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美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

發(fā)布日期:2020-03-31??來源:軍事文摘我要投稿我要評論

直升機具有反應速度快、突擊能力強、使用范圍廣等優(yōu)勢,較固定翼飛機對氣象條件要求低,對固定機場依賴程度小,野戰(zhàn)生存能力強,可擔負立體攻擊、快速機動、垂直機降、勤務支援等多種任務,是陸軍重要空中力量。無人機蜂群與直升機結(jié)合,開展有人直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn),一方面可拓展直升機作戰(zhàn)任務范圍、提升作戰(zhàn)突襲效果、降低人員裝備風險,另一方面可拓展無人機蜂群使用范圍、增強無人機蜂群使用靈活性,獲得裝備“1+1>2”的作戰(zhàn)效果。

 

美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)

美軍無人機蜂群特點鮮明

多架無人機共同使用時,可以用無人機編隊、無人機集群、無人機蜂群等概念描述,三者概念相近,涵義有一定區(qū)別。

無人機編隊是指兩架以上無人機在空中按規(guī)定的間隔、距離和高度差組成的編隊。無人機編隊成員間的間隔、距離與高度差通常較有人機編隊成員要求寬松、靈活,無人機也可與有人戰(zhàn)斗機、有人直升機等飛行器組成混合編隊。

無人機集群通常是由遂行同一任務、受統(tǒng)一指揮并保持視距聯(lián)系或戰(zhàn)術(shù)聯(lián)系的若干無人機編隊、或無人機編隊與無人機組成的無人機編組。

無人機蜂群通常指由較多數(shù)量無人機組成、遂行同一任務、具有較高自主和協(xié)同能力的無人機編隊,多采用微小型無人機。

大中型無人機功能相對完備,即使編隊方式使用,同時出動數(shù)量也有限,少見幾十架共同執(zhí)行任務;單架微小型無人機性能相對單一,采用編隊方式使用可以利用數(shù)量或組合彌補性能單一的短板,更重要的是可以利用低探測性和數(shù)量多等特點獲得非對稱優(yōu)勢。因此,編隊協(xié)同多以大中型無人機研究為主,無人機蜂群則是數(shù)量較多的微小型無人機組成的無人機集群,以較大數(shù)量規(guī)模集體行動,為具有較高智能的無人機集群。

微小型無人機初級編隊門檻比較低,具有一定無人機技術(shù)能力和制作能力的組織或個人,利用消費級無人機就可組織一定規(guī)模的無人機蜂群,出于惡意方式使用越來越容易;但面向軍事用途的高自主、高協(xié)同、高智能特征無人機蜂群研發(fā),仍以各國軍方為主。

對外公開的無人機蜂群研究主要是美軍的“小精靈”“低成本無人機集群技術(shù)”“微型無人機高速發(fā)射演示”“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”等項目,分析上述項目無人機蜂群具有鮮明的作戰(zhàn)特點。

 

美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

飛行中的郊狼無人機

體積小載荷有限已公開無人機可按十克級(蟬無人機)、百克級(山鶉無人機)、千克級(郊狼無人機)、十千克級、百千克級(小精靈無人機)形成量級層次;整體來看,無人機蜂群以微小型無人機為主,大多體積小、重量輕,便于大規(guī)??罩型斗?;可探測性低,便于隱蔽作戰(zhàn)、突防使用;可攜帶載荷重量有限,通常飛行具有受限、工作時長受限。

如“低成本無人機‘蜂群’技術(shù)研究”項目郊狼無人機為機翼和螺旋槳可折疊,長0.79米,高度0.3米,翼展1.47米,重5.4?6.4千克、載荷1.8?2.7千克;“微型無人機高速發(fā)射演示”項目山鶉(Perdix)無人機為全復合材料、鋰電池推進一次性微型無人機,長約16.5厘米,翼展30厘米,重0.3千克;“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”(CICADA,蟬)為一次性微型無人機,機身3D打印,自身無動力,單機65克甚至更輕。

數(shù)量多體系生存無人機蜂群無人機數(shù)量多,蜂群整體體系化生存,不依賴單機個體存在,不依賴個別節(jié)點運行;作戰(zhàn)使用中部分無人機被摧毀或功能喪失,蜂群整體功能減弱有限,個別無人機損傷蜂群整體仍能保持功能完備,較多無人機損傷時蜂群整體功能可能遭到削弱,但仍可保持相對完備。

如蟬無人機可攜帶天氣、溫度、濕度、氣壓傳感器或聲學探測、生化探測等微型電子設備,由空中平臺“布撒”投放,降落地面后通過數(shù)據(jù)鏈互連成自組織網(wǎng)絡,在指定區(qū)域形成穩(wěn)定的“無人探測蜂群”,部分蟬無人機毀傷,蜂群仍能開展區(qū)域探測功能。

