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無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)作戰(zhàn)構(gòu)想與關(guān)鍵技術(shù)
來源:無人機(jī)集群
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作者:劉立章
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發(fā)布時(shí)間: 2021-05-08
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為有效應(yīng)對敵可能發(fā)起的“飽和式攻擊”,提高重要軍事目標(biāo)的防護(hù)能力,著眼無人技術(shù)的發(fā)展,首先,提出了無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的概念;隨后,介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì),并針對敵可能的巡航導(dǎo)彈?無人機(jī)蜂群?炮彈等各類打擊,進(jìn)行了具體的作戰(zhàn)構(gòu)想設(shè)計(jì);總結(jié)了無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),包括無人機(jī)平臺研制?系統(tǒng)架構(gòu)?集群感知與信息融合?集群控制與群體智能?任務(wù)規(guī)劃?蜂群投放及回收補(bǔ)充等,并就技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性和相關(guān)問題進(jìn)行了分析,為進(jìn)一步深化研究奠定了基礎(chǔ)?
在2020 年納卡沖突中,阿塞拜疆使用無人機(jī)攻擊亞美尼亞地面坦克及士兵的畫面震撼人心,無人作戰(zhàn)的時(shí)代已然到來,傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式已被以無人作戰(zhàn)為代表的人工智能技術(shù)徹底顛覆,未來戰(zhàn)爭將朝著無人化?智能化的方向大步邁進(jìn)?可以預(yù)見,在不久的將來,大規(guī)模無人進(jìn)攻將占據(jù)極大優(yōu)勢,不僅能達(dá)成戰(zhàn)術(shù)目的,甚至可達(dá)成戰(zhàn)役和戰(zhàn)略企圖?無人機(jī)力量既可以是攻擊的“利刃”,也可以通過研究開發(fā),成為防守的“堅(jiān)盾”?
本文首先簡要論述了無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的概念,隨后對攔截系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和作戰(zhàn)構(gòu)想進(jìn)行了設(shè)計(jì)和闡述,據(jù)此分析了攔截系統(tǒng)構(gòu)建和運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),最后對無人機(jī)蜂群攔截作戰(zhàn)的未來進(jìn)行了展望?
1 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)概念
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對重點(diǎn)目標(biāo)的打擊和防護(hù)已經(jīng)成為交戰(zhàn)雙方關(guān)注的焦點(diǎn),特殊時(shí)刻,關(guān)鍵目標(biāo)往往能左右戰(zhàn)局走向?在未來作戰(zhàn)中,為突破防御系統(tǒng),達(dá)成作戰(zhàn)效果,不僅會有針對重點(diǎn)目標(biāo)的精確打擊,還可能存在“飽和式”的空天打擊?無人機(jī)蜂群襲擊等?此外,在非傳統(tǒng)安全領(lǐng)域,重點(diǎn)目標(biāo)還會面臨自殺式無人機(jī)蜂群?火箭彈?空飄氣球等非常規(guī)手段突襲,以達(dá)到制造公眾恐慌,引發(fā)社會動亂的目的?與此同時(shí),重點(diǎn)目標(biāo)的防御也是備受關(guān)注的焦點(diǎn),但由于當(dāng)前世界主要國家的防空力量均是按照體系作戰(zhàn)的思想構(gòu)建的,其主要由遠(yuǎn)程?中程?近程和末端武器構(gòu)成,表面上看配置層級分明?科學(xué)合理,但遠(yuǎn)中近程防空武器(如S300 系列?防空導(dǎo)彈等)與末端防空武器(如高射火炮等)之間仍存在一定的火力空白,從而降低了防空攔截效率,特別是在應(yīng)對可能的“飽和式攻擊”時(shí),這一火力空白尤其致命?美國海軍研究生學(xué)院Loc Pham 在2012 年發(fā)表的《無人機(jī)蜂群攻擊》曾探討了防空系統(tǒng)對蜂群作戰(zhàn)的防御問題?文章顯示,即使是世界上最先進(jìn)的防空體系之一的海面“宙斯盾”系統(tǒng)(裝備了干擾器?誘餌彈?“標(biāo)準(zhǔn)”系列防空導(dǎo)彈?127 mm 艦炮?2 座“密集陣”近防武器系統(tǒng)),面對5~10 架從各個方向來襲的無人機(jī)蜂群攻擊,也顯得力不從心,根本無法做到全部有效攔截?
一直以來,世界各國都在研究抗擊“飽和式攻擊”的方法,但至今尚沒有較為成熟的作戰(zhàn)理念?無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)是在無人機(jī)蜂群技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一種可實(shí)施高度自主攔截的無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)?在該系統(tǒng)中,每架攔截?zé)o人機(jī)搭載必需的可自主組網(wǎng)控制終端?靈巧式高爆自毀炸彈和可探測來襲目標(biāo)的模塊,采用“六邊形空間錯位矩陣”的排列結(jié)構(gòu),在預(yù)警空域常態(tài)巡航并機(jī)動配置在可能出現(xiàn)的防空火力“真空區(qū)”?當(dāng)來襲目標(biāo)到達(dá)爆炸毀傷半徑時(shí),攔截?zé)o人機(jī)解鎖其攜帶的高爆炸藥,將攔截目標(biāo)摧毀或者引爆,以達(dá)到攔截的目的?系統(tǒng)通過采用“無人機(jī)蜂群對抗無人機(jī)蜂群”?“無人機(jī)蜂群集中毀傷巡航導(dǎo)彈”的策略,應(yīng)對敵可能采取的多彈種?高密度?全方位的“飽和式攻擊”,以充實(shí)現(xiàn)有防空體系,提高重要目標(biāo)的防護(hù)能力?
2 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)組成
根據(jù)系統(tǒng)作戰(zhàn)需求,為提高整體攔截效能,如圖1所示,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)職能區(qū)分,采取群組編隊(duì)的方式,構(gòu)建以攔截群為核心,偵察群?反輻射群?誘餌群?電子對抗群(干擾群)?補(bǔ)充群負(fù)責(zé)協(xié)同的空中無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)?
