張路?邵正途翁呈祥許登榮
(空軍預警學院,武漢 430019)
?摘 要無人機在戰場的使用將推動有/無人協同作戰的發展,極大改變未來作戰的方式和形態。針對美軍有/無人機協同作戰運用及關鍵技術開展研究,梳理了美軍有/無人機協同作戰現狀。圍繞基本思路、配置方法、典型作戰運用構想,對長機僚機式、分布式、分層式有/無人機協同等典型作戰運用進行了創新構想和深度分析,并針對集群指控、低截獲/低探測通信、協同態勢感知等關鍵技術及存在的問題進行了分析,提出了有/無人機協同發展的趨勢,為深入開展有/無人機協同智能作戰提供參考。 ?
1 引 言
作為美“第三次抵消戰略”五大關鍵技術領域之一,有/無人機協同作戰是新技術和新作戰概念相結合的產物,將成為備戰未來高端戰爭的一種有效手段。 當前,美軍已經圍繞有/無人機協同做了作戰戰法探索、關鍵技術攻關、實兵驗證試驗等工作[1],有/無人機協同作戰將進一步提升其空中體系作戰能力,并能夠催生新型作戰概念投入實戰運用。對美軍有/無人機協同作戰、關鍵技術等方面研究尚處于探索階段,因此,需深入探究美軍有/無人機協同作戰運用及關鍵技術。本文針對協同作戰發展現狀、典型協同作戰運用構想、關鍵技術、存在問題、發展趨勢等方面開展研究,重點是針對美軍未來典型的協同作戰運用方式開展創新性研究,對美軍協同作戰運用構想進行分析研判,并充分剖析了關鍵技術方面存在的問題,對深入研究智能化有/無人機協同、應對未來美軍有/無人機作戰提供支撐具有重要意義。
2 美軍有/無人機協同發展現狀
隨著美軍馬賽克戰、電磁頻譜戰等新型作戰概念的提出,有人機、無人機協同取得了一系列進展。美軍已針對五代機與無人機協同作戰的多個戰法開展了探索。 (1)美軍已經在F-35戰機上使用了計算機算法與初級人工智能,為F-35裝備“數據運行集成網絡系統”[2],并致力于F-35的網絡化與智能化升級研究與測試,結合F-35的升級衍生出相關的作戰驗證。美軍依托RQ-170或RQ-180隱身無人偵察機與F-35協同作戰,大幅提升F-35的超視距作戰能力;探索F-35戰斗機與MQ-9無人攻擊機的相互融合方式與能力,F-35具備應對對空導彈或空對空威脅的強大能力,主要進行防空壓制,為MQ-9無人機提供防御掩護,MQ-9無人機主要執行動態目標的空中攔截任務。 (2)集結五代機F-35與F-22戰斗機、B-2轟炸機、RQ-170無人偵察機等隱身戰機,四代機F-15E戰斗機,EA-18G“咆哮者”電子攻擊機,進行了大型兵力測試活動,以探索五代機F-35在多域作戰指揮控制中所發揮的主導作用[3],以及五代機、無人隱身偵察機及戰略轟炸機建立編隊協同配合實現縱深打擊任務的能力,以檢驗隱身戰機對抗高端威脅的有效性。 (3)構建“有人機+忠誠僚機”的空中作戰體系。美軍不斷探索無人“忠誠僚機”和其所能發射的小型無人機群與五代機的協同作戰戰法,以利用無人機、可消耗型無人機蜂群在高威脅作戰區域執行多樣化任務,構建五代機與無人機的空中作戰新方式。
3 美軍有/無人機典型協同作戰運用構想
通過上述分析可以看出,在未來空中作戰中,美軍將通過不斷調整有人機與無人機在戰斗中的主從關系來實施作戰。主從關系有兩種:第一種是以有人機為主,在無人機飛行過程中通過有人機對無人機的通信、航跡、任務載荷、偵察干擾等進行控制;第二種是以有人機和無人機地位平等為主,用無人機代替有人機去控制無人機,無人機、有人機都可以實現對其他無人機的指控,有人機只需要在必要的時候輔助調整無人機決策,大大減輕了有人機的指控壓力,更加凸顯智能性和互補性,自主協同作戰效能的發揮更加明顯。 依據以上兩種組合方式,考慮美軍利用有人機控制忠誠僚機及分布式無人機蜂群等無人機、無人機投放并控制無人機蜂群。按照這種思路,將美軍有/無人機典型協同作戰運用構想分為三種[4]:包括基于長機僚機式有/無人機協同作戰(有人機為主)、基于分布式有/無人機協同作戰(有人機為主或有人機與無人機地位平等為主)、基于分層式有/無人機協同作戰(有人機為主或有人機與無人機地位平等為主)。本節圍繞基本思路、配置方法、運用構想等方面,對美軍有/無人機協同的未來作戰構想進行剖析。
