直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)分析

董明兆

69008部隊

在未來全域作戰(zhàn)的背景下，直升機或無人機蜂群單獨行動均無法滿足靈活部署、高效指控的實戰(zhàn)需求，直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)能力提升已成為熱門課題。本文總結(jié)直升機作為無人機蜂群載機的優(yōu)勢，分析直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

早在上世紀90年代末，美軍就率先提出“無人機蜂群作戰(zhàn)”這一超前概念，并開展概念界定和相關(guān)技術(shù)研究。目前，美國無人機蜂群技術(shù)與驗證試驗處于世界先進行列。

相較以美國為首的西方軍事強國，我國無人機蜂群技術(shù)研究、直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)研究起步較晚且缺乏實戰(zhàn)牽引，整體進度略為滯后，尤其是直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)研究仍處于初始階段，實際運用與美軍存在一定差距。因此，直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)的軍事需求分析與核心能力研究是當前我軍的重要任務(wù)之一。

我國相關(guān)單位正在集中力量研制空射無人機，對直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)的可行性進行分析論證，并計劃對無人機蜂群新的作戰(zhàn)概念、蜂群自組網(wǎng)、蜂群協(xié)同控制及協(xié)同干擾等技術(shù)進行驗證，旨在形成實戰(zhàn)能力。

圖1 美軍提出新的作戰(zhàn)概念，即F-35戰(zhàn)斗機在空中發(fā)射無人機，形成隱身突防作戰(zhàn)能力。

直升機作為載機的優(yōu)勢

無人機蜂群發(fā)射方式分為陸基發(fā)射、空基發(fā)射和?；l(fā)射等類型。其中，空基發(fā)射主要采用固定翼飛行器和旋翼飛行器兩種載機。作為無人機蜂群的載機之一，直升機具有飛行速度匹配性好、發(fā)射效率高、任務(wù)部署靈活等優(yōu)勢，是有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)不可或缺的重要裝備。

一是作為無人機蜂群的發(fā)射平臺，運輸型直升機擁有較強的載重能力和高效發(fā)射裝置，能在較短時間內(nèi)發(fā)射大量蜂群無人機。

二是直升機具有機動性高等飛行特征，可根據(jù)不同作戰(zhàn)時段和任務(wù)要求，選擇不同地點和時機發(fā)射蜂群無人機，有效提升任務(wù)部署的應(yīng)變能力。

三是在無遮擋的環(huán)境中，直升機充當空中指控系統(tǒng)指揮無人機蜂群作戰(zhàn)，增強了有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)效能。

美國“空中發(fā)射效應(yīng)”項目

隨著無人機機載計算機尺寸不斷縮小和功能逐步增強，智能化無人機技術(shù)快速發(fā)展。這些技術(shù)進步催生出一種全新作戰(zhàn)方式，即母機發(fā)射大量小型無人機，執(zhí)行前出偵察任務(wù)。2018年，美國陸軍發(fā)布“空中發(fā)射效應(yīng)”（Air Launched Effects，ALE，下稱“空射效應(yīng)”）項目公告，計劃采用旋翼機或大型無人機，在敵防空區(qū)域低空發(fā)射可消耗微型無人機。該項目涉及飛行器、傳感器、武器、相關(guān)支持設(shè)備開發(fā)及任務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用。

“未來垂直起降”（Future Vertical Lifting，F(xiàn)VL）系統(tǒng)是美軍優(yōu)先發(fā)展的六大項目之一，主要包括未來攻擊偵察 機（Future Attack Reconnaissance Aircraft，F(xiàn)ARA）、未來遠程突擊機（Future Long-Range Assault Aircraft，F(xiàn)LRA）和各種未來無人機系統(tǒng)（UAS）。其中，“空射效應(yīng)”無人機蜂群作為未來攻擊偵察機系統(tǒng)的重要組成部分，可攜帶多種任務(wù)載荷，執(zhí)行情報偵察監(jiān)視任務(wù)，必要時對威脅目標實施打擊，其模塊化開放架構(gòu)消除了新技術(shù)集成的障礙。無人機蜂群采用自主或半自主方式進行作戰(zhàn)，將有效提升美國陸軍航空兵和地面部隊的生存能力、危險目標識別能力、目標定位和打擊能力等。

“空射效應(yīng)”無人機蜂群將在2022—2023年開展復雜環(huán)境下的電子戰(zhàn)等試驗，計劃2024—2025年部署于美國陸軍現(xiàn)役直升機。國外部分“空射效應(yīng)”項目已順利研制出工程驗證機，正在積極開展復雜環(huán)境下的實戰(zhàn)化任務(wù)考核。

圖2 運輸型直升機的機艙內(nèi)部可裝載CH-901無人機蜂群。

圖3 美軍在尤馬試驗場開展“黑鷹”直升機/“空射效應(yīng)”無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)驗證試驗。

關(guān)鍵技術(shù)

直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括無人機蜂群發(fā)射與回收、協(xié)同組網(wǎng)和協(xié)同控制等技術(shù)。

蜂群發(fā)射與回收技術(shù)

早期無人機蜂群研究受成本和技術(shù)條件的制約，空中發(fā)射技術(shù)并無較大發(fā)展。隨著技術(shù)水平的不斷提高，目前無人機蜂群采用機艙內(nèi)部裝置發(fā)射、外部掛架發(fā)射和其他設(shè)備（如多管裝置）發(fā)射等空基發(fā)射方式。蜂群回收采用機械臂抓取、空中撒網(wǎng)、空中鉤取和纜繩浮標等方式。據(jù)報道，美國“空射效應(yīng)”蜂群無人機由“黑鷹”直升機機身側(cè)面掛載的美軍標準發(fā)射管發(fā)射。

協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)

目前，國內(nèi)外無人機蜂群主要采用集中式、分布式和分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)作戰(zhàn)信息交互。科學合理的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是信息高效傳輸?shù)闹匾疤?。系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主要由直升機與蜂群間的通信網(wǎng)絡(luò)以及蜂群內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)復雜且動態(tài)變換，現(xiàn)有蜂群組網(wǎng)技術(shù)無法滿足信息高效傳輸?shù)男枨?。因此，在蜂群自組網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，相關(guān)單位應(yīng)重點開展直升機/無人機蜂群協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)研究。

為實現(xiàn)直升機對無人機蜂群的指揮與控制，諸多國家對有人機/無人機蜂群協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)開展了一系列研究，探索直升機/無人機蜂群編隊在協(xié)同作戰(zhàn)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

協(xié)同控制技術(shù)

直升機/無人機蜂群協(xié)同控制技術(shù)研究包括有人機/無人機協(xié)同控制，無人機蜂群自主決策、任務(wù)規(guī)劃、航線規(guī)劃等內(nèi)容。2005年，美國空軍提出協(xié)同空域作戰(zhàn)（CAO）概念，闡述有人機/無人機協(xié)同作戰(zhàn)機制，強調(diào)有人機/無人機集成于一體并相互協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提升任務(wù)執(zhí)行效率。但是，受無人機蜂群技術(shù)的制約，無人機蜂群無法實現(xiàn)全自主作戰(zhàn)。

總結(jié)

為健全無人空中作戰(zhàn)力量體系，推進無人機蜂群技術(shù)發(fā)展，提升整體作戰(zhàn)效能，我軍應(yīng)利用直升機機動性高的飛行特點，突破現(xiàn)有無人機蜂群和直升機的任務(wù)能力，充分發(fā)揮直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)的獨特優(yōu)勢，為我國后續(xù)發(fā)展直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式提供支撐。 ■