1)攔截群?正六邊形是能夠不重疊地鋪滿一個平面的三種正多邊形(正三角形?正方形和正六邊形)之一,其中,六邊形以最小量的材料占有最大面積 ?因此,如圖2 所示,攔截群通過采用“六邊形空間錯位矩陣”的排列結(jié)構(gòu),前后交錯排列,可實(shí)現(xiàn)攔截效率的最大化?攔截群進(jìn)行模塊化編組,每個模塊配置攔截?zé)o人機(jī)若干,前后分層配置,每層在不同平面上,且相鄰兩層之間留有一定的安全距離;每架無人機(jī)的位置在組網(wǎng)前根據(jù)編號定位,確保任務(wù)規(guī)劃到具體無人機(jī)?整個六邊形錯位矩陣攔截網(wǎng)的分層數(shù)量?每層攔截網(wǎng)占有的無人機(jī)數(shù)量,以及每層攔截網(wǎng)之間的距離可根據(jù)來襲目標(biāo)攜帶彈藥的殺傷半徑進(jìn)行調(diào)整,確保無人機(jī)和無人機(jī)?攔截層和攔截層之間距離適當(dāng),防止出現(xiàn)“一彈引爆多機(jī)”的問題?
攔截群在預(yù)定區(qū)域展開后,通過地面雷達(dá)或無人機(jī)偵察群不間斷地向攔截群傳輸和共享指令,隨時(shí)調(diào)整攔截群位置?為有效應(yīng)對各類攻擊,提高攔截效率,如圖3 所示,可采用多層布防?多單元組合布防,以及多層多單元組合布防等方式來增加攔截面積和攔截縱深?
2)偵察群?偵察群主要由搭載合成孔徑雷達(dá)?多功能相控陣?yán)走_(dá)等設(shè)備的無人機(jī)群組成,可部署在攔截系統(tǒng)前側(cè),主要任務(wù)是與地面雷達(dá)系統(tǒng)協(xié)同判斷敵飛行物的類別?編隊(duì)形式?速度?方位?高度?攜帶的武器和精確計(jì)算敵飛行物的飛行軌跡等,并將敵飛行物的相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳送給攔截群?
3)反輻射群?反輻射群配置反輻射無人機(jī)若干,可部署在偵察群后側(cè),主要任務(wù)是根據(jù)敵雷達(dá)信號進(jìn)行攻擊,摧毀飛行物的雷達(dá);如果敵飛行物為無制導(dǎo)能力的火箭彈等武器,則反輻射群不工作?
4)電子對抗群(干擾群)?電子對抗群(干擾群)配置電抗無人機(jī)若干,可部署于偵察群后側(cè),主要任務(wù)是防敵電磁干擾,同時(shí)壓制和干擾敵飛行物通信信號?
5)誘餌群?誘餌群配置各型誘餌無人機(jī)若干,可部署于攔截群前側(cè),主要任務(wù)是誘導(dǎo)敵空襲目標(biāo)偏離攻擊目標(biāo)和攻擊攔截網(wǎng),實(shí)現(xiàn)保護(hù)我方重要目標(biāo)的作用?
6)補(bǔ)充群?補(bǔ)充群主要由空中補(bǔ)充群和地面補(bǔ)充群組成,當(dāng)攔截網(wǎng)絡(luò)中的無人機(jī)出現(xiàn)損傷和自毀后,能根據(jù)無人機(jī)蜂群指揮控制網(wǎng)絡(luò)的指令自主派遣無人機(jī)補(bǔ)充至相應(yīng)的戰(zhàn)斗位置,保障任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行?
3 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)作戰(zhàn)構(gòu)想
當(dāng)前,世界上較為先進(jìn)的BGM?109“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈射程已達(dá)2 500 km,能夠以最高M(jìn)a = 0.73 的速度飛行 ?在不久的將來,“戰(zhàn)斧”BLOCKⅣ型巡航導(dǎo)彈將更加智能化,性能更加完善?根據(jù)現(xiàn)代作戰(zhàn)特點(diǎn),壓制由巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)組成的第一梯隊(duì)的攻擊將是快速應(yīng)對沖突的第一步?巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)等各類空襲兵器打擊方式多種多樣,有針對高價(jià)值目標(biāo)的單發(fā)精確打擊,有密集式飽和攻擊,還存在針對目標(biāo)群的大范圍火力覆蓋?無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)通過在重點(diǎn)目標(biāo)外圍適當(dāng)區(qū)域開辟發(fā)射陣地或采取機(jī)動發(fā)射,當(dāng)來襲目標(biāo)進(jìn)入攔截范圍時(shí),進(jìn)行攔截打擊?
3.1 攔截?zé)o人機(jī)蜂群
無人機(jī)蜂群攻擊具備數(shù)量多?機(jī)動靈活等特點(diǎn),但其突出弱點(diǎn)為易受電子干擾?如圖4 所示,當(dāng)敵無人機(jī)蜂群前方首架無人機(jī)進(jìn)入我方偵察半徑時(shí),偵察群即開始對敵蜂群進(jìn)行不間斷的偵察;干擾群脫離原有編隊(duì)突進(jìn)至A 點(diǎn)(敵無人機(jī)蜂群前側(cè))并迅速向敵蜂群兩側(cè)散開,與之保持一定距離進(jìn)行干擾壓制;反輻射群隨后突進(jìn)至B 點(diǎn),靈活鎖定敵無人機(jī)蜂群通訊中樞部分進(jìn)行打擊;誘餌群至C 點(diǎn)發(fā)出假的通信和雷達(dá)信號,持續(xù)誘導(dǎo)敵剩余無人機(jī)向攔截群飛行;攔截群梯次配置至D 點(diǎn),與補(bǔ)充群配合,在一定空域內(nèi)包圍并全殲敵無人機(jī)蜂群?
