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美軍研發(fā)新一代可由戰(zhàn)斗機發(fā)射的“蜂群”無人機

發(fā)布日期:2016-09-12??來源:中國網(wǎng)我要投稿我要評論
 

(原標題:美軍研發(fā)新一代“蜂群”無人機 可由戰(zhàn)斗機發(fā)射)

美軍研發(fā)新一代可由戰(zhàn)斗機發(fā)射的“蜂群”無人機

無人機集群作戰(zhàn)成為未來熱點 資料圖

據(jù)國防雜志網(wǎng)2016年9月8日報道,五角大樓某辦公室經(jīng)理透露,他們正在積極研發(fā)可快速交付美空軍的“蜂群”微型無人機技術(shù),即“山鶉”無人機,該無人機技術(shù)用于支持在戰(zhàn)斗機上發(fā)射可樂瓶尺寸的無人機,并編隊執(zhí)行“蜂群”任務(wù)。“山鶉”微型無人機部件采用3D打印而成,因該型無人機完成任務(wù)后不會回收,無人機的成本成為其關(guān)鍵,較低的價格可以使美軍擁有更多數(shù)量的無人機,在執(zhí)行任務(wù)時凸顯飽和度策略優(yōu)勢。

戰(zhàn)機花費高企導致美軍軍費吃緊的困局

1984年,諾姆-奧古斯丁觀察到美國軍用飛機開支呈指數(shù)級增長,而國防開支則呈直線增長之勢,這也被稱為“奧古斯丁”定律之一。他不無幽默地寫道:“到2054年,美國全部的國防預算只夠購買一架戰(zhàn)術(shù)飛機,由空軍和海軍每周各用三天半。閏年除外,閏年時這架飛機可讓海軍陸戰(zhàn)隊來使用。”可能美國不必等到2054年才承受“奧古斯丁”定律言及的“成本上漲”所帶來的損失,美軍“成本上漲”和“數(shù)量削減”危機早就已顯現(xiàn)。

自上世紀50年代以來,美國戰(zhàn)機花費就不出所料地呈指數(shù)級增長。從1950年到2000年,軍艦花費年同比增長7%到10%。目前軍費的削減只會加劇“數(shù)量長期減少”的勢頭。軍費可能會不可避免地延期,但這并不能解決問題。從2001年到2008年,為抵消通貨膨脹因素,美國海軍和空軍開支各增長了22%和27%。同時,戰(zhàn)斗艦艇數(shù)量下降了10%,戰(zhàn)機數(shù)量下降近20%。人員和醫(yī)療開支是造成“成本上漲”的部分原因,但平臺成本上升這一項就將迫使艦隊規(guī)模日益縮小。

目前,美國國防部門采取“雙倍下注”的辦法來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。通過提升武器系統(tǒng)的“多任務(wù)性”,不斷地以加大任務(wù)量的方式來抵消作戰(zhàn)力量減少的不足,結(jié)果卻是需求上漲,成本也在上漲。武器研發(fā)的時間周期在延長,這要求軍事部門用更多的時間來調(diào)整這種需求。實際上,需求從某種程度上幾乎“預支”了20年的研發(fā)周期,因為戰(zhàn)場環(huán)境的威脅必然要求做出改變。但這將更加促進成本上漲,采購數(shù)量也將進一步削減。如此一來,現(xiàn)存的體系就會進入一輪一輪的惡性循環(huán)。

美國國防部門認為“成本上漲”并非自己的過錯,因為制造現(xiàn)代化武器就需要這么大開支。他們稱武器系統(tǒng)的“復雜性”是“成本上漲”背后的原因。這聽起來有些說服力。通過對根本原因的仔細深究,武器系統(tǒng)的“復雜性”確實是導致戰(zhàn)機和軍艦成本上漲的主要因素。不過,這種說法混淆了“病狀”和“病因”的關(guān)系。提升“復雜性”并不能自然而然地導致成本呈指數(shù)級上漲。

其中一個方法就是采用構(gòu)建“系統(tǒng)族群”的方式,將武器系統(tǒng)從空間上分解成多個組件。“系統(tǒng)族群”由若干個優(yōu)化了性能的單一任務(wù)系統(tǒng)組成,它們通過攜手合作來完成任務(wù),這比單一的、精細的多任務(wù)系統(tǒng)要優(yōu)越。因為對單任務(wù)系統(tǒng)的要求比多任務(wù)系統(tǒng)的要求低,它們可以憑借更低的技術(shù)風險、更低的花費制造出來。

