两栖作战中无人化装备发展现状分析

2022-03-08 02:04闫小伟刘立辉
中国电子科学研究院学报 2022年1期
关键词:战车无人装备

闫小伟,刘立辉

(中国电子科学研究院,北京 100041)

0 引 言

两栖作战是一种作战样式,也是现代战争中时空跨度大、影响因素多、组织最复杂的军事行动。美军两栖作战手册中指出:“两栖作战是由海军和登陆部队搭乘舰艇自海上在敌岸实施的协调一致的登陆(着陆)行动[1]。”有别与其他水面作战行动,两栖作战是一种以进攻为根本特征的作战行动,具体可细分为两栖进攻、两栖包围、两栖袭击、两栖夺占、两栖试探等类型[2]。

传统两栖作战体系主要包括两栖舰艇、两栖车辆、直升机、垂直/短距起降飞机等专门的两栖装备。随着时代的发展,科技的进步,战场环境的变化,两栖作战作为一种多类型武器装备技战术高度合成的作战样式,在战场空间、作战理念、武器装备方面体现出一系列革新和发展变化。

1 两栖作战理念发展

随着科学技术的进步,传统作战理念发生了根本的变化。现代信息化、智能化高技术战争不在于对敌方有生力量以及战场进行毁灭性的打击,而是强调依靠强大的多维立体侦察监视、远程精确火力打击、远程兵力投送和精准后勤保障能力,实现对敌方战争能力的压制和控制[3],进而战胜对手。这是高技术条件下作战理论与传统作战理论的根本差别。

两栖作战中,为了避免岸防火力的致命打击,美军立足于新一代登陆工具着眼提出了“超地平线[4]”两栖登陆作战。超地平线登陆就是利用远程精确打击和兵力投送能力,在敌探测距离之外(或火力范围之外)对敌开展威胁。此两栖作战模式的战斗过程表现为“掠海式登陆”与“超视距登陆”相结合的状态。其基本作战过程的构想为[5]:登陆地点与时间确定后,在敌方岸防火力作用范围以外便开展战斗人员车辆的编组投送,利用现代高速突击装备技术的优势,随即进行远距离海域快速冲击,通过远程精确火力对防守方岸线与后方纵深目标展开打击,扰乱压制防守方的防御部署力量。与此同时,利用机降突击迅速夺取敌后方机场、油库、桥梁等高价值目标。

由于传统登陆两栖作战抢滩登陆消耗巨大,未来大规模两栖作战的可能性正在逐渐减少,重在谋求对敌目标精确打击和核心目标攻占或瘫痪,对两栖作战力量的机动灵活性和快速反应性提出更高要求,而这正是无人化装备具备的突出优势;现代两栖作战将涉及陆、海、空、岛岸等多维领域,战场对抗激烈程度越发凸显,无人化装备将凭借其智能化、低成本、无人员伤亡等特点在“夺占控场”中有效发挥“先锋”作用;传统两栖作战强调功能作战编组,未来两栖作战则更加强调根据任务需要开展动态模块化组合,体现不同的作战能力,无人化装备灵巧模态组合优势也将更加适应两栖战未来体系联合发展要求。同时,以有人/无人协同为主的作战力量演变趋势,也必将推动无人化装备在两栖作战中的部署与应用,并为两栖作战的灵活性和多样化注入新的活力。

2 无人化装备发展需求

随着两栖作战理念和技术发展的深刻变革,无人系统有望成为新时期两栖作战的新型装备,部分替代有人装备执行高风险、高难度的作战任务,实现对海上水下战场态势感知、火力打击、战场评估和综合保障[6],其作战隐蔽性更强、作战灵活新性更高。21世纪以来,美国、俄罗斯等军事强国重点对智能化无人自主系统进行了广泛的研究[7],并成功应用于伊拉克,阿富汗和叙利亚作战中,取得了良好的作战效果。

