美國(guó)“馬賽克戰(zhàn)”體系中無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展分析
2020-11-12 09:45:43 作者 : 朱超磊 袁成 來(lái)源 : 海鷹資訊????????警用裝備網(wǎng)訊:?引言
近年來(lái),隨著新型戰(zhàn)機(jī)研發(fā)成本與周期成倍增長(zhǎng),中俄先進(jìn)防空體系與遠(yuǎn)程打擊武器迅速發(fā)展,“反介入/區(qū)域拒止”威脅日益提升,美國(guó)正在逐漸喪失其在軍事領(lǐng)域的非對(duì)稱(chēng)作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。2017年,美《國(guó)家安全戰(zhàn)略》首次明確將中俄作為其主要對(duì)手,戰(zhàn)略重心開(kāi)始向大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)移。此背景下,2017年8月,美國(guó)國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)提出“馬賽克戰(zhàn)”體系,旨在通過(guò)構(gòu)建適應(yīng)強(qiáng)敵競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的新型動(dòng)態(tài)分布作戰(zhàn)架構(gòu),重塑未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)模式,形成新時(shí)期下軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域的非對(duì)稱(chēng)優(yōu)勢(shì)。
隨著先進(jìn)的飛控、載荷、動(dòng)力等技術(shù)不斷發(fā)展,無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)能力持續(xù)提升。但受限于互操作性低、自主決策能力差。生存能力不足等問(wèn)題,當(dāng)前無(wú)人機(jī)多在非對(duì)稱(chēng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下執(zhí)行情監(jiān)偵、定點(diǎn)清除等簡(jiǎn)單任務(wù),難以充當(dāng)主要作戰(zhàn)裝備在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境發(fā)揮作用。無(wú)人機(jī)裝備具有研發(fā)周期短、新技術(shù)更新快等優(yōu)勢(shì),結(jié)合“馬賽克戰(zhàn)”體系特征,形成了對(duì)其技術(shù)發(fā)展的全新驅(qū)動(dòng),推動(dòng)了無(wú)人機(jī)在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下作戰(zhàn)能力的快速生成。
“馬賽克戰(zhàn)”與無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)發(fā)展
DARPA等機(jī)構(gòu)開(kāi)展多項(xiàng)“馬賽克戰(zhàn)”體系相關(guān)的無(wú)人機(jī)項(xiàng)目研究,不斷加快技術(shù)開(kāi)發(fā),積極推進(jìn)美軍新型空戰(zhàn)體系構(gòu)建。文章第一部分通過(guò)研究美國(guó)“馬賽克戰(zhàn)”體系下典型無(wú)人機(jī)相關(guān)項(xiàng)目,梳理其在架構(gòu)、指控、通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展,形成對(duì)“馬賽克戰(zhàn)”體系下無(wú)人機(jī)任務(wù)能力的認(rèn)識(shí)與理解。
1、“馬賽克戰(zhàn)”概述
“馬賽克戰(zhàn)”提出將傳統(tǒng)復(fù)雜兵力系統(tǒng)劃分為多個(gè)功能單一、具備良好互操作性的最小實(shí)際作戰(zhàn)要素,利用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)行動(dòng)區(qū)域內(nèi)的各類(lèi)作戰(zhàn)要素的組合,將單一“觀察、判斷、決策、執(zhí)行”殺傷鏈轉(zhuǎn)化為物理和功能高度分散、靈活機(jī)動(dòng)、動(dòng)態(tài)協(xié)同的“殺傷網(wǎng)”。通過(guò)結(jié)合人員指揮與機(jī)器決策優(yōu)勢(shì),“馬賽克戰(zhàn)”體系實(shí)現(xiàn)了力量快速生成和重組。作戰(zhàn)任務(wù)下達(dá)時(shí),依靠快速組織作戰(zhàn)要素構(gòu)成所需作戰(zhàn)能力,大大提升對(duì)手的預(yù)測(cè)成本和防御難度。作戰(zhàn)單元出現(xiàn)損毀時(shí),依靠自適應(yīng)動(dòng)態(tài)重構(gòu),快速形成新的作戰(zhàn)能力,達(dá)到作戰(zhàn)體系的彈性抗毀目標(biāo)。

圖1 “馬賽克戰(zhàn)”體系下殺傷鏈轉(zhuǎn)化為殺傷網(wǎng)
“馬賽克戰(zhàn)”牽引的無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、分散化、低成本、智能化等特征,實(shí)現(xiàn)協(xié)同層級(jí)由平臺(tái)級(jí)向功能級(jí)延伸,形成指控體系扁平化和作戰(zhàn)功能去中心化的聯(lián)合多域殺傷力。由此可以解決美軍兼顧高端和低端戰(zhàn)爭(zhēng)的裝備體系難題,權(quán)衡裝備成本、性能與功能需求,適應(yīng)新技術(shù)快速發(fā)展與應(yīng)用趨勢(shì),降低以網(wǎng)絡(luò)為中心的體系架構(gòu)脆弱性。
2、“馬賽克戰(zhàn)”相關(guān)無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展概述
DARPA主導(dǎo)的“馬賽克戰(zhàn)”已成為其“系統(tǒng)之系統(tǒng)”(SoS)作戰(zhàn)體系的頂層核心,該理念并非人為地將“碎片化”分布式平臺(tái)組合成剛性整體,而是基于“馬賽克戰(zhàn)”建立功能分散的作戰(zhàn)“資源池”,構(gòu)建自適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)形成“資源”間高效協(xié)作互通,變革指揮控制及任務(wù)調(diào)配機(jī)制,快速形成作戰(zhàn)能力?;谝陨弦?,美國(guó)開(kāi)展了大量“馬賽克戰(zhàn)”與無(wú)人機(jī)相關(guān)的項(xiàng)目研究,既有對(duì)“分布式作戰(zhàn)”、“多域作戰(zhàn)”等作戰(zhàn)概念繼承發(fā)展,也有面向“馬賽克戰(zhàn)”體系開(kāi)展的新的項(xiàng)目。下面從體系架構(gòu)技術(shù)、指揮控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目介紹。

圖2 “馬賽克戰(zhàn)”相關(guān)無(wú)人機(jī)項(xiàng)目梳理
01、體系架構(gòu)技術(shù)