3.1 長機僚機式有/無人機協同作戰
針對基于長機僚機式有/無人機協同作戰,美軍提出最多的概念為“忠誠僚機”。最具代表的型號為XQ-58A無人機,該款無人機作為忠誠僚機能夠成為F-35A、F-22戰斗機的有效助力,作為F-35A、F-22戰斗機的前出態勢感知觸角[5],能夠以其人工智能空戰能力實施“自主決策”。 3.1.1 基本思路 分析美軍基于長機僚機式有/無人機協同作戰運用,其出發點是美軍采用有人機作為長機、忠誠僚機作為僚機進行構想,通過研究分析有人機與忠誠僚機之間合理的協同配置來推斷其配置方法。 采用“單架有人機+單(多)架忠誠僚機感知”、“有人機+忠誠僚機擾打”的基本協同思路[6],忠誠僚機在有人機的指揮控制下,形成有源誘餌、電磁攻擊、偵察擴展、多功能協同等作戰能力。基于長機僚機式有/無人機協同作戰示意圖如圖1所示,其中圖1(a)采用的是“有人機+忠誠僚機感知”的協同模式,各忠誠僚機均可充當有源誘餌、有源感知裝備、無源探測裝備,確保單架或多架忠誠僚機可以實現誘導雷達開機、有源探測、無源探測的單項或綜合功能。圖1(b)采用的是“有人機+忠誠僚機擾打”的協同模式,在多架有人機的指控下,多架忠誠僚機分別實施高功率微波脈沖、發射導彈、協同干擾等功能。
▲?圖1???基于長機僚機式有/無人機協同作戰示意圖 3.1.2 協同作戰配置方法 在分析“單架有人機+單(多)架忠誠僚機感知”、“有人機+忠誠僚機擾打”基本協同思路的基礎上,進一步考慮有人機作為長機、無人機作為忠誠僚機的配置。各忠誠僚機主要實現誘導雷達開機、有源探測、無源探測、高功率微波脈沖、發射導彈、協同干擾等感知、干擾、打擊等功能,這些功能可以構成協同作戰的目的與協同作戰配置方法,如表1所示。
▼?表1???基于長機僚機式有/無人機協同作戰配置方法
3.1.3 典型作戰運用構想 在分析編隊配置方法的基礎上,以F-35A、F-22、XQ-58A為例來構想作戰運用。F-35A作為指控節點能夠與XQ-58A、F-22之間保持通信[8];X-58A無人機是隱身無人機,可掛載小直徑炸彈、空對空導彈。 (1)構想一:對地作戰中,誘敵地面雷達網開機。敵雷達網保持靜默,F-22和F-35A組成全隱身編隊[9]與XQ-58A伴飛,F-35A控制XQ-58A(掛載誘餌干擾裝備、偵察定位設備)作為誘餌先行前突,XQ-58A依托隱身特性接近敵雷達網后,通過掛載的誘餌干擾裝備主動發射誘餌信號,誘敵雷達開機并采用偵察定位設備確定其位置,將雷達網的位置和數據信息回傳至后方有人機,由F-35A、F-22掛載空對地導彈對敵防空雷達網實施火力打擊。 (2)構想二:對空作戰中,依托忠誠僚機進行“破網斷鏈”。F-22和F-35A組成全隱身編隊與XQ-58A伴飛,F-35A控制XQ-58A(掛載電磁戰裝備、高功率微波武器、反輻射導彈)前突,XQ-58A通過攜帶的電磁戰裝備偵測到敵方防空系統信號后,通過電子對抗、反輻射導彈等手段對其進行壓制干擾或摧毀,以對敵空中組網的關鍵節點實施電磁攻擊,達到“破網斷鏈”的目的,F-35A、F-22掛載空對空導彈實施火力打擊。 (3)構想三:對空作戰中,忠誠僚機作為中繼,極大擴展感知范圍。F-22和F-35A組成全隱身編隊與XQ-58A伴飛,F-35A控制XQ-58A(掛載機載探測設備、反輻射導彈)作為誘餌前突,對敵空中預警機、殲擊機開展先行探測,相當于為后方F-35A和F-22編隊拓展了傳感器作用距離、提供早期預警。同時,利用掛載反輻射導彈等武器對敵空中穿透性進攻實施攔截任務,也可直接利用忠誠僚機執行穿透性打擊任務。