传统两栖作战都强调依托有人装备和信息技术优势达成作战意图[8]。面对领土争端和军事博弈,两栖作战在未来仍将是不可或缺的重要作战形式之一。随着无人作战系统的愈发成熟,在两栖登陆行动中由无人作战飞机、无人作战艇、无人战车、无人潜航器等组成的无人化作战体系与有人装备协同作战,将发挥出更大的作战效能。未来两栖作战在大量情报数据的支撑下,依托智能化决策系统为指挥员提供辅助决策,其中“无人化”武器装备有望成为执行作战任务的重要力量。使用无人机用于两栖作战先期的侦察监视、情报获取;使用无人机蜂群实施直前“饱和式突防、分布式杀伤和先导式突击”[9];使用无人潜航器实施海滩登陆前的水下侦察和水下排障等;使用无人两栖战车实施近距突击、岸火压制和障碍排除等,这些都是无人化装备在未来两栖作战中发挥作用的重要体现。两栖作战行动及装备需求如表1所示。

表1 两栖作战行动及装备需求

3 无人化装备发展现状

两栖作战能力越来越受到当代海洋强国的重视,两栖作战能力的强弱也成为衡量一个国家海军作战能力的标志。无人化装备作为新型作战力量可有效替代传统有人装备来执行一些高风险、高难度的抵近侦察、饱和攻击等任务,提高作战灵活性、降低人员伤亡。为此,世界各军事强国积极投入两栖无人化技术研究,大大推进了两栖无人化装备的发展进程。

3.1 无人作战飞机

无人作战飞机军事用途广泛,在未来战场上可以发挥多方面的作用。无人机平台续航时间长、隐身性能好,且无人员伤亡顾忌,可替代有人侦察机执行敌态势侦察监视和通信中继任务;无人机平台可自身装载或携带制导武器对时敏目标进行近距离精确打击,实现近距离接敌并对敌方实施电子干扰、压制、攻击等信息作战,甚至实现无人机间编队组网协同自主交战。此外,无人机平台还可以用于后勤保障领域实施后勤物资补给、伤亡人员搜救后送等综合保障等功能。

在美国海军陆战队未来战争构想中,包括无人机、无人艇、无人战车在内的无人化装备都将发挥重要作用。抢滩之前,海军陆战队空地特遣部队无人机将首先从舰船起飞执行侦察任务。为了提升两栖攻击舰战斗能力,美国海军陆战队要求两栖攻击舰搭载多用途无人机,为此提出MUX项目,又称:无人驾驶远征能力计划,目标是研发一款可在两栖战舰上垂直起降的通用无人机,用于执行侦察、通信中继、货物运输等各种各样的任务,补充或替代现役所有型号舰载机。

MUX属于第5等级也就是最高等级无人机系统(目前,美海军和海军陆战队目前装备的MQ-8“火力侦察兵”无人直升机属于第4等级无人机),最初被要求承担预警、指挥控制和通信、电子战、情报侦察监视和目标捕获、持续火力打击、护航、战术分发等7项任务[10]。

此外,土耳其这些年也在大力发展无人机,并将于2022年试飞Bayraktar TB3新型无人机[11],能从两栖攻击舰甲板短滑跑起飞降落,可通过卫星中继遥控的该款无人机,其航程达到数千公里。法国海军“西北风”级“迪克斯莫德”号两栖攻击舰已搭载“坎姆考普特”S-100无人机[12],这是旋翼无人机首次在欧洲两栖攻击舰上形成全面作战能力。该无人机可昼夜全天候使用,载重34 kg连续飞行6 h,航程可达200 km,配备光电/红外载荷用以执行侦察、监视和情报任务。国外两栖攻击舰舰载无人机图示如图1所示。

图1 国外两栖攻击舰舰载无人机图示

我国也正研发舰载固定翼无人机。该机将具备较强的侦察能力和攻击能力,可执行战场侦察监视、目标指示和压制防空等作战任务。

为适应复杂两栖作战环境、满足舰船起降要求,未来两栖无人作战飞机的发展更加注重提升战场生存能力,与其他作战装备的协同信息集成能力和侦察打一体多用途能力。

3.2 无人潜航器

无人潜航器(UUV)是一种以潜艇或水面舰船为承载平台,并协同其开展水下作战活动的无人化、智能化装备。无人潜航器能在水下长时间自主航行执行特定的作战任务,由于其活动隐蔽性强、使用灵活受限小、无人员伤亡顾忌,在未来海战中的优势越发明显,被誉为海军潜艇或水面潜艇的力量“倍增器”。

