现在连恐怖分子都会用无人机了,如何应对?美俄各有招数

▲2017年2月6日,美国“超级碗”中场秀,无人机编队在赛场上空组成英文商标“Intel”,这是一次无人机集群技术的展现

【军武次位面】作者:liutang2020

2001年10月,美国的“捕食者”无人机在阿富汗使用空地导弹打击地面目标。这是无人机首次应用于对地面目标实施精确打击。当大型无人机成为空军的重要组成部分时,中小型无人机正在被给予重视,特别是在智能化建设中,通过高密度、高协同的集群实施进攻或防御,逐渐形成了新的无人机战术。而这种以中小型无人机为主体的作战集群,对传统的地面(水面)防空作战构成了挑战。

现在我们都知道无人机“蜂群战术”,这个概念是美国人提出的。美国在近年来有条不紊地进行自己的无人机集群战术的探索。例如美国国防高级研究计划局(DARPA)、美国海军研究实验室等机构对无人机集群技术的探索和应用,已经发展出“小精灵”(Gremlins)项目、拒止环境中协同作战项目(CODE)、“山鹑”(Perdix)微型无人机项目、低成本无人机集群技术项目(LOCUST)等。

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▲“小精灵”无人机项目作战示意图

上述项目中,“小精灵”项目作为空中可回收无人系统,正在进行载机平台的空中快速发射和回收,以及载机平台的指挥控制和集群内部信息协同共享的概念验证飞行演示;拒止环境中协同作战项目旨在以含有协同算法的模块化软件保证无人机编队的有序行动,重点是发展无人机协同作战的自主能力,通过协同算法来扩展无人机任务类别,和通过信息共享来利用无人机个体,提升集群智能自主能力,建成智能集群无人机协同作战体系架构。

“山鹑”项目进展很快,2017年1月,由3架F-18战斗机空中释放103架“山鹑”无人机,无人机集群进行了共享信息决策和编队飞行试验;美国海军则在2016年,进行了30秒发射30架“郊狼”无人机的飞行技术验证,测试低成本无人机集群技术项目,该项目旨在测试小型折叠翼无人机多平台快速发射、自适应及自主协同、携带各类侦察和攻击载荷,以数量形成绝对压倒优势战胜对手。

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▲“郊狼”无人机快速发射试验(LOCUST项目),这种无人机可进行地面、空中和水上多种平台发射

我国也在进行无人机智能集群技术的探索,2016年和2017年,中国电子科技集团公司(下称中国电科)分别进行了67架和119架无人机固定翼无人机集群飞行试验,演示了无人机集群的编队起飞、自主集群、分布式广域监视、感知与规避等。而在2018年,中国电科举办“智能无人机集群系统挑战赛”,对全自主无人机进行密集编队飞行、协同侦搜攻击、自主回收与空中受油等方面测试,为空军探索智能无人机集群技术和战术。

无人机集群技术正在改变战争。首先它成本低,轻量化、小型化无人机的单价,比有人驾驶飞机以及大型轮式起降无人机要低太多,用3D打印部件组装可快速批量制造。成本低带来的是数量优势,无人机集群的高密度、大规模,使其能够在广域范围实现分布式或集群化行动,可进行侦察、情报监视和攻击任务。这是无人机集群技术所实现的“低标准”。

但是“低标准”不等于“低水平”。这里举最近的例子:2018年1月,俄罗斯在叙利亚的赫梅米姆和塔尔图斯军事基地,遭到了自杀式无人机袭击。俄军通过软硬两种杀伤手段,拦截了全部的13架无人机。袭击俄军基地的无人机制作简单,携带简易炸弹,以远程遥控和GPS导航引导飞行,但是这次袭击不能视为无人机集群战术(或“蜂群战术”)的体现,而只是一次无人机简单群袭作战,原因在于其没有实现“集群智能”。

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▲俄军展示在叙利亚拦截的自杀式无人机,这种无人机构造简单、成本低廉,不过达不到“蜂群战术”的要求