3.2 分布式有/無人機協同作戰
基于分布式有/無人機協同作戰的結構,可以相對弱化有人機指揮決策,在有/無人協同上更加強調平衡,更加突出互補性、智能性、體系化,最大限度地發揮有/無人機協同優勢[10]。 3.2.1 基本思路 采用“單架有人機+無人機蜂群”或“單架有人機+單(多)架無人機+無人機蜂群”的基本協同思路,無人機蜂群在有人機或無人機的指揮控制下,聯合其他力量遂行各項任務,形成集“偵察—干擾—打擊”于一體的綜合作戰能力。基于分布式有/無人機協同作戰示意圖如圖2所示。圖2(a)采用的是“單架有人機+無人機蜂群”的形式實現無人機蜂群分布式攻擊,確保“偵察—干擾—打擊”的一體化實施。圖2(b)采用的是“單架有人機+單(多)架無人機+無人機蜂群”的形式,其中,“單(多)架無人機+無人機蜂群”在有人機的指控下,實現分布式攻擊,確保“偵察—干擾—打擊”的一體化實施。
▲?圖2???基于分布式有/無人機協同作戰示意圖 3.2.2 協同作戰配置方法 在分析“單架有人機+無人機蜂群”或“單架有人機+單(多)架無人機+無人機蜂群”的基本協同思路的基礎上,進一步考慮基于分布式有/無人機協同作戰的配置。協同作戰的目的與協同作戰配置方法如表2所示。
▼?表2???基于分布式有/無人機協同作戰配置方法
3.2.3 典型作戰運用構想 在分析編隊配置方法的基礎上,以F-35A、X-58A忠誠僚機、小精靈無人機蜂群為例來構想美軍未來的作戰戰法。F-35A戰斗機作為指控節點,通過XQ-58A忠誠僚機與F-22之間保持通信;X-58A無人機是隱身無人機,可掛載小直徑炸彈、空對空導彈;無人機蜂群采用網絡協同作戰,實施近距離電子攻擊和偵察。 (1)構想一:對海攻擊中,無人機蜂群動態重組,創建決策優勢。F-35A與X-58A編隊飛行,在F-35A指控下,X-58A忠誠僚機攜帶無人機蜂群,無人機蜂群在對敵驅逐艦、航空母艦等海上目標打擊時,在F-35A有人機的后方指揮下,面對敵來襲方向靠前分散配置,并且能夠自主協同,完成對敵驅逐艦、航空母艦的偵察、通信、干擾等作戰任務。 (2)構想二:對空作戰中,分布式無人機蜂群開展干擾和攻擊。F-35A遠程攻擊與小精靈無人機蜂群自組網協同作戰,可以充分發揮小精靈無人機蜂群的智能特性,同時借助有人機超低空飛行抵近敵前沿陣地,投放無人機蜂群至敵防區,突破敵防空體系,滲透潛入敵重點區域,無人機蜂群采用低截獲/低探測概率數據鏈相連,在敵“反介入/區域拒止”包絡內不易被探測和打擊,在滲透過程中針對敵感知系統或重點目標自主實施干擾和打擊,為后續有人機穿透打擊提供安全走廊。
3.3 分層式有/無人機協同作戰
3.3.1 基本思路 美軍注重多層的戰術協同,將按照“遠距—中距—近距”分層實施,由有人機進行后方指控、可復用的忠誠僚機居中、可消耗的無人機蜂群突前,形成分層效果[11]。基于分層式有/無人機協同作戰示意圖如圖3所示,由五代指控機、遠距離干擾電子戰飛機等在遠距指控和干擾,由隨隊干擾電子戰飛機、忠誠僚機等在中距實施無人機發射、干擾、釋放無人機蜂群等任務,由無人機蜂群突入近距執行偵察、干擾、反輻射打擊等任務。在近距,無人機蜂群突前,具體作戰依托分布式協同實現;在中距,隨隊干擾電子戰飛機實施隨隊干擾,忠誠僚機與控制有人機協同,負責感知、擾打、釋放無人機蜂群等任務,協同方式依托長機僚機式協同實現;在遠距,五代機進行后方指控、電子戰飛機進行遠距離支援干擾。