3.2 攔截巡航導(dǎo)彈
巡航導(dǎo)彈具有飛行速度快?高度低?機(jī)動靈活等特點(diǎn),但其易受電子干擾及誘餌欺騙?如圖5 所示,當(dāng)敵巡航導(dǎo)彈進(jìn)入我方偵察半徑時(shí),偵察群通過自身雷達(dá)?地面雷達(dá)和預(yù)警機(jī)配合持續(xù)鎖定目標(biāo),預(yù)測巡航導(dǎo)彈的彈道軌跡,并將彈道測算的信息傳輸至攔截群;干擾群脫離原有編隊(duì)突進(jìn)至A 點(diǎn)(敵巡航導(dǎo)彈前側(cè))并迅速向巡航導(dǎo)彈兩側(cè)散開,與之保持一定距離進(jìn)行干擾壓制;誘餌群發(fā)出假的雷達(dá)和通信信號,在B 點(diǎn)和C 點(diǎn)持續(xù)誘導(dǎo)敵巡航導(dǎo)彈向攔截群或預(yù)定誘騙攻擊區(qū)域飛行;攔截群高速機(jī)動到預(yù)定的飛行軌道,展開戰(zhàn)斗隊(duì)形對巡航導(dǎo)彈預(yù)定飛行空域執(zhí)行重點(diǎn)攔截?必要時(shí),可在誘騙攻擊區(qū)域?qū)嵤┐驌?
3.3 攔截炮彈(火箭彈)
炮彈(火箭彈) 具有無制導(dǎo)裝置,密集度大的特點(diǎn),攔截系統(tǒng)無法破壞其雷達(dá)?通信和控制設(shè)備,但通過空地雷達(dá)可以精準(zhǔn)預(yù)測其飛行軌跡 ?如圖6 所示,當(dāng)敵炮彈(火箭彈)進(jìn)入我方偵察半徑時(shí),偵察群通過雷達(dá)測算彈道并與地面雷達(dá)和預(yù)警機(jī)配合持續(xù)鎖定目標(biāo),預(yù)測炮彈(火箭彈) 的彈道軌跡?攔截群可提前機(jī)動并集中部署到炮彈(火箭彈)的預(yù)定軌跡上,展開戰(zhàn)斗隊(duì)形對炮彈(火箭彈) 可能飛過的空域執(zhí)行重點(diǎn)攔截?當(dāng)炮彈(火箭彈) 數(shù)量較大時(shí),補(bǔ)充群及時(shí)支援?dāng)r截群,并可呼叫地面防空系統(tǒng)與攔截群協(xié)同進(jìn)行攔截?
3.4 攔截空飄氣球
空飄氣球具有目標(biāo)明顯?速度較慢等特點(diǎn),可采取類似攔截炮彈的方法進(jìn)行攔截?但由于空飄氣球可能數(shù)量多?成本低?易摧毀,可增編部分攻擊型無人機(jī)將更具經(jīng)濟(jì)性?
4 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及可行性分析
通過對無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)和可行性進(jìn)行研究分析,可對系統(tǒng)構(gòu)建和作戰(zhàn)運(yùn)用提供相關(guān)理論支撐?
4.1 關(guān)鍵技術(shù)
無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建需要在充分考慮可能面臨的來襲目標(biāo)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用一系列相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)?這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括平臺研制?系統(tǒng)架構(gòu)?集群感知與信息融合?集群控制與群體智能?任務(wù)規(guī)劃?蜂群投放及回收補(bǔ)充等?
1)平臺研制
無人機(jī)平臺的研發(fā)和制造技術(shù)是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)?為實(shí)現(xiàn)攔截系統(tǒng)的有效運(yùn)行,達(dá)成相應(yīng)的作戰(zhàn)效費(fèi)比,無人機(jī)平臺在研發(fā)和制造技術(shù)上需要具備以下條件?
一是先進(jìn)的研發(fā)能力和制造工藝?敵攻擊武器和攻擊時(shí)間的不確定性,要求攔截?zé)o人機(jī)必須擁有良好的機(jī)動性和續(xù)航能力,從而能夠在預(yù)警空域長時(shí)間巡航,接到指令可快速完成機(jī)動和蜂群排列?因此,無人機(jī)平臺須能夠研發(fā)和制造出技術(shù)先進(jìn)?工藝精良,在機(jī)動性?續(xù)航性?穩(wěn)定性?耐用性方面達(dá)到相應(yīng)要求的無人機(jī),從而形成有效攔截能力?
二是足夠的生產(chǎn)能力和成本控制?由于攔截系統(tǒng)主要以蜂群組網(wǎng),通過無人機(jī)自爆來攔截?cái)场帮柡褪焦簟?無人機(jī)平臺必須能夠規(guī)模量產(chǎn),且有效控制成本,確保達(dá)成相應(yīng)的作戰(zhàn)效費(fèi)比?
2)系統(tǒng)架構(gòu)
無人機(jī)蜂群攔截是集巡航?偵察?攔截?控制等多種行動為一體的復(fù)雜任務(wù),攔截系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)的系統(tǒng)架構(gòu)和高效的集群協(xié)同,以通過整體效能來應(yīng)對高度對抗性?高度動態(tài)性?高度不確定性的戰(zhàn)場環(huán)境?根據(jù)系統(tǒng)作戰(zhàn)需求,攔截系統(tǒng)應(yīng)具備偵察?攔截?反輻射?抗干擾?誘騙?自我補(bǔ)充等功能,以實(shí)現(xiàn)對來襲目標(biāo)從發(fā)現(xiàn)?引誘到攔截的作戰(zhàn)全流程,以及自身防護(hù)和系統(tǒng)補(bǔ)充?為提高攔截系統(tǒng)的魯棒性和容錯性,可采取分布式人工智能系統(tǒng)中的多智能體系統(tǒng)(MAS)[6] ,該系統(tǒng)核心思想是“分而治之”,即將整個攔截系統(tǒng)分解為各個相對獨(dú)立的子系統(tǒng),子系統(tǒng)之間通過相互協(xié)作完成高度復(fù)雜的攔截任務(wù)?
