无人机蜂群作战特点及预警探测应对措施

2021-11-10 12:25:10江浩
科学与生活 2021年3期
关键词:防空战场蜂群

江浩

摘要:于纳卡冲突引入了无人机蜂群作战特点,分析了无人机蜂群的作战特点以及主要作战功能。由现有防空体系中预警探测装备的不足之处出发,提出从分布式雷达组网、提高多维空域探测能力和采用无人雷达机动集群三个方面,论述了在接下来技术研究中可能实现的途径。

引言

在2020年9月,阿塞拜疆与亚美尼亚两国因为纳卡地区的领土冲突,爆发大规模武装斗争,在战争开始后的24小时内,阿塞拜疆运用无人机“蜂群”战术,对亚美尼亚地面装甲部队进行了毁灭性打击[1],“蜂群战术”再次成为人们的关注热点。人类很早就意识到就意识到,自然界中集群动物的战斗力相对个体呈倍增势,“蜂群战法”的基础就是智能集成、通信交互,样式是有人/无人协同,核心是以数量和微小取胜。

无人机蜂群以单个无人机作战能力为基础,以无人机之间的通信交互为支撑,以自主智能的指挥控制系统为核心,通常以数量优势突破防空体系,对目标进行分布式侦查或打击,给未来的防空带来了极大的威胁。尤其现在的预警探测手段对于捕捉无人机等“低、慢、小”目标的难度非常大,表现在探测手段单一、目标拦截反应时间长、对集群目标的拦截难度大,资源消耗效费比大。

一、无人机蜂群作战特点

(一)“无中心”作战

采用分布式作战方式,以集合群体力量,作战区域并没有明确的“中心”,以完成任务为所有行动的最终目的。蜂群中无人机群并没有指挥控制单元,在某单一无人机受到损伤后,依然可以完成既定任务。在蜂群执行任务期间,一般按照预定程序执行,但是指挥人员可根据战场态势随时进行干预。蜂群之间通过交互网络共享位置、路径、障碍等多类信息,整个蜂群如同一个多点式网络,保持稳定的飞行和打击的稳定度,一旦有任何无人机因为损坏或者其他原因脱离群体,蜂群可以迅速改变网络结构,这样的特点具备很强的战场灵活性以及生存能力。

(二)非常低的作战效费比

无人机蜂群将多架成本低廉的无人机融合成为一个集群,但是敌方在应对时,需要消耗的资源远远不止拦截单个无人机时的费用,美海军列装的“郊狼”无人机单价不足1万美元,美战略能力办公室几年内试验使用的上百架“山鹑”无人机总价不超过2000万美元[2],这样的价格与昂贵的传统防空武器歼击机、地空导弹等形成了鲜明的对比。

(三)相对更高的战斗胜算

美国海军曾利用“宙斯盾”防空系统模拟拦截由8架无人机组成的蜂群,但试验结果显示,每批次只能成功拦截2.8架,如果蜂群内的无人机数量增多,那么拦截成功的占比将会更少。根据Lanchester平方率算法显示,战场中参战平台的数量比单个武器作战能力对战场胜负的影响更大,无人机蜂群就是将数量优势充分运用到战场之中[3]。

二、无人机蜂群作战功能

(一)预警侦察

无人机蜂群往往携带大量异类传感器,利用它战场突防能力强、风险低等特点,可以对战场进行长时间、高精度、广范围的情报侦察。它可以深入敌方腹地和纵深,或者敌重要设施实施,利用携带的电视摄像机、可见光照相机、红外感知雷达等载荷,完成侦察摄像任务,同时可以起到空中预警的功能。

(二)电子干扰

首先,无人机集群可以对敌预警探测装备、通信联络装备、电子战装备进行饱和攻击,使其瘫痪。其次无人机可携带多类干扰型载荷,利用电磁波发射器进行有源干扰,或者投放箔条、干扰弹等进行无缘干扰。还可以利用部分无人机作为空中诱饵,模拟为不同型号、不同批次的飞机,还可以对敌电子干扰设备进行诱骗干扰,误导敌防空系统,暴露其防空阵地。

(三)火力打击

无人机蜂群作战顺应了未来战争低成本、多数量、高智能的群目标发展趋势,它可以充当先锋部队主动接敌,达到战斗的突然性,实现作战目的。也可以在战场态势需要时,完成斩首或者攻坚行动,如消灭其指挥将领、恐怖分子、重点设施。首先无人机蜂群共同利用探测传感器搜索和发现目标,在某一台无人机捕捉到目标信息后,立即进行位置共享,在由处于最佳位置的无人机引领蜂群形成最佳攻击网络对目标实施打击,再由处于最佳观察位置的无人机进行战场效果评估,决定是否需要再次打击。

三、蜂群作战对防空体系预警探测系统建设的思考

(一)发展新体制雷达进行分布式预警

应用泛探体质雷达、全态势感知雷达、多任务雷达、红外传感器、光电传感器、无线WLAN传感器等多类探测技术进行分布式组网预警。其中全态势感知雷达与现有的雷达相比,其优点在于,采用Digital Beam Forming技术,可以实现360°全方位的态势感知,可以针对不同方向来袭的无人机进行捕捉跟踪。另外采用多任务雷达,可以同时跟踪多批次、多架次无人机,避免了漏跟、错跟的情况。采用分布式的组网探测、可以提高各个雷达的有源抗干扰的能力,提高各个雷达在战场上的生存能力。

(二)提高多维探测全空域能力

由于战场态势和作战环境的不同,敌人选择的无人机的大小、材料、速度、机动特性肯定具有很大的差异,对于部分无人机会采用低空突防的战术,加上地物遮挡等因素,往往这些雷达的探测距离会变得很短。今后的雷达的发展方向不仅关注高空,还应大力发展低空除了雷达以外的磁电声光多维度综合探测手段。

(三)采用无人机动式雷达集群

目前,现有的雷达车全部基本都需要驾驶员操作,如果可以解决雷达天线的转台数字化、矢量化、姿态平衡等难点技术,就可以实现雷达车在移动的同时,达到实时探测目标。再搭配上自组网技术以及无人驾驶技术,则可以形成多个无人雷达车行的机动雷达集群,对无人机蜂群的探测能力将会大大增加。

结语

随着人工智能、组网技术等技术的迅猛发展,在将来的战场上作为战场主力的无人机蜂群新型作战样式逐渐大展身手。国外也在不断通过各种试验开展相关研究,提升无人机蜂群的作战能力,美国必然早人一步,将无人机蜂群投入战争。如此态势下,倒逼我国反无人机技术需尽快实现工业化快速发展,加速战斗力生成。

参考文献

[1]牛轶峰,肖湘江,柯冠岩.无人机集群作战概念及关键技术分析.国防科技,2013(5)

[2]焦士俊,刘剑豪,王冰切,等.反无人机蜂群战法运用研究[J].飞航导弹,2019 (08):39-42.

[3]劉献伟,陈虎林,李飞,等. 一网打尽——无人集群时代的新攻防.航空兵器,2019(1)

空军工程大学 陕西省西安市 710051

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