▲?圖3???基于分層式有/無人機協同作戰示意圖 3.3.2 協同作戰配置方法 在分析“遠距—中距—近距”分層實施的基本協同思路的基礎上,進一步考慮基于分層式有/無人機協同作戰的配置。協同作戰的目的與協同作戰配置方法如表3所示。
▼?表3???基于分層式有/無人機協同作戰配置方法
3.3.3 典型作戰運用構想 在分析編隊配置方法的基礎上,以F-35、XQ-58A、EA-18G、無人機蜂群協同為例,構想美軍未來的作戰戰法。基于分層式有/無人機協同典型作戰運用構想如圖4所示,對地攻擊中,可以構建“F-35A有人機后方指控—XQ-58A忠誠僚機居中—小精靈無人機蜂群前突”的作戰方式,形成分層效果。F-35A戰斗機作為指控節點與XQ-58A、F-22保持通信;X-58A無人機是隱身無人機,可掛載小直徑炸彈、空對空導彈;無人機蜂群采用網絡協同作戰,實施近距離電子攻擊和偵察;EA-18G攜帶ALQ-99干擾吊艙支持遠距離支援干擾和隨隊干擾。
▲?圖4???基于分層式有/無人機協同典型作戰運用構想 F-35A、EA-18G、X-58A編隊飛行。在遠距離,F-35A作為指控機[2],對XQ-58A實施指控,同時,協同EA-18G開展突防攻擊,EA-18G主要針對中距離和近距離攻擊實施遠距離支援干擾;在中距離,F-35在后方指控XQ-58A,其中,XQ-58A對敵“反介入/區域拒止”包絡中的地面雷達、電子偵察等裝備實施感知、干擾、打擊等任務,在即將抵近敵方“反介入/區域拒止”包絡中釋放無人機蜂群,EA-18G對敵實施隨隊支援干擾;在近距離,無人機蜂群突入敵方“反介入/區域拒止”作戰區域,對敵地面雷達組網實施分布式干擾,以協同有人機實施穿透進攻。主要實現三個功能[12]: (1)在高強度作戰的拒止區域內延伸通信。小型自主無人機集群進入拒止區域后,能夠立即自適應組建低截獲網絡,進行系統內的交互協同,基于雙向數據鏈支持信息防區內對防區外的數據回傳,以及防區外對防區內的身份調整和重新規劃航跡,加強極端環境中的數據通信和拒止環境中的協同作戰。 (2)在高強度作戰的拒止區域內自主決策。突防進入拒止區域后,小型自主無人機集群具備高優先級目標實時分配的能力,合理分配時敏目標,摧毀高優先級目標,確定處于執行特定任務的最佳位置的分布式抵近裝備,然后協調其擾騙行動,開展防區內的精確壓制、欺騙干擾,為后續航空兵打擊建立電磁機動通道。 (3)在高強度作戰的拒止區域內擴展感知[13]。依托小型自主無人機集群高度抵近敵拒止區域,依托延伸網絡回傳信息,相當于將突防編隊的空中態勢感知有效延伸至拒止區域內,解決傳統遠距離探測對高強度作戰的拒止區域內感知不足的難題。
4 美軍有/無人機協同關鍵技術及存在問題
4.1 有/無人機集群指控技術及存在問題
有/無人機協同提高了遂行未來空戰場復雜任務的能力,但是也造成了有人機、無人機平臺數量、類型的增加和擴展。有/無人機集群指控技術需要解決三個問題:一是解決大量異構分布式無人機蜂群的任務規劃與管控難題;二是戰場態勢不斷變化對無人機蜂群的動態重構需求;三是構建良好的人機交互與任務協調機制,加速推進有人機空中指控無人機的能力。美軍關于集群指控技術相關項目有6個,包括“拒止環境中協同作戰”、“進攻性蜂群使能技術”、“天空博格人”、“小型作戰單元體系增強”、“體系集成技術和實驗”、“分布式作戰管理”項目。本文對6個項目進行整合分析,將美軍當前研究內容分為了四類。一是分布式作戰管理研發的決策助手被集成到機載軟件中,幫助指控有人機和無人機參與的復雜空戰,并提供有限的傳感器和通信聯網能力。