无人机集群技术的核心优势,在于以成本低的单体组成数目大的群体,而这个群体通过人工智能、数据挖掘和深度学习,达到智能集群的程度。这种智能集群基于开放式体系架构综合集成构建,能够在广域战场上实现情报、监视、侦察和多目标攻击等任务,具备高效的任务规划和自主态势感知,不同类型无人机间能进行实时信息共享和编队交互协同,集群能以数量和智能优势,对敌方进行行动。

智能集群的分布式架构,需要一套复杂的网络系统来连接每一个不同个体的无人机,保证不同无人机间信息的实时共享和不同任务搭配,单体的作用很有限,不担心单个无人机节点被摧毁对整个集群的影响;智能集群由多种无人机构成整体,各无人机的机载传感器,通过机体间数据链进行协同,获得更广域的全面感知,从而协同探测外部环境和互相感应。由此带来的信息优势,又建立起决策优势,提升集群的整体优势。

在作战中,无人机智能集群将让指挥官获得以下优势:首先,分布式架构让无人机集群在广域战场上,利用各种无人机、多种传感器进行协同探测,实施全方位的情报侦察和监视;无人机集群可以作为支援力量或先锋部队,对敌人进行诱敌、干扰、欺骗、佯攻等,使敌方面临更复杂的局面,暴露和消耗敌方火力,增加敌方额外负担;依托数量和智能优势,对敌进行超饱和攻击,突破敌防空体系,对敌目标实施精确打击。

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▲“蜂群战术”示意图,包括无人机集群的空中投放和回收、自组网、多任务编队行动,集侦察、干扰和攻击一体

不过,无人机集群并非没有弱点:作为集群的个体,无人机智能化程度低、探测能力弱、航程短、速度慢、机动性差,而现有技术还不能解决上述问题。但是无人机集群作为整体行动,仍比现有的仅能简单编组的大型无人机编队更高效,在人机协同上更有优势。并且智能集群不局限于空中行动,陆地和海洋同样是智能集群发挥作用的战场。

无人机集群战术的出现,在目前受影响最大的是防空作战。现有的防空战术和对空武器装备,主要针对的是有人驾驶飞机、导弹等高价值目标,高成本的对空武器对阵低成本的无人机集群,形成了“大炮打蚊子”的局面;同时,高密度的无人机集群编队行动,让现有的对空武器在火力密度和抗饱和能力上倍感压力。此外,无人机个体体积小、广域分布让探测识别和拦截更加困难,无人机集群的智能化察打能力又对防空武器的生存构成威胁。

不过,矛与盾的斗争是互相促进的。无人机的应用催生了反无人机系统的发展,而针对无人机集群的防空战术也在探索中。前面提到的俄军在叙利亚挫败自杀式无人机群袭战术中,俄军分别动用了电子战设备和“铠甲”S1弹炮合一防空系统,实施软硬杀伤两种手段,取得了非常好的效果。而对付无人机集群战术,地面或水面防空也仍可以进行软硬杀伤拦截。

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▲在叙利亚保护防空导弹系统的俄军“铠甲”S1弹炮合一系统,具有火力强、拦截面广的优势,拦截无人机集群很有效

软杀伤对抗无人机集群,就是技术的对抗。就目前而言,电子战是对付无人机集群的有效手段,以电子对抗装备来干扰、阻塞、欺骗和压制无人机的遥控通信和导航信号,从而破坏其集群作战能力。硬杀伤则来的痛快一些,与无人机集群的交战发生在近距离时,类似“铠甲”S1这类的弹炮合一防空系统具备强火力密度的优势;以微波、激光武器为代表的定向能武器,在反无人机上也有不错表现,如美国雷声公司正在进行着高功率微波武器和高能激光武器反无人机试验。

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▲美国雷声公司进行测试的高功率微波武器

就未来的针对无人机集群的防空作战而言,软硬两种杀伤手段的结合很重要,形成体系对抗总比单打独斗好。对防空系统进行智能化建设十分重要,能够有效提升从探测到拦截的整体能力。防空火炮、地空导弹等动能武器,在降低弹药成本的同时,应以通用化、模块化建设适当增强火力密度,使火力单元能够应对包括集群袭击在内的不同空中威胁。

(完)

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