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精确打击作战无人机技能研讨

发布时间:2018-12-26 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    精确打击作战无人机技能研讨作者: 杨华冰   【摘要】根据无人机技能的最新发展和国内外最新资料,综合介绍了精确打击作战无人机的观念、发展概况,描述了精确打击作战无人机的分类,提出了作战无人机精确打击的关键技能,分析了精确打击作战无人机对作战模式的影响。
  【关键词】无人机;精确打击;作战模式
  目前,在“零伤亡、非接触性战争”等作战理念的驱使下,各国正在大力研制和配备使用无人机。2005年,美国惟有5%的军用飞机是无人机,但如今无人机已占军用飞机的29%,达到7494架。美国空军公布的《2009~2047年无人机作战系统路线图》中,明确指出无人机将用于空中侦察、指挥抑制、信息交互、空中打击、空中加油、货物运输和远程轰炸等多个领域,到2047年,无人机将具有全球打击能力。而将空中侦察、指挥抑制、信息交互、空中打击这四项技能融为一体,就构成了“无人机精确打击技能”。利用无人机精确打击技能进行作战,正在或将要推动一场作战样式的革命。
  1、精确打击作战无人机的发展概况
  精确打击作战无人机是一个先进的复杂武器系统,是集飞行器平台、任务设备、战斗部和地面保障设备为一体的无人机系统,可以对指标进行探测、识别、决断和打击。
  从产生至今,无人机的发展履历了三个阶段,履历了由训练保障器材到辅助支援型装备,再到作战装备的发展演变过程。无人机最早在军事上作为靶机使用,靶机履历从低速到高速,从低空到高空的发展过程;后来发展到辅助支援类无人机,这类无人机主要用于执行空中侦察/监视、炮兵校射、电子干扰等任务;随着高科技的不时进步,如今发展到第三个阶段,即直接对地面指标精确打击的作战阶段。因此,精确打击作战无人机的出现,是“新的作战理念”和“高新技能的不时发展”合力作用的结果。高新技能的不时发展,为无人机的发展提供了支撑;“零伤亡、非接触、反恐战中的定点清除、低附带损伤”等新的作战理念,又推动了无人机的发展。
  2、精确打击作战无人机的分类
  近年来,精确打击作战无人机作为一个全新的观念迅速升温,许多国家相继展开研制。从发展情况来看可分为两大类:平台类和共形类。
  平台类作战无人机是一种以无人机为武器平台,外挂武器系统,具备对指标实施精确打击能力,并可多次反复使用的无人机作战系统。它绝大局部是在现有无人侦察机的基础长进行改造,“捕食者”作为第一个加入实用的、由侦察无人机成功演变为可发射导弹的抨击无人机,便是这类机型的经典之作。“捕食者”已由首先单一型号的原型机,发展成为具备侦察、监视和指标指示能力的MQ-1A型,后来发展了具备抨击能力、可挂载二枚空对地导弹的MQ-1B型,以及可以携带6~14枚多种制导武器。从首先的长航时全程战场实时监控无人机,发展到有史以来首架在实战中取得战果的抨击无人机,“捕食者”在无人机的发展史留下了重重的一笔。
  共形类作战无人机是将战斗部、任务设备与无人机进行一体化设计,即选取所谓的共形设计技能,是一种自杀型抨击无人机,不能反复使用。具有突防能力强、隐蔽性好、效费比高等优点。主要用于对点状指标进行精确打击,例如雷达、车辆,野战指挥所、暴露人员。典型的机型有:以色列的“哈比”无人机、美国的“弹簧刀”。
  3、作战无人机精确打击的关键技能
  3.1 飞行器平台隐身设计技能
  由于无人机需要经常深入敌后执行特殊作战任务,这对于缺乏大规模火力支援的飞行器来说,良好的隐身能力能够提高其战场生存能力和突防能力,也能达成战术上的忽然性。
  隐身技能也称隐形技能或低可探测技能,是通过各种隐身手段,尽量降低无人机系统的雷达、红外、激光、电视、可见光及声音等特征信号,使敌方各种探测设备很难发现、探测和跟踪,提高无人机的战场生存能力。进入2l世纪,世界各军事强国已研制出自己的隐身飞行器,隐身技能的发展也进入了新的阶段。
  隐身技能按不同的标准,能够进行不同的分类,一般能够分为有源隐身技能和无源隐身技能。有源隐身主要选取等离子等技能,目前还在探索阶段;如今对照常用的是无源隐身技能,并分为雷达隐身、红外隐身、激光隐身、可见光隐身、声音隐身等技能。
  隐身技能选取的技能手段主要有两种:一是独特的外形设计,二是选取特殊材料,通过这两种手段,削减无人机对雷达波的反射面积;降低发动机喷气口的温度,减弱红外辐射。X-47B无人机是典型地选取了隐身技能的机型,它的外形设计可以折射雷达电磁波,降低反射面;选取吸波和透波材料,以及所有外挂武器内置,进一步降低了雷达反射面;选取隔热和散热材料和发动机喷气口扁平设计方案,降低了红外辐射。
  3.2 小型化/高精度指标自动识别与跟踪技能
  指标识别与跟踪是作战无人机实施抨击的关键步骤,一般是由作战无人机上的光电吊舱成像系统来完成,包括指标识别和指标跟踪两个方面。由于无人机机身容量有限,对指标识别和跟踪设备的体积、重量有严格要求,所以还需要进行小型化设计。
