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浅谈无人机系统的综合集成

发布时间:2018-12-02 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    浅谈无人机系统的综合集成作者:未知      “综合集成”是一种从总体上综合考虑、系统地解决问题的方法。近年来,随着武器装备体形日趋复杂、战场空间不时扩展,各军事强国在武器装备的发展上重视通过综合集成方法,使各种作战力量和武器平台无缝隙地连接成一个有机总体。无人机系统从分到合的发展便是一个很好的例证。
  海湾战争之前,各国的无人机系统发展没有被放到整个军事大系统中考虑,常常是各军兵种根据需求自定标准、独立研制,使得无人机之间以及无人机与其他武器装备系统之间互不兼容、使用的传感器和数据链互不匹配、无人机的地面抑制站互不配套,所造成的问题在实战使用中得到充分暴露。
  
  因此,不少国家决定通过综合集成方法,使无人机与无人机系统之间、无人机系统与其他作战系统之间实现通用性和互操作性,变成陆、海、空、天、电五维一体的作战网络。无人机系统正逐渐发展为以侦察发射平台为基础、以导弹抨击拦截为作战手段、以卫星实时通讯传输为信息保障、以智能抑制指挥为核心的机、弹、星、人综合集成的武器系统。为此,外军主要采取了以下措施:
  
  顶层上:注重综合
  规划和统一管理
  
  固有的军兵种界线是造成无人机系统互操作性差的重要原因,因此,外军从整个军事大系统起程制定无人机发展战略和规划,建立统一的管理机制。美国国防部2000年起初制定“无人机路线图”,对无人机的发展提出整体规划,提出优先发展项目和关键技能。俄罗斯制定了研制统一标准无人机的全面规划,强调无人机和有人机同步开发,充分发挥系统的总体效益。韩国于2002年10月公布了无人机整体发展打算。
  
  此外,各国在无人机的管理上努力实现统一领导。如,美军规定,负责采办、技能与后勤的国防部副部长负责无人机的采办和技能监督;助理国防部长负责制定政策和互操作性标准以及情报、监视与侦察系统的监督;各军种设有特别研讨小组负责本军种的无人机发展事务。2003年10月,美国防部成立了“无人作战飞机结合项目办公室”。成立后的第一件事,便是打破军兵种界线,将空军的X-45与海军的X-47无人作战飞机项目合并,实行统一管理。
  
  技能上:
  实现统一标准和开放式结构
  
  
  为提高无人机的互操作性,必须解决通用性问题,从技能上实现综合集成,而要做到这一点,最初要在用户界面、操作系统、数据链路等方面,建立统一的无人机标准。美军于2001年成立了一个40人的结合无人机办公室,负责制定无人机的各种标准,包括技能标准、作战标准、战术标准、程序标准;国防部长办公室成立了制定无人机技能标准的综合产品小组,制定出无人机系统的接口标准;国防部长办公室无人机规划事务组正在制定用于管理无人机任务规划的数据标准,开发有人和无人航空平台间的通用软件;国防航空侦察局和国家图像测绘局一同,共同确定了通用的图像存储与传输协议,拟定了“通用图像地面/接口系统”(CIGSS)。美军正在为无人机制定涉及态势感知、载荷、武器和抑制的4种标准界面,不同级别的无人机将根据需要选用,如小型无人机可能不配置武器界面。
  美军已开发出一种统一的无人机战术抑制系统(TCS),可对大多数陆、海、空军的近程及中程无人机进行抑制,已提供给德国、加拿大、英国等北约国家。北约正据此确定技能标准,建立通用的地面站(UCS),并成立了为通用抑制系统制定设计标准的事务小组;美国结合项目办公室与平台研制单位将共同组建团队、开发通用操作系统;美国防高级研讨打算局与国防信息系统局委托两家承包商,研制无人机和有人机共用的战术通用数据链(TCDL),并打算在2006财年之前全部换装这种战术通用数据链路;北约正在实施一项旨在提高成员国无人机互操作性的打算,设定了北约无人机通用地面站的规格。
  
  选取模块化设计和开放式结构是实现无人机系统综合集成的又一有效方法。无人机选取模块化设计后,能够根据任务需要随时更换相应的机载设备,实现“一机多用”和“即插即用”,使用灵活、携带方便。开放式结构设计使得无人机系统能够方便地纳入新的子系统,有利于功能集成和技能集成,满足不时变化的多种作战任务需求。如美军的X-45A无人战斗机选取开放式软件结构,可利用其他项目中成功的应用软件。美军最新研制的“单一无人机侦察兵”(IVUAS)系统选取开放式的机身设计,可根据需求加装各种照相机、传感器、武器及其他装备。
  
  应用上:与其他作战系统有机联合
  
  未来战争是五维一体的高技能战争,无人机系统惟有实现与有人机及其他各种作战系统的有机联合和无缝隙连接,才能充分发挥无人机的作战效能,发挥武器装备1+1>2的总体作战效能。近年来各国特别是美国,加快了无人机在作战应用上实现综合集成的步伐。无人机与C4ISR系统集成
  世界各国纷纷将无人机与陆、海、空、天、电各类作战平台相连接,利用无人机系统作为侦察卫星和有人侦察机的重要补充,以及通讯中继、指标校射、战毁评估、对地抨击的工具,使无人机系统成为网络中心战的重要组成局部。美军已把无人机系统纳入“战场数字化”系统和C4ISR系统中的“情报侦察分系统”;美陆军的“未来战斗系统”将无人机与有人机、地面车辆、炮兵等连为一体,通过高速通讯系统变成作战网络,美海军提出的“雷达项目打算”将无人机、无人潜航器等纳入远征传感器栅格,变成一个传感器系统大网络;全球抨击特遣部队研制的飞行任务战斗管理系统(MBMS)把包括无人机在内的多种平台集成在一同,协调各种力量对敌领土纵深实施打击,无人机将配合有人机完成战斗任务。英国、瑞典、印度、新加坡和澳大利亚等国也都将无人机纳入网络中心战,将无人机、有人机、卫星、传感器、电子战系统等链接起来,增强对指标的探测和抨击能力。
  