組合化功能搭配 無人機蜂群借助數(shù)量優(yōu)勢組合多種載荷,可以實現(xiàn)但不限于預警探測、廣域監(jiān)視、前沿偵察、電子對抗、飽和攻擊、戰(zhàn)術(shù)誘餌、主動防御、網(wǎng)絡戰(zhàn)等多種功能;無人機蜂群數(shù)量多、任務載荷多樣性,組合搭配靈活性,戰(zhàn)術(shù)應用具有很大創(chuàng)新空間。

如可參照小精靈無人機空中平臺防區(qū)外發(fā)射,快速滲透進入敵防區(qū),攜帶偵察、監(jiān)視或電子戰(zhàn)載荷,分布式協(xié)同遂行任務;若在任務載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾,配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力,已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰(zhàn)。

自組織智能協(xié)同無人機蜂群通過有限智能個體的協(xié)同合作體現(xiàn)為集體智能,可實現(xiàn)自主編隊,甚至分組避障,部分毀傷條件下重構(gòu)編隊,如山鶉無人機可集體決策、自修正和自適應編隊飛行。目前蜂群無人機多采用鏈路控制飛行或GPS導航飛行,隨著圖像導航、自主重構(gòu)等技術(shù)成熟應用,無人機蜂群將會更加智能化,抗摧毀、抗干擾性更強。

 

美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

在低空和超低空領域更能發(fā)揮直升機的性能優(yōu)勢

美軍直升機與無人機協(xié)同作戰(zhàn)模式

直升機通過旋轉(zhuǎn)翼面獲得升力,通過調(diào)整轉(zhuǎn)速改變升力,并為直升機提供前進動力,特有的升力方式使得直升機可以垂直起降、懸停、側(cè)飛和后飛,在作戰(zhàn)使用中具有以下優(yōu)勢。第一,直升機擅長低空、超低空飛行,目前直升機最大飛行高度都在4000米以下,就戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能而言,在低空超低空領域更能發(fā)揮直升機的性能優(yōu)勢,有利于遂行低空超低空突擊任務,可利用地形、高大樹木或建筑物等掩護隱蔽作戰(zhàn),縱深突擊作戰(zhàn)能力強。第二,直升機不依賴機場跑道,機動性強,能快速準備、快速機動,可在短時間內(nèi)對敵實施快速攻擊,然后迅速脫離。

直升機特有升力方式也給作戰(zhàn)使用帶來隱患:一方面體現(xiàn)在飛行高度低、速度慢,直升機作戰(zhàn)多在低空或超低空,高度一般在10?300米,時速300千米以下,噪聲較大,距離6?7千米左右可目視或光學器材發(fā)現(xiàn),常規(guī)武器如機槍、火炮、火箭筒等均能對直升機造成威脅;另一方面表現(xiàn)在自身防護能力弱,即使對于增加了底部裝甲厚度的武裝直升機,23毫米以上口徑彈藥即可將其擊穿或摧毀,尾梁、尾槳、旋翼等防護較弱部位,常規(guī)步兵武器即能對其造成嚴重損傷,殺傷力更強的防空導彈對直升機更是致命威脅。此外,直升機還存在航程受限、戰(zhàn)斗暴露時間長、易受惡劣氣候影響、空中受彈面積大等弱點。

由于上述隱患,通常戰(zhàn)術(shù)原則要求,直升機進入?yún)^(qū)域,必須有地面兵力或火力為其提供有效低空掩護;這給直升機作戰(zhàn)使用帶來了局限性,無人機蜂群與直升機的組合,特別是直升機載無人機蜂群,可充分發(fā)揮兩者長處,協(xié)同作戰(zhàn)實現(xiàn)兩者單一使用無法達到的效果。

有人直升機與無人機蜂群協(xié)同,無人機蜂群可攜帶各類探測設備,能夠進行信息處理、導航和通信,執(zhí)行偵察、通信、電子干擾和火力攻擊等任務。

滲透偵察 無人機蜂群以微小型無人機為主,在有人直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)中,可發(fā)揮其低噪聲、低探測、低空/超低空飛行等特性,可有效突破敵方防空體系,滲透潛入敵方重點、要害區(qū)域,利用各種偵察探測設備分布協(xié)同開展前沿偵察、監(jiān)視,為后方超低空飛行直升機提供前方高時效性情報??蓞⒄招【`無人機可從防區(qū)外發(fā)射,實施快速滲透偵察;蟬無人機可以無線電靜默滑翔飛行3.5倍投放高度,落地后隱蔽組網(wǎng)偵察。

協(xié)同突防敵防空火力威脅較大時,無人機蜂群與有人直升機協(xié)同突防,一種方式是無人機蜂群可做大規(guī)模空中入侵佯動,吸引敵防空火力,直升機在敵防空火力探測飽和或間隙超低空快速突防;另一種方式是無人機蜂群組合攜帶探測設備和攻擊彈藥,探測到敵防空火力后,或自主自殺式攻擊敵探測雷達、防空火力等部位,為直升機突防清除威脅。在用郊狼無人機蜂群模擬突防宙斯盾系統(tǒng)中,若將8架增加到20架、50架,則將有更多數(shù)量無人機突破宙斯盾系統(tǒng)。