3)集群感知與信息融合
集群感知與信息融合是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)控制決策的重要依據(jù)?集群感知是指無人機(jī)蜂群基于機(jī)載傳感器(如多功能相控陣?yán)走_(dá)),通過無人機(jī)之間相互協(xié)同以獲得更廣的探測范圍?更高的定位精度,主要包括對外部環(huán)境的協(xié)同觀測和無人機(jī)蜂群內(nèi)部的互感能力?信息融合主要是指無人機(jī)平臺之間(如蜂群和蜂群之間,蜂群和地面指控系統(tǒng)?雷達(dá)探測系統(tǒng)之間等)通過數(shù)據(jù)鏈路傳遞和共享目標(biāo)信息?平臺信息?情報(bào)指令等,進(jìn)而獲得任務(wù)區(qū)域內(nèi)準(zhǔn)確?完整的全局信息,通常要求有可靠的通信中繼衛(wèi)星?無線接入網(wǎng)和信息處理傳輸網(wǎng)絡(luò)?比如當(dāng)無人機(jī)蜂群在預(yù)定任務(wù)區(qū)域待命預(yù)警時(shí),地面雷達(dá)可提前將來襲目標(biāo)的類別?數(shù)量?編隊(duì)形式?速度?方位?高度等基本信息共享傳輸給無人機(jī)蜂群?待來襲目標(biāo)進(jìn)入無人機(jī)蜂群探測范圍后,蜂群進(jìn)一步協(xié)同測算和精確化其飛行信息,并將信息傳遞到控制終端,通過計(jì)算確定攔截?zé)o人機(jī)排列結(jié)構(gòu)及引爆時(shí)間,最終完成任務(wù)?
4)集群控制與群體智能
集群控制與群體智能是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)成功運(yùn)行的核心?無人機(jī)個體能力通常較弱,但通過借助蟻群算法(ACA/ ACO)?粒子群算法(PSO)等集群控制算法 ,無人機(jī)蜂群可集有限智能個體的協(xié)同合作為集體智能,實(shí)現(xiàn)自主編隊(duì)?分組避障,部分毀傷條件下重構(gòu)編隊(duì)等功能?攔截系統(tǒng)中的無人機(jī)應(yīng)遵循“精準(zhǔn)?立體?快速?有序”的原則,在空襲目標(biāo)來襲的路徑上按照某種排列方法展開形成空中攔截網(wǎng),使攔截?zé)o人機(jī)的攔截效能最優(yōu)化;當(dāng)空襲目標(biāo)變化飛行軌道時(shí),攔截?zé)o人機(jī)蜂群通過自身探測系統(tǒng)?地面雷達(dá)和其他無人機(jī)群測算其空中實(shí)時(shí)軌跡,自主修正并快速編隊(duì)機(jī)動到相應(yīng)位置;部分毀傷條件下,無人機(jī)群自主重構(gòu)修補(bǔ)空中攔截網(wǎng)?
5)任務(wù)規(guī)劃
無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃是完成攔截任務(wù)的關(guān)鍵,主要指根據(jù)無人機(jī)性能?攔截任務(wù)和戰(zhàn)場環(huán)境等因素約束,為蜂群中的無人機(jī)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和組合優(yōu)化,以避免資源沖突,實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同和全局最優(yōu)[12?13] ?如攔截?zé)o人機(jī)群應(yīng)如何進(jìn)行排列組合,實(shí)現(xiàn)攔截面積和攔截縱深的最大化;無人機(jī)蜂群根據(jù)偵察結(jié)果,如何進(jìn)行任務(wù)的動態(tài)分配,實(shí)施干擾?誘導(dǎo)?攔截等;當(dāng)來襲目標(biāo)數(shù)量較多,如何進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)攔截效果最大化等?
6)蜂群投放及回收補(bǔ)充
根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的多域性特點(diǎn),無人機(jī)蜂群投放必須具備全域?快速?高效?機(jī)動?精準(zhǔn)等特點(diǎn),在現(xiàn)有的武器裝備體系和技術(shù)支撐下,除采取傳統(tǒng)的固定架投放外,還可取車(艦)載投放?戰(zhàn)機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī)?運(yùn)輸機(jī)?直升機(jī))投放?火箭投放等方式?由于無人機(jī)攜帶自爆模塊,且在任務(wù)中由于自爆而導(dǎo)致數(shù)量減少,當(dāng)無人機(jī)蜂群執(zhí)行完任務(wù)時(shí),無人機(jī)必須能夠自主返航進(jìn)行數(shù)量補(bǔ)充和能源補(bǔ)給,以確保攔截系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性?完整性和安全性?
4.2 可行性分析
無人機(jī)蜂群作為近些年來迅速崛起并快速發(fā)展的無人化技術(shù),集平臺研制?智能感知?網(wǎng)絡(luò)通信?導(dǎo)航定位?集群組網(wǎng)?自主協(xié)同?智能彈藥等技術(shù)于一體,具有單機(jī)成本低?群體數(shù)目大?智能化程度高等顯著優(yōu)勢,其劣勢則主要體現(xiàn)為速度慢?航程短?探測能力差?抗干擾能力有限等?隨著美軍“小精靈” 項(xiàng)目 和“灰山鶉”微型無人機(jī)項(xiàng)目的研究論證,以及我國電科集團(tuán)電科院在2020 年9 月成功進(jìn)行的200 架固定翼無人機(jī)集群作戰(zhàn)試驗(yàn) ,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建逐步具備了一定的可行性?
1)固定翼無人機(jī)平臺技術(shù)基本可實(shí)現(xiàn)高航速?長航程?可回收等功能,如“小精靈”無人機(jī)和中國電科集團(tuán)無人機(jī)均采用機(jī)身細(xì)長,機(jī)翼可折疊,裝備小型渦扇發(fā)動機(jī),“小精靈”無人機(jī)作戰(zhàn)半徑926 km,可空中巡邏3 h,有效載荷54.5 kg,最大速度不低于Ma =0.8 ?
2)無人機(jī)蜂群高效投放?智能感知?集群控制?信息共享?任務(wù)規(guī)劃與執(zhí)行等技術(shù)已基本趨于可用,美軍公布的“灰山鶉”微型無人機(jī)蜂群演示和中國電科集團(tuán)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)試驗(yàn)已基本實(shí)現(xiàn)無人機(jī)多方式投放?精確編隊(duì)?偵察監(jiān)視?干擾壓制?自主察打等功能?
3)相較于傳統(tǒng)防空體系,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)具有機(jī)動靈活?智能高效等特點(diǎn),且在應(yīng)對“飽和式攻擊”方面具有突出優(yōu)勢,通過與傳統(tǒng)防空體系配合可以增強(qiáng)重點(diǎn)目標(biāo)的防護(hù)能力?
