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美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

發(fā)布日期:2020-03-31??來(lái)源:軍事文摘我要投稿我要評(píng)論

直升機(jī)具有反應(yīng)速度快、突擊能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)勢(shì),較固定翼飛機(jī)對(duì)氣象條件要求低,對(duì)固定機(jī)場(chǎng)依賴程度小,野戰(zhàn)生存能力強(qiáng),可擔(dān)負(fù)立體攻擊、快速機(jī)動(dòng)、垂直機(jī)降、勤務(wù)支援等多種任務(wù),是陸軍重要空中力量。無(wú)人機(jī)蜂群與直升機(jī)結(jié)合,開展有人直升機(jī)/無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn),一方面可拓展直升機(jī)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(xiǎn),另一方面可拓展無(wú)人機(jī)蜂群使用范圍、增強(qiáng)無(wú)人機(jī)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(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)

美軍無(wú)人機(jī)蜂群特點(diǎn)鮮明

多架無(wú)人機(jī)共同使用時(shí),可以用無(wú)人機(jī)編隊(duì)、無(wú)人機(jī)集群、無(wú)人機(jī)蜂群等概念描述,三者概念相近,涵義有一定區(qū)別。

無(wú)人機(jī)編隊(duì)是指兩架以上無(wú)人機(jī)在空中按規(guī)定的間隔、距離和高度差組成的編隊(duì)。無(wú)人機(jī)編隊(duì)成員間的間隔、距離與高度差通常較有人機(jī)編隊(duì)成員要求寬松、靈活,無(wú)人機(jī)也可與有人戰(zhàn)斗機(jī)、有人直升機(jī)等飛行器組成混合編隊(duì)。

無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)編隊(duì)、或無(wú)人機(jī)編隊(duì)與無(wú)人機(jī)組成的無(wú)人機(jī)編組。

無(wú)人機(jī)蜂群通常指由較多數(shù)量無(wú)人機(jī)組成、遂行同一任務(wù)、具有較高自主和協(xié)同能力的無(wú)人機(jī)編隊(duì),多采用微小型無(wú)人機(jī)。

大中型無(wú)人機(jī)功能相對(duì)完備,即使編隊(duì)方式使用,同時(shí)出動(dòng)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(wú)人機(jī)性能相對(duì)單一,采用編隊(duì)方式使用可以利用數(shù)量或組合彌補(bǔ)性能單一的短板,更重要的是可以利用低探測(cè)性和數(shù)量多等特點(diǎn)獲得非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)。因此,編隊(duì)協(xié)同多以大中型無(wú)人機(jī)研究為主,無(wú)人機(jī)蜂群則是數(shù)量較多的微小型無(wú)人機(jī)組成的無(wú)人機(jī)集群,以較大數(shù)量規(guī)模集體行動(dòng),為具有較高智能的無(wú)人機(jī)集群。

微小型無(wú)人機(jī)初級(jí)編隊(duì)門檻比較低,具有一定無(wú)人機(jī)技術(shù)能力和制作能力的組織或個(gè)人,利用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)就可組織一定規(guī)模的無(wú)人機(jī)蜂群,出于惡意方式使用越來(lái)越容易;但面向軍事用途的高自主、高協(xié)同、高智能特征無(wú)人機(jī)蜂群研發(fā),仍以各國(guó)軍方為主。

對(duì)外公開的無(wú)人機(jī)蜂群研究主要是美軍的“小精靈”“低成本無(wú)人機(jī)集群技術(shù)”“微型無(wú)人機(jī)高速發(fā)射演示”“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無(wú)人機(jī)”等項(xiàng)目,分析上述項(xiàng)目無(wú)人機(jī)蜂群具有鮮明的作戰(zhàn)特點(diǎn)。

 

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

飛行中的郊狼無(wú)人機(jī)

