直升機具有反應(yīng)速度快、突擊能力強、使用范圍廣等優(yōu)勢,較固定翼飛機對氣象條件要求低,對固定機場依賴程度小,野戰(zhàn)生存能力強,可擔(dān)負立體攻擊、快速機動、垂直機降、勤務(wù)支援等多種任務(wù),是陸軍重要空中力量。無人機蜂群與直升機結(jié)合,開展有人直升機/無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn),一方面可拓展直升機作戰(zhàn)任務(wù)范圍、提升作戰(zhàn)突襲效果、降低人員裝備風(fēng)險,另一方面可拓展無人機蜂群使用范圍、增強無人機蜂群使用靈活性,獲得裝備“1+1>2”的作戰(zhàn)效果。
美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)
美軍無人機蜂群特點鮮明
多架無人機共同使用時,可以用無人機編隊、無人機集群、無人機蜂群等概念描述,三者概念相近,涵義有一定區(qū)別。
無人機編隊是指兩架以上無人機在空中按規(guī)定的間隔、距離和高度差組成的編隊。無人機編隊成員間的間隔、距離與高度差通常較有人機編隊成員要求寬松、靈活,無人機也可與有人戰(zhàn)斗機、有人直升機等飛行器組成混合編隊。
無人機集群通常是由遂行同一任務(wù)、受統(tǒng)一指揮并保持視距聯(lián)系或戰(zhàn)術(shù)聯(lián)系的若干無人機編隊、或無人機編隊與無人機組成的無人機編組。
無人機蜂群通常指由較多數(shù)量無人機組成、遂行同一任務(wù)、具有較高自主和協(xié)同能力的無人機編隊,多采用微小型無人機。
大中型無人機功能相對完備,即使編隊方式使用,同時出動數(shù)量也有限,少見幾十架共同執(zhí)行任務(wù);單架微小型無人機性能相對單一,采用編隊方式使用可以利用數(shù)量或組合彌補性能單一的短板,更重要的是可以利用低探測性和數(shù)量多等特點獲得非對稱優(yōu)勢。因此,編隊協(xié)同多以大中型無人機研究為主,無人機蜂群則是數(shù)量較多的微小型無人機組成的無人機集群,以較大數(shù)量規(guī)模集體行動,為具有較高智能的無人機集群。
微小型無人機初級編隊門檻比較低,具有一定無人機技術(shù)能力和制作能力的組織或個人,利用消費級無人機就可組織一定規(guī)模的無人機蜂群,出于惡意方式使用越來越容易;但面向軍事用途的高自主、高協(xié)同、高智能特征無人機蜂群研發(fā),仍以各國軍方為主。
對外公開的無人機蜂群研究主要是美軍的“小精靈”“低成本無人機集群技術(shù)”“微型無人機高速發(fā)射演示”“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”等項目,分析上述項目無人機蜂群具有鮮明的作戰(zhàn)特點。
飛行中的郊狼無人機
體積小載荷有限已公開無人機可按十克級(蟬無人機)、百克級(山鶉無人機)、千克級(郊狼無人機)、十千克級、百千克級(小精靈無人機)形成量級層次;整體來看,無人機蜂群以微小型無人機為主,大多體積小、重量輕,便于大規(guī)模空中投放;可探測性低,便于隱蔽作戰(zhàn)、突防使用;可攜帶載荷重量有限,通常飛行具有受限、工作時長受限。
如“低成本無人機‘蜂群’技術(shù)研究”項目郊狼無人機為機翼和螺旋槳可折疊,長0.79米,高度0.3米,翼展1.47米,重5.4?6.4千克、載荷1.8?2.7千克;“微型無人機高速發(fā)射演示”項目山鶉(Perdix)無人機為全復(fù)合材料、鋰電池推進一次性微型無人機,長約16.5厘米,翼展30厘米,重0.3千克;“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”(CICADA,蟬)為一次性微型無人機,機身3D打印,自身無動力,單機65克甚至更輕。
數(shù)量多體系生存無人機蜂群無人機數(shù)量多,蜂群整體體系化生存,不依賴單機個體存在,不依賴個別節(jié)點運行;作戰(zhàn)使用中部分無人機被摧毀或功能喪失,蜂群整體功能減弱有限,個別無人機損傷蜂群整體仍能保持功能完備,較多無人機損傷時蜂群整體功能可能遭到削弱,但仍可保持相對完備。
如蟬無人機可攜帶天氣、溫度、濕度、氣壓傳感器或聲學(xué)探測、生化探測等微型電子設(shè)備,由空中平臺“布撒”投放,降落地面后通過數(shù)據(jù)鏈互連成自組織網(wǎng)絡(luò),在指定區(qū)域形成穩(wěn)定的“無人探測蜂群”,部分蟬無人機毀傷,蜂群仍能開展區(qū)域探測功能。
組合化功能搭配 無人機蜂群借助數(shù)量優(yōu)勢組合多種載荷,可以實現(xiàn)但不限于預(yù)警探測、廣域監(jiān)視、前沿偵察、電子對抗、飽和攻擊、戰(zhàn)術(shù)誘餌、主動防御、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)等多種功能;無人機蜂群數(shù)量多、任務(wù)載荷多樣性,組合搭配靈活性,戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用具有很大創(chuàng)新空間。
