美国无人化与集群作战现状如何

不久前,美国SpaceX公司宣布已经成功发射并部署了第十批“星链”卫星。而“星链计划”将成为美国军方的超级杀手锏,“星链”的万颗低轨卫星可能成为美军无人机集群作战的“天基大脑”,可以摆脱陆基通信系统的限制,通过“天基云计算”平台进行飞行控制、态势感知、信息共享、目标分配和智能决策。

近年来,美国在人工智能军事化发展方面持续发力。当前,美军拥有近万个无人作战平台,正在推动无人作战样式由“单平台遥控作战”向“智能集群作战”发展,模拟“蜂群”“蚁群”和“鱼群”等集群行为,以实施自主协同作战、开展分布式杀伤与饱和式攻击,作为一种新型作战理念,什么是无人机集群作战?在未来战场中会带来多大的影响?
无人集群装备的优势
集群装备的发展思路源于群体生物的生存策略,力求通过数量优势实现战斗力提升。科学家通过观察发现昆虫、鸟、小鱼这类动物,个体力量弱小,但是当他们联合起来以后,通过相互之间的协同配合,可以完成许多复杂的任务,比如鱼群的结群游弋、鸟群聚集迁徙以及蚂蚁协同搬运等等。从发展过程和趋势看,智能无人集群技术不是某项单一技术,而是无人控制、群体智能、人工智能、无线移动网络等多种相关技术的综合运用,通过将相关技术进行深度融合,构建无人操控平台,使其具有自主决策能力,广泛运用到军事无人作战,会凸显出巨大的优势,将对未来战争格局带来深远影响。
体积小质量轻,为规模投放提供便利。2015年3月,美国海军研究办公室完成了低成本无人机集群技术项目第一阶段的测试工作,试射了“郊狼”无人机,其长度仅有0.91米,翼展也不过1.47米,重量更是只有5.9公斤。让人耳目一新的是,“郊狼”无人机可以折叠,进一步缩小其体积,投放后能像弹簧刀一样很快打开。小体积、轻重量的优势可以使其在同样情况下投放更多的无人机。
成本低生产快,为规模化生产提供可能。智能无人集群装备的发展重点不在于研发全新的装备,而是侧重于通过将传统装备进行体积小型化、功能专门化并辅以智能控制并大量部署的方式,实现规模效应,可以大大降低生产成本、缩短生产周期、快速形成战斗力。目前,无人机的核心MEMS微型惯导,已经可以达到10美元一个;最小的GPS重量只有0.3克,价格仅5美元。基于其低成本,生产快的特点,可采用自杀式的方式摧毁敌方目标,达到预期作战目标。
种类多样式全,满足未来作战的需求。美国在无人装备的发展道路上,可谓多向进军。在无人战车方面,由美国BAE系统公司研发“黑骑士”无人战车,具备良好的机动能力,依靠先进的传感器设备,黑骑士战车具备完全的无人驾驶能力,能伴随主战坦克进行作战,为主战坦克保驾护航,以及由美国通用动力陆地系统公司研发MUTT无人车,可在复杂的城市环境中执行各种任务,任务能力包括作战、侦察、向前方作战基地运送弹药以及从战场上撤离伤员,不仅仅体现在这些无人战车,美军还装备了其他类型的无人战车,以满足未来作战的需求。
在无人水面舰艇方面,美国ACTUV项目研发一种 “海上猎手”无人水面舰艇。“海上猎手”配备了最新的传感器、雷达和声纳,可以及早发现和分类水下和水面目标。“海上猎手”每次出海的时间可以达到三个月,之后需要进行加油和基本维护。ACTUV长航时反潜无人艇将与P-8“波塞冬”反潜机,MQ-4C无人机以及专用声纳浮标一起进行联合巡逻。此外,还可与军舰和其他飞机保持联系。
在无人机方面,今年美国陆军以 “黑鹰”直升机为平台,在飞行状态下成功发射“阿尔提斯”600无人机,并接收到从无人机上传来的实时视频。美国陆军欲让机载无人机具备集群作战能力,一架“黑鹰”直升机计划可以搭载6架无人机进行编队作战,还能够与美军其他军种的无人机实现信息交互与联合作战。
这些都是美国在无人装备发展的智慧结晶,打造这些智能无人集群技术装备的核心优势在于其智能控制的硬件和软件系统,而这一核心优势不仅仅局限于无人机、无人车、无人船等装备,还可以拓展运用到多种武器平台,发展出种类丰富、样式多样、功能独特的武器装备。

