舰艇的安全性;最后,CSG行进至距海岸926km 时,7架无人作战飞行系统(UCAS)形成集群防空压制,CSG开始密集攻击,此时,水面舰艇和有人驾驶战斗机加入战斗。该集群作战构想为航空母舰提供更强大的防区外攻击能力,并增强海军的前沿部署和持续作战能力。特别需要指出的是,目前虽然X-47B无人机已经转化为空中加油机项目,但是以无人机集群代替有人机进行第1波 次的攻击,仍然是《无人系统路线图》中的主要作战模式之一。

 (X-47B集群和航母协同攻击想定)DARPA的“空中航母”构想,所谓“空中航母”就是保障无人机空中运载、操作使用和任务控制的大型航空平台。它能够在飞行中释放出无人机,对无人机的作战运用进行控制,并对完成任务的无人机进行回收、加油、挂弹和维修等保障作业。传统空中作战任务大都采用大型有人机完成,但存在牺牲飞行员生命的风险;采用无人机虽然能够克服这些风险,但飞行高度较低,航程和续航能力也有限。所以用大型有人驾驶飞机携带、发射和回收多个小型无人机联合作战的方案,将能最好地将两者各自的特点相结合:既可以同时延长有人驾驶飞机和无人机的作战航程,又增强了整体的安全性,从而能以有效成本实现突破性的功能,用于执行情报、监视、侦察和作战各种任务。

  (DARPA空中航母想象图)

2.1.4 无人机集群和其他无人装备跨域协同

无人机集群和其他无人装备协同指的是将无人机集群和无人车、无人艇或者无人潜航器等无人装备协同,共同执行任务。不同无人装备之间的跨域协同,有利于发挥各自的优势,更有针对性地高效完成任务。代表性的想定为DARPA的“进攻性蜂群使能战术”(Offensive Swarm-Enabled Tactics, OFFSET)项目。城市作战中,高耸的建筑物、狭窄的空间以及受限的视野形成的“城市峡谷”,限制了军事移动和战术实施。无人机和无人车在城市地区的空中侦察和建筑清剿作战中具有明显优势。为此,DARPA启动了OFFSET项目,旨在利用大规模空中和地面自主机器人,大幅提升城市作战能力。项目设想利用250个以上的无人机或无人车的跨域集群,在8个城市街区自主执行6小时的区域隔绝任务。

  (OFFSET 跨域协同设想)

2.2 强调体系协同,构建分布式指挥架构

分布式体系作战概念已成为指导美军装备发展的重要思想。无人机集群系统是典型的分布式作战力量。为克服高成本、单一庞大的多功能平台的内在问题,发挥网络化无人平台优势,在DARPA等机构牵引下,美军持久开展分布式作战体系研究,力争构筑新的分布式指挥架构。

主要项目包括:拒止环境中协同行动(Collaborative Operations in Denied Environment, CODE);系统的系统集成技术和试验(System of Systems Integration Technology & Experimentation, SoSITE);分布式作战管理(Distributed Battle Management, DBM)。