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专家详解小型无人机系统集群作战

今年5月,美国空军正式提出《2016—2036年小型无人机系统飞行规划》,希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统,并在2036年实现无人机系统集群作战。航天科工三院无人机技术研究所总体室工程师贾永楠表示,在其他国家构建大型隐身察打一体无人机的同时,美国反其道而行之构建小型无人机系统,将能以较低成本在多样作战环境下提供更多作战能力。

“当看到成百上千的鸟群腾空而起,你是否会想,何方神圣导演了这奇妙景象?”贾永楠告诉科技日报记者,这样的群体行为在群居动物中很常见,比如蜂群、鸟群、鱼群等,人们称之为集群现象。群体中的个体仅依靠局部感知和简单规则,自主决定其运动状态,再由简单的局部规则涌现出协同的整体行为。

“这种有目的性的集群行为,是科学界公认的高级运动能力。”贾永楠说,“这些生物本身行为极其简单,而由简单个体组成的群体却能表现出复杂的行为和高超的智慧。”

受动物大规模集群现象启发,美国空军期待让大规模、低成本的小型无人机系统通过机间通信网络,实现集群侦察、打击、干扰等功能,以应用于未来反恐维稳、远程突防、战机护航等作战任务。小型无人机系统还可以用于消耗对方的高价值攻击武器,如地空导弹等,以其规模优势给对方造成惨重的损失。

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贾永楠介绍,无人机集群作战,是由大量小型无人机通过通信网络交互共同完成合作,具有资源配置机动灵活、作战成本低等特点,可满足未来强对抗环境中的作战需求。其特点一是可以接受多次袭击、重新配置,继续执行作战任务;二是作战方案成本低,可以大大节省资金,不必担心高价值作战目标被击落。

以蜂群为例,她简单说明了几种典型作战模式。

“蜜蜂一旦遭到外敌入侵,会倾巢出动,依靠数量优势、飞行灵活的特点群起攻击敌人。”贾永楠说,小型无人机未来也可能实施“蜂群作战”,用所携的攻击性武器围攻目标。

蜂群中有蜂王、工蜂等角色,工蜂时刻围绕在蜂王周围,像侍者一样照应它的需求。在未来战场上,如果把有人机比作“蜂王”,无人机就是“工蜂”,它们将根据有人机的作战需求,提供必要的侦察、打击、诱骗等功能。

蜂群在寻找食物时,分为侦察蜂、引领蜂和跟随蜂。侦察蜂是搜索蜂巢附近的新食物源;引领蜂掌握着某个食物源的信息,并且将这些信息以一定概率与其他蜜蜂分享;跟随蜂则通过与引领蜂分享信息去找到食物。围绕“食物源”这一搜索目标,小型无人机系统也可以分成多个功能子群,协同配合,共同完成任务。

“目前小型无人机系统仍处于建模与模拟阶段,许多关键技术尚待攻克,要实现无人机集群相信还有一段漫长的路要走。”贾永楠说,比如小型无人机的航程航时往往较短,在设计时需要考虑如何携带、投射和回收的问题;在群体智慧形成的过程中,信息交换是极为重要的一环,因此小型无人机之间也需要设计合适的数据链路,保证信息的高效传递。此外,面向复杂作战任务,如何规划多架无人机携带不同载荷配合作战,也有待探讨。

但她认为,未来20年,小型无人机系统必将成为空军情报、监视和侦察的基石。在现有基础技术与美国差距不大的前提下,我国如何在无人机集群领域抢得先机,如何借鉴无人机集群作战思想,进一步提升我军的系统作战能力,这些问题值得深入思考。(来源:中国网)

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