如可參照小精靈無人機空中平臺防區(qū)外發(fā)射,快速滲透進入敵防區(qū),攜帶偵察、監(jiān)視或電子戰(zhàn)載荷,分布式協(xié)同遂行任務(wù);若在任務(wù)載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾,配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力,已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰(zhàn)。
自組織智能協(xié)同無人機蜂群通過有限智能個體的協(xié)同合作體現(xiàn)為集體智能,可實現(xiàn)自主編隊,甚至分組避障,部分毀傷條件下重構(gòu)編隊,如山鶉無人機可集體決策、自修正和自適應(yīng)編隊飛行。目前蜂群無人機多采用鏈路控制飛行或GPS導(dǎo)航飛行,隨著圖像導(dǎo)航、自主重構(gòu)等技術(shù)成熟應(yīng)用,無人機蜂群將會更加智能化,抗摧毀、抗干擾性更強。
在低空和超低空領(lǐng)域更能發(fā)揮直升機的性能優(yōu)勢
美軍直升機與無人機協(xié)同作戰(zhàn)模式
直升機通過旋轉(zhuǎn)翼面獲得升力,通過調(diào)整轉(zhuǎn)速改變升力,并為直升機提供前進動力,特有的升力方式使得直升機可以垂直起降、懸停、側(cè)飛和后飛,在作戰(zhàn)使用中具有以下優(yōu)勢。第一,直升機擅長低空、超低空飛行,目前直升機最大飛行高度都在4000米以下,就戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能而言,在低空超低空領(lǐng)域更能發(fā)揮直升機的性能優(yōu)勢,有利于遂行低空超低空突擊任務(wù),可利用地形、高大樹木或建筑物等掩護隱蔽作戰(zhàn),縱深突擊作戰(zhàn)能力強。第二,直升機不依賴機場跑道,機動性強,能快速準備、快速機動,可在短時間內(nèi)對敵實施快速攻擊,然后迅速脫離。
直升機特有升力方式也給作戰(zhàn)使用帶來隱患:一方面體現(xiàn)在飛行高度低、速度慢,直升機作戰(zhàn)多在低空或超低空,高度一般在10?300米,時速300千米以下,噪聲較大,距離6?7千米左右可目視或光學(xué)器材發(fā)現(xiàn),常規(guī)武器如機槍、火炮、火箭筒等均能對直升機造成威脅;另一方面表現(xiàn)在自身防護能力弱,即使對于增加了底部裝甲厚度的武裝直升機,23毫米以上口徑彈藥即可將其擊穿或摧毀,尾梁、尾槳、旋翼等防護較弱部位,常規(guī)步兵武器即能對其造成嚴重損傷,殺傷力更強的防空導(dǎo)彈對直升機更是致命威脅。此外,直升機還存在航程受限、戰(zhàn)斗暴露時間長、易受惡劣氣候影響、空中受彈面積大等弱點。
由于上述隱患,通常戰(zhàn)術(shù)原則要求,直升機進入?yún)^(qū)域,必須有地面兵力或火力為其提供有效低空掩護;這給直升機作戰(zhàn)使用帶來了局限性,無人機蜂群與直升機的組合,特別是直升機載無人機蜂群,可充分發(fā)揮兩者長處,協(xié)同作戰(zhàn)實現(xiàn)兩者單一使用無法達到的效果。
有人直升機與無人機蜂群協(xié)同,無人機蜂群可攜帶各類探測設(shè)備,能夠進行信息處理、導(dǎo)航和通信,執(zhí)行偵察、通信、電子干擾和火力攻擊等任務(wù)。
滲透偵察 無人機蜂群以微小型無人機為主,在有人直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)中,可發(fā)揮其低噪聲、低探測、低空/超低空飛行等特性,可有效突破敵方防空體系,滲透潛入敵方重點、要害區(qū)域,利用各種偵察探測設(shè)備分布協(xié)同開展前沿偵察、監(jiān)視,為后方超低空飛行直升機提供前方高時效性情報。可參照小精靈無人機可從防區(qū)外發(fā)射,實施快速滲透偵察;蟬無人機可以無線電靜默滑翔飛行3.5倍投放高度,落地后隱蔽組網(wǎng)偵察。
協(xié)同突防敵防空火力威脅較大時,無人機蜂群與有人直升機協(xié)同突防,一種方式是無人機蜂群可做大規(guī)??罩腥肭盅饎樱龜撤揽栈鹆?,直升機在敵防空火力探測飽和或間隙超低空快速突防;另一種方式是無人機蜂群組合攜帶探測設(shè)備和攻擊彈藥,探測到敵防空火力后,或自主自殺式攻擊敵探測雷達、防空火力等部位,為直升機突防清除威脅。在用郊狼無人機蜂群模擬突防宙斯盾系統(tǒng)中,若將8架增加到20架、50架,則將有更多數(shù)量無人機突破宙斯盾系統(tǒng)。
靈活干擾利用直升機超低空飛行突擊能力強的優(yōu)勢,可將攜帶干擾設(shè)備的無人機蜂群投放至前沿陣地,無人機蜂群發(fā)揮低可探測性、自組織編隊優(yōu)勢,潛進至敵縱深部位,利用大規(guī)模數(shù)量優(yōu)勢,分布式實施靈活干擾,為我方突防、攻擊等戰(zhàn)斗行動創(chuàng)造時機和條件。如小精靈無人機可攜帶干擾設(shè)備滲透敵防區(qū)實施干擾。
