摘要:无人机作为空中的无人作战平台,在军事活动中的作用越来越突出,因此无人机装备训练管理显得尤为重要。本文首先对无人机装备系统、作战运用、无人机装备训练三个方面进行介绍,提出无人机装备训练管理存在的问题,并对问题提出相应的对策。
Abstract: As an unmanned combat platform in the air, UAV plays an increasingly prominent role in military activities. Therefore, UAV equipment training management is particularly important. This article introduces the three aspects of UAV equipment system, combat application and UAV equipment training, puts forward the problems of UAV equipment training management, and proposes corresponding countermeasures.
关键词:无人机;装备训练;训练管理
Key words: UAV;equipment training;training management
中图分类号:E926.3 文獻标识码:A 文章编号:1006-4311(2020)23-0040-05
0 引言
无人机自1917年诞生,历经百年发展,从无人机在越南战争中被首次实战应用后,在近几十年得到飞速发展,特别是在现代几场局部战争中的卓越表现,无人机被誉为当今战场的“空战新兵”或“异军突起的空中力量”[1]。伴随着我军部队向数字化、立体化、特种化、无人化的发展,其中无人机作为空中的无人作战平台,在军事活动中的作用越来越重要。在实战化军事训练主导思想下,有效加强无人机装备训练管理,对提高无人机作战效能有着重要意义。无人机装备训练管理内容主要包括:装备训练过程管理、装备训练计划管理、装备训练质量管理、装备训练经费、器材与设施管理和信息管理。本文主要研究无人机装备训练中的信息管理。
1 无人机装备训练概述
训练管理在《军语》里解释:为实现训练目标,按照有关法规制度,对军事训练实施的管理,其内容包括训练的计划、组织、指导、监控和考核等活动[2]。对于装备训练在《军语》中并没有具体解释,但是装备训练是切实提高装备作战效能,实现装备战斗力提升的必经之路。在此我们以科技含量和信息化程度高的某部中程无人侦察机为研究对象,对无人机装备系统、作战运用以及装备训练进行分析。
1.1 无人机装备系统
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种机上无人驾驶、安装有自动驾驶仪或是遥控设备、可重复发射回收的航空器。作为新型信息化装备,具有体积小、生存能力强、战场环境要求低、使用方便灵活、隐蔽性好等优势[3]。无人机作为当代战场的信息化装备代表,是一个技术含量高,涉及专业广的复杂大型系统。无人机装备集机械、电子、材料、光学、通信、照相、航电等现代高科技于一体,是属于介于导弹与有人驾驶飞机之间的飞行设备。在研究无人机装备训练管理前,在此首先介绍无人机装备系统构成,如图1所示。
由图1可知,不论无人机是何型号,其基本组成大多分为:地面控制系统、地面操作维修保障人员、任务设备及无人机机体系统,每部分又是有众多分系统构成。此处以某部中程无人侦察机为例介绍其组成:六架飞机(3架任务机、3架中继机),13辆装备车辆、机载任务设备和支持保障设备。装备车辆主要包括:两辆发射车、一辆地面控制站(GCS: Ground Control Station)、一辆地面数据终端(GDT: Ground Data Terminal)、一辆机动测控站(MCS: Mobile Control Station)、一辆单收站(RVT: Remote Video Terminal)、一辆电子设备维护与照相判读车、一辆机械维修车、一辆照相洗印车、三辆飞机运输车、一辆火工品运输车。机载任务设备包括光电摄像系统、航空相机、视频记录仪、激光测高仪等。由此可见无人机是一个复杂、庞大的装备体系。图2是该无人侦察机装备系统的具体组成图。