  无人机与其他作战系统集成
  各国正在积极探索无人机与各类作战平台的集成方法。美空军于1997年专门成立了无人机作战实验室,探索和论证无人机作战观念;其他军种的作战实验室、海军打击与空战中心、海上作战中心、结合无人机办公室等,也都积极开展无人机结合作战战术的研讨与试验,探讨无人机与无人机、无人机与有人机及其他系统混合编队,实施结合作战的最佳方式,进行协同作战观念的验证试验。2003年11月进行了“全球鹰”无人机与E-8C结合监视和指标抨击雷达飞机的“通话”试验,允许战术用户用超高频电台问询并从“全球鹰”接收信息。波音公司于2004年5月在爱德华兹空军基地,进行了X-45A无人机与T-33教练机的协同飞行与相互通 信试验;同年7月又验证了F-15E战斗机与无人机协同飞行的能力。
  美军于2004年进行了多次无人机结合飞行演习,检验不同军种无人机协同作战的能力。如结合部队司令部于2004年举行了3次“向前看”演习,验证空军“捕食者”、陆军“影子”、海军“扫描鹰”和“银狐”等不同军种的无人机共享图像、指挥抑制和协同作战的能力,此外,美陆军航空应用技能部正在实施有人机/无人机通用结构打算(MCAP);国防部长办公室正在实施一项有关无人系统和海军舰船结合作战的研讨项目。北约也制定了无人机协同作战协议,北约海军进行了无人机互操作能力的演示验证,德国、美国与英国为主要参与者,
  
  战术上:探索多种结合作战模式
  
  通过近年来的探索,外军归纳出多种无人机结合作战战术,比如:
  梯次配置的无人机网络作战。这种作战方法是将各种层次、级别和用途的无人机梯次搭配、组合使用,充分发挥各自的优势,变成一个高效的无人机网络。伊拉克战争中,美军将“全球鹰”无人机部署在高空,实施大范围的战场监视;将“捕食者”、“先锋”、“猎人”、“影子200”无人机部署在中空,“捕食者”长航时无人机负责一般性侦察、监视任务及重点搜索、跟踪伊拉克共和国卫队,其他短程无人机负责海军、海军陆战队和陆军的战术侦察任务;将“龙眼”、“指针”等小型无人机部署在低空,负责为旅级以下部队以及特种作战部队提供战术情报。从而变成一个能提供战略、战术各种层面的侦察情报的无人机网络,大大提高了侦察效能,使战场更加单向透明。
  群体智能战术/ 群蜂战术(SWARM)。所使用的无人机只装备低本能传感器或抨击武器和大略程序,体积小、功能大略、成本较低。在战时大量出动、变成集群、相互协同,同时对某一指标进行搜索、探测或抨击(如施放干扰、发射小型弹药、进行自杀式撞击等)。当执行侦察任务时,可发挥“复眼”的作用,执行抨击任务时,可起到“群蜂”的功效。敌方很难将其全部定位和摧毁;即使个别被摧毁,对总体作战功能的影响也不大。目前美国和以色列都已研制出专门用于群体作战的无人机,并加紧进行验证试验。
  无人机与有人机组合使用。将无人机与有人机混合编队,用有人机指挥、抑制无人机作战,是美军2003~2010年重点研讨的无人机战术之一。已试验的组合方式有:①由战斗机操纵数架无人作战飞机。无人机在有人机不远处的前方低空飞行有人机则保持电子静默,只接收无人机、高空侦察机和卫星传送的数据,投放武器时用短脉冲指令抑制无人机的发射。②由加油机(如KC-10)带领一群无人作战飞机进行远程突防。加油机在飞行途中给无人机加油,抵达目的地后改作指挥抑制机,指引无人机执行作战任务。③用无人机的噪声掩护有人直升机执行城市作战任务。④由无人机与有人机组成情报、监视、侦察信息聚集处理中心。⑤由无人机打前阵,发出电磁波引诱敌方雷达开机、防空兵器开火,跟在后面的抨击机对暴露的指标实施打击。⑥由无人机实施电子压制,配合有人机作战。
  无人机与地面平台组合使用。由无人机系统为地面作战平台搜索和指示指标,提高其作战效能。如俄军在车臣战争中,用“蜜蜂-1T”无人侦察机为“旋风”火箭炮和2S19榴弹炮指示指标和校射,使从发现指标到击毁指标的时间缩短了5~6倍。在2002年举办的欧洲陆军武器展上,法国披露的“勒克莱尔2015”研讨打算,是将无人机与坦克,炮兵等地面武器混合编队,由微型无人机捕获隐蔽在起伏地形中或隐藏在掩体后的敌方指标,“勒克莱尔”主战坦克用先进的远程抨击弹药打击指标。
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