體積小載荷有限已公開無(wú)人機(jī)可按十克級(jí)(蟬無(wú)人機(jī))、百克級(jí)(山鶉無(wú)人機(jī))、千克級(jí)(郊狼無(wú)人機(jī))、十千克級(jí)、百千克級(jí)(小精靈無(wú)人機(jī))形成量級(jí)層次;整體來(lái)看,無(wú)人機(jī)蜂群以微小型無(wú)人機(jī)為主,大多體積小、重量輕,便于大規(guī)??罩型斗牛豢商綔y(cè)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(shí)長(zhǎng)受限。

如“低成本無(wú)人機(jī)‘蜂群’技術(shù)研究”項(xiàng)目郊狼無(wú)人機(jī)為機(jī)翼和螺旋槳可折疊,長(zhǎng)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(wú)人機(jī)高速發(fā)射演示”項(xiàng)目山鶉(Perdix)無(wú)人機(jī)為全復(fù)合材料、鋰電池推進(jìn)一次性微型無(wú)人機(jī),長(zhǎng)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(wú)人機(jī)”(CICADA,蟬)為一次性微型無(wú)人機(jī),機(jī)身3D打印,自身無(wú)動(dòng)力,單機(jī)65克甚至更輕。

數(shù)量多體系生存無(wú)人機(jī)蜂群無(wú)人機(jī)數(shù)量多,蜂群整體體系化生存,不依賴單機(jī)個(gè)體存在,不依賴個(gè)別節(jié)點(diǎn)運(yùn)行;作戰(zhàn)使用中部分無(wú)人機(jī)被摧毀或功能喪失,蜂群整體功能減弱有限,個(gè)別無(wú)人機(jī)損傷蜂群整體仍能保持功能完備,較多無(wú)人機(jī)損傷時(shí)蜂群整體功能可能遭到削弱,但仍可保持相對(duì)完備。

如蟬無(wú)人機(jī)可攜帶天氣、溫度、濕度、氣壓傳感器或聲學(xué)探測(cè)、生化探測(cè)等微型電子設(shè)備,由空中平臺(tái)“布撒”投放,降落地面后通過(guò)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(wú)人探測(cè)蜂群”,部分蟬無(wú)人機(jī)毀傷,蜂群仍能開展區(qū)域探測(cè)功能。

組合化功能搭配 無(wú)人機(jī)蜂群借助數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)組合多種載荷,可以實(shí)現(xiàn)但不限于預(yù)警探測(cè)、廣域監(jiān)視、前沿偵察、電子對(duì)抗、飽和攻擊、戰(zhàn)術(shù)誘餌、主動(dòng)防御、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)等多種功能;無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)空中平臺(tái)防區(qū)外發(fā)射,快速滲透進(jìn)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(biāo)特征模擬裝置可以模擬假目標(biāo)實(shí)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(bào)道美軍特種作戰(zhàn)司令部計(jì)劃借助蜂群無(wú)人機(jī)開展心理戰(zhàn)。

自組織智能協(xié)同無(wú)人機(jī)蜂群通過(guò)有限智能個(gè)體的協(xié)同合作體現(xiàn)為集體智能,可實(shí)現(xiàn)自主編隊(duì),甚至分組避障,部分毀傷條件下重構(gòu)編隊(duì),如山鶉無(wú)人機(jī)可集體決策、自修正和自適應(yīng)編隊(duì)飛行。目前蜂群無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)蜂群將會(huì)更加智能化,抗摧毀、抗干擾性更強(qiáng)。

 

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

在低空和超低空領(lǐng)域更能發(fā)揮直升機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)模式

直升機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)翼面獲得升力,通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速改變升力,并為直升機(jī)提供前進(jìn)動(dòng)力,特有的升力方式使得直升機(jī)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(shì)。第一,直升機(jī)擅長(zhǎng)低空、超低空飛行,目前直升機(jī)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(jī)的性能優(yōu)勢(shì),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(hù)隱蔽作戰(zhàn),縱深突擊作戰(zhàn)能力強(qiáng)。第二,直升機(jī)不依賴機(jī)場(chǎng)跑道,機(jī)動(dòng)性強(qiáng),能快速準(zhǔn)備、快速機(jī)動(dòng),可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)敵實(shí)施快速攻擊,然后迅速脫離。