作为一种特殊的水下智能化海军装备,无人潜航器通常与潜艇或鱼雷有类似的外形设计,多采用蓄电池作为动力源,可提供持续数日水下作战活动能力。无人潜航器作为一种新概念武器中无人作战平台武器,按照作战任务要求可分为侦察探测型、水下攻击型和反水雷型。

大部分无人潜航器都搭载有雷达、声纳、摄像机以及电磁场传感器等先进的侦察探测设备,用于水下地形扫描,障碍物规避,水雷、舰艇等目标的探测跟踪,可与潜艇、水面舰艇等构成优势互补的水下侦察监视网络。反水雷、水下攻击是无人潜航器承担的一项重要作战任务,其自身可作为一次性扫爆弹药,对目标实施直接攻击,也可携带鱼雷、导弹、水雷等攻击性武器,发射或布放至预定位置后撤离。与此同时,无人潜航器可以根据不同的作战需求协同组网使用。

近年来,世界各军事强国都在积极研发各种类型的无人潜航器,如图2所示,关注度日益凸显。

图2 国外水下无人潜航器图示

美国军用无人潜航器研制较早,技术处于世界领先水平。2004年,美国海军公布了新的无人潜航器发展规划,提出了无人潜航器在军事应用方面的9种使命[13],提出发展4种不同级别的无人潜航器,即小型便携式、轻型、重型和大型。

“曼塔I”无人潜航器(MANTA)是美国本世纪初开始研制的一种大型UUV,采用共型设计,平时作为潜艇的一部分,作战时释放,完成任务后返回母艇。2017年,美国BAE系统公司研制“机动式艇外秘密通信和进入”水下无人潜航器[14]。该无人潜航器装备主动声呐,可远离母艇进行探测,并可将探测信息实时传回母艇。此外,还有以探雷、灭雷为主的Bluefin(金枪鱼)系列UUV、“长刀鱼”无人潜航器等轻型重型无人潜航器。“Bluefin-21”型中型无人潜航器艇长5 m,重量750 kg,水深可达4 500 m,可执行深潜任务。

2021年9月,俄国防部批准在远东地区对“大键琴-2R-PM”无人潜航器进行测试,检验其在浅海海域的操作性能[15]。“大键琴-2R-PM”无人潜航器将成为“波塞冬”核动力无人潜航器系统的重要组成部分,负责后者的监测与维护工作。“大键琴”系列无人潜航器是俄罗斯自主研发的深水潜航器,包括“大键琴-1R”和“大键琴-2R-PM”两种型号,该系列潜航器可用于执行各种军用和民用任务,包括海底环境研究和通信设备状态监视等。

欧洲主要有挪威、法国、德国、瑞士等国研究无人潜航器,并在相关技术领域接近美国的技术水平。欧洲各国研发的无人潜航器系统主要包括:挪威研制的HUGIN系列、REMUS系列;法国研制的Alister系列;德国研制的3型UUV(MK-I、MK-II、DeepC);瑞典研制的2型UUV(多功能水下潜航器SAROVH、水雷探测系统AUV62-MR)等。

我国一直致力于无人潜航器项目。由我国自主研发设计的新型仿生无人深海潜航器,已测试成功,代表我国在此领域已占一席之地。

在近几年相关军事行动以及海上搜索行动中,无人潜航器已表现出不可替代的作用。然而军事大国间的力量博弈,使得无人潜航器发展更加强化海下自主智能和认知能力,提升远距离水下通信联络和协同配合能力,以及采用新能源动力技术延长续航能力。