二是研究了單架無人機自主、無人機編隊自主協同(含蜂群作戰戰術協同、自主智能軟件算法)、指控無人機的人機協同能力、自適應指揮控制技術、模擬環境平臺開發、綜合開放式架構,總體思路示意圖如圖5所示,通過以上技術實現分布式系統開放架構下多無人機協同自主、單個飛行器自主、人機接口展現的監控界面,實現尋找、執行、跟蹤、識別、打擊目標等目的。三是在此基礎上,提出了自主起降、自主避障、躲避危險氣象條件、自適應任務規劃等多項無人機自主協同的要求,進一步提高了無人機編組的協同能力。四是在“反介入/區域拒止”環境下適應和響應意外威脅的能力偏弱。美軍在“拒止環境中協同作戰”測試中,演示無人機系統在“反介入/區域拒止”環境下適應和響應意外威脅的能力,針對“反介入/區域拒止”環境試驗很少。一旦通信被降級或拒止時,在無人指導的情況下完成任務目標的難度就變大。
▲?圖5???總體思路示意圖 美軍目前的研究已經大力推進了有/無人機協同的自由性、靈活度和環境適應力,但從其項目資料來看,還存在以下問題:一是針對無人機協同與“拒止環境中協同作戰”等試驗相結合,當前只是驗證協同功能的實現,距離主戰裝備作戰能力生成還有不少差距;二是小精靈等無人機主戰無人機裝備的指控領域研究較少,目前僅完成采用一架C-130運輸機在30 min內回收4架小精靈無人機的實戰試驗;三是對無人機指控的數量較少、規模擴展性有限。隨著規模增加,不論在理論,還是系統實現上,集群指控的難度會呈指數上升。而從當前資料來看,6種項目在無人機數量驗證上距離上百架協同的目標還有很大差距,當前針對RQ-23“虎鯊”無人機為測試平臺,僅實現了6架真實和24架虛擬無人機在“真實—虛擬—構建”環境中開展試驗,驗證了無人機蜂群在強對抗環境中針對未知威脅的適應能力。美國國防部已經完成由3架F/A-18E/F“超級大黃蜂”飛機空中快速投放103架“灰山鶉”無人機,共同執行低空情報偵察和監視任務的案例,蜂群可以在高空停留超過20 min,編隊中的任一無人機的進入或離開不會影響作戰任務的執行。綜上,雖然美軍已經驗證了無人機協同,但無人機指控數量和規模擴展性有限;四是尚無對無人機指控無人機蜂群的研究。以上6個項目主要關注的是有人機對無人機蜂群指控領域的技術突破,對于無人機指控小型化無人機蜂群等研究基本處于空白階段,制約了美軍有/無人機協同達成任務的多樣性。
4.2 有/無人機低截獲/低探測概率通信技術及存在問題
強對抗體系下,對于數據鏈路的傳輸速度、可靠性要求更高,美軍一直在探索低截獲/低探測概率通信技術,既要滿足強對抗環境下的各類協同,也要在敵“反介入/區域拒止”包絡內降低自身被發現概率。美軍關于低截獲/低探測概率通信技術相關的項目有3個,包括“彈性分布式通信”、“極端射頻頻譜條件下的通信”、“任務優化動態適應網絡”。本文對3個項目進行整合分析,將美軍當前研究內容分為四類:一是采用極低功率甚至零功率通信技術達到隱蔽作戰的目的;二是在極端干信比以及未知干擾或多干擾條件下的通信保持;三是美軍的總體思路是將有人機和無人機均作為獨立戰術單元,全部攜帶通信裝置,如圖6所示,通信裝置之間的通信技術主要是在信息交互、通信距離、容量、時延及安全性等方面開展研究;四是美軍大力研究的“一號門戶”機載通信系統對數據格式進行轉換,推送了臨近飛機以外地面或空中的每個平臺的位置數據。
