美国无人机集群作战关键技术及未来发展趋势

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年第29卷9期   作者:周剑
[导读] 随着全球科技的快速进步,无人机集群作战凭借其智能化、
        周剑
        陆军装甲兵学院蚌埠校区  安徽省蚌埠市  233000
        摘要:随着全球科技的快速进步,无人机集群作战凭借其智能化、无人化、信息化的特点,在新型作战环境下广受各个国家的青睐。基于此,本文详细介绍了美国无人机集群作战关键技术,并根据未来战场的作战趋势分析了无人机集群作战技术的未来发展趋势。
        关键词:无人机集群作战;技术分析;发展趋势;智能通讯
        1、关键技术分析
        1.1恶劣环境下的通讯技术
        无人机集群作战的思想最开始源自于群居动物,但动物间之所以能够紧密团结在一起,是因为他们之间存在一种特殊的沟通方式。为了让无人机也能像动物们一样默契配合行动,首先要解决的就是无人机间的通讯问题。在真正的战场中,无信号干扰的理想情况时不存在的,无论是天气原因还是无人机自身原因都会导致无人机集群中的信号传输出现问题,导致各个无人机之间信息传输受阻,最终影响作战效果。由此可见,若要充分发挥无人机集群作战技术的效果,就要解决无人机在外部磁场干扰甚至网络攻击的情况的信息传输问题。要解决此类问题,仅仅凭借高效的算法是远远不够的,还需要高效的设备作为基础。由于通信是无人机集群作战的基础保障,只有将此关键技术研究透彻,才能为以后的实际作战提供帮助。
        1.2信息干扰下的自主队形控制技术
        众所周知,战场的作战环境变化多端,如果把握不住作战时机,就会造成损失,甚至影响最终战局走向。虚假敌情、防御突显以及周围环境等因素都会导致我方无人机集群作战队形重新部署,因此具有自主队形控制技术是十分必要的。无人机集群大多数执行的任务都是在未知的环境中,当发生突发事件时,无人机集群要迅速按照上级指示进行队形改变,以此来规避危险。到目前为止,有关文献中关于无人机集群队形的研究都是按照提前设定好的队形进行编排,但是在实际作战中,无人机集群必须实现动态化、随机化的队形变换。随着无人机集群作战技术的发展以及各种新型科技的应用,无人机集群应该能具备自主处理信息的能力,同时还能根据自己掌握的信息和周围环境变化而随机改变作战队形,只有这样才能灵活、高效的完成作战任务。随着人工智能、大数据等技术趋于成熟,无人机集群作战也逐渐变得更加完善,同时也具备了自主队形控制以及重构能力。
        1.3敌我识别以及防碰撞技术
        随着无人机集群作战的应用,各个国家也已经开始研究对无人机的干扰技术,在这种环境下,无人机集群作战就很容易出现误伤友军、打击目标混乱等情况。数据表明,在2019年美国针对阿富汗的军事行动中,有大部分阿富汗平民就是被美军无人机误伤的,原因是无人机的敌我识别技术出现故障,由此可见,在实际战场中,如果无人机集群的敌我识别技术出现问题,后果是无可挽回的。随着各个国家科技的快速发展,越来越多的无人机干扰技术将会被应用于战场,如果能够提升无人机敌我识别技术的效果,将会大大减少误伤等情况的出现。无人机集群系统十分注重数量,从Gremlins 等项目中就能看出,每个无人机集群系统的数量达到上百架之多,面对如此庞大的无人机集群,如何准确控制它们不发生碰撞成为研究人员的难题。从近些年的战争来看,战场往往是城市、街道、丛林等狭小区域,因此如何让上百架无人机在执行任务时既互相不发生碰撞,又能完美躲避障碍物变成了一个极大的挑战。
        2、无人机集群作战的未来发展趋势
        2.1缩小机型,降低成本
        受到战场环境、天气因素的影响,未来的无人机集群一定要会向机型小型化转变,虽然机型变小之后,其续航时间、载弹量也会减少,但是面对地方的侦查系统,小型无人机的反侦察能力十分突出,因此生存能力就会大大提升。随着集成电子技术的逐渐成熟,小型化机型的研发已经不是问题。降低武器成本是每个国家都在追求的最终目标,相比于传统的大型无人机,小型化无人机的投入成本更低,在投入相同战争经费的情况下,能够制造更多无人机。如果这些小型无人机的续航能力能够有所提升,那么将其投入战场之后,一定会有很好的效果。另外,小型无人机便于携带,在很大程度上也减少了运输和装载时间,大大提升了无人机的运输安全性。


        2.2丰富物理形态,完善执行能力
        作为一个复杂的作战系统,无人机集群作战在执行任务时,要充分做到对周围环境以及敌人的侦查、监控等任务,同时还要对空中威胁及时做出安全预警,正因如此,无人机集群作战在以后的实际作战中要不断丰富物力形态,利用柔性配置加强各个无人机之间的协同作战。现阶段对于无人机集群的异构研究以及异构武器的研究都以理论为主,若要在实战中发挥威力还需要长时间的努力。由此可见,如果能够组建一个异构无人机集群将会大大提升无人机集群作战的实际效果。
        2.3构建有人/无人机集群协同作战编组
        随着时代的发展,各个国家都开始利用无人机集群作战来提升战场效率,减轻指挥压力,因此如何将无人机集群变的更加智能化是每个国家都在深入研究的内容。但由于科技发展的限制性,若要无人机具备人脑一样的思维是不可能的,而且战场情况瞬息万变,比如要有人来指挥,因此目前的无人机集群作战技术依旧需要指挥官在后台进行操作,但是由于距离、环境等原因,指挥官的信息传递存在一定的滞后性,往往通讯都会受到限制。如果无人机集群能够混合编组协同作战,就能减少信息传递滞后性的缺点。有人机具有主观能动性,在战场战况发生变化时,能够把握住大局,做出紧急处理,同时还能向无人机集群发布及时的指令。有人机和无人机的充分结合能够取长补短,大大提升整体的作战效果。因此,构建有人/无人机集群协同作战编组对于战场作战能力的提升具有重要意义。
        3、结语
        美国对于无人机集群作战的研究已经持续了二十多年之久,从最初的的理论到后续的实际作战中克服了种种困难。从美国公布的无人机集群发展规划中可以了解到,他们计划利用无人机集群来改变传统的作战模式。当然,除了美国之外,其他国家也在大力开展无人机集群作战技术。另外,为了对抗无人机集群作战模式,削弱该作战模式的效果,很多国家也已经在研究激光拦截、信号阻断等新技术,因此未来的战场环境将变得更加复杂,而无人机集群的发展也将面对巨大挑战。总之,若要将无人机集群作战技术充分发挥其作用,在战场上显示出威力,还需要针对无人机集群作战方面进行更加深入的研究。
        
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