3.3 无人两栖战车

两栖作战一直是各国海军需要面对的一个重要作战内容。在两栖作战中,防守方凭借占据着有利地形的优势,通过修筑的坚固工事使其可以从容的布置防御体系以逸待劳。二战后美国提出的以直升机为主垂直空降包围战术虽然在强对弱的局部战争中显示出较好的效果,但在面对防御实力强悍的大国时其效果未知,无人两栖战车将会是未来两栖作战的一大革命性武器装备[16]。作为可携带武器进行自主作战的装备,在抢滩登陆时可以充当第一波登陆作战武器,在避免人员伤亡的前提下,压制、摧毁敌军防御火力点。

两栖战车的主要任务是作为突破敌方岸滩防御的主力战车使用,充当无人载具将作战力量从大型两栖舰艇上,转运到滩头阵地,并提供相应的火力支援。因此,水上航行速度是两栖战车极为重要的指标,它决定了两栖战车完成航渡过程所消耗的时间,也决定了大型两栖作战舰艇需要靠近到距离岸滩多近的距离。

据报道,2021年6月西班牙设计了一种用于执行两栖任务的“泰勒斯”无人地面车辆,可集成机枪、反坦克导弹等武器系统,具备水陆自主巡航能力。同年,德国莱茵公司公布研制出用于复杂地形的柴电混合两栖无人战车。国外两栖无人战车如图3所示。2019年我国也研制了一款两栖无人战车,该款无人战车具备智能巡航、快速突击等功能,可由大型舰艇远程操控,与多种作战平台深度融合,实现协同作战。

图3 国外两栖无人战车图示

目前,各国无人两栖战车大多处于研制测试状态,尚未进行实战检验,其在灵活性、自主性、协同性等多方面尚不能满足两栖作战需求,未来仍有较大技术发展空间。

3.4 无人作战艇

无人作战舰艇技术是一项被认为有可能在未来10年内深刻影响改变海军战争及军事行动的技术,是未来海上作战的重要前沿技术之一,美海军将无人作战舰艇技术视为未来大舰队计划的核心要素[17]。无人作战艇由于采用无人化设计,能够有效克服复杂海况、生化辐射等恶劣环境的影响,有效应对敌方严密防护火力的威胁,开展抵近侦察和火力压制,非常符合未来战争所追求的“无伤亡”、“分布式”、“零接触”作战理念。

美国海军早在20世纪90年代就开始研究无人艇,并于2007年颁布了《海军无人水面艇主计划》,跟据技术指标,将无人作战艇分为“X”级、“海港”级、“通气管”级和“舰队”级4个级别,明确了反水雷战、反潜战、海上安全、水面战、支援特种作战、电子战和支援海上拦截作战7项任务。为了指导无人系统的发展,2013年美国颁发最新《无人系统路线图》,成为无人艇列装较多的国家。以色列则是全世界无人艇发展最快的国家,在研型号25个、列装型号63个,包括知名的已批量生产并装备军队“保护者”无人艇[18]。航速快、体积小,灵活机动是无人作战艇的突出特点,可满足有人舰艇无法实现的隐蔽性、突然性作战要求,国外无人作战艇如图4所示。

图4 国外无人作战艇图示

有为突出的是众多无人艇协同组网作战成为未来无人艇技术的重要发展方向。凭借数量优势,无人作战厅可采用“围攻”战术,对敌方舰队实施多方位攻击。由于无人作战艇装备相比大型舰船在研制成本、研制周期方面优势突出,军队装备速度大大加快,可迅速生成战斗力。目前,无人艇协同作战中实现艇间集结、队形保持、机动变换、任务分配、协同避障的无人艇多节点协同航行技术已经成功突破,为无人作战艇“鲨群”作战能力生成和实施提供技术保证。如美国海军研究办公室依托其研发的“机器人自主指挥与感知控制体系结构”技术,于2014年组织13艘无人艇开展艇间集群技术演示验证试验,成功展示了海上无人艇采用“鲨群”作战方式的突出优势和巨大威力,对传统的海战样式造成巨大的颠覆力和冲击力。2018年,我国某无人艇企业开展了一场大规模的水面无人艇“多艇协同”技术测试,无人艇编队协同控制技术取得新突破,实现了从被动协同到主动协同的升级。