▲?圖6???獨立戰術單元系統示意圖 本文將以上項目進行整合分析,總結得到以下結論:研究的低截獲/低探測概率通信技術能夠提供彈性、抗干擾、遠距的通信能力,能夠動態調整通信參數以適應動態變化的傳輸需求和組網環境,實現不同類型、波形、協議的作戰飛機間的互聯互通。但仍存在3個問題,一是未開展未來復雜對抗環境中的有人機與無人機、無人機與無人機之間信道高效傳輸的問題研究,還存在帶寬受限、通信斷開、通信延時長等通信約束問題。比如,美軍利用XQ-58A搭載的“一號門戶”裝置,應用于F-35A與F-22之間的數據轉換,其中有18項測試目標僅有9項完成,其他均出現連接斷開的情況[14]。二是指控信息過載問題。有人機與無人機的實時控制存在信息過載問題,尤其是未來五代機、忠誠僚機等大規模兵力聯網組合協同時,該問題更加凸顯。三是低截獲/低探測概率通信技術當前僅重點整合于Link-16數據鏈,并未整合接入其他數據鏈。
4.3 有/無人機協同態勢感知技術及存在問題
由于有人機、無人機攜帶的各個傳感器針對目標類別和參數不同,要想得到完整、詳實的戰場態勢情況,必須實現有人機與無人機的協同態勢感知。美軍關于協同態勢感知技術的項目包括“戰場對抗環境中目標識別與適應”等,依托機器學習、遷移學習等智能算法和人工智能芯片,實現戰場態勢目標的自主認知、有效融合,幫助指揮員快速定位、識別目標并判斷其威脅程度。 本文將項目技術進行整合分析,得到美軍目前研究包括如下技術:一是基于深度學習的異質態勢融合識別技術,克服先驗知識缺乏等問題,完成態勢感知融合和識別;二是基于在線識別的態勢預測技術,可獲取分類、完整和可靠的態勢預測結果;三是研究特征提取、認知機理、密集編隊感知規避、分布式信息融合、集群態勢共享、目標協同檢測、識別與跟蹤等技術[15]。當前,美軍在有/無人機協同態勢感知方面已經取得不少成果,但仍然存在部分問題,最為典型的就是復雜組網中有人機、無人機協同態勢感知融合共享的準確性和實時性問題。
4.4 有/無人機協同認知電子戰技術及存在問題
認知電子戰的實施面臨著戰場態勢變化、模型構建復雜等難題,構建“戰場態勢——最優策略”的難度比較大,在確定攻防策略、構建對抗模型等方面存在問題,必須采用基于深度強化學習的方法進行智能決策。基于深度強化學習的方法構建智能決策模型,主要結合作戰過程中無人機的自主決策開展技術研究。無人機執行任務中,接收有人機指控系統發送的指令,但在復雜作戰環境下,必須通過智能決策技術,即利用先驗知識、環境偵察信息等開展分析和決策。其中,最具代表性的就是“自適應電子戰行為學習”。自適應電子戰行為學習系統的目的為開發實時檢測、分析、對抗的無線通信戰術級系統。自適應電子戰行為學習系統如圖7所示,包括信號檢測與描述、干擾波形優化、戰場態勢評估等模塊,以及能夠完成對新電磁威脅信號的探測和特征描述的算法與技術,解決傳統電子戰干擾必須先記錄敵方信號波形,在實驗室進行技術分析后才能開展有效干擾的問題,自適應電子戰行為學習系統的研究能夠有力推進美軍在戰場復雜電磁環境下針對未知信號快速識別干擾的難題。
▲?圖7???自適應電子戰行為學習系統示意圖 除此之外,還有“自適應雷達對抗”、“認知干擾機”、“怪獸認知電子戰”等項目。這些項目研究的問題包括:一是采用人工智能方法研究復雜電磁環境下未知威脅和網絡化目標偵察識別問題;二是通過基于機器學習的自主推理,對抗新型未知信號和網絡化多目標的問題;三是通過人工智能算法,進行干擾效果在線檢測評估的問題。以上項目的研究,將會提高美軍未來復雜戰場環境下對未知目標威脅信號,以及網絡化目標的自主感知、智能干擾決策和干擾效果在線評估能力[16]。從數據分析來看,得到如下結論:一是實現了量級的提升,當前美軍已經將干擾先進通信系統所需的分析時間從傳統的幾個月縮短至幾分鐘,標志著實戰決策干擾的重要跨越;二是“自適應雷達對抗”項目,能夠自動生成有效對策來對抗新的、未知的或不明確的雷達信號,隨時調整干擾策略,目前取得了重大突破,并進行了飛行測試,部分技術已經用于“下一代干擾機”等裝備中。 