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无人作战飞机协同作战技术

自从“捕食者”无人机首次使用“海尔法”反坦克导弹实施对地火力打击以来,关于无人作战飞机及其作战运用的研究就成为了美国等无人机技术强国的重要研究方向。由于单架无人作战飞机的任务能力有限,难以适应广域、复杂、多变的对抗环境,所以美军在2000年率先提出了无人作战飞机协同作战的设想,并且开始广泛研究无人作战飞机协同作战的关键技术等。比如在2007年,美国空军研究实验室启动“编群战术空间”(Swarm Tactic Space)计划,以演示验证12架无人作战飞机的自主协同飞行、协同搜索和模拟打击等任务。

从技术层面来说,如果要实现无人作战飞机的协同作战需要先进的无人机自主化技术的支撑,主要包括协同控制、协同态势感知、协同目标分配和智能决策等关键技术:协同控制技术,各无人作战飞机在执行任务过程中承担不同的职责,通过相互间的数据和战术信息的实时交换,实现实时任务协同。能够设计出较为有效可靠的无人作战飞机实时协同控制系统,是完成各种协同作战任务的关键。

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现代战争中,无人机发挥的作用越来越大。

协同态势感知技术,是指无人作战飞机编队内各机利用各自携带的传感器获取战术信息,并对这些战术信息在统一框架下进行融合,形成对整个战场态势的综合描述和表达,并且通过对战场态势的分析和理解完成任务决策和打击指令,从而指挥无人作战飞机完成相应的作战任务。

协同目标分配技术,是指在统一考虑各种作战任务约束条件下,按照一致的分配原则,对编队中的无人作战飞机分配任务目标、确定任务构型、发布任务要求等。无人作战飞机的协同目标分配是一种复杂的组合优化问题,主要依靠采用一些先进的算法(遗传算法、蚁群算法等)解决实时协同目标分配。

智能决策技术,在协同作战过程中,需要无人作战飞机编队的指挥人员能够根据战场态势的实时变化,及时、准确地制定和调整作战任务方案。但是面对现代战场的瞬息万变,海量战术信息的瞬时涌入,指挥人员的在心理和生理上都很难胜任这样繁重的感知、分析判断和决策,需要有先进的智能决策技术辅助无人作战飞机编队的指挥人员进行实时的战术决策和指挥。

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采用编队技术之后,将使无人机的作战效能获得重大提升。

从协同作战模式和战术任务来看,无人作战飞机的协同作战主要分为无人机与无人机的协同作战、无人机和有人机的协同作战。无人机和无人机的协同作战,主要包括多无人机协同侦察、多无人机协同目标跟踪、多无人机协同对地打击和多无人机协同空中拦截等战术任务,通过多架无人作战飞机之间的协同和配合,共同完成较为复杂的任务。

无人机和有人机的协同作战,则是一种全新的协同作战模式,在这种模式下,无人作战飞机直接接受有人作战飞机的指挥控制,实施联合目标识别与确认、快速打击和战场动态评估等战术任务。此外,随着协同作战技术的进步,无人作战飞机还能和有人作战飞机一起执行例如协同制空作战、跨平台联合制导等更加复杂和更高数据交换率的协同作战任务。(来源:科普中国)

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