另外,如果網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計預先提供了足夠的互操作性,這種方式就是固有的“模塊化”的生產(chǎn)方式。當武器的作戰(zhàn)功能從空間上分解成多個平臺后,一直困擾“模塊化”設(shè)計方式的尺寸、重量、功率等就不成問題了。如果將“模塊”接入網(wǎng)絡(luò),新系統(tǒng)就能從本質(zhì)上實現(xiàn)“即插即用”。

具有獨特優(yōu)勢的“蜂群”無人作戰(zhàn)體系應(yīng)運而生

自動化的無人系統(tǒng)提供了另外一種有潛力的方案。它們可用于擴增現(xiàn)有的載人系統(tǒng),能以相當?shù)偷拈_支將額外的傳感器和導彈投放至戰(zhàn)場。這個辦法是可行的,因為各式各樣的無人自動系統(tǒng)具備節(jié)約成本的優(yōu)勢,其高持久力意味著在戰(zhàn)場中只需要更少的作戰(zhàn)平臺就能維持同樣數(shù)量的攻擊力。在一些任務(wù)中,提高自動化程度可以減少培訓人工操作員的需要,特別是在一些花費高昂的訓練中,如飛行員訓練。大規(guī)模地打造這些系統(tǒng),利用“蜂群”系統(tǒng)的適應(yīng)性來置換作戰(zhàn)平臺生存能力的概念,可使得作戰(zhàn)平臺的生存能力抵消掉其所值的花費。

“蜂群”作戰(zhàn)體系還具備其他方面的優(yōu)勢。該系統(tǒng)龐大的數(shù)量急劇擴大了敵人需打擊的目標,能讓對手付出更高的代價。這些分散的系統(tǒng)不僅更難以被敵方鎖定,而且在戰(zhàn)斗中擁有更強的適應(yīng)性。一旦其中的一些系統(tǒng)被毀壞,剩余的系統(tǒng)還能通過降低作戰(zhàn)能力來完成任務(wù),這比起昂貴的單一作戰(zhàn)平臺所造成的災(zāi)難性損失風險要占優(yōu)。將武器功能分散到不同的系統(tǒng)組合中,可以提升每一個系統(tǒng)的抗缺陷或抗故障適應(yīng)性,讓敵人不得不采用多種多樣的方式加以應(yīng)對,額外增加敵人的負擔。總之,大量協(xié)同作戰(zhàn)的系統(tǒng)憑借在戰(zhàn)場上更卓越的協(xié)調(diào)性和速度,足以駕馭“蜂群”的優(yōu)勢。

無人系統(tǒng)沒有必要具備載人武器的每一種功能,以便在一些任務(wù)中取代載人系統(tǒng)。實際上,關(guān)鍵是它們也不會取代。相反,將由少量人員操控的眾多不同組合的低成本、單一任務(wù)系統(tǒng)運用到戰(zhàn)斗中,可以用更低的花費來更好地完成任務(wù)。無人系統(tǒng)可深入敵方陣地,執(zhí)行危險的甚至是自殺性任務(wù),這對于載人系統(tǒng)來說是不可能的。消耗性“蜂群”武器可以制造出電子干擾風暴、誘餌或高性能的微波。

小型的無人飛行器可以自動沿路搜尋移動式導彈,一旦有所發(fā)現(xiàn),可向人工控制器發(fā)回攻擊坐標。空中、海面、海底的無人武器網(wǎng)絡(luò)可以追蹤敵方艦艇和潛艇。自動化地面戰(zhàn)車可以空投到戰(zhàn)線后方,給敵人制造混亂或嚴重破壞。這些無人系統(tǒng)不需要具備單獨取勝的能力,只需稍微擴展載人系統(tǒng)的能力,就能提升戰(zhàn)斗力量的范圍、持久性、勇氣、規(guī)模、協(xié)調(diào)性、智能和速度。

正如無人武器不需要具備載人武器的每一種功能以發(fā)揮更大作用一樣,自動化也不需要智能到完全代替人工操作以節(jié)約成本。對于諸多戰(zhàn)場任務(wù)的判斷,都是基于戰(zhàn)場環(huán)境和模棱兩可的信息,這很難最大程度地自動化。相反,自動化僅需要替人工操控者減少認知負荷就足夠了,這樣他或她就能同時操控多個武器系統(tǒng),提升人員操控武器的數(shù)量。這種現(xiàn)象打破了現(xiàn)有的人員和作戰(zhàn)平臺之間的關(guān)系,允許將少量人員投放戰(zhàn)場,操控更多的武器平臺。