“馬賽克戰(zhàn)”提出了一種面向體系作戰(zhàn)的新型作戰(zhàn)樣式,對(duì)系統(tǒng)集成擴(kuò)展能力與互操作性提出了更高要求,美國(guó)開(kāi)展多項(xiàng)“馬賽克戰(zhàn)”體系下的無(wú)人機(jī)體系架構(gòu)技術(shù)研究,包括分布式作戰(zhàn)技術(shù)探索,通過(guò)將傳統(tǒng)集成化任務(wù)載荷分配在多類(lèi)異構(gòu)無(wú)人機(jī)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)資源靈活部署,增加強(qiáng)對(duì)抗戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下裝備損耗的可承受性;開(kāi)放式體系架構(gòu)技術(shù)研究,通過(guò)開(kāi)發(fā)通用化的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,實(shí)現(xiàn)有人、無(wú)人等多種作戰(zhàn)單元高效數(shù)據(jù)互通,實(shí)現(xiàn)裝備體系化協(xié)同作戰(zhàn)能力;通過(guò)開(kāi)展異構(gòu)單元自適應(yīng)架構(gòu)研究,實(shí)現(xiàn)“殺傷鏈”靈活重組和多路徑殺傷效果,形成自適應(yīng)動(dòng)態(tài)“殺傷網(wǎng)”,實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、難以預(yù)測(cè)的作戰(zhàn)效果。相關(guān)項(xiàng)目如下:
2014年,DARPA啟動(dòng)“拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)”(CODE)項(xiàng)目,旨在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自主輔助決策算法和集群協(xié)同監(jiān)控系統(tǒng),提升美無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在拒止環(huán)境或復(fù)雜電磁環(huán)境下的高效協(xié)同交互能力,降低任務(wù)所需通信帶寬與人類(lèi)指揮人員決策認(rèn)知負(fù)擔(dān)。項(xiàng)目開(kāi)展了帶寬和通信受限場(chǎng)景下模塊化軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā),無(wú)人機(jī)自主與協(xié)同任務(wù)能力開(kāi)發(fā),人機(jī)交互架構(gòu)開(kāi)發(fā)等工作。并針對(duì)無(wú)人機(jī)戰(zhàn)術(shù)偵察、反水面戰(zhàn)、打擊防空陣地三類(lèi)典型場(chǎng)景實(shí)施了虛實(shí)結(jié)合的全任務(wù)能力飛行驗(yàn)證,驗(yàn)證了單人指揮編隊(duì)無(wú)人機(jī)執(zhí)行偵察、識(shí)別及打擊任務(wù)的能力。
2015年3月,DARPA提出 “體系集成技術(shù)與試驗(yàn)”(SoSITE)項(xiàng)目,該項(xiàng)目基于分布式空戰(zhàn)概念,將紅外/光電、武器、電子戰(zhàn)、數(shù)據(jù)鏈等多種任務(wù)載荷分解為多種有人和無(wú)人機(jī)平臺(tái),并構(gòu)建平臺(tái)間高效實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)和基于能力成本協(xié)調(diào)的任務(wù)分配機(jī)制,運(yùn)用戰(zhàn)場(chǎng)成員自主管理系統(tǒng)極大提升分布式作戰(zhàn)效果。開(kāi)發(fā)通用開(kāi)放式體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)與工具,發(fā)展多種可快速更換和集成的通用性組件與平臺(tái),極大提升有人-無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)互操作性,加速先進(jìn)任務(wù)系統(tǒng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

圖3 SoSITE項(xiàng)目架構(gòu)演化
2015年10月,DARPA提出“跨域海上監(jiān)視和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)”(CDMaST)項(xiàng)目,并于2017順利轉(zhuǎn)入第二階段。該項(xiàng)目旨在研究跨網(wǎng)絡(luò)連接海上有人-無(wú)人系統(tǒng)及任務(wù)系統(tǒng)的新型體系架構(gòu),實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的高效跨域協(xié)同,提升區(qū)域拒止海洋環(huán)境中海上作戰(zhàn)體系的適應(yīng)性與作戰(zhàn)能力。項(xiàng)目建立了“分布式實(shí)驗(yàn)環(huán)境(DE2)”,構(gòu)建實(shí)裝-虛擬-構(gòu)造(L-V-C)測(cè)試開(kāi)發(fā)平臺(tái),探索了集成分布式無(wú)人系統(tǒng)、先進(jìn)傳感器、彈性通信網(wǎng)絡(luò)和新興遠(yuǎn)程武器系統(tǒng)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建和優(yōu)化包含大量低成本,可升級(jí)有人-無(wú)人平臺(tái)的海上作戰(zhàn)體系架構(gòu),利用平臺(tái)間高效協(xié)同形成綜合化廣域海上控制能力,提升敵識(shí)別和決策成本,獲得體系化壓制效果。
2015年11月,DARPA提出“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)組合和設(shè)計(jì)環(huán)境”(CASCADE)項(xiàng)目,面向包含無(wú)人機(jī)的跨時(shí)空的復(fù)雜動(dòng)態(tài)體系,研究可理解系統(tǒng)組件交互行為的數(shù)學(xué)方法。運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、范疇論、拓?fù)鋵W(xué)等理論,構(gòu)建系統(tǒng)成員統(tǒng)一的行為視圖,形成用于復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)的形式語(yǔ)言,構(gòu)建融合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)有人-無(wú)人系統(tǒng)數(shù)據(jù)與資源的實(shí)時(shí)共享。同時(shí)建立具備動(dòng)態(tài)識(shí)別和調(diào)整能力的功能框架,通過(guò)任意的系統(tǒng)組件對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行統(tǒng)一分析,促進(jìn)復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)集成和行為預(yù)測(cè)評(píng)估,提升系統(tǒng)對(duì)高動(dòng)態(tài)可變環(huán)境的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。