靈活干擾利用直升機超低空飛行突擊能力強的優(yōu)勢,可將攜帶干擾設備的無人機蜂群投放至前沿陣地,無人機蜂群發(fā)揮低可探測性、自組織編隊優(yōu)勢,潛進至敵縱深部位,利用大規(guī)模數(shù)量優(yōu)勢,分布式實施靈活干擾,為我方突防、攻擊等戰(zhàn)斗行動創(chuàng)造時機和條件。如小精靈無人機可攜帶干擾設備滲透敵防區(qū)實施干擾。

協(xié)同攻擊無人機蜂群憑借其隱蔽性、數(shù)量、成本優(yōu)勢,在無人機蜂群與有人直升機協(xié)同中,可潛入式探測,然后協(xié)同引導直升機攻擊敵方目標;也直接可對敵防空系統(tǒng)或空中目標發(fā)起飽和攻擊,規(guī)模超出敵預警系統(tǒng)探測、跟蹤或攻擊能力,突破其防御體系,實現(xiàn)單純直升機作戰(zhàn)難以達到的作戰(zhàn)意圖。參照俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊戰(zhàn)例,若恐怖分子加大無人機數(shù)量規(guī)模,則較大概率對俄基地造成毀傷。

 

美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

購買一枚魚叉導彈的資金可購買幾十架郊狼無人機

美軍直升機與無人機協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢

低空超低空飛行,突防能力強。直升機攜帶無人機蜂群可低空超低空飛行,無人機蜂群投放后可分布式自組織編隊低空/超低空飛行,能夠重新編隊、智能分組躲避障礙物,有些無人機能靜默飛行/滑翔,都加大了敵方預警系統(tǒng)探測難度,蟬無人機降落地面后,甚至可脫離防空系統(tǒng)監(jiān)視。無人機蜂群節(jié)點平臺大多體積小、雷達反射面積小,敵方難以遠距離探測,可壓縮敵反應時間。如郊狼以250千米/小時速度攻擊,宙斯盾系統(tǒng)雷達發(fā)現(xiàn)后,僅有15秒攔截時間。2018年1月俄羅斯駐敘利亞基地遭受恐怖分子從50千米外發(fā)起的無人機蜂群襲擊。

任務載荷類型多,功能覆蓋廣。直升機與無人機蜂群協(xié)同中,無人機蜂群任務載荷模塊化,可根據(jù)需求靈活配置,功能可覆蓋偵察、監(jiān)視、探測、攻擊等方面。無人機蜂群自身靈活性,加上任務載荷的多樣性,給直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)領域廣,例如,若在任務載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾,配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力,已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰(zhàn)。

個體便宜數(shù)量多,非對稱性強。微小型無人機平臺成本低,部分可回收重復使用,相比于傳統(tǒng)飛機、武器全壽命周期費用低,如一枚魚叉導彈120萬美元可購買80架郊狼無人機,且不需要長時間服役的維修費用。直升機可攜帶數(shù)量眾多的微小型無人機,投放后構(gòu)成無人機蜂群,組織較大規(guī)模行動,一方面可滿足戰(zhàn)場高損耗、高消耗要求,另一方面可快速消耗敵方防空導彈、高效摧毀敵方雷達等高價值武器裝備,具有非對稱作戰(zhàn)成本優(yōu)勢。如無人機數(shù)量超出敵方預警系統(tǒng)探測、跟蹤、鎖定門限,能有效突破防空,實施飽和攻擊。

自主智能潛力大,戰(zhàn)術(shù)應用新。無人機蜂群可重構(gòu)、自組織編隊、自適應飛行、集體決策等自主智能特性應用潛力巨大,給直升機與無人機蜂群協(xié)同戰(zhàn)術(shù)應用很大創(chuàng)新空間,結(jié)合實際作戰(zhàn)環(huán)境和需求,在偵察監(jiān)視、飽和突防、智能干擾、智能攻擊等方面可不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新。

結(jié) 語

有人直升機具有反應速度快、突擊能力強、使用范圍廣的作戰(zhàn)優(yōu)勢,但其飛行高度低、防護能力弱也給其使用帶來安全隱患,無人機蜂群具有數(shù)量眾多、功能多樣的非對稱優(yōu)勢明顯,兩者結(jié)合協(xié)同使用更有利于發(fā)揮各自長處,本文在無人機蜂群作戰(zhàn)特性、直升機作戰(zhàn)特點分析基礎上,探討了美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式,為直升機與無人機蜂群低空超低空作戰(zhàn)使用奠定了基礎。

版權(quán)聲明:本文刊于《軍事文摘》雜志。作者:李五洲。如需轉(zhuǎn)載請務必注明“轉(zhuǎn)自《軍事文摘》”。

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