直升機(jī)特有升力方式也給作戰(zhàn)使用帶來(lái)隱患:一方面體現(xiàn)在飛行高度低、速度慢,直升機(jī)作戰(zhàn)多在低空或超低空,高度一般在10?300米,時(shí)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(jī)槍、火炮、火箭筒等均能對(duì)直升機(jī)造成威脅;另一方面表現(xiàn)在自身防護(hù)能力弱,即使對(duì)于增加了底部裝甲厚度的武裝直升機(jī),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(hù)較弱部位,常規(guī)步兵武器即能對(duì)其造成嚴(yán)重?fù)p傷,殺傷力更強(qiáng)的防空導(dǎo)彈對(duì)直升機(jī)更是致命威脅。此外,直升機(jī)還存在航程受限、戰(zhàn)斗暴露時(shí)間長(zhǎng)、易受惡劣氣候影響、空中受彈面積大等弱點(diǎn)。

由于上述隱患,通常戰(zhàn)術(shù)原則要求,直升機(jī)進(jìn)入?yún)^(qū)域,必須有地面兵力或火力為其提供有效低空掩護(hù);這給直升機(jī)作戰(zhàn)使用帶來(lái)了局限性,無(wú)人機(jī)蜂群與直升機(jī)的組合,特別是直升機(jī)載無(wú)人機(jī)蜂群,可充分發(fā)揮兩者長(zhǎng)處,協(xié)同作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)兩者單一使用無(wú)法達(dá)到的效果。

有人直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同,無(wú)人機(jī)蜂群可攜帶各類探測(cè)設(shè)備,能夠進(jìn)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?jìng)刹?無(wú)人機(jī)蜂群以微小型無(wú)人機(jī)為主,在有人直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)中,可發(fā)揮其低噪聲、低探測(cè)、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(diǎn)、要害區(qū)域,利用各種偵察探測(cè)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(jī)提供前方高時(shí)效性情報(bào)??蓞⒄招【`無(wú)人機(jī)可從防區(qū)外發(fā)射,實(shí)施快速滲透?jìng)刹?;蟬無(wú)人機(jī)可以無(wú)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(shí),無(wú)人機(jī)蜂群與有人直升機(jī)協(xié)同突防,一種方式是無(wú)人機(jī)蜂群可做大規(guī)模空中入侵佯動(dòng),吸引敵防空火力,直升機(jī)在敵防空火力探測(cè)飽和或間隙超低空快速突防;另一種方式是無(wú)人機(jī)蜂群組合攜帶探測(cè)設(shè)備和攻擊彈藥,探測(cè)到敵防空火力后,或自主自殺式攻擊敵探測(cè)雷達(dá)、防空火力等部位,為直升機(jī)突防清除威脅。在用郊狼無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)突破宙斯盾系統(tǒng)。

靈活干擾利用直升機(jī)超低空飛行突擊能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),可將攜帶干擾設(shè)備的無(wú)人機(jī)蜂群投放至前沿陣地,無(wú)人機(jī)蜂群發(fā)揮低可探測(cè)性、自組織編隊(duì)優(yōu)勢(shì),潛進(jìn)至敵縱深部位,利用大規(guī)模數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì),分布式實(shí)施靈活干擾,為我方突防、攻擊等戰(zhàn)斗行動(dòng)創(chuàng)造時(shí)機(jī)和條件。如小精靈無(wú)人機(jī)可攜帶干擾設(shè)備滲透敵防區(qū)實(shí)施干擾。

協(xié)同攻擊無(wú)人機(jī)蜂群憑借其隱蔽性、數(shù)量、成本優(yōu)勢(shì),在無(wú)人機(jī)蜂群與有人直升機(jī)協(xié)同中,可潛入式探測(cè),然后協(xié)同引導(dǎo)直升機(jī)攻擊敵方目標(biāo);也直接可對(duì)敵防空系統(tǒng)或空中目標(biāo)發(fā)起飽和攻擊,規(guī)模超出敵預(yù)警系統(tǒng)探測(cè)、跟蹤或攻擊能力,突破其防御體系,實(shí)現(xiàn)單純直升機(jī)作戰(zhàn)難以達(dá)到的作戰(zhàn)意圖。參照俄羅斯駐敘利亞基地遭受無(wú)人機(jī)蜂群襲擊戰(zhàn)例,若恐怖分子加大無(wú)人機(jī)數(shù)量規(guī)模,則較大概率對(duì)俄基地造成毀傷。

