无人化装备作战应用及发展趋势研究∗

2021-11-26 18:27:00王家凯
舰船电子工程 2021年11期
关键词:战场装备模块

王家凯 应 运

(陆军炮兵防空兵学院 合肥 230031)

1 引言

随着人工智能、无人驾驶、远程遥控和目标识别等高新技术的迅猛发展,无人化装备的实战价值不断提升,以无人机、机器人和无人车为代表的无人化装备相继在战场上崭露头角。在近几场局部战争中,各种无人化装备相继投入使用,其强大的作战潜力不断凸显。无人化装备的战场优势是突破性的,虽然还有许多技术问题未能解决,但我们依然可以预见无人化装备未来的大规模应用。

2 无人化装备的战场优势

2.1 隐身性能佳

随着目标探测技术的进步、火力打击精度的提升,“察打一体”作战平台逐渐应用于各大战场,武器装备的战场生存率急剧下降。武器装备的隐身性能逐渐受到各国重视,武器装备的隐身性能已成为衡量武器装备战技术性能的重要指标。无人化装备的设计制造无需考虑人体生命维持和战场生命防护,其外形设计不受人的因素制约,外形设计空间将得到极大释放,采取突破性的外形设计将大幅降低无人化装备的雷达反射面积,从而大幅提升其隐身性能。传统有人装备主要以内燃机为动力源,随着新能源技术的不断发展,无人化装备将大量使用电力驱动,电力驱动将显著降低装备的红外辐射和噪声,从而降低红外探测设备和声测设备对无人化装备的探测率,提升其隐身性能。

2.2 经济消耗低

战争自古以来都是“大炮一响,黄金万两”,而无人化装备的出现将颠覆这一延续几千年不变的战争铁律。无人化装备无需考虑人的因素,无需安装人员舱室,结构将更简单,作战功能载荷将得到极大释放,这必然导致作战效能提升的同时成本下降。以2016年美元值计,每架F-35战机的单价在1.5亿~2.5亿美元之间,F-15战机的单价也高达3000万~5000万美元。而美国的“捕食者”无人机的单价却只有1000万美元,其作战效能却不低,最大活动半径达3700km,在空中可停留24h,最大续航时间达60h,可携带1020kg炸药。随着技术的进步,无人化装备的单价还会持续降低。对于无人化装备的日常训练,只需一个仿真模拟训练平台,操作人员即可展开训练,这对于降低日常训练费用也具有重要意义。

2.3 遂行任务广

在模块化设计下,单一类型的无人化装备可以装载多种功能模块,遂行多种作战任务。随着作战分工的细化,单一类型装备能发挥的作战功能极为有限。以炮兵为例,担负远程火力打击任务,在空中力量大量运用的现代战场,传统火炮的反应速度已跟不上战争节奏,易被空中力量发现并摧毁。而无人化装备可同时装载对地打击模块和对空打击模块,根据指挥所提供的情报,对空中和地面目标实施打击,传统炮兵和防空兵的任务可由一种无人化装备遂行。无人化装备不用考虑乘员的因素,可释放更多载荷空间用于装载功能模块,对无人化装备遂行多样化任务具有重大意义。随着无人作战关键技术的进步,军队的编制将会大幅精简,装备性能将会更强,遂行任务的种类会更广。

2.4 人员伤亡小

随着武器装备精确打击能力的提升,传统有人装备面临巨大的生存危险,战斗员的战场伤亡急剧增加,部队作战效能的发挥受到严重限制。而无人化装备不必考虑人员的伤亡问题,没有人的认知,可从容应对恶劣的自然环境和残酷的战场环境。随着智能在战争中的作用不断凸显,培养合格的战斗员已成为是一项系统而庞大的工程,人员的培训和训练的花费是巨大的,人员的损失无疑是战争中最大的损失。同时随着战争伦理的发展,人的生命越来越受重视。从经济和伦理的角度来说,无人化装备都符合未来战争发展趋势。无人化装备的大量运用,将人类从血腥残酷的战斗一线解放出来,将人员的伤亡与战争逐渐剥离开来,对真正开启“零伤亡”的战争新纪元具有里程碑的意义。