但是,我們也應(yīng)看到,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的構(gòu)建仍然面臨一些問題?首先,在平臺研制技術(shù)上,需要在無人機(jī)性能和研發(fā)制造成本之間做好平衡,確保既要滿足基本的作戰(zhàn)需求,又有很好的作戰(zhàn)效費(fèi)比;其次,由于攔截的實(shí)時(shí)性要求,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)需要具_(dá)_備科學(xué)完備的系統(tǒng)架構(gòu),成熟的集群感知與信息融合?集群控制與群體智能?任務(wù)規(guī)劃等能力,這需要深入研究和反復(fù)論證,才能確保攔截的成效和系統(tǒng)的穩(wěn)定性;再次,在系統(tǒng)安全性問題上,因攔截?zé)o人機(jī)攜帶靈敏高效炸藥戰(zhàn)斗部,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)存在一定危險(xiǎn),使用時(shí)要時(shí)刻關(guān)注無人機(jī)的飛行狀態(tài),將不適合攔截的區(qū)域作為禁飛區(qū)輸入控制程序中,避免攔截后的殘骸或儀器故障失靈落入人員密集區(qū)域造成損失?
隨著這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)將因成本低廉?機(jī)動靈活?智能高效等優(yōu)勢,成為對抗“飽和式攻擊”的有效手段,研究論證后可重點(diǎn)應(yīng)用在首都或邊境防空?艦船防御?空中集群作戰(zhàn)及應(yīng)對非傳統(tǒng)安全威脅等領(lǐng)域?當(dāng)然,我們也應(yīng)看到無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)?科學(xué)架構(gòu),并針對集群感知?集群控制?群體智能等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)和作戰(zhàn)試驗(yàn)論證,以提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性?盡管無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的構(gòu)建還存在諸多難點(diǎn),但機(jī)遇與挑戰(zhàn)往往并存?我國應(yīng)加強(qiáng)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的前沿技術(shù)研究和大膽創(chuàng)新,強(qiáng)化軍民融合等國家戰(zhàn)略推動關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)而獲得無人作戰(zhàn)領(lǐng)域的“非對稱”優(yōu)勢?
本文首先簡要論述了無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的概念,隨后對攔截系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和作戰(zhàn)構(gòu)想進(jìn)行了設(shè)計(jì)和闡述,據(jù)此分析了攔截系統(tǒng)構(gòu)建和運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),最后對無人機(jī)蜂群攔截作戰(zhàn)的未來進(jìn)行了展望?
1 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)概念
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對重點(diǎn)目標(biāo)的打擊和防護(hù)已經(jīng)成為交戰(zhàn)雙方關(guān)注的焦點(diǎn),特殊時(shí)刻,關(guān)鍵目標(biāo)往往能左右戰(zhàn)局走向?在未來作戰(zhàn)中,為突破防御系統(tǒng),達(dá)成作戰(zhàn)效果,不僅會有針對重點(diǎn)目標(biāo)的精確打擊,還可能存在“飽和式”的空天打擊?無人機(jī)蜂群襲擊等?此外,在非傳統(tǒng)安全領(lǐng)域,重點(diǎn)目標(biāo)還會面臨自殺式無人機(jī)蜂群?火箭彈?空飄氣球等非常規(guī)手段突襲,以達(dá)到制造公眾恐慌,引發(fā)社會動亂的目的?與此同時(shí),重點(diǎn)目標(biāo)的防御也是備受關(guān)注的焦點(diǎn),但由于當(dāng)前世界主要國家的防空力量均是按照體系作戰(zhàn)的思想構(gòu)建的,其主要由遠(yuǎn)程?中程?近程和末端武器構(gòu)成,表面上看配置層級分明?科學(xué)合理,但遠(yuǎn)中近程防空武器(如S300 系列?防空導(dǎo)彈等)與末端防空武器(如高射火炮等)之間仍存在一定的火力空白,從而降低了防空攔截效率,特別是在應(yīng)對可能的“飽和式攻擊”時(shí),這一火力空白尤其致命?美國海軍研究生學(xué)院Loc Pham 在2012 年發(fā)表的《無人機(jī)蜂群攻擊》曾探討了防空系統(tǒng)對蜂群作戰(zhàn)的防御問題?文章顯示,即使是世界上最先進(jìn)的防空體系之一的海面“宙斯盾”系統(tǒng)(裝備了干擾器?誘餌彈?“標(biāo)準(zhǔn)”系列防空導(dǎo)彈?127 mm 艦炮?2 座“密集陣”近防武器系統(tǒng)),面對5~10 架從各個方向來襲的無人機(jī)蜂群攻擊,也顯得力不從心,根本無法做到全部有效攔截?
一直以來,世界各國都在研究抗擊“飽和式攻擊”的方法,但至今尚沒有較為成熟的作戰(zhàn)理念?無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)是在無人機(jī)蜂群技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一種可實(shí)施高度自主攔截的無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)?在該系統(tǒng)中,每架攔截?zé)o人機(jī)搭載必需的可自主組網(wǎng)控制終端?靈巧式高爆自毀炸彈和可探測來襲目標(biāo)的模塊,采用“六邊形空間錯位矩陣”的排列結(jié)構(gòu),在預(yù)警空域常態(tài)巡航并機(jī)動配置在可能出現(xiàn)的防空火力“真空區(qū)”?當(dāng)來襲目標(biāo)到達(dá)爆炸毀傷半徑時(shí),攔截?zé)o人機(jī)解鎖其攜帶的高爆炸藥,將攔截目標(biāo)摧毀或者引爆,以達(dá)到攔截的目的?系統(tǒng)通過采用“無人機(jī)蜂群對抗無人機(jī)蜂群”?“無人機(jī)蜂群集中毀傷巡航導(dǎo)彈”的策略,應(yīng)對敵可能采取的多彈種?高密度?全方位的“飽和式攻擊”,以充實(shí)現(xiàn)有防空體系,提高重要目標(biāo)的防護(hù)能力?
2 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)組成
根據(jù)系統(tǒng)作戰(zhàn)需求,為提高整體攔截效能,如圖1所示,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)職能區(qū)分,采取群組編隊(duì)的方式,構(gòu)建以攔截群為核心,偵察群?反輻射群?誘餌群?電子對抗群(干擾群)?補(bǔ)充群負(fù)責(zé)協(xié)同的空中無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)?
