近年来,随着无人、自主和人工智能等新兴技术的快速发展,英国国防部不断推进无人集群、忠诚僚机概念和技术的发展,在这方面也开展了很多探索性项目,旨在形成蜂群作战能力。2020年6月末,英国国防部开展的未来无人机蜂群方面的三个关键项目取得了良好进展,分别是“蚊子”技术示范项目、“多架无人机轻松工作”项目以及其他网络化无人蜂群的项目。2020年10月,莱昂纳多公司联合英国皇家空军成功完成一次自主无人机集群的演示验证,试验使用了集成“亮云”(BriteCloud)主动诱饵技术的卡伦-伦茨固定翼无人机,无人机使用其主动系统的“电子噪音”迷惑和压制了防空雷达。
多无人机轻松工作
2016年10月,英国国防部启动多无人机轻松工作(many drones make light work)蜂群竞赛项目,希望由单个操作员管理多达20架的无人机,并以紧耦合的方式在对抗环境中协同作战,以实现跨电磁频谱(从可见光到低频无线电)的军事效应。项目竞赛将聚焦综合端到端系统架构、无人机平台和传感器、任务系统、任务管理、通信和联网、弹性鲁棒性和生存力、军事任务和评估八个方面。
英国国防部要求无人机的重量在2千克-20千克之间,需采用开放式体系架构,以便于集成和编组,可执行任务类型包括干扰/电子攻击、电子监控、情报监视侦察和通信中继等。图1显示了蜂群架构示例,包括内部和外部接口。蜂群信息架构主要考虑以下几方面内容:任务、多平台协同任务规划和平台管理、平台和协同传感器规划和管理、机载传感器处理、网络信息传输管理、蜂群收集数据管理和决策信息转化以及地理空间和情报支持服务(GISS)实施。
图1 蜂群体系架构示例图
蜂群可集成传感器和效应器,包括但不限于光电(EO)和红外线(IR),无源射频(RF),主动射频,如干扰。(主动射频感应包括广泛的射频感应,包括地面移动目标指示、使用合成孔径雷达技术的射频成像,或使用射频发射刺激发射机传送更有用的信息,以供感应用途)。
图2 蜂群多载荷作战示意图
英国防部期待该项目成果可以支撑一系列作战行动,包括:
1)支持陆军复杂战场行动,用EO/IR和RF传感器组合在一个大区域进行搜索,通过对感兴趣目标的探测,从而引起交叉提示和蜂群行为的改变;
2)支持海上作战行动,在杂乱的沿海地区寻找威胁,包括水面和陆地。搜索使用EO/IR和RF传感器的组合,以及来自外部系统的信息,如舰船雷达;
3)支援作战飞机/空中机动,利用蜂群平台抵近探测和干扰敌人威胁系统,在复杂环境中寻找隐蔽的陆基目标和威胁。
2019年3月,英国国防和安全加速器(DASA)向以蓝熊系统研究有限公司为首的财团授予250万英镑,以开发无人机蜂群技术。多无人机轻松工作项目是DASA迄今为止授予的最大的单笔合同,资金将支撑大约20个无人机项目进入开发的最后阶段,最终将由国防科学与技术实验室(DSTL)进行管理。2020年3月,该项目成功进行了首次飞行试验,测试中,一个操作员控制五架固定翼无人机机进行了一系列协同行动。该项目目前已进入最后阶段,即第三阶段。
轻量经济可承受新型作战飞机项目
轻量经济可承担新型作战飞机(LANCA)项目于2015年由国防科学与技术实验室发起,旨在研究创新技术和概念,以及如何利用这些技术和概念提供更多的作战能力,并降低开发时间和成本。LANCA随后被纳入英国皇家空军快速能力办公室(RCO)未来空战系统技术倡议(FCAS TI),但DSTL保留对技术验证项目的监管。英国皇家空军希望该平台成本仅有目前战斗机的十分之一,而开发时间是原来的五分之一。
LANCA与美国空军的Skyborg项目类似,后者正在评估XQ-58A“女武神”无人机(已完成多次飞行测试)。此外,波音澳大利亚公司也设计了类似的忠诚僚机,并于4月完成起落架负重和启动飞机电源,第一架“忠诚僚机”于5月被正式推出,并于9月启动了装备的商用涡扇发动机,为后续地面测试和首次飞行做准备。欧洲法国、德国和西班牙合作开发的FCAS项目也在稳步推进,俄罗斯也有一个有人无人编队项目,旨在将低可观察的苏霍伊“猎人”无人机与苏-57战斗机编队协同作战。所有这些项目都力求研发一种跨声速、网络化的无人机,这种无人机充分利用人工智能,以在任务中自主执行任务。无人机可以用来增加战斗机武器能力或用于侦察和防空压制任务,多无人机协同更可以使防御系统饱和。
图3 LANCA作战概念示意图
在LANCA项目下,英国又开展了“蚊子”技术演示项目,旨在开发一种无人可飞行技术演示验证机,可以为有人战斗机提供“附加能力”,演示验证机将比“鹰”式教练机略大。该项目分为2个阶段。第1阶段为期12个月,探索无人机的系统设计、开发、原型设计、制造和维护,并评估关键风险领域和作战概念成本与能力的权衡。第2阶段胜选的团队将基于第1阶段成果进一步改进设计,完成技术演示验证机的制造,并在2022年首飞,项目预计在2023年完成。
第1阶段价值480万英镑的竞争有9家公司参与,其中还包括BAE系统公司和MBDA公司这种大型防务集团。2020年4月,蓝熊系统研究有限公司团队、波音英国防务有限公司团队和黑暗黎明团队(由卡伦-伦茨公司、庞巴迪贝尔法斯特公司和诺格英国公司构成)三家团队获得合同。目前,“蚊子”项目第1阶段已经完成,国防部目前正在评估第2阶段的建议。该项目是一个技术演示项目,预计将不会产生作战能力。
对于无人集群、蜂群的讨论这几年一直都没有停止,各国均积极开展项目探索无人集群概念,发展无人、自主和协同的技术。从外形上看,无人机具备隐身性能好、体积小、成本低、研制周期短等特点和优势;从功能上看,无人机可以搭载红外/光电等侦察载荷、干扰/诱骗等电子战载荷以及战斗部载荷,可根据任务类型调整无人编队的种类和数量;从生存能力看,无人机很适合于执行更危险的任务,其较低成本意味着可以是“可消耗的”,虽然它是可重复使用的宝贵资产,但在战斗中损失一架无人机比有人机要好得多。
英国开展的这三个项目都是聚焦无人集群能力的,无人协同、有人无人协同已经成为未来作战的重要方式之一,值得持续的跟踪和研究。
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文字 | 转载自公众号“海鹰资讯”,作者:王彤(北京海鹰科技情报研究所)
图片 | 来源于网络
编辑 | 郭思淼
审阅 | Q、黄洋
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