2016年12月,DARPA提出了“進(jìn)攻性蜂群使能技術(shù)”(OFFSET)項(xiàng)目,針對(duì)復(fù)雜城市作戰(zhàn)環(huán)境,計(jì)劃開(kāi)展由250個(gè)異構(gòu)無(wú)人機(jī)和地面機(jī)器人組成的集群架構(gòu)技術(shù)開(kāi)發(fā)與能力驗(yàn)證。項(xiàng)目重點(diǎn)開(kāi)展集群作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)、人機(jī)協(xié)同能力、自主智能水平、軟件算法開(kāi)發(fā)、模擬環(huán)境與平臺(tái)開(kāi)發(fā)等研究工作。采用開(kāi)放式合作方式,由系統(tǒng)集成商諾格公司和雷錫恩BBN技術(shù)公司負(fù)責(zé)開(kāi)展集群架構(gòu)、模擬環(huán)境及實(shí)物測(cè)試平臺(tái)開(kāi)發(fā),同時(shí)吸引多個(gè)合作開(kāi)發(fā)商將其集群戰(zhàn)術(shù)與算法集成到該平臺(tái)進(jìn)行競(jìng)賽,推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用與集成。2020年4月,DARPA發(fā)布了第5輪“蜂群沖刺”合同,項(xiàng)目目前已完成了包括自主性、人機(jī)接口與交互、模擬環(huán)境技術(shù)驗(yàn)證等多項(xiàng)技術(shù)的研究與驗(yàn)證工作。
2018年7月,DARPA公布了“自適應(yīng)跨域殺傷網(wǎng)”(ACK)項(xiàng)目,針對(duì)“馬賽克戰(zhàn)”體系下大量分布異構(gòu)有-無(wú)人平臺(tái)通信、偵察、打擊等任務(wù)能力的跨域協(xié)同需求,開(kāi)發(fā)半自主多域自適應(yīng)請(qǐng)求服務(wù)(MARS)軟件,通過(guò)軟件自主識(shí)別能力和人機(jī)交互界面,輔助作戰(zhàn)人員快速識(shí)別可用戰(zhàn)場(chǎng)資源,并根據(jù)指定作戰(zhàn)任務(wù)快速形成不同平臺(tái)和能力的作戰(zhàn)效能評(píng)估,協(xié)助作戰(zhàn)人員開(kāi)展快速?zèng)Q策,生成基于“殺傷網(wǎng)”的最優(yōu)行動(dòng)方案。

圖4 自適應(yīng)跨域殺傷網(wǎng)示意圖
02、指揮控制技術(shù)
“馬賽克戰(zhàn)”提出了“去中心化”戰(zhàn)場(chǎng)組織形態(tài),強(qiáng)調(diào)指控體系扁平化,將傳統(tǒng)自上而下的指控網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為更加靈活的作戰(zhàn)授權(quán)分級(jí)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)內(nèi)作戰(zhàn)單元對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)資源的靈活調(diào)用。美軍對(duì)“馬賽克”相關(guān)無(wú)人機(jī)指控技術(shù)主要開(kāi)展了三個(gè)方面研究,包括復(fù)雜體系作戰(zhàn)規(guī)劃與管理技術(shù),以解決跨域協(xié)同作戰(zhàn)場(chǎng)景下,大量異構(gòu)分布式無(wú)人作戰(zhàn)單元的作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃與戰(zhàn)場(chǎng)管理難題;高實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)彈性指揮控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展,以應(yīng)對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境的不斷變化產(chǎn)生的“馬賽克戰(zhàn)”無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)單元的動(dòng)態(tài)重構(gòu)需求;有人-無(wú)人戰(zhàn)場(chǎng)協(xié)同能力發(fā)展,利用無(wú)人機(jī)自主智能技術(shù),構(gòu)建良好的人機(jī)交互與任務(wù)協(xié)調(diào)機(jī)制,加速形成一體化作戰(zhàn)能力。相關(guān)研究項(xiàng)目如下:
2014年2月,DARPA提出了“分布式戰(zhàn)斗管理”(DBM)項(xiàng)目,面向當(dāng)前日益復(fù)雜的作戰(zhàn)體系(包含大量無(wú)人機(jī)、導(dǎo)彈、機(jī)載設(shè)備)引起的高對(duì)抗環(huán)境中的態(tài)勢(shì)理解、規(guī)劃決策、戰(zhàn)斗管理難題。開(kāi)展分布式自適應(yīng)規(guī)劃控制、分布式態(tài)勢(shì)感知、高效人機(jī)交互界面研究,開(kāi)發(fā)自動(dòng)化決策輔助工具和無(wú)人機(jī)自動(dòng)控制算法,利用有限帶寬戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈高效實(shí)時(shí)處理分發(fā)作戰(zhàn)數(shù)據(jù),協(xié)助空中戰(zhàn)斗管理人員和飛行員管理空空與空地戰(zhàn)斗,項(xiàng)目開(kāi)展多次大規(guī)模虛擬和現(xiàn)實(shí)聯(lián)合飛行試驗(yàn),驗(yàn)證了實(shí)時(shí)任務(wù)管理及網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗環(huán)境態(tài)勢(shì)理解系統(tǒng)能力。
2015年2月,DARPA提出了“對(duì)抗環(huán)境下的彈性同步規(guī)劃和評(píng)估”(RSPACE)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境彈性指揮控制(C2)架構(gòu),項(xiàng)目預(yù)期提供三項(xiàng)關(guān)鍵能力,包括針對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng),提供近千余種無(wú)人機(jī)等作戰(zhàn)單元的自主信息管理與協(xié)調(diào)能力;開(kāi)發(fā)基于異構(gòu)分布式作戰(zhàn)平臺(tái)的彈性調(diào)度技術(shù);充分利用計(jì)算機(jī)能力提升以人為中心的決策效率。BAE系統(tǒng)公司為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了包含可視化界面和實(shí)時(shí)警報(bào)功能的“分布式交互命令和控制工具”(DIRECT)軟件,可融合多類(lèi)分布式空中平臺(tái)態(tài)勢(shì),為操作員制定計(jì)劃和執(zhí)行任務(wù)提供有效信息支持。在通信受限或不可靠環(huán)境下,軟件會(huì)自動(dòng)將任務(wù)帶寬需求調(diào)為最小,極大提升作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)魯棒性。