无人机之所以受到众多国家的追捧,在于其作战的多样性,尤其是在情报收集、目标引导、通信中继、战场监视、直接作战等应用中,无人机以其灵活、快速、零伤亡、作战效费比高等特点,在信息化战争中地位显得尤为突出。归结于其自身的众多优势:由于无人机的面积、体积不受驾驶员的约束,可以更好的设计其机身形状,具有很好的作战隐蔽性;而且造价相比于有人驾驶飞机低的多;无人机操作大都采用预编程序自主控制与地面控制站控制方式,因此无人机生命力强,且不惧伤亡;无人机起飞降落样式多,具有操作简单、灵活等特点;无人机随着高新技术的迅速发展与现代战争的需要可以执行多种作战任务,从全天候的侦察到侦打一体化,从辅助作战逐步成为主动作战的重要武器装备。
1.2 无人机作战运用分析
无人机作为信息时代的尖兵利器,随着作战任务的多样化,显然成为现代战场的明星,且越来越被各国重视,美国陆军主管作战事务的副参谋长曾表明:“无人机系统不仅能够提供监视战场的能力,而且能够提供塑造战场能力。它已经改变,并将永远改变美国陆军的作战方式[4]”。无人机在世界反恐、敌我边境侦察等各方面都有其适用的优势,尤其是无人机在其作战中的智能化、零伤亡、造价低等诸多优势[5],促使各国重视对无人机的建设与发展。
1.2.1 作战任务的多样性 无人机装备随着科技发展可以执行多种作战任务,例如:可以提供长航时的空中情报侦察,美国已经实现无人机的空中加油与在航母上的起降,更增加了无人机的空中滞留时间与作战范围。无人机作战任务的多样性,具体体现在:情报侦察、执行电子战任务、作为反辐射导弹使用、配合有人机作战、散布箔条干扰敌方雷达、作为防控打击的诱饵,另外还可以为我方炮火指示目标,进行战后损伤评估,在不适合人员进入的区域执行相关侦察照相与作战任务等。
1.2.2 战场侦察的作用突出 无人机在现代战争中的地位与日俱增,多种作战任务使其在战场上有着举足轻重的作用,具体表现:无人机是现代战场上是不可或缺的侦察手段;信息化战争中有效的电子战装备;现代战争中战区与战术通信的桥梁;实施空中打击的重要力量。虽然无人机研究趋势集中在无人机的综合集成化、侦打一体化、灵巧微型化、滞空长时化、高度智能化、结构隐形化等,但是无人机在实战运用中最基本,也是最重要的任务是侦察。无人机作为空中无人侦察装备,有效弥补了侦察卫星与侦察飞机的侦察精度与长航时侦察监视能力,从而提高了战场侦察与预警能力[6]。侦察无人机作为战场情报获取的重要力量,并且具有操作靈活、零伤亡、长航时、实时数据传输,可以有效保障作战情报的时效性,有助于指挥员及时对作战决策进行重新制定规划。侦察无人机同样可以依靠自身携带的可见光摄像机、照相机、红外摄像机、红外扫描仪与多种雷达设备,可以完成对敌战场的前沿或是大纵深的重要军事目标的侦察与监视任务。下面简要介绍某部无人侦察中队阵地配置示意图,如图3所示。
美军对于无人机在战场上的应用[7],注重无人机系统训练与训练体系的区分,并且特别注重无人机与海陆空军的协作行动。在训练中注重实战训练与模拟器训练的平衡点。无人机作为现代战场的空中侦察利器,要充分发挥无人机在联合作战中情报获取、侦察、监视等功能,要摈弃装备单打独斗理念,将无人机装备训练融入海陆空的联合作战体系中,这点我们要借鉴美军在无人机装备训练中的体系观点。
1.3 无人机装备训练
无人机装备训练基本遵循理论学习、分专业训练,装备系统模拟训练、考核验收、综合演练、实装训练的程序进行。本文着重研究无人机装备模拟训练与实装训练,主要针对无人机装备在训练过程中各专业、各部门、各个工作站、台、室对数据的收集、整理、存储、分析的过程。无人机装备训练主要涉及无人机起飞着陆训练、地面控制系统的操作、飞机机体系统检测维修、无人机数据链路技术训练、无人机任务规划设计、配套设备的使用与管理、相关人员的能力素质训练等。
无人机在进行实装训练时,首先要对试飞场地进行勘察,收集当地的地理空间信息,确定当地的海拔、空域、地形、经纬度等相关地理信息。对当地的气象信息进行收集整理,这包括能见度、温度、湿度、风速、风向等,尤其是在无人机进行起飞降落过程中,要收集实时气象信息,提供无人机的起飞降落的气象保障。同时还要对当地的电磁环境进行检测,防止电磁干扰致使无人机在控制与数据链路中受到影响。只有相关外界因素符合无人机试飞条件后,进行空域申请,确定试飞地点,然后进行阵地部署,准备进行无人机实装训练。
