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美軍主要無人機蜂群項目進展

2019-06-28 11:33 性質:轉載 作者:朱虹 來源:防務快訊
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未來二十年里,無人機將不斷補充并支撐傳統飛機在近距離空中支援、偵察、防空、通信以及補給任務方面的能力。無人機蜂群是指由數十至成百上千架小...

  未來二十年里,無人機將不斷補充并支撐傳統飛機在近距離空中支援、偵察、防空、通信以及補給任務方面的能力。無人機蜂群是指由數十至成百上千架小尺寸、低成本、任務相同的無人機組成的群體,在人類指揮或監督下協同開展搜索、干擾或攻擊等行動。無人機蜂群能夠在提高作戰能力的同時降低作戰成本,極有可能為未來裝備發展模式帶來深刻變革。美國高度重視并正在開展無人機蜂群的系統性研究,無人機蜂群技術可能會在未來幾年內進入戰場。本文介紹了美軍主要無人機蜂群項目的發展情況。

Perdix無人機蜂群

  Perdix是一種消耗型微型無人機,可以從各種軍用飛機的尾部推出,在更大、更昂貴的無人機或有人機前方飛行,執行情報、監視與偵察(ISR)任務。2016年,戰略能力辦公室與美國海軍航空系統司令部合作測試了Perdix無人機蜂群能力。在測試中,加州中國湖海軍航空武器站上空的3架F/A-18“超級黃蜂”無人機上發射了100多架微型無人機。



  Perdix微型無人機能夠執行低空ISR和其他短期任務。它們可以從空中、海上或地面發射,以小群或大群的形式執行任務。

  負責采辦、技術和后勤的空軍助理部長Will Roper稱,由于戰斗的復雜性,Perdix并不是預先編程的同步個體,而是一個集合體,共享一個分布式大腦來做決策,并像自然界中的群體一樣相互適應。因為每架Perdix都與其他Perdix進行通信和合作,所以Perdix蜂群沒有領頭機,可以自如地適應無人機進入或離開團隊。但是,由于很難找到進行蜂群作戰測試的靶場,國防部必須調整思路,以發展這種技術。

  Roper認為無需為蜂群中的每架無人機制定各自的飛行計劃,而只需設定一個邊界,無人機可以自主完成任務。但是,在蜂群能夠“超越科學和技術的世界”之前,確實需要解決一些問題:“如何證明它?如何測試和評估它?誰擁有它?它是武器系統嗎?使用無人機的平臺是否擁有自主、集群和協同能力?或者是否有一個集群和協同項目可將這種自主插入到各種平臺中?”空軍測試與評估、作戰測試和適航專家必須創造性地尋求答案。

  美國國防高級研究計劃局(DARPA)戰術技術辦公室的項目經理Scott Wierzbanowski表示,研究人員仍在研究蜂群如何作戰,以及如何結合人工智能算法和協同自主。

“小精靈”項目

  蜂群在戰爭的各個領域都有應用。考慮到在高端、反介入/區域拒止(A2/AD)環境中,對手部署了多個一體化防空系統,使得進入對手空域變得極其困難。大量小型、價格低廉的無人機可使敵方防御系統產生“飽和”而無法全部應對,從而降低有人機和高價值無人機的風險。這種低成本無人機可以共享傳感器數據并協同工作,即使它們被擊落,其損失成本也在可接受的范圍之內。

  DARPA的“小精靈”項目設想在主機仍在射程之外的情況下,可從轟炸機、運輸機和戰斗機發射無人機并對目標進行攻擊。

  設想在一個寬松的環境下進行一次秘密行動。在這種環境下,可以從C-130尾部發射2到4架無人機組成的小蜂群,部署傳感器或拓寬C-130或其他飛機執行任務的航路。這種完成任務的方式更簡單,不需要“Reapers”或“全球鷹”或戰斗機來壓制敵人防空。

  2018年4月,DARPA授予Dynetics公司一份為期21個月、價值3860萬美元的合同,為小精靈項目的第三階段提供資金。小精靈項目專注于開發未來分布式作戰所需的使能技術。具體來說,該項目旨在證明多架無人機可從一架遠離敵方防御系統的C-130安全發射并進行回收。在小精靈無人機完成既定任務后,C-130將使用一個類似于空中加油裝置的水平對接站來回收無人機。這些小精靈無人機機身大約有14英尺長,加滿油后重約1600磅,比Perdix微型無人機大得多。

  在第三階段,DARPA計劃于2020年1月進行第一次大規模演示,期望30分鐘內能夠回收4架小精靈無人機。從長遠來看,根據作戰要求,一架C-130飛機最多可以回收16架無人機。從概念上講,小精靈無人機也可以從F-16、B-52和其他飛機上發射,而幾乎不需要對這些飛機進行改裝。這可能會顯著增加蜂群中的系統數量。

  2019年2月初,該團隊在中國湖的對接站進行了飛行測試,但是測試中并未出現小精靈無人機。Dynetics公司計劃于4月初在一架有人駕駛的Learjet噴氣式飛機上測試小精靈的航空電子設備。小精靈的第一次飛行將于今年夏天進行,它將在與有人機協同作戰前證明自己的能力。

  與Perdix不同,小精靈不會加入人工智能或自主行為,至少現在還不會。

拒止環境中的協同作戰(CODE)項目

  CODE項目著眼于無人機群協同工作所需的自主性,在這種情況下,操作員更多地處于戰略層面或監督層面。操作員只是提供了指揮官的意圖,而系統能夠從指揮官的意圖中找出系統能夠做什么。

  CODE項目將支持多架裝備CODE的無人機協同感知、適應并響應預期之外的威脅和新目標。該項目系統可支持共享信息、規劃并分配任務目標、協調戰術決策并在高威脅環境中作出響應。

  DARPA于去年年底在亞利桑那州尤馬試驗場測試了裝備CODE的無人機在反介入/區域拒止環境中適應和響應意外威脅的能力。這些無人機最初能夠與一名負責監督的任務指揮官進行交互,但當通信遭到破壞或被拒絕時,這些無人機證明它們可以在沒有真人指揮的情況下完成任務。DARPA將繼續管理CODE項目,直到今年春天,該項目將過渡到海軍航空系統司令部。

  無人機蜂群進入實戰將不再遙遠,但要將高端作戰所需的人工智能和自主性結合起來,還需要一段時間。美國空軍正進行人工智能轉型,試圖在匹配傳統采辦規則的同時,開發跨多個系統的軟件和網絡技術。該技術將在未來一兩年內實施,可以用于現有武器系統或其衍生品。


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