2018年10月,美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)(SDPE)辦公室根據(jù)空軍需求啟動(dòng)了自主無(wú)人原型機(jī) “天空博格人” (Skyborg)項(xiàng)目,旨在開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)通用的人工智能算法平臺(tái),提升未來(lái)無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)的智能化指控與復(fù)雜空戰(zhàn)任務(wù)能力。項(xiàng)目提出了多項(xiàng)無(wú)人機(jī)自主能力要求,包括自主起降,自主避障,躲避危險(xiǎn)氣象條件能力;基于作戰(zhàn)環(huán)境的自適應(yīng)任務(wù)規(guī)劃能力等。AFRL已為該計(jì)劃開(kāi)展大量基礎(chǔ)研究工作,并于2019年以來(lái)選用小型噴氣式無(wú)人機(jī)測(cè)試解決方案(RATS)和復(fù)雜環(huán)境自主性測(cè)試(TACE)軟件包開(kāi)展了多項(xiàng)飛行測(cè)試。美空軍目前正在尋找適用于該項(xiàng)目的無(wú)人機(jī)平臺(tái),科拉托斯公司的XQ-58A與波音公司的“空中力量編組(ATS)”無(wú)人機(jī)均計(jì)劃參與競(jìng)標(biāo),項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2021年實(shí)現(xiàn)原型機(jī)首飛,2023年具備初始作戰(zhàn)能力,“天空博格人”系統(tǒng)有望成為美軍未來(lái)無(wú)人機(jī)空戰(zhàn)能力核心。
2019年5月, DARPA啟動(dòng)了“空戰(zhàn)演變” (ACE)項(xiàng)目以支撐“馬賽克戰(zhàn)”體系構(gòu)建,項(xiàng)目旨在運(yùn)用人工智能等技術(shù)開(kāi)展空中視距內(nèi)自主格斗控制算法開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證,探索有人和無(wú)人平臺(tái)自主執(zhí)行高動(dòng)態(tài)非線(xiàn)性復(fù)雜空戰(zhàn)任務(wù)能力。主要研究工作分為四項(xiàng),包括基于單機(jī)或編隊(duì)的局部行為自主空戰(zhàn)算法研究;開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn),測(cè)試飛行員在局部空戰(zhàn)行為中對(duì)自主系統(tǒng)的信任度;開(kāi)展基于大型演習(xí)數(shù)據(jù)的全局行為自主化系統(tǒng)空戰(zhàn)系統(tǒng)研究;搭建全尺寸飛行器試驗(yàn)平臺(tái),融合自主空戰(zhàn)算法,開(kāi)展飛行試驗(yàn)。DARPA期望通過(guò)該項(xiàng)目研究提升飛行員對(duì)自主系統(tǒng)的信任度,運(yùn)用機(jī)器自主技術(shù)執(zhí)行更多的復(fù)雜空戰(zhàn)任務(wù),提升有人-無(wú)人作戰(zhàn)單元協(xié)同效率,適應(yīng)未來(lái)無(wú)人機(jī)自主化作戰(zhàn)需求。
2019年12月,DAPRA提出了“小型作戰(zhàn)單元體系增強(qiáng)”(SESU)項(xiàng)目,旨在運(yùn)用小型無(wú)人機(jī)集群技術(shù)為美國(guó)陸軍營(yíng)、連級(jí)部隊(duì)提供異構(gòu)分布式作戰(zhàn)系統(tǒng),協(xié)助執(zhí)行偵察、打擊等任務(wù),以應(yīng)對(duì)未來(lái)敵反介入/區(qū)域拒止(A2/AD)能力威脅。項(xiàng)目主要聚焦于兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,首先開(kāi)展自適應(yīng)指揮控制(C2)技術(shù)開(kāi)發(fā),為搭載不同傳感器和武器載荷的低成本空地?zé)o人平臺(tái)提供高效的任務(wù)規(guī)劃與協(xié)調(diào)能力;其次是基于小型分布式平臺(tái)作戰(zhàn)需求,開(kāi)發(fā)新型低成本傳感器、作動(dòng)器、武器載荷等,提升系統(tǒng)作戰(zhàn)任務(wù)能力。
03、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
未來(lái)強(qiáng)對(duì)抗、動(dòng)態(tài)變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)“馬賽克戰(zhàn)”體系下無(wú)人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)多跳中繼、異構(gòu)數(shù)據(jù)互通、跨域協(xié)同、節(jié)點(diǎn)容量等能力提出了更高要求,DARPA在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信息交互技術(shù)、通信距離、容量、時(shí)延及安全性等方面開(kāi)展多項(xiàng)研究工作,以構(gòu)建支撐“馬賽克戰(zhàn)”體系的彈性自適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)。包括開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理工具,實(shí)現(xiàn)多類(lèi)協(xié)議、波形數(shù)據(jù)互傳,提升網(wǎng)絡(luò)兼容性和互操作性難題;開(kāi)展動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)研究,針對(duì)復(fù)雜任務(wù)需求和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化,實(shí)時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù),實(shí)現(xiàn)通信資源優(yōu)化配置。相關(guān)研究項(xiàng)目如下:
2014年1月,DARPA提出了 “競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中的通信”(C2E)項(xiàng)目,針對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)日益增加的無(wú)人機(jī)裝備產(chǎn)生的通信網(wǎng)絡(luò)抗干擾、低可探測(cè)性需求,開(kāi)發(fā)新型自適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型、波形、協(xié)議的作戰(zhàn)飛機(jī)間的互聯(lián)互通。同時(shí)參考智能手機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型,采用開(kāi)放自適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)環(huán)境,支持第三方技術(shù)和功能的快速開(kāi)發(fā),加速新技術(shù)應(yīng)用。系統(tǒng)采用模塊化硬件平臺(tái),針對(duì)不同平臺(tái)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā),加速現(xiàn)有裝備融入新型通信網(wǎng)絡(luò),也支持不同波形和協(xié)議設(shè)備的互聯(lián)互通,提升異構(gòu)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)兼容性。