 

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

購(gòu)買一枚魚叉導(dǎo)彈的資金可購(gòu)買幾十架郊狼無(wú)人機(jī)

美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)

低空超低空飛行,突防能力強(qiáng)。直升機(jī)攜帶無(wú)人機(jī)蜂群可低空超低空飛行,無(wú)人機(jī)蜂群投放后可分布式自組織編隊(duì)低空/超低空飛行,能夠重新編隊(duì)、智能分組躲避障礙物,有些無(wú)人機(jī)能靜默飛行/滑翔,都加大了敵方預(yù)警系統(tǒng)探測(cè)難度,蟬無(wú)人機(jī)降落地面后,甚至可脫離防空系統(tǒng)監(jiān)視。無(wú)人機(jī)蜂群節(jié)點(diǎn)平臺(tái)大多體積小、雷達(dá)反射面積小,敵方難以遠(yuǎn)距離探測(cè),可壓縮敵反應(yīng)時(shí)間。如郊狼以250千米/小時(shí)速度攻擊,宙斯盾系統(tǒng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)后,僅有15秒攔截時(shí)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(wú)人機(jī)蜂群襲擊。

任務(wù)載荷類型多,功能覆蓋廣。直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同中,無(wú)人機(jī)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(cè)、攻擊等方面。無(wú)人機(jī)蜂群自身靈活性,加上任務(wù)載荷的多樣性,給直升機(jī)與無(wú)人機(jī)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(biāo)特征模擬裝置可以模擬假目標(biāo)實(shí)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(bào)道美軍特種作戰(zhàn)司令部計(jì)劃借助蜂群無(wú)人機(jī)開展心理戰(zhàn)。

個(gè)體便宜數(shù)量多,非對(duì)稱性強(qiáng)。微小型無(wú)人機(jī)平臺(tái)成本低,部分可回收重復(fù)使用,相比于傳統(tǒng)飛機(jī)、武器全壽命周期費(fèi)用低,如一枚魚叉導(dǎo)彈120萬(wàn)美元可購(gòu)買80架郊狼無(wú)人機(jī),且不需要長(zhǎng)時(shí)間服役的維修費(fèi)用。直升機(jī)可攜帶數(shù)量眾多的微小型無(wú)人機(jī),投放后構(gòu)成無(wú)人機(jī)蜂群,組織較大規(guī)模行動(dòng),一方面可滿足戰(zhàn)場(chǎng)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(dá)等高價(jià)值武器裝備,具有非對(duì)稱作戰(zhàn)成本優(yōu)勢(shì)。如無(wú)人機(jī)數(shù)量超出敵方預(yù)警系統(tǒng)探測(cè)、跟蹤、鎖定門限,能有效突破防空,實(shí)施飽和攻擊。

自主智能潛力大,戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用新。無(wú)人機(jī)蜂群可重構(gòu)、自組織編隊(duì)、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(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用很大創(chuàng)新空間,結(jié)合實(shí)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(yǔ)

有人直升機(jī)具有反應(yīng)速度快、突擊能力強(qiáng)、使用范圍廣的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),但其飛行高度低、防護(hù)能力弱也給其使用帶來(lái)安全隱患,無(wú)人機(jī)蜂群具有數(shù)量眾多、功能多樣的非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)明顯,兩者結(jié)合協(xié)同使用更有利于發(fā)揮各自長(zhǎng)處,本文在無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)特性、直升機(jī)作戰(zhàn)特點(diǎn)分析基礎(chǔ)上,探討了美軍直升機(jī)與無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式,為直升機(jī)與無(wú)人機(jī)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(qǐng)務(wù)必注明“轉(zhuǎn)自《軍事文摘》”。

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