1.美軍不僅已試驗過固定翼