2015年10月,DARPA發(fā)布“任務(wù)優(yōu)化動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”(DyNAMO)項(xiàng)目征集,旨在解決戰(zhàn)場(chǎng)有人、無(wú)人機(jī)日益增加引起的通信網(wǎng)絡(luò)互操作難題,以及敵電子戰(zhàn)系統(tǒng)不斷發(fā)展產(chǎn)生的復(fù)雜空戰(zhàn)通信環(huán)境威脅。項(xiàng)目提出針對(duì)未來(lái)分布式作戰(zhàn)需求下的跨域動(dòng)態(tài)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究,通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)線(xiàn)電參數(shù)以適應(yīng)不斷變化的傳輸需求和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,提升通信網(wǎng)絡(luò)魯棒性,增加傳輸帶寬和速率。同時(shí)針對(duì)已有的異構(gòu)平臺(tái)和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò),開(kāi)發(fā)相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享,提升網(wǎng)絡(luò)兼容性。項(xiàng)目計(jì)劃采用C2E項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的開(kāi)放性架構(gòu)無(wú)線(xiàn)電硬件平臺(tái),開(kāi)展海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)多平臺(tái)系統(tǒng)兼容性通信測(cè)試,驗(yàn)證圖像、目標(biāo)指示等多種射頻數(shù)據(jù)信息的連通性與處理能力。
2020年6月,DARPA提出了彈性分布式“馬賽克”通信計(jì)劃,項(xiàng)目針對(duì)美軍傳統(tǒng)遠(yuǎn)程戰(zhàn)術(shù)通信天線(xiàn)及放大器重量大、成本高、易受干擾等缺陷,提出運(yùn)用空間分布的小型低成本信號(hào)收發(fā)模塊替代傳統(tǒng)能量、功率高度集中的天線(xiàn)及增益模塊,構(gòu)建具備移動(dòng)、自組織、自修復(fù)特征的“馬賽克”通信網(wǎng)絡(luò),為單兵、艦船、有無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)、衛(wèi)星等海陸空作戰(zhàn)單元提供彈性、低成本、抗干擾遠(yuǎn)距通信能力。項(xiàng)目計(jì)劃開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)、性能驗(yàn)證和架構(gòu)開(kāi)發(fā)三個(gè)階段研究,研究周期45個(gè)月。

圖5 彈性分布式“馬賽克”通信示意圖
此外,DARPA還開(kāi)展了多項(xiàng)與無(wú)人機(jī)相關(guān)的其他技術(shù)研究,用于支撐“馬賽克戰(zhàn)”理念應(yīng)用與發(fā)展。例如,開(kāi)展“導(dǎo)引頭低成本轉(zhuǎn)化” (SECTR)項(xiàng)目,為小型空射平臺(tái)提供在較少外部信息支持下截獲目標(biāo)的新型導(dǎo)引頭傳感器和制導(dǎo)技術(shù)。開(kāi)展“競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境目標(biāo)識(shí)別與適應(yīng)” (TRACE)項(xiàng)目,運(yùn)用機(jī)器算法提升有人和無(wú)人機(jī)平臺(tái)對(duì)于復(fù)雜環(huán)境和密集目標(biāo)的雷達(dá)識(shí)別精度等。
3、總結(jié)
DARPA等機(jī)構(gòu)開(kāi)展大量研究與驗(yàn)證工作,推動(dòng)“馬賽克”體系下無(wú)人機(jī)在作戰(zhàn)功能分解、跨域自主規(guī)劃協(xié)同、彈性通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、高效人機(jī)交互、集群戰(zhàn)術(shù)與能力、編隊(duì)協(xié)同與控制、智能自主決策等領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展,為開(kāi)發(fā)具備“馬賽克戰(zhàn)”特征的無(wú)人機(jī)平臺(tái)裝備提供了大量技術(shù)基礎(chǔ),推動(dòng)了無(wú)人機(jī)集群、“忠誠(chéng)僚機(jī)”等作戰(zhàn)平臺(tái)的發(fā)展,加速形成強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下分布式異構(gòu)無(wú)人機(jī)的電子戰(zhàn)、制空作戰(zhàn)、防空壓制與摧毀等多種作戰(zhàn)能力。
典型 “馬賽克戰(zhàn)”無(wú)人機(jī)平臺(tái)
構(gòu)建具備實(shí)戰(zhàn)能力的“馬賽克戰(zhàn)”體系,需要無(wú)人機(jī)平臺(tái)提供支撐。傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)裝備多基于特定作戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)與場(chǎng)景開(kāi)發(fā),功能與接口固化,難以滿(mǎn)足相應(yīng)能力要求。為推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用,加速構(gòu)建“馬賽克戰(zhàn)”體系能力,美國(guó)開(kāi)展了多種具備分布、低成本、動(dòng)態(tài)協(xié)同特征的無(wú)人機(jī)裝備型號(hào)發(fā)展,本文選取典型平臺(tái)進(jìn)行介紹。
1、小精靈無(wú)人機(jī)項(xiàng)目
隨著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遠(yuǎn)距探測(cè)和攻擊能力不斷提升,“反介入/區(qū)域拒止”威脅逐漸加強(qiáng),為降低裝備研發(fā)成本和周期,提升空中無(wú)人裝備靈活的遠(yuǎn)距打擊能力,DARPA 于2015年8月提出了小精靈項(xiàng)目,項(xiàng)目總周期43個(gè)月,合同總額6 400萬(wàn)美元。目標(biāo)是運(yùn)用分布式作戰(zhàn)理念,采用低成本可復(fù)用空中小型化作戰(zhàn)平臺(tái),可攜帶偵察等模塊化任務(wù)載荷,由載機(jī)攜帶至戰(zhàn)區(qū)附近進(jìn)行發(fā)射和回收,極大降低作戰(zhàn)單元成本,提升作戰(zhàn)靈活性[23]。項(xiàng)目計(jì)劃研究三類(lèi)關(guān)鍵技術(shù),包括安全可靠的空中發(fā)射與回收技術(shù);低成本、多用途,有限壽命周期的機(jī)身框架設(shè)計(jì)技術(shù);高精度飛控導(dǎo)航與地面跟蹤技術(shù)。