2.5 作战效能高

工作站人员向无人化装备发送指令,即可完成对无人化装备的战场调控。随着无人化程度的不断发展,指挥层级将逐步减少,单个人员的指挥效能将会显著提高。在无人化装备发展到智能化水平时,我们所要做的可能仅仅就是下达作战决心。在技术状态良好的情况下,无人化装备不达目的不罢休,不会出现因人的原因而导致的各种意外,作战效能将更稳定、更准确、更有效。无人化装备没有人的认知与意识,能摆脱人的因素对作战效能的制约,接到人发出的指令后,不受心理和伦理的束缚,无论面对何种战争情景都会绝对服从。自然环境的剧烈变化必然导致战斗员生理上的不适应,而无人化装备却不会有不适应,只要技术状态良好即能立马投入战斗,高效完成人赋予的作战任务。

3 无人化装备的作战应用

3.1 战场侦察监视

无人化装备携带光学摄像头、微光摄像头、红外扫描器和小型雷达等设备,对敌重要目标实施侦察监视,可为战场指挥员提供战场实时情报。因其目标小、隐蔽性强、无生命代价等特点,将是获取战场情报的重要力量。无人化侦察装备能完成对目标的多种侦察监视任务,通过控制站与无人化侦察装备的搭配侦察,可以实现对任务区域24h不间断监视侦察。以色列最近推出的“守护者”多用途无人侦察车,可对边境线、港口、机场、重要管线等进行侦察监视,该车采用全地形底盘,越野性能好,最大行驶速度达60km/h,可搭载300kg的载荷,包括电视摄像头、微光夜视仪、传感器、通信设备及轻型武器,车体的前、后、下方均有仪器接口,可通过掌上电脑或计算机进行控制。

3.2 电磁干扰欺骗

无人化装备实施电磁干扰欺骗主要有三种方式:一是抵近干扰欺骗。利用无人化装备目标小、机动性强的特点,无人化装备隐蔽机动到敌纵深,对敌电子设备实施抵近干扰。在距目标距离较近时,小功率干扰设备可起到远距离大功率干扰设备的作用,同时干扰区域位于敌方,能避免对己方电磁环境的污染。二是缩放干扰欺骗。无人化装备通过放大或缩小电磁信号强度,使敌指挥所获得错误情报信息,从而使得其作出错误的判断决策,扰乱敌主要作战行动,从而提升己方作战优势。三是模拟干扰欺骗。根据不同电磁信号的特征,无人化装备可模拟产生不同类型武器装备的电磁信号,诱使敌将主要作战力量用于打击廉价的无人化装备,从而提升己方主战装备的生存率。

3.3 火力打击摧毁

无人化装备安装目标搜索和火力打击模块后,可遂行“察打一体”任务。其打击方式主要有两种:一是重复性打击方式。无人化装备充当火力发射平台,发射导弹、炸弹、炮弹等对敌实施打击,在这种火力打击方式下,无人化装备充当的是发射火力的任务,装备自身不被破坏,可重复回收利用。二是自杀式打击方式。各种掩体和防护工事的存在,导致许多敌重要目标难以被摧毁。而无人化装备的小型化、隐身化的特点,使其容易混入敌方阵地。在无人化装备上安装爆炸装置遂行自杀式的打击任务,通过实时的监视摄像头,操作人员可操作其到达目标附近实施自毁爆炸。廉价无人化装备进入敌方阵地,采取同归于尽的打击方式,对敌指挥所、弹药库等重点目标具有很好的打击效果。

3.4 勤务支援保障

无人化装备遂行勤务支援保障任务主要有两种方式:一是随伴勤务支援保障。运用无人化装备遂行随伴保障任务时,由无人化装备携带作战物资,士兵对所需物资随取随用。美国军方正在研发的“大狗”机器人就能为士兵提供随伴运输物资的任务,该型机器人不仅能行走和奔跑,还能跨越障碍物,尤其适合在车辆无法通行地区提供随伴保障。二是后方勤务支援保障。根据前线传来的保障需求,后方勤务支援中心运用智能分发系统调配所需物资,无人机等高机动性无人化装备受领任务,快速实施精确保障。运用无人化装备实施远程勤务支援保障,具有保障精度高、保障速度快、保障效率高等优势,能提供更全面、更及时、更准确的勤务支援保障,从而提升部队作战的持久力。