4 无人化装备发展特点

在两栖作战应用中,无人化装备的发展表现出如下三方面特点,即智能化程度要求高、多任务用途趋势明显、与武器系统协同紧密。

(1)无人化装备智能化程度要求高

两栖作战战场环境因素多、时空跨度大、攻防组织复杂,对无人装备智能化水平提出较高要求。无人作战飞机、无人潜航器、无人两栖战车、无人作战艇等无人化装备需具备战场环境的多维度感知能力,并基于感知数据进行融合与判断,实时构建战场态势,在战场前沿无人干预的情况下进行某种程度的自主决策并执行作战任务。同时,可根据任务要求,通过无人装备群间自适应动态组网、信息共享、协同任务分配,实现空间上分散的无人化装备在行动上的协调统一,以“群体”智能的方式来应对战场的复杂性和突发性,体现无人装备群体智能战法应用上的“跨代”优势。

(2)无人化装备多任务用途趋势明显

与传统有人系统相比,无人装备的持久性和承受度优势明显,对已知和潜在威胁的适应性更好、更广泛,对大范围任务系列的支撑能力更强。因此,无人化装备被赋予更多用途、进入更多任务领域。从国内外两栖作战无人化装备研制、使用情况及发展规划看,可执行任务的类型日趋完善,从而适应“两栖攻击、两栖登陆、两栖包围、两栖夺占”等多样化的作战任务和非军事行动。美无人驾驶远征能力计划中通用无人机最初被要求承担侦察、情报、监视和目标捕获,指挥、控制和通信,电子战,持续火力打击,战术分发等7项任务。美海军发展规划提出了无人潜航器需具备情报侦察,观察识别,反潜,反水雷,通讯与导航网络节点,时敏目标打击,载荷输送等9种军事使命;明确了无人作战艇需承担反水雷,反潜战,海上安全,水面战,电子战和支援海上拦截等7项任务。

(3)无人化装备与武器系统协同紧密

两栖作战也是多域作战,涉及海面、水下、空中、滩头岛屿以及电磁空间。进攻作为两栖作战最基本的属性,使得武器系统与无人机、无人潜航器、无人车、无人艇等平台结合成为智能化无人武器系统,与有人系统形成协同作战体系成为必然。各类型智能化无人武器系统间的密切协同,可构成高效的“观察-判断-决策-行动”OODA环,提高从感知、决策到行动的效率和对敌目标的毁伤效果。例如,在集结航渡阶段,无人作战飞机进行海面搜索侦察,无人作战艇进行重点海域巡逻警戒,无人潜航器进行水下环境勘测和扫雷排障任务,并与后方指挥舰艇协同执行反潜打击作战任务。在对岸突击阶段,无人作战飞机和无人两栖战车开展协同侦察打击,无人作战飞机进行空中侦察监视,与无人两栖战车共享态势。无人两栖战车等登陆力量发现既定目标后,立即请求无人作战飞机发射导弹予以打击,也可协同开展火力攻击并对毁伤效果进行评估。

5 结 语

两栖作战是一种典型的需要多种力量、多类型武器装备高度协同才能完成的复杂作战样式,而无人化装备作为一种新型的作战力量具有突防性好、隐蔽性和无伤亡等诸多优点,在未来两栖作战中将发挥重要作用。无人化作战已成为未来作战的一个重要特征,随着无人系统战场感知能力、通信导航能力、电子对抗能力、攻击和生存能力、动力持续能力、智能自主能力、多平台协同能力的发展,以及军事应用的迫切需求,无人化装备将成为信息化作战体系中的重要组成部分,在未来两栖作战中担负更多的作战任务,开启陆海空两栖无人化装备协同进攻作战新纪元。

在我国两栖作战无人化装备发展过程中,需结合现实需求,遵循未来两栖攻击作战使命技战术要求,注重无人作战飞机、无人潜航器、无人两栖战车、无人作战艇以及跨域无人化装备等协调配置发展,并重视发展适应无人化装备体系应用的作战指挥控制系统,将无人化装备融入现有作战装备体系,有效促进我国两栖攻防有人/无人协同作战能力的提高。

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