3)反輻射群?反輻射群配置反輻射無人機(jī)若干,可部署在偵察群后側(cè),主要任務(wù)是根據(jù)敵雷達(dá)信號進(jìn)行攻擊,摧毀飛行物的雷達(dá);如果敵飛行物為無制導(dǎo)能力的火箭彈等武器,則反輻射群不工作?
4)電子對抗群(干擾群)?電子對抗群(干擾群)配置電抗無人機(jī)若干,可部署于偵察群后側(cè),主要任務(wù)是防敵電磁干擾,同時(shí)壓制和干擾敵飛行物通信信號?
5)誘餌群?誘餌群配置各型誘餌無人機(jī)若干,可部署于攔截群前側(cè),主要任務(wù)是誘導(dǎo)敵空襲目標(biāo)偏離攻擊目標(biāo)和攻擊攔截網(wǎng),實(shí)現(xiàn)保護(hù)我方重要目標(biāo)的作用?
6)補(bǔ)充群?補(bǔ)充群主要由空中補(bǔ)充群和地面補(bǔ)充群組成,當(dāng)攔截網(wǎng)絡(luò)中的無人機(jī)出現(xiàn)損傷和自毀后,能根據(jù)無人機(jī)蜂群指揮控制網(wǎng)絡(luò)的指令自主派遣無人機(jī)補(bǔ)充至相應(yīng)的戰(zhàn)斗位置,保障任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行?
3 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)作戰(zhàn)構(gòu)想
當(dāng)前,世界上較為先進(jìn)的BGM?109“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈射程已達(dá)2 500 km,能夠以最高M(jìn)a = 0.73 的速度飛行 ?在不久的將來,“戰(zhàn)斧”BLOCKⅣ型巡航導(dǎo)彈將更加智能化,性能更加完善?根據(jù)現(xiàn)代作戰(zhàn)特點(diǎn),壓制由巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)組成的第一梯隊(duì)的攻擊將是快速應(yīng)對沖突的第一步?巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)等各類空襲兵器打擊方式多種多樣,有針對高價(jià)值目標(biāo)的單發(fā)精確打擊,有密集式飽和攻擊,還存在針對目標(biāo)群的大范圍火力覆蓋?無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)通過在重點(diǎn)目標(biāo)外圍適當(dāng)區(qū)域開辟發(fā)射陣地或采取機(jī)動發(fā)射,當(dāng)來襲目標(biāo)進(jìn)入攔截范圍時(shí),進(jìn)行攔截打擊?
3.1 攔截?zé)o人機(jī)蜂群
3.2 攔截巡航導(dǎo)彈
巡航導(dǎo)彈具有飛行速度快?高度低?機(jī)動靈活等特點(diǎn),但其易受電子干擾及誘餌欺騙?如圖5 所示,當(dāng)敵巡航導(dǎo)彈進(jìn)入我方偵察半徑時(shí),偵察群通過自身雷達(dá)?地面雷達(dá)和預(yù)警機(jī)配合持續(xù)鎖定目標(biāo),預(yù)測巡航導(dǎo)彈的彈道軌跡,并將彈道測算的信息傳輸至攔截群;干擾群脫離原有編隊(duì)突進(jìn)至A 點(diǎn)(敵巡航導(dǎo)彈前側(cè))并迅速向巡航導(dǎo)彈兩側(cè)散開,與之保持一定距離進(jìn)行干擾壓制;誘餌群發(fā)出假的雷達(dá)和通信信號,在B 點(diǎn)和C 點(diǎn)持續(xù)誘導(dǎo)敵巡航導(dǎo)彈向攔截群或預(yù)定誘騙攻擊區(qū)域飛行;攔截群高速機(jī)動到預(yù)定的飛行軌道,展開戰(zhàn)斗隊(duì)形對巡航導(dǎo)彈預(yù)定飛行空域執(zhí)行重點(diǎn)攔截?必要時(shí),可在誘騙攻擊區(qū)域?qū)嵤┐驌?
炮彈(火箭彈) 具有無制導(dǎo)裝置,密集度大的特點(diǎn),攔截系統(tǒng)無法破壞其雷達(dá)?通信和控制設(shè)備,但通過空地雷達(dá)可以精準(zhǔn)預(yù)測其飛行軌跡 ?如圖6 所示,當(dāng)敵炮彈(火箭彈)進(jìn)入我方偵察半徑時(shí),偵察群通過雷達(dá)測算彈道并與地面雷達(dá)和預(yù)警機(jī)配合持續(xù)鎖定目標(biāo),預(yù)測炮彈(火箭彈) 的彈道軌跡?攔截群可提前機(jī)動并集中部署到炮彈(火箭彈)的預(yù)定軌跡上,展開戰(zhàn)斗隊(duì)形對炮彈(火箭彈) 可能飛過的空域執(zhí)行重點(diǎn)攔截?當(dāng)炮彈(火箭彈) 數(shù)量較大時(shí),補(bǔ)充群及時(shí)支援?dāng)r截群,并可呼叫地面防空系統(tǒng)與攔截群協(xié)同進(jìn)行攔截?
空飄氣球具有目標(biāo)明顯?速度較慢等特點(diǎn),可采取類似攔截炮彈的方法進(jìn)行攔截?但由于空飄氣球可能數(shù)量多?成本低?易摧毀,可增編部分攻擊型無人機(jī)將更具經(jīng)濟(jì)性?
4 無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及可行性分析
通過對無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)和可行性進(jìn)行研究分析,可對系統(tǒng)構(gòu)建和作戰(zhàn)運(yùn)用提供相關(guān)理論支撐?
4.1 關(guān)鍵技術(shù)
無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建需要在充分考慮可能面臨的來襲目標(biāo)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用一系列相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)?這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括平臺研制?系統(tǒng)架構(gòu)?集群感知與信息融合?集群控制與群體智能?任務(wù)規(guī)劃?蜂群投放及回收補(bǔ)充等?