3.5 危险区域作业

陆战场上的各种雷场障碍场设置复杂多样,人员进出存在较大风险,人员被杀伤后产生的心理问题严重影响部队士气。运用无人化装备破障排雷,不用担心人员的伤亡,同时排雷破障的效率将大为提高,这是传统人工排雷无法比拟的。在以往的演习作战中,战场上难免遗留未爆弹,在这些未爆炸物找到后,在运输搬运的过程中仍是十分危险的,爆炸物随时可能意外爆炸,由人工处理会顾忌人员的生命安全,而利用无人化装备却能较好地解决这一问题。随着人类活动范围的不断拓展,太空、深海和极地等极端区域逐渐成为军事较量的热点地区,在这些非传统作战区域,人类的生理机能将面临巨大挑战,而无人化装备却不受自然条件的影响,对极端环境下的作战任务依然游刃有余。

4 无人化装备的发展趋势

4.1 向决策智能化方向发展

现有的无人化装备主要靠人来遥控指挥,也有部分无人化装备具备自主决策能力。无人化装备在遂行作战任务时,人的参与度还是较高的,作战行动的各个环节都需人的直接参与,与无人作战的要求还存在较大差距。随着人工智能技术的发展,无人化装备的智能决策能力将得到提升,对人的依赖程度会越来越低。无人化装备的智能决策能力发展到一定程度后,将不需要人的实时干预控制。根据人下达的作战任务,无人化装备自主规划路线、自主规避障碍、自主打击目标、自主返回基地,许多非关键性的决策问题,无人化装备自行决策,从而加快作战进程。无人化装备智能决策能力的不断发展,将大幅提升其作战效能,拓展其作战运用范畴,任务式智能化无人作战将逐渐成为现实。

4.2 向功能集成化方向发展

不同的作战行动需要不同类型的武器装备,这就对部队的协同配合提出了较高要求。由人直接操作装备作战,战场情况瞬息万变,人与装备很难做到无缝协同。无人化装备向功能集成方向发展,在模块化设计条件下,可集成不同的功能模块于一体,单一类型的无人化装备即可遂行多个兵种的作战任务。以陆军为例,陆军传统的主战兵种主要有步兵、装甲兵、炮兵、防空兵,在无人化装备上同时加载对地打击模块和对空打击模块,可实现炮兵和防空兵的一体化;在无人化装备上同时加载轻武器打击模块和直瞄火力突击模块,可实现步兵和装甲兵的一体化。以上只是对无人化装备功能集成的初步构想,随着无人化装备功能集成化的提升,单一类型无人化装备完全可以实现多种作战功能。

4.3 向模块通用化方向发展

无人化装备向模块通用化方向发展,将显著提升其战场可维护性,延长其全寿命周期,简化其勤务保障要求。在模块通用化设计条件下,单个功能模块出现故障或损坏时,技术人员可快速更换备用功能模块,在紧急情况下,亦可从损坏的装备拆卸未损坏的功能模块,快速组装出能正常使用的装备。美国海军在研的“通用无人水面舰艇”就采用了通用模块化设计,可灵活安装不同的功能模块,完成反潜、反水雷、侦察监视、火力打击、通信中继等作战任务。美军对无人化装备的研发,已制定了研发制造的标准,推进着无人化装备向模块通用化方向发展,并成立了陆海空三军联合无人化装备标准办公室,负责制定不同类型无人化装备的标准,主要包括战术标准、作战标准、技术标准。

5 结语

随着军事技术的不断进步,无人化装备将大规模应用到战场。相较于传统有人装备,无人化装备没有乘员,从而决定了其先天的战场优势。在近年的局部战争中,不断闪现无人化装备的身影,无人化装备的应用领域逐渐由完成辅助型任务向主战型任务转变。无人化装备所具备的颠覆性战场优势已逐渐引起世界各军事强国的重视,纷纷将无人化装备作为重点发展的未来装备。在以人工智能为代表的高新技术飞速发展的历史背景下,我军要深刻认识到无人化装备对未来作战的巨大影响,准确定位无人化装备的应用领域,充分把握无人化装备的发展趋势,紧跟前沿无人化装备的发展潮流,积极进行无人化装备发展和无人化作战力量建设实践。

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