  指标识别的主要任务是确定所摄取的图像中是否存在感兴趣的指标,并提取指标特征,确定其位置,目前可选取可见光图像和红外图像进行指标识别。因此,指标识别在一定意义上能够理解为图像识别。
  指标识别最初对图像进行采集,然后对带有噪音的、灰暗的图像进行滤波处理,使图像变得清晰可辨,再从清晰可辨的图像中,通过分割处理,提取指标特征,寻找感兴趣的指标。
  指标跟踪是选取图像匹配为基础的指标跟踪方法,常常称为图像相关跟踪,也简称为相关跟踪。其基本原理是:在指标识别的基础上,图像处理电路把识别出来的指标图像存储下来作为指标样板,在此后的跟踪过程中,图像处理电路就将新采集到的图像,不时地和指标样板图像进行相似性匹配,将最相似的一块图像作为指标,并计算出该指标的位置,然后进行跟踪。
  如今大多数无人机系统主要选取“人在回路”的方式进行指标识别与跟踪,即由地面操控人员根据无人机传回的图像或视频完成相应的指令操作。而在智能化程度很高的无人机自主执行任务时,需要无人机自动识别指标。因此,就提出指标自动识别和跟踪技能,该技能是利用智能化技能,实现对指标进行自动分类和识别,全程无需人员参与,是现代战场上精确打击智能化武器的关键技能。   要实现指标自动识别和跟踪,需要发展的技能包括:指标检测分类技能、图像匹配技能、跟踪技能。
  3.3 综合火力与飞行抑制技能
  综合火力与飞行抑制技能将火力抑制技能和飞行抑制技能交联在一同,是作战无人机完成作战任务的核心技能,也是世界各国竞相研讨的重点难点技能。
  综合火力与飞行抑制系统主要用于迅速正确地对火力抑制参数及飞行抑制参数进行解算,并把火力抑制系统解算出来的信息送至飞行抑制系统,由飞控系统对无人机姿态进行抑制,并实施自动抨击。其事务过程能够用框图表示:
  最初解算指标的相对位置,根据指标识别与跟踪系统送来的图像信息和无人机当前的位置坐标、姿态信息,解算出指标的相对位置;第二步,生成抨击航线,这需要由火力抑制系统和飞行抑制系统结合解算,综合考虑无人机的本能,机载武器的本能、抨击方式、瞄准原理、气象环境和指标那时的地理环境,最后得到无人机的抨击航线;第三步主要由飞行抑制系统来完成,根据生成的抨击航线,考虑飞机的本能和气象环境,计算无人机的飞行姿态和运动轨迹,以最佳路线进入抨击区域;第四步,当无人机进入预定航线后,使武器处于待命状态,当满足发射条件时,发起程射指令,或者指引无人机飞行指标,进行自杀抨击。
  该系统技能难度极具挑战性,从抑制系统角度看,要在短时间内完成对抨击指标的“感知―决策―打击”过程,对系统的自主抑制技能要求很高,为实现综合火力与飞行自主抑制,需要发展的技能包括:容错抑制技能、航迹规划与精确抑制技能、自主导航技能等。
  4、精确打击作战无人机对未来作战模式的影响
  精确打击作战无人机以其智能化程度高、操作方式大略、火力打击毁伤可控、机动本能强大以及突出的战绩使人们对它刮目相看。随着作战无人机的大量使用,对未来的作战模式也必然产生深刻影响,主要有以下三个方面:
  4.1 遥控战日渐突出
  美国中央情报局在反恐作战中,使用远程抑制无人机向也门恐怖分子所乘车辆发射海尔法导弹的那一刹那,标志着美国的反恐战术已经发生了革命性的变革。后来美国的远程抑制无人机多次在阿富汗、利比亚战场上使用,对恐怖分子进行定点清除、精确打击,无人机的大量使用,特别是作战无人机精确打击技能的不时发展,使得远隔千里就可直接对敌遂行作战任务,把未来某些激烈的空战演形成坐在计算机屏幕前的一场鼠标“游戏”,参战人员只需按下鼠标按键,就能够摧毁千里之外的建筑、设施、装备和人员。
  4.2 结合作战形式改变
  随着军队武器装备技能水平的提高,多维一体的结合作战将逐步弥合军种之间在作战功能上的差距,未来结合作战将从大略意义上的军种结合向一军制迈进,特别是无人机技能的不时发展及其在诸军种间的应用加快了这一步伐。无人机既能够由陆军地面部队抑制,也能够由空军飞行员根据作战需要直接抑制,真正做到无缝结合,更有利于提高作战的时效性。
  4.3 有人与无人战机混合作战
  随着作战无人机的发展和应用,无人机在战争中的作用将从执行单一侦察、预警、通讯任务扩展到战斗支援、精确打击等任务。未来空战中,不但有有人作战飞机,无人作战飞机也将独当一面。当作战无人机加入空战时,现有的空中作战模式必将发生深刻变化。无论其指挥体制,还是其编成模式、任务区分等,都要突出有人与无人战机的联合。
  结束语
  精确打击作战无人机作为一种新的武器系统,是逐渐实现战争零伤亡的有力武器,适合武器装备信息化、智能化、隐身化、微型化的发展趋势,是各军事强国竞相发展的重点。因此,作战无人机必将是我国武器装备发展的方向之一,也必将成为我军一种新型的空中力量。
  作者简介
  杨华冰,男,1981年生,硕士,河南省军区司令部参谋,研讨方向:装备技能应用。
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