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美军主要无人机蜂群项目进展 未来或可用于现有武器系统

2019-04-10 08:37 性质:转载 作者:朱虹 来源:中国航空报
  未来20年里,无人机将不断补充并支撑传统飞机在近距离空中支援、侦察、防空、通信以及补给任务方面的能力。无人机蜂群是指由数十至成百上千架小尺...

  未来20年里,无人机将不断补充并支撑传统飞机在近距离空中支援、侦察、防空、通信以及补给任务方面的能力。无人机蜂群是指由数十至成百上千架小尺寸、低成本、任务相同的无人机组成的群体,在人类指挥或监督下协同开展搜索、干扰或攻击等行动。无人机蜂群能够在提高作战能力的同时降低作战成本,极有可能为未来装备发展模式带来深刻变革。美国高度重视并正在开展无人机蜂群的系统性研究,无人机蜂群技术可能会在未来几年内进入战场。

  Perdix无人机蜂群

  Perdix是一种消耗型微型无人机,可以从各种军用飞机的尾部推出,在更大、更昂贵的无人机或有人机前方飞行,执行情报、监视与侦察(ISR)任务。2016年,战略能力办公室与美国海军航空系统司令部合作测试了Perdix无人机蜂群能力。在测试中,加州中国湖海军航空武器站上空的3架F/A-18“超级黄蜂”无人机上发射了100多架微型无人机。

  负责采办、技术和后勤的空军助理部长Will Roper称,由于战斗的复杂性,Perdix并不是预先编程的同步个体,而是一个集合体,共享一个分布式大脑来做决策,并像自然界中的群体一样相互适应。因为每架Perdix都与其他Perdix进行通信和合作,所以Perdix蜂群没有领头机,可以自如地适应无人机进入或离开团队。但是,由于很难找到进行蜂群作战测试的靶场,国防部必须调整思路,以发展这种技术。

  Roper认为无需为蜂群中的每架无人机制定各自的飞行计划,而只需设定一个边界,无人机可以自主完成任务。但是,在蜂群能够“超越科学和技术的世界”之前,确实需要解决一些问题:“如何证明它?如何测试和评估它?谁拥有它?它是武器系统吗?使用无人机的平台是否拥有自主、集群和协同能力?或者是否有一个集群和协同项目可将这种自主插入到各种平台中?”空军测试与评估、作战测试和适航专家必须创造性地寻求答案。

  美国国防预先研究计划局(DARPA)战术技术办公室的项目经理Scott Wierzbanowski表示,研究人员仍在研究蜂群如何作战,以及如何结合人工智能算法和协同自主。

无人机蜂群

  “小精灵”项目

  蜂群在战争的各个领域都有应用。考虑到在高端、反介入/区域拒止(A2/AD)环境中,对手部署了多个一体化防空系统,使得进入对手空域变得极其困难。大量小型、价格低廉的无人机可使敌方防御系统产生“饱和”而无法全部应对,从而降低有人机和高价值无人机的风险。这种低成本无人机可以共享传感器数据并协同工作,即使它们被击落,其损失成本也在可接受的范围之内。

  设想在一个宽松的环境下进行一次秘密行动。在这种环境下,可以从C-130尾部发射2到4架无人机组成的小蜂群,部署传感器或拓宽C-130或其他飞机执行任务的航路。这种完成任务的方式更简单,不需要“捕食者”或“全球鹰”无人机或战斗机来压制敌人防空。

  2018年4月,DARPA授予Dynetics公司一份为期21个月、价值3860万美元的合同,为“小精灵”项目的第三阶段提供资金。“小精灵”项目专注于开发未来分布式作战所需的使能技术。具体来说,该项目旨在证明多架无人机可从一架远离敌方防御系统的C-130安全发射并进行回收。在“小精灵”无人机完成既定任务后,C-130将使用一个类似于空中加油装置的水平对接站来回收无人机。这些“小精灵”无人机机身大约有14英尺长,加满油后重约1600磅,比Perdix微型无人机大得多。

  在第三阶段,DARPA计划于2020年1月进行第一次大规模演示,期望30分钟内能够回收4架“小精灵”无人机。从长远来看,根据作战要求,一架C-130飞机最多可以回收16架无人机。从概念上讲,“小精灵”无人机也可以从F-16、B-52和其他飞机上发射,而几乎不需要对这些飞机进行改装。这可能会显著增加蜂群中的系统数量。

  2019年2月初,该团队在中国湖的对接站进行了飞行测试,但是测试中并未出现“小精灵”无人机。Dynetics公司计划于4月初在一架有人驾驶的Learjet喷气式飞机上测试“小精灵”的航空电子设备。“小精灵”的第一次飞行将于今年夏天进行,它将在与有人机协同作战前证明自己的能力。

  与Perdix不同,“小精灵”不会加入人工智能或自主行为,至少现在还不会。

  拒止环境中的协同作战(CODE)项目

  CODE项目着眼于无人机群协同工作所需的自主性,在这种情况下,操作员更多地处于战略层面或监督层面。操作员只是提供了指挥官的意图,而系统能够从指挥官的意图中找出系统能够做什么。

  DARPA于去年年底在亚利桑那州尤马试验场测试了装备CODE的无人机在反介入/区域拒止环境中适应和响应意外威胁的能力。这些无人机最初能够与一名负责监督的任务指挥官进行交互,但当通信遭到破坏或被拒止时,这些无人机证明它们可以在没有真人指挥的情况下完成任务。DARPA将继续管理CODE项目,直到今年春天,该项目将过渡到海军航空系统司令部。

  无人机蜂群进入实战将不再遥远,但要将高端作战所需的人工智能和自主性结合起来,还需要一段时间。美国空军正进行人工智能转型,试图在匹配传统采办规则的同时,开发跨多个系统的软件和网络技术。该技术将在未来一两年内实施,可以用于现有武器系统或其衍生品。

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