无人机每次训练过程中,从机务这方面而言,实际工作中将机务分为地检、发动机、电气、机体、任务设备等五个子专业,每个子专业都有明确的工作流程,都配备专业负责人检查并在登记本上签字。等所有机务工作完成后,由机务总负责人签字确定交由机关审定后此架飞机才可执行飞行侦察任务。因此无人机装备训练是一项非常谨慎、细致的工作,决不允许任何飞机带故障升空,否则小小的故障就会造成巨大的装备训练事故,给部队带来巨大损失。在飞机起飞前与回收后,机务站作为主要飞机检测维修部门,这其中的数据的收集与情况处理,将对日后飞机再次执行任务提供可靠的数据支持,因此机务部门的数据存储与处理显得尤为重要。
无人机在飞行过程中,所有离地后的操控全部由地面飞控站(测控站)操作,在此过程中飞控站对无人机姿态的调整,任务的执行,数据的收集进行全程跟踪,实时调控。此时机体自身携带的飞行记录仪将整个飞行过程的数据进行记录,以备任务或训练结束进行数据分析。地面控制站也将整个飞行过程进行记录,以备出现问题进行地面操控录像回放。同时地面情报处理站也经数据链路实时接收飞行侦测图片与影像,以供地面航空情报判读人员对情报信息进行分析、整理。
2 无人机装备训练管理存在的问题及对策研究
考虑到无人机使用寿命、场地限制、空域管理、气象及训练经费等多方面制约,无人机在装备训练方面多数采用模拟仿真训练或是半实装模拟训练,因此对于实装训练进行的较少,尤其是全实装训练,训练也仅仅是对于无人机的发射、飞行安全、回收过程加以重视,对飞行过程及训练全程的数据缺乏有效监管,训练后对数据不进行认真分析,造成每次试飞前都要进行大量的传统检测,对隐患故障问题掌握不及时,无人机故障规律不清楚,造成无人机实装训练与任务执行的时效性差。
2.1 无人机装备训练管理存在的问题
无人机装备由于其信息化程度高,配套设施多,保障体系复杂庞大,在信息化条件下进行装备训练,必须确立以信息为主导,任务需求为标准,重点突出无人机系统的飞行操控、任务载荷使用、无线链路保障、机务后勤保障等构成的稳定体系和系统有序的训练流程,但在相关无人机部队,在训练过程中还是存在诸多问题,具体体现在以下几点:
2.1.1 无人机装备训练管理缺乏系统性 由于无人机系统的复杂性,涉及的专业多,技术要求高,因此无人机装备训练最突出的特点就是科学、高效、整体、适用。要求从整体上进行系统训练,尤其是各专业训练进程要协调一致,整个体系同步训练,要求无人机全系统、整建制、全面、全员、全程训练形成合力,这样才能在任务规划后,保证无人机“拉得出、展得开、飞的起、收的稳”,任何一个环节落后,将直接导致无人机无法形成战斗力。
2.1.2 无人机装备训练缺乏全局观念 在无人机的部队中,大多将无人机简单看成单一的武器装备,未重视无人机在综合集成、联合作战中的地位,没有放在整个军事装备系统中考虑,且无法与其他装备互联互通,实现信息共享。无人机系统训练所涉及的训练科目繁多,包括无人机发射回收训练、无人机地面操控训练、任务载荷训练、无线链路保障训练等。在训练过程中很难实现单个任务要素的纵向衔接,多任务的横向融合。有时个别分系统训练有滞后,导致无人机系统整体训练效果不统一,从而造成无人机系统内部训练的“信息互通弱、集成融合难、行动协调差”。
2.1.3 模拟仿真训练重视程度不够 模拟仿真训练对提高无人机装备训练有很大的促进作用,因为在实装训练情况下,任何一点小故障都有可能带来极大的飞行事故,因此综合经济性、安全性以及无人机的使用寿限,模拟训练是无人机装备训练的一项重要基础训练。模拟训练对无人机各专业训练、操控技术的保持、间断训练的恢复,以及模拟应急情况的处置都有很大帮助。同时也有助于提高实装飞行前的任务规划、航路、航线的选择、任务载荷使用、地面操控岗位的协同配合训练。但由于模拟训练系统开发经费高,技术保障难,很多单位接装时一般不接收模拟训练设备,有模拟训练设备的单位也不系统安排人员进行模拟训练,造成训练资源的浪费,从而造成作战人员的装备训练技能的生疏,对于实战化训练更是拿不出手,严重制约无人机的作战效能的发挥。