1)平臺研制
無人機(jī)平臺的研發(fā)和制造技術(shù)是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)?為實(shí)現(xiàn)攔截系統(tǒng)的有效運(yùn)行,達(dá)成相應(yīng)的作戰(zhàn)效費(fèi)比,無人機(jī)平臺在研發(fā)和制造技術(shù)上需要具備以下條件?
一是先進(jìn)的研發(fā)能力和制造工藝?敵攻擊武器和攻擊時(shí)間的不確定性,要求攔截?zé)o人機(jī)必須擁有良好的機(jī)動性和續(xù)航能力,從而能夠在預(yù)警空域長時(shí)間巡航,接到指令可快速完成機(jī)動和蜂群排列?因此,無人機(jī)平臺須能夠研發(fā)和制造出技術(shù)先進(jìn)?工藝精良,在機(jī)動性?續(xù)航性?穩(wěn)定性?耐用性方面達(dá)到相應(yīng)要求的無人機(jī),從而形成有效攔截能力?
二是足夠的生產(chǎn)能力和成本控制?由于攔截系統(tǒng)主要以蜂群組網(wǎng),通過無人機(jī)自爆來攔截?cái)场帮柡褪焦簟?無人機(jī)平臺必須能夠規(guī)模量產(chǎn),且有效控制成本,確保達(dá)成相應(yīng)的作戰(zhàn)效費(fèi)比?
2)系統(tǒng)架構(gòu)
無人機(jī)蜂群攔截是集巡航?偵察?攔截?控制等多種行動為一體的復(fù)雜任務(wù),攔截系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)的系統(tǒng)架構(gòu)和高效的集群協(xié)同,以通過整體效能來應(yīng)對高度對抗性?高度動態(tài)性?高度不確定性的戰(zhàn)場環(huán)境?根據(jù)系統(tǒng)作戰(zhàn)需求,攔截系統(tǒng)應(yīng)具備偵察?攔截?反輻射?抗干擾?誘騙?自我補(bǔ)充等功能,以實(shí)現(xiàn)對來襲目標(biāo)從發(fā)現(xiàn)?引誘到攔截的作戰(zhàn)全流程,以及自身防護(hù)和系統(tǒng)補(bǔ)充?為提高攔截系統(tǒng)的魯棒性和容錯性,可采取分布式人工智能系統(tǒng)中的多智能體系統(tǒng)(MAS)[6] ,該系統(tǒng)核心思想是“分而治之”,即將整個攔截系統(tǒng)分解為各個相對獨(dú)立的子系統(tǒng),子系統(tǒng)之間通過相互協(xié)作完成高度復(fù)雜的攔截任務(wù)?
3)集群感知與信息融合
集群感知與信息融合是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)控制決策的重要依據(jù)?集群感知是指無人機(jī)蜂群基于機(jī)載傳感器(如多功能相控陣?yán)走_(dá)),通過無人機(jī)之間相互協(xié)同以獲得更廣的探測范圍?更高的定位精度,主要包括對外部環(huán)境的協(xié)同觀測和無人機(jī)蜂群內(nèi)部的互感能力?信息融合主要是指無人機(jī)平臺之間(如蜂群和蜂群之間,蜂群和地面指控系統(tǒng)?雷達(dá)探測系統(tǒng)之間等)通過數(shù)據(jù)鏈路傳遞和共享目標(biāo)信息?平臺信息?情報(bào)指令等,進(jìn)而獲得任務(wù)區(qū)域內(nèi)準(zhǔn)確?完整的全局信息,通常要求有可靠的通信中繼衛(wèi)星?無線接入網(wǎng)和信息處理傳輸網(wǎng)絡(luò)?比如當(dāng)無人機(jī)蜂群在預(yù)定任務(wù)區(qū)域待命預(yù)警時(shí),地面雷達(dá)可提前將來襲目標(biāo)的類別?數(shù)量?編隊(duì)形式?速度?方位?高度等基本信息共享傳輸給無人機(jī)蜂群?待來襲目標(biāo)進(jìn)入無人機(jī)蜂群探測范圍后,蜂群進(jìn)一步協(xié)同測算和精確化其飛行信息,并將信息傳遞到控制終端,通過計(jì)算確定攔截?zé)o人機(jī)排列結(jié)構(gòu)及引爆時(shí)間,最終完成任務(wù)?
4)集群控制與群體智能
集群控制與群體智能是無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)成功運(yùn)行的核心?無人機(jī)個體能力通常較弱,但通過借助蟻群算法(ACA/ ACO)?粒子群算法(PSO)等集群控制算法 ,無人機(jī)蜂群可集有限智能個體的協(xié)同合作為集體智能,實(shí)現(xiàn)自主編隊(duì)?分組避障,部分毀傷條件下重構(gòu)編隊(duì)等功能?攔截系統(tǒng)中的無人機(jī)應(yīng)遵循“精準(zhǔn)?立體?快速?有序”的原則,在空襲目標(biāo)來襲的路徑上按照某種排列方法展開形成空中攔截網(wǎng),使攔截?zé)o人機(jī)的攔截效能最優(yōu)化;當(dāng)空襲目標(biāo)變化飛行軌道時(shí),攔截?zé)o人機(jī)蜂群通過自身探測系統(tǒng)?地面雷達(dá)和其他無人機(jī)群測算其空中實(shí)時(shí)軌跡,自主修正并快速編隊(duì)機(jī)動到相應(yīng)位置;部分毀傷條件下,無人機(jī)群自主重構(gòu)修補(bǔ)空中攔截網(wǎng)?
5)任務(wù)規(guī)劃
無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃是完成攔截任務(wù)的關(guān)鍵,主要指根據(jù)無人機(jī)性能?攔截任務(wù)和戰(zhàn)場環(huán)境等因素約束,為蜂群中的無人機(jī)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和組合優(yōu)化,以避免資源沖突,實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同和全局最優(yōu)[12?13] ?如攔截?zé)o人機(jī)群應(yīng)如何進(jìn)行排列組合,實(shí)現(xiàn)攔截面積和攔截縱深的最大化;無人機(jī)蜂群根據(jù)偵察結(jié)果,如何進(jìn)行任務(wù)的動態(tài)分配,實(shí)施干擾?誘導(dǎo)?攔截等;當(dāng)來襲目標(biāo)數(shù)量較多,如何進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)攔截效果最大化等?