DARPA于2016年授予了洛馬等四家公司小精靈無(wú)人機(jī)系統(tǒng)第一階段項(xiàng)目合同,設(shè)想利用轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)或者戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)空中批量發(fā)射,任務(wù)完成后由C-130運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行空中回收,第一階段計(jì)劃完成空中發(fā)射回收技術(shù)、發(fā)射平臺(tái)集成方案、高精度飛控導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)研究。
DARPA于2017年授予了戴內(nèi)提克斯公司和通用原子公司小精靈無(wú)人機(jī)第二階段研發(fā)合同,兩家公司分別開(kāi)展其全尺寸演示系統(tǒng)的初步方案設(shè)計(jì),并完成各系統(tǒng)部件的風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試工作。DARPA于2018年授予了戴內(nèi)提克斯公司小精靈無(wú)人機(jī)項(xiàng)目總額3 860萬(wàn)美元,時(shí)長(zhǎng)21個(gè)月的第三階段合同,計(jì)劃完成無(wú)人機(jī)的研發(fā)、制造、分系統(tǒng)測(cè)試及集成后的原型機(jī)試飛與回收驗(yàn)證。同時(shí),美空軍計(jì)劃從F-22和F-35戰(zhàn)斗機(jī)上發(fā)射和回收小精靈無(wú)人機(jī),以提升其領(lǐng)空穿透能力,增加戰(zhàn)斗機(jī)情監(jiān)偵任務(wù)范圍。
小精靈無(wú)人機(jī)翼展3.48 m,重680 kg,最大任務(wù)載荷65 kg,最大發(fā)射高度12 192 m,最大回收高度6 096 m,最大巡航速度大于馬赫數(shù)0.6。每架載機(jī)能搭載16架小精靈無(wú)人機(jī),每架機(jī)可完成20次發(fā)射回收,每次任務(wù)完成后24 h內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)重新部署,擬采用機(jī)械臂在空中抓取無(wú)人機(jī)后拖入機(jī)艙實(shí)現(xiàn)回收。無(wú)人機(jī)可搭載光電/紅外成像系統(tǒng),合成孔徑雷達(dá),激光指示器,電子戰(zhàn)支援與電子攻擊載荷等。

圖6 小精靈回收示意圖
2019年1月,編號(hào)為X-61A的小精靈項(xiàng)目無(wú)人機(jī)在美國(guó)猶他州杜威試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了首飛,無(wú)人機(jī)由C-130A運(yùn)輸機(jī)發(fā)射后,飛行1 h 4 1min,但在地面回收階段由于主降落傘未正常打開(kāi),損失1架驗(yàn)證機(jī)。2019年11月,戴內(nèi)提克斯公司完成了包括地面模擬、空中發(fā)射與回收、指揮控制、飛行數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的全部測(cè)試工作,并演示了30 min內(nèi)發(fā)射和回收4架X-61A的任務(wù)能力。目前4架原型機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好,預(yù)計(jì)在2020年開(kāi)展第二階段飛行測(cè)試工作。
2、忠誠(chéng)僚機(jī)相關(guān)項(xiàng)目
隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日益復(fù)雜,敵偵察及防空能力不斷增強(qiáng),造價(jià)昂貴的戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)作戰(zhàn)需求。美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室于2015年發(fā)布BAA公告提出開(kāi)展忠誠(chéng)僚機(jī)概念研究,旨在運(yùn)用先進(jìn)的人工智能,先進(jìn)的指揮控制和無(wú)人機(jī)平臺(tái)技術(shù),開(kāi)發(fā)能夠在未來(lái)拒止環(huán)境中與有人作戰(zhàn)飛機(jī)開(kāi)展編隊(duì)協(xié)同,執(zhí)行偵察、電子戰(zhàn)、打擊等多種任務(wù)的無(wú)人機(jī),由此提升有人機(jī)作戰(zhàn)能力,減少高價(jià)值戰(zhàn)場(chǎng)資源損耗。
美空軍實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃分階段開(kāi)展具備自主能力的無(wú)人機(jī)僚機(jī)技術(shù)研究,2020年,驗(yàn)證無(wú)人僚機(jī)攜帶武器并作為目標(biāo)指示平臺(tái)協(xié)助有人戰(zhàn)斗機(jī)平臺(tái)開(kāi)展對(duì)地打擊任務(wù)的能力。2022年,開(kāi)展有人-無(wú)人編隊(duì)對(duì)敵空中防御壓制能力(SEAD)驗(yàn)證,使無(wú)人機(jī)充當(dāng)武器平臺(tái)、目標(biāo)指示平臺(tái)、情監(jiān)偵平臺(tái)、信息融合平臺(tái)、誘餌平臺(tái)等多種功能,可通過(guò)四代機(jī)無(wú)人化改裝,實(shí)現(xiàn)跨代有-無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。以美國(guó)“空軍研究實(shí)驗(yàn)室”和波音公司為主,開(kāi)展了大量“忠誠(chéng)僚機(jī)”相關(guān)項(xiàng)目研究工作。
01、“低成本可消耗飛機(jī)技術(shù)(LCAAT)”項(xiàng)目
2015年,美空軍宣布啟動(dòng) “低成本可消耗”(LCAAT)無(wú)人機(jī)項(xiàng)目,旨在應(yīng)對(duì)日趨復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和國(guó)防預(yù)算持續(xù)縮減壓力,開(kāi)發(fā)高性能、低成本無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī),未來(lái)替代或協(xié)助有人機(jī)執(zhí)行偵察、電子戰(zhàn)、打擊等多種作戰(zhàn)任務(wù)。同年9月,美空軍研究實(shí)驗(yàn)室挑選6家集成供應(yīng)商開(kāi)展概念方案設(shè)計(jì)、驗(yàn)證機(jī)制造和試飛驗(yàn)證。