協(xié)同攻擊無人機蜂群憑借其隱蔽性、數(shù)量、成本優(yōu)勢,在無人機蜂群與有人直升機協(xié)同中,可潛入式探測,然后協(xié)同引導(dǎo)直升機攻擊敵方目標;也直接可對敵防空系統(tǒng)或空中目標發(fā)起飽和攻擊,規(guī)模超出敵預(yù)警系統(tǒng)探測、跟蹤或攻擊能力,突破其防御體系,實現(xiàn)單純直升機作戰(zhàn)難以達到的作戰(zhàn)意圖。參照俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊戰(zhàn)例,若恐怖分子加大無人機數(shù)量規(guī)模,則較大概率對俄基地造成毀傷。
購買一枚魚叉導(dǎo)彈的資金可購買幾十架郊狼無人機
美軍直升機與無人機協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢
低空超低空飛行,突防能力強。直升機攜帶無人機蜂群可低空超低空飛行,無人機蜂群投放后可分布式自組織編隊低空/超低空飛行,能夠重新編隊、智能分組躲避障礙物,有些無人機能靜默飛行/滑翔,都加大了敵方預(yù)警系統(tǒng)探測難度,蟬無人機降落地面后,甚至可脫離防空系統(tǒng)監(jiān)視。無人機蜂群節(jié)點平臺大多體積小、雷達反射面積小,敵方難以遠距離探測,可壓縮敵反應(yīng)時間。如郊狼以250千米/小時速度攻擊,宙斯盾系統(tǒng)雷達發(fā)現(xiàn)后,僅有15秒攔截時間。2018年1月俄羅斯駐敘利亞基地遭受恐怖分子從50千米外發(fā)起的無人機蜂群襲擊。
任務(wù)載荷類型多,功能覆蓋廣。直升機與無人機蜂群協(xié)同中,無人機蜂群任務(wù)載荷模塊化,可根據(jù)需求靈活配置,功能可覆蓋偵察、監(jiān)視、探測、攻擊等方面。無人機蜂群自身靈活性,加上任務(wù)載荷的多樣性,給直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域廣,例如,若在任務(wù)載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾,配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力,已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰(zhàn)。
個體便宜數(shù)量多,非對稱性強。微小型無人機平臺成本低,部分可回收重復(fù)使用,相比于傳統(tǒng)飛機、武器全壽命周期費用低,如一枚魚叉導(dǎo)彈120萬美元可購買80架郊狼無人機,且不需要長時間服役的維修費用。直升機可攜帶數(shù)量眾多的微小型無人機,投放后構(gòu)成無人機蜂群,組織較大規(guī)模行動,一方面可滿足戰(zhàn)場高損耗、高消耗要求,另一方面可快速消耗敵方防空導(dǎo)彈、高效摧毀敵方雷達等高價值武器裝備,具有非對稱作戰(zhàn)成本優(yōu)勢。如無人機數(shù)量超出敵方預(yù)警系統(tǒng)探測、跟蹤、鎖定門限,能有效突破防空,實施飽和攻擊。
自主智能潛力大,戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用新。無人機蜂群可重構(gòu)、自組織編隊、自適應(yīng)飛行、集體決策等自主智能特性應(yīng)用潛力巨大,給直升機與無人機蜂群協(xié)同戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用很大創(chuàng)新空間,結(jié)合實際作戰(zhàn)環(huán)境和需求,在偵察監(jiān)視、飽和突防、智能干擾、智能攻擊等方面可不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新。
結(jié) 語
有人直升機具有反應(yīng)速度快、突擊能力強、使用范圍廣的作戰(zhàn)優(yōu)勢,但其飛行高度低、防護能力弱也給其使用帶來安全隱患,無人機蜂群具有數(shù)量眾多、功能多樣的非對稱優(yōu)勢明顯,兩者結(jié)合協(xié)同使用更有利于發(fā)揮各自長處,本文在無人機蜂群作戰(zhàn)特性、直升機作戰(zhàn)特點分析基礎(chǔ)上,探討了美軍直升機與無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式,為直升機與無人機蜂群低空超低空作戰(zhàn)使用奠定了基礎(chǔ)。
版權(quán)聲明:本文刊于《軍事文摘》雜志。作者:李五洲。如需轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明“轉(zhuǎn)自《軍事文摘》”。