由戰(zhàn)機發(fā)射微型無人機距實戰(zhàn)應(yīng)用為時不遠

“山鶉”微型無人機采用螺旋槳推進,機翼可折疊并裝在MJU-10/B標準飛機誘餌發(fā)射裝置內(nèi)。發(fā)射后,在降落過程中必須喚醒無人機并引導他們找到“蜂群”編隊其他無人機,隨后執(zhí)行預設(shè)任務(wù)。一旦收到任務(wù)指令,“蜂群”無人機會分配和優(yōu)化執(zhí)行任務(wù)的方法,以更好地執(zhí)行“蜂群”任務(wù)。“山鶉”微型無人機飛行測試已經(jīng)超過500次,目前該型無人機采用的是第七代技術(shù),在之前的一次測試中,1架F-16戰(zhàn)斗機發(fā)射了20架“山鶉”微型無人機。

美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室(SCO)正在快速推進該項技術(shù),尤其是無人機系統(tǒng)能力,包括可維護安全的傳感器、無人機速度、各種天氣適應(yīng)能力。速度和續(xù)航力尚處于保密中。SCO希望促進該項技術(shù)足夠成熟,以能夠在2017財年末交付美空軍。但由于該型無人機在戰(zhàn)術(shù)飛機上發(fā)射,低空飛行執(zhí)行監(jiān)視任務(wù),目前尚需要很多演示以驗證其準備就緒。

盡管美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室并未透露關(guān)于這種微型無人機的技術(shù)細節(jié),但據(jù)說它們可以用于偵察,也可以對敵方實施一定程度的干擾。微型無人機的機翼寬度僅約1英寸(約合2.54厘米),它們可以由F-16和F/A-18戰(zhàn)機發(fā)射出來。在由《華盛頓郵報》公布的一段視頻中,一架微型無人機由一架時速為每小時430英里(約合每小時692千米)的F-16戰(zhàn)斗機發(fā)射出來,發(fā)射時高度約為2000英尺(約合610米)。這架重約1磅(約合0.4536公斤)的微型無人機降落后不久就發(fā)生爆炸,機翼炸成碎片飛入空中。

據(jù)了解,這一研發(fā)項目耗資約2000萬美元,項目代號為“珀耳狄克斯”。珀耳狄克斯是希臘神話中的一個角色,它后來被雅典娜變成了一只鳥。這種微型無人機在阿拉斯拉共進行了150次試飛,其中72次是從戰(zhàn)斗機上發(fā)射出來的。此外,這種微型無人機也可以用手從地面投擲發(fā)射,也可以像彈弓一樣進行彈射。美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室負責人、物理學家威廉-羅伯爾在接受《華盛頓郵報》采訪時表示,去年的試飛證明了這種微型無人機的蜂群戰(zhàn)術(shù)能力。

在2月份的一次談話中,美國國防部長卡特曾經(jīng)提到過2017年預算的部分內(nèi)容,其中包括高達9.02億美元的戰(zhàn)略能力辦公室預算額??ㄌ亟榻B了戰(zhàn)略能力辦公室正在開展無人駕駛技術(shù)方面的研究,其實就在暗示這種“蜂群”微型無人機??ㄌ亟榻B說,“在空中,他們正在研發(fā)一種微型無人機,這種無人機速度很快,它們可以在大風中飛行,可以由一架戰(zhàn)斗機在0.9馬赫(約合每小時1103千米)的速度下從尾部發(fā)射出來。去年,在阿拉斯加進行的一次實驗中,它們做到了這一點?;蛘撸鼈冞€可以由一名士兵在伊拉克沙漠中投擲到空中。”卡特認為,這種技術(shù)還可以應(yīng)用到戰(zhàn)略能力辦公室正在開展的其它項目中,如無人駕駛艦隊。“比如,我不久前提到的微型無人機采用了許多商業(yè)部件和真正的3D打印技術(shù)。艦船制造也可以采用一些相同的人工智能算法,這些技術(shù)其實早已應(yīng)用到早期的火星登陸器版本上。”

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