2.1.4 作战体系的融合性、综合性训练能力不足 很多单位对于无人机装备训练,仅仅停留在单兵器运用的层面,只考虑无人机飞的起,收的稳,无人机的战术运用考虑的少,对体系作战,综合性训练缺乏有效认识。无人机装备训练要积极适应“信息主导、体系支撑、精兵作战、联合制胜”的现代作战思維,在训练中要考虑无人机融入体系作战,摒弃单打独斗的装备使用,做到跨军种、跨机构、跨部门的通用化训练。尤其是无人机作为信息化装备的独特优势,对于信息情报获取,战场炮火指引,战损评估、战场态势分析等作用,融合到多兵种合同作战,多军种联合作战体系中,充分发挥无人化情报平台的作用。
我军无人机装备训练管理从理论到实践存在诸多问题,概括起来有以下几点:一是无人机装备训练管理指导理论研究缺乏、不健全。二是无人机装备训练管理研究成果很少,且应用的力度、深度、广度不够。三是我军针对无人机的保障维修基本分为基地级与基层级,基层基本上靠厂家的技术手册或是经验型“哪坏修哪”,大多是故障后维修,这将严重影响无人机战斗力的形成,而且对无人机这样的高新装备代价太高,造成好多单位“不愿飞,不敢飞”。四是装备训练数据存储与利用、装备安全问题、装备维修、保障决策的制定、飞行任务的规划等方面,都存在重大的缺陷。
2.2 无人机装备训练管理对策研究
无人机是介于导弹与有人驾驶飞机之间的飞行设备,作为当代战场的复杂信息化装备系统,它的训练管理与其他陆军武器装备存在较大差异。针对当前无人机装备训练存在的问题,结合部队实际现状,必须加强无人机装备信息管理。数据管理是信息管理的基础,在信息化条件下信息管理发挥着越来越重要的作用,从数据管理角度提出以下几点建议:
2.2.1 多种训练模式相结合,完善训练数据库 无人机装备训练的主要模式分为虚拟仿真训练、半实装模拟仿真训练和基于实装的实战化训练,三种训练模式是相辅相成、互相补充的关系,要充分发挥各种训练模式的优势,促使无人机装备训练水平得到进一步提升。无人机在实战化实装训练前,可以从模拟仿真系统进行系统训练,然后结合半实装进一步强化无人机地面操控技术,任务规划,任务载荷的使用,以及训练应对各种突发情况的技能。而通过实装实战化训练获得数据,进一步完善模拟仿真训练系统的数据库系统,完善模拟训练系统的高仿真数据库,改进无人机模拟训练器的性能,从而提高操作人员训练时的沉浸感与逼真度,如图4所示。
2.2.2 多种训练数据综合运用 无人机装备训练过程中的数据必须高度重视,无人机装备训练管理中的数据的管理是很重要的一部分,无人机装备训练无论是模拟仿真训练还是实战化实装训练都会产生大量的多源异构的训练数据。无人机在训练过程中,大量多样化数据进入分布式数据仓库进行存储,经数据处理中心迅速形成训练的决策知识,能及时、准确为无人机装备训练提供技术支撑,提高装备的维修、保障能力,有利于科学制定训练计划,确保任务顺利完成。如图5所示。
无人机装备训练数据的充分运用主要体现在对无人机整个训练过程中的每个细节,通过对数据的分析、查询、挖掘实现对无人机装备的全系统、全寿命、全面、全员、全程的“五全”装备训练。通过各种类型的训练数据的综合分析,可以发现无人机各系统存在的问题、管理的漏洞,从而可以更新管理训练思维与改进训练方式。
2.2.3 加强无人机与其他作战单元的协同训练 无人机信息管理平台在加强信息中心建设的同时,也要加强数字化标准建设,要搞好各个装备配套设施系统平台建设的互联、互通、互操作性,做到上下联通,纵横信息共享,突显无人机装备在整个装备体系中情报信息综合分析处理的优势。将无人机装备融合到部队整体装备体系中,做到信息数据最大的利用率,保证提取的装备管理决策最科学、最准确、最可靠。
2.2.4 借鉴国外装备训练数据管理经验 加强装备训练过程中数据的使用,对维修、保障数据进行整理与完善,确保装备全寿命过程中,都有数据可查询。国外制定了比较完善的装备使用维修数据管理机制,而且美军对于装备训练数据研究非常重视,美国国防部制定了装备全寿命数据查询机制,数据库系统中存储了装备训练、维修等可靠的数据,对于装备更新换代,以及装备的改进研制都具有重要的指导意义。
3 小结
我军现有的无人机装备管理体制、管理模式、管理技术等与部队的实际还不完全相符,尤其是装备训练管理制度不够完善,需要在充分调研与广泛论证基础上,规范与制定无人机装备管理法规制度[8]。在全军将大范围内部署多类型、多用途的各种无人机的背景下,加强无人机装备训练管理,探索无人机装备训练管理模式,对于尽快提升无人机的战斗力有着重要意义。
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