2016年7月,空軍實(shí)驗(yàn)室選定科拉托斯公司授予開(kāi)發(fā)合同,用于研發(fā)和制造3架驗(yàn)證機(jī)。2017年6月,科拉托斯公司在巴黎航展展示了其編號(hào)為XQ-222的驗(yàn)證機(jī)模型。同年7月,該機(jī)編號(hào)更改為XQ-58A。2019年3月,XQ-58A無(wú)人機(jī)在美國(guó)亞利桑那州尤馬試驗(yàn)場(chǎng)完成了76 min的首飛任務(wù)。2019年10月,的第三次試飛著陸過(guò)程緩沖系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題,導(dǎo)致無(wú)人機(jī)出現(xiàn)損壞,生產(chǎn)合同計(jì)劃推遲。2020年1月,XQ-58A完成第四次試飛工作,驗(yàn)證了49項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容。2020年2月,科拉托斯公司宣布在與美空軍研究實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展技術(shù)演示驗(yàn)證的同時(shí)啟動(dòng)批量生產(chǎn)程序,計(jì)劃在2021年第一季度交付首批12架無(wú)人機(jī)。
XQ-58A是一種遠(yuǎn)程高亞聲速隱身作戰(zhàn)無(wú)人機(jī),機(jī)長(zhǎng)8.84m,翼展6.7m,最大飛行高度13716m,最大飛行速度Ma0.85,航程超過(guò)3 400km,有效載荷不低于230 kg,包含內(nèi)埋彈倉(cāng)和翼下載荷,配裝一臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)??赏ㄟ^(guò)跑道起降,也可由火箭助推,導(dǎo)軌發(fā)射。XQ-58A采用的開(kāi)放式任務(wù)架構(gòu),可針對(duì)不同任務(wù)需求換裝不同載荷模塊,執(zhí)行制空作戰(zhàn)、防空壓制、電子戰(zhàn)、情監(jiān)偵等多種作戰(zhàn)任務(wù),提升有無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)能力。

圖7 科拉托斯公司XQ-58A無(wú)人機(jī)
項(xiàng)目通過(guò)有限壽命開(kāi)發(fā)、模塊化任務(wù)載荷選配、先進(jìn)低成本制造技術(shù)等大大降低了開(kāi)發(fā)成本,滿(mǎn)足了美空軍對(duì)于低成本可消耗無(wú)人機(jī)的要求,最低單價(jià)目標(biāo)不超過(guò)200萬(wàn)美元。同時(shí)采用更好的設(shè)計(jì)工具,優(yōu)化制造流程,使得從合同授出到首飛只使用了兩年半時(shí)間,大大縮短了研制周期,加速了新技術(shù)應(yīng)用。
02、空中力量編組系統(tǒng)(ATS)項(xiàng)目
2019年2月,波音澳大利亞公司在阿瓦隆航空展上推出了名為空中力量編組系統(tǒng)(ATS)的平臺(tái),項(xiàng)目由波音公司與澳大利亞超過(guò)35個(gè)合作方共同開(kāi)發(fā),未來(lái)將作為忠誠(chéng)僚機(jī)平臺(tái)裝備澳大利亞皇家空軍,這也是波音公司為全球國(guó)防市場(chǎng)開(kāi)發(fā)ATS平臺(tái)的基礎(chǔ)。該平臺(tái)是由人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的高度自主的模塊化定制無(wú)人機(jī)平臺(tái),可以作為軍用戰(zhàn)機(jī)的僚機(jī),協(xié)助其執(zhí)行情監(jiān)偵、戰(zhàn)術(shù)預(yù)警等多種任務(wù),實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)能力倍增。
ATS平臺(tái)采用數(shù)字孿生設(shè)計(jì)技術(shù),波音公司建立了結(jié)構(gòu)、機(jī)載系統(tǒng),任務(wù)能力及全生命周期的實(shí)時(shí)數(shù)字模型,在不同任務(wù)場(chǎng)景下模擬開(kāi)展數(shù)千次試飛,以測(cè)試機(jī)體和任務(wù)系統(tǒng)能力。波音公司已在15個(gè)自主試驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)展了包括自主控制、數(shù)據(jù)融合、偵察與避障等技術(shù)研究,并于2019年11月完成了試驗(yàn)機(jī)首飛,測(cè)試了高速下無(wú)人機(jī)的安全溝通和協(xié)調(diào)能力。波音借助多種設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)手段,極大縮短了研發(fā)周期,降低了研發(fā)成本。2020年2月,波音澳大利亞分公司完成了三架ATS原型機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)組裝。2020年5月,波音公司公布了其制造的首架原型機(jī),按計(jì)劃將在2020年內(nèi)開(kāi)展原型機(jī)首飛。

圖8 波音空中力量編組系統(tǒng)(ATS)無(wú)人機(jī)
ATS無(wú)人機(jī)采用后掠上單翼,V型尾翼布局,機(jī)身采用波音公司有史以來(lái)最大的單件樹(shù)脂灌注復(fù)合材料,進(jìn)氣道位于機(jī)身兩側(cè),機(jī)長(zhǎng)11.58 m,最大航程3 700 km,具有較小雷達(dá)反射截面和良好的高亞聲速飛行性能。無(wú)人機(jī)采用特殊的模塊化設(shè)計(jì)方案,可以快速更換的機(jī)鼻提供了1.5 km3容積,并配備了開(kāi)放式架構(gòu)載荷接口,可以按照客戶(hù)需求開(kāi)發(fā)指定類(lèi)型的任務(wù)載荷,為多樣化任務(wù)能力提供了靈活的平臺(tái)條件。
在人工智能技術(shù)的支持下,ATS無(wú)人機(jī)具有高度自主控制與飛行能力,為有人-無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行提供了安全保障,可與F/A-18E戰(zhàn)斗機(jī)、F-35A戰(zhàn)斗機(jī)、EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)、E-7A預(yù)警機(jī)和P-8A海上巡邏機(jī)等多型有人作戰(zhàn)飛機(jī)組成編隊(duì),在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下執(zhí)行情監(jiān)偵、電子戰(zhàn)、對(duì)地打擊等多種復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)。
啟示建議
1、無(wú)人機(jī)技術(shù)推動(dòng)“馬賽克戰(zhàn)”體系構(gòu)建
傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)系統(tǒng)集成度、研發(fā)周期和成本日益提升,加之有人平臺(tái)過(guò)載、環(huán)境等條件受限,已無(wú)法滿(mǎn)足“馬賽克戰(zhàn)”體系對(duì)平臺(tái)靈活異構(gòu)、強(qiáng)適應(yīng)性、成本低等要求。無(wú)人機(jī)集群、忠誠(chéng)僚機(jī)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,提供了多類(lèi)分布式作戰(zhàn)平臺(tái)形態(tài),適用于大中小多類(lèi)作戰(zhàn)任務(wù);快速低成本設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用大大縮短了設(shè)計(jì)周期,加速了新技術(shù)集成開(kāi)發(fā);人工智能和自適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合,實(shí)現(xiàn)了高效自主與動(dòng)態(tài)協(xié)同。為構(gòu)建“馬賽克戰(zhàn)”體系提供了良好的技術(shù)與能力載體,加速體系構(gòu)建。
2、“馬賽克戰(zhàn)”加速無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)能力生成
無(wú)人機(jī)產(chǎn)生至今,多依靠其低成本、靈活部署等特點(diǎn)執(zhí)行多種簡(jiǎn)單枯燥任務(wù),尚未有效融入現(xiàn)有裝備體系,形成顛覆戰(zhàn)場(chǎng)形態(tài)的作戰(zhàn)效果。究其原因,小型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)多針對(duì)特定作戰(zhàn)任務(wù),型號(hào)多、類(lèi)型雜,互操作性差,難以形成通用化作戰(zhàn)能力;現(xiàn)有中大型無(wú)人機(jī)多采用以平臺(tái)為核心的型號(hào)系列化發(fā)展路線(xiàn),依靠改型獲得新的作戰(zhàn)能力,平臺(tái)擴(kuò)展性差,新技術(shù)應(yīng)用難度高;未來(lái)新型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)技術(shù)成熟度低,開(kāi)發(fā)成本高、周期長(zhǎng),無(wú)法達(dá)到有人戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)能力。
“馬賽克戰(zhàn)”的提出與應(yīng)用變革了無(wú)人機(jī)裝備的發(fā)展模式,從體系化作戰(zhàn)角度出發(fā),著眼大中小型無(wú)人機(jī)全壽命設(shè)計(jì)周期,采用分布式、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)理念,形成多類(lèi)型具有互操作性的武器化、傳感器化無(wú)人機(jī)平臺(tái),開(kāi)發(fā)適應(yīng)性通信網(wǎng)絡(luò),依靠有-無(wú)人協(xié)同等概念降低對(duì)高端平臺(tái)自主能力需求,基于現(xiàn)有技術(shù)成熟度快速形成無(wú)人機(jī)在強(qiáng)敵對(duì)抗環(huán)境下的作戰(zhàn)能力,加速無(wú)人機(jī)融入現(xiàn)有裝備體系。
3、無(wú)人化“馬賽克戰(zhàn)”變革未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)
“馬賽克戰(zhàn)”體系下的未來(lái)空中戰(zhàn)場(chǎng)將存在大量無(wú)人機(jī)裝備,包含具備強(qiáng)突防與打擊能力的攻擊類(lèi)無(wú)人機(jī),具備強(qiáng)隱身特征的偵察類(lèi)無(wú)人機(jī),具備多頻譜對(duì)抗能力的電子戰(zhàn)無(wú)人機(jī),具備高自主決策能力的空戰(zhàn)無(wú)人機(jī)等。運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)和通用架構(gòu)開(kāi)發(fā)的無(wú)人機(jī)平臺(tái)將具備更高的經(jīng)濟(jì)可承受、自適應(yīng)任務(wù)能力,適用于多類(lèi)作戰(zhàn)環(huán)境與需求。未來(lái),有人機(jī)與無(wú)人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)或僅有無(wú)人機(jī)自主執(zhí)行復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)或?qū)⒊蔀槌B(tài)。
4、未來(lái)需形成“馬賽克戰(zhàn)”有效應(yīng)對(duì)
美國(guó)提出的“馬賽克戰(zhàn)”體系是對(duì)傳統(tǒng)作戰(zhàn)人員組織架構(gòu)、裝備技術(shù)發(fā)展、作戰(zhàn)樣式的顛覆式變革,通過(guò)引入人工智能等多種技術(shù),結(jié)合自適應(yīng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)殺傷網(wǎng),提升敵方戰(zhàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)成本,對(duì)中俄“區(qū)域拒止/反介入”能力產(chǎn)生巨大威脅。針對(duì)由大量分布異構(gòu)無(wú)人機(jī)組成的 “馬賽克戰(zhàn)”自適應(yīng)殺傷網(wǎng)絡(luò),可以增強(qiáng)遠(yuǎn)距偵察預(yù)警能力,遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)并壓制摧毀敵武器和電子戰(zhàn)載荷,損耗其攻擊能力;采用面殺傷方式,運(yùn)用集中式強(qiáng)殺傷武器對(duì)敵“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)單元及通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中式打擊;發(fā)展分布式作戰(zhàn)能力,針對(duì)敵動(dòng)態(tài)殺傷網(wǎng)絡(luò),形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)打擊效果,降低應(yīng)對(duì)成本。
美國(guó)提出“馬賽克戰(zhàn)”體系并將其作為新時(shí)期下軍事作戰(zhàn)與裝備發(fā)展的頂層核心設(shè)計(jì),勢(shì)必對(duì)未來(lái)作戰(zhàn)形式產(chǎn)生重大影響。本文梳理美國(guó)在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)項(xiàng)目研究,分析無(wú)人機(jī)與“馬賽克戰(zhàn)”相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展及成果,形成對(duì)美國(guó)“馬賽克戰(zhàn)”體系下無(wú)人機(jī)裝備發(fā)展的深刻認(rèn)識(shí),分析未來(lái)強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下無(wú)人機(jī)裝備與技術(shù)發(fā)展方向,為我國(guó)無(wú)人機(jī)裝備作戰(zhàn)能力提升提供啟示建議,推進(jìn)我國(guó)在未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展新賽道上快速形成技術(shù)積累與革新。
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