6)蜂群投放及回收補(bǔ)充
根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的多域性特點(diǎn),無人機(jī)蜂群投放必須具備全域?快速?高效?機(jī)動?精準(zhǔn)等特點(diǎn),在現(xiàn)有的武器裝備體系和技術(shù)支撐下,除采取傳統(tǒng)的固定架投放外,還可取車(艦)載投放?戰(zhàn)機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī)?運(yùn)輸機(jī)?直升機(jī))投放?火箭投放等方式?由于無人機(jī)攜帶自爆模塊,且在任務(wù)中由于自爆而導(dǎo)致數(shù)量減少,當(dāng)無人機(jī)蜂群執(zhí)行完任務(wù)時(shí),無人機(jī)必須能夠自主返航進(jìn)行數(shù)量補(bǔ)充和能源補(bǔ)給,以確保攔截系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性?完整性和安全性?
4.2 可行性分析
無人機(jī)蜂群作為近些年來迅速崛起并快速發(fā)展的無人化技術(shù),集平臺研制?智能感知?網(wǎng)絡(luò)通信?導(dǎo)航定位?集群組網(wǎng)?自主協(xié)同?智能彈藥等技術(shù)于一體,具有單機(jī)成本低?群體數(shù)目大?智能化程度高等顯著優(yōu)勢,其劣勢則主要體現(xiàn)為速度慢?航程短?探測能力差?抗干擾能力有限等?隨著美軍“小精靈” 項(xiàng)目 和“灰山鶉”微型無人機(jī)項(xiàng)目的研究論證,以及我國電科集團(tuán)電科院在2020 年9 月成功進(jìn)行的200 架固定翼無人機(jī)集群作戰(zhàn)試驗(yàn) ,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)構(gòu)建逐步具備了一定的可行性?
1)固定翼無人機(jī)平臺技術(shù)基本可實(shí)現(xiàn)高航速?長航程?可回收等功能,如“小精靈”無人機(jī)和中國電科集團(tuán)無人機(jī)均采用機(jī)身細(xì)長,機(jī)翼可折疊,裝備小型渦扇發(fā)動機(jī),“小精靈”無人機(jī)作戰(zhàn)半徑926 km,可空中巡邏3 h,有效載荷54.5 kg,最大速度不低于Ma =0.8 ?
2)無人機(jī)蜂群高效投放?智能感知?集群控制?信息共享?任務(wù)規(guī)劃與執(zhí)行等技術(shù)已基本趨于可用,美軍公布的“灰山鶉”微型無人機(jī)蜂群演示和中國電科集團(tuán)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)試驗(yàn)已基本實(shí)現(xiàn)無人機(jī)多方式投放?精確編隊(duì)?偵察監(jiān)視?干擾壓制?自主察打等功能?
3)相較于傳統(tǒng)防空體系,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)具有機(jī)動靈活?智能高效等特點(diǎn),且在應(yīng)對“飽和式攻擊”方面具有突出優(yōu)勢,通過與傳統(tǒng)防空體系配合可以增強(qiáng)重點(diǎn)目標(biāo)的防護(hù)能力?
但是,我們也應(yīng)看到,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的構(gòu)建仍然面臨一些問題?首先,在平臺研制技術(shù)上,需要在無人機(jī)性能和研發(fā)制造成本之間做好平衡,確保既要滿足基本的作戰(zhàn)需求,又有很好的作戰(zhàn)效費(fèi)比;其次,由于攔截的實(shí)時(shí)性要求,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)需要具_(dá)_備科學(xué)完備的系統(tǒng)架構(gòu),成熟的集群感知與信息融合?集群控制與群體智能?任務(wù)規(guī)劃等能力,這需要深入研究和反復(fù)論證,才能確保攔截的成效和系統(tǒng)的穩(wěn)定性;再次,在系統(tǒng)安全性問題上,因攔截?zé)o人機(jī)攜帶靈敏高效炸藥戰(zhàn)斗部,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)存在一定危險(xiǎn),使用時(shí)要時(shí)刻關(guān)注無人機(jī)的飛行狀態(tài),將不適合攔截的區(qū)域作為禁飛區(qū)輸入控制程序中,避免攔截后的殘骸或儀器故障失靈落入人員密集區(qū)域造成損失?
5 結(jié)束語
隨著科技發(fā)展,在未來戰(zhàn)爭中,針對重點(diǎn)目標(biāo)的“飽和式攻擊”將成為新常態(tài),而由于無人機(jī)蜂群等新型打擊力量的加入,攻防雙方的相對平衡將被徹底打破?針對重點(diǎn)目標(biāo)的防護(hù)需求和無人技術(shù)的迅速發(fā)展,本文首先提出了無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的概念及其構(gòu)建意義;隨后對攔截系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,并針對敵可能的來襲武器進(jìn)行了相應(yīng)的作戰(zhàn)構(gòu)想;基于此,引出了攔截系統(tǒng)構(gòu)建運(yùn)行的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),并就技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性和相關(guān)問題進(jìn)行了分析?隨著這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)將因成本低廉?機(jī)動靈活?智能高效等優(yōu)勢,成為對抗“飽和式攻擊”的有效手段,研究論證后可重點(diǎn)應(yīng)用在首都或邊境防空?艦船防御?空中集群作戰(zhàn)及應(yīng)對非傳統(tǒng)安全威脅等領(lǐng)域?當(dāng)然,我們也應(yīng)看到無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)?科學(xué)架構(gòu),并針對集群感知?集群控制?群體智能等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)和作戰(zhàn)試驗(yàn)論證,以提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性?盡管無人機(jī)蜂群攔截系統(tǒng)的構(gòu)建還存在諸多難點(diǎn),但機(jī)遇與挑戰(zhàn)往往并存?我國應(yīng)加強(qiáng)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的前沿技術(shù)研究和大膽創(chuàng)新,強(qiáng)化軍民融合等國家戰(zhàn)略推動關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)而獲得無人作戰(zhàn)領(lǐng)域的“非對稱”優(yōu)勢?
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敬請關(guān)注“尖兵之翼”（始于2006年）中國無人機(jī)大會暨展覽會 |
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