对无人集群作战研究的思考
为满足国家国防战略的发展需求。美国军方是最早开始研究无人机集群作战,自2014年起,美国国防部战略能力办公室、美国海军、国防高级研究计划局先后启动“无人机蜂群”等无人机集群作战项目。除了围绕低成本设计的微小型无人机集群飞行,国防高级研究计划局还发展了无人机蜂群体系架构、作战管理、蜂群战术、自主协同和小型多功能传感器等多项关键技术,与其他国家相继开启无人机蜂群竞赛。
作战高效,性价比高。首先,为应对错综复杂的战场环境,对无人机的隐身性能、机动性能等提出了更高的要求,使得大型无人机的成本持续增长。美军方在考虑提高军队作战能力的同时,特别关注成本方面,试图寻找一种既能提升作战能力又能降低成本的系统方案来缓解年年作战导致军费紧张的问题。其次,大型无人机的成本一般很高,一旦被摧毁会造成巨大的损失并且有泄密的可能。遗留下来的飞机残骸可能被敌方研究而找到破绽,甚至帮助地方研究出类似的无人机。而小型无人机有着独特的优势。一方面它成本低廉、功能单一。作战时,可依靠数量规模和速度优势,取得局部战争的胜利。
另一方面,无人机系统在异常和危险情况下生存的能力非常强,即使部分无人机被摧毁,集群系统依然可以通过对无人机集群队形的重组以及任务的重新分配继续执行作战任务。小型无人机集群系统的作战灵活性强、作战效能高、作战成本低并且不会造成泄密无疑成为了优先研究的系统。
作战理念新颖,无人技术上亟待解决。无人集群作战提出了了蜂群作战、忠诚的僚机、组队协作、狼群作战等多种灵活多样的全新作战概念。这对未来战争将造成巨大的影响。但无人集群作战目前仍有待解决的一些技术难题如:面向复杂作战任务的调度与管理技术、小型无人机平台技术、小型无人机间的通信链技术以及分布式协同控制技术。解决这些技术问题后,无人集群作战将成为战场上的大杀器。

智能无人集群的未来发展
无人集群,协同作战。以无人机集群为例,未来将在探测环境,协同攻击方面,以及干扰欺骗方面起到重要作用。在探测战场环境方面,无人机集群中的多架无人机可以通过互补搭配,协同执行各种侦察、监视任务。无人机集群编队采用的一般都是小微型无人机,具有很强的隐身性,能够相对容易的突破敌方防空雷达的侦测。利用这一特性,可以派遣无人机接近地方敏感地区,侦测信息。无人机成本较低,即使被发现,损失也不大甚至不会造成人员的伤亡。如果机群数量足够多,甚至可以实现超视距的通信,进而为作战提供可靠的敌情保障。
在协同攻击方面,无人机集群攻击可避免飞行员伤亡,并且成本可承受,这是完全不同于以往的一种新的作战方式。对于以前的飞行器,可能会被单个导弹摧毁,造成较大的损失。但是无人集群可以承受多次打击,迫使敌人陷入了用更大的代价摧毁成本更低的无人机的困境。即使部分无人机被摧毁,也不影响集群系统的整体作战能力,集群系统依然可以重新配置继续执行作战任务。
在干扰压制方面,无人机集群在攻防两端显著成本不对称。1000架规模的无人机集群系统,其成本将低于1颗侦察卫星或1架有人机,但其综合效可能超越1颗侦察卫星或1架有人机。集群中的无人机通常是典型“低小慢”目标,易于躲避敌方雷达防空系统,但对无人机实施打击却通常需要动用精确打击武器,如果敌方发动饱和式攻击,将使敌防空系统的反导弹抗击能力在短时间内处于无法应付的饱和状态。以美军“提康德罗加”级巡洋舰为例,该巡洋舰装备了“宙斯盾”系统,最多可同时监视空中240个目标。如果无人机集群超过240个,为摧毁这部分无人机,就要采取饱和式攻击,使得自己的巡洋舰在攻击时间内,使防御系统的能力相对减小。
随着战场环境错综复杂和无人集群装备自主能力的不断提高,无人集群作战必将成为未来战场的重要作战样式。在未来的战争中,无人装备可以采用集群作战方式对敌人的关键区域或敏感目标等进行持续搜索侦察、识别和打击。凭借无人集群装备的高性价比,高作战性能,良好的隐蔽性等特点,无人集群作战将会成为未来战场的一种颠覆性作战方式。
2020-08-18智邦网声明:本平台发布部分内容来自公开资料或者网络,版权归原作者所有,转载的目的在于传递信息及用于网络分享,不代表本平台赞同其观点,如涉版权问题,请与我们联系,我们第一时间处理!