美軍在有/無人機協同認知電子戰方面已經取得不少成果,但仍然存在部分問題:一是雖然“自適應電子戰行為學習”能夠自動干擾新出現的通信威脅,但是仍必須依靠人的介入與控制,即還沒有辦法完全脫離人的控制;二是智能化決策干擾相關技術主要運用于美陸、海軍“復仇女神”、“下一代干擾機”等項目,相比之下,美空軍在此方面要相對落后,目前僅開展了“怪獸認識電子戰”項目,直到目前還沒有出現具體應用設想或場景。總之,美軍有/無人機協同認知電子戰方面總體進展稍顯緩慢。
5 美軍有/無人機協同發展趨勢
5.1 面向新型作戰概念,豐富協同作戰運用
美軍提出的電磁戰、馬賽克戰等新型作戰概念在不斷深入,牽引有/無人機協同作戰的發展,如馬賽克戰強調的是有人機釋放大量單個功能的智能無人機,接敵后構建多個節點實施體系化作戰,這些新型概念正在推進美軍不斷更新有/無人機協同的作戰運用方式[17],例如,有人機與忠誠僚機協同、有人機與無人機蜂群組網協同、有人機與無人機構建分層作戰等,以遂行各種復雜作戰概念下的強對抗性作戰任務。未來聯合作戰下,美軍可利用五代機,甚至是六代機構建強大的協同組網,通過先進指揮信息網絡與無人機隨機編隊,構建“偵察—干擾—打擊—評估”的全流程閉環作戰體系;或將無人機作為電子干擾和火力摧毀的空中平臺,對敵實施強干擾或反輻射攻擊,后續依托有人機進一步開展火力摧毀,以突顯其體系作戰的效能。
5.2 大力推進忠誠僚機,嵌套使用組合打擊
相對于其他協同方式來講,有人機與忠誠僚機協同的作戰優勢尤為明顯,忠誠僚機可以作為兵器的倍增器,增大探測作用距離、攜帶反輻射武器攻擊、發射高功率微波脈沖、對敵防空系統實施電磁攻擊、引導敵方雷達開機等,戰術戰法靈活多樣,美軍認為“有人機+忠誠僚機”的空中作戰體系打擊傳統的防空系統效果很好,有/無人機協同的作戰效能將進一步提升,未來美軍很可能會依托“忠誠僚機”實施嵌套式、組合式打擊。美軍忠誠僚機典型作戰設想如圖8所示。
▲?圖8???美軍忠誠僚機典型作戰設想
5.3 大力發展智能無人機,提高“反介入/區域拒止”環境生存能力
在未來的“反介入/區域拒止”環境中作戰時,將繼續大力發展消耗性/可重復使用的無人作戰平臺,作為F-35和B-21等有人作戰平臺的補充,以提高在“反介入/區域拒止”環境中的作戰和生存能力,將有人作戰平臺的戰損風險控制在能夠接受的范圍內。要大力發展多功能一體化無人機,能夠確保無人機在偵察、干擾、攻擊等功能靈活切換,有效支撐多功能一體化無人機在有人機協同下最大作戰效益的發揮。同時,大力發展單個智能體無人機,以便靈活構建無人機蜂群,帶動微小型無人機發展。美軍為了進一步推進馬賽克戰、電磁頻譜戰等新型作戰概念,將會大力發展小型化、智能化、低成本無人機,同時加強人工智能對無人機的控制,以確保多架無人機的自主作戰能力,從而推進有/無人機的靈活編隊協同。
6 結束語
有/無人機協同作戰作為新概念和新技術結合的產物,將大大改變未來作戰的方式和形態。本文針對美軍有/無人機協同作戰現狀、協同運用構想、關鍵技術、發展趨勢開展了探析。在已有經驗的基礎上,應加快推進有/無人機協同的交互控制、智能決策、自主組網、認知對抗、低截獲高速數據鏈、無人自主編隊等關鍵技術研究,不斷推進人工智能技術與有/無人機協同方向的并軌,對促進有人機與無人機協同作戰等領域的研究具有參考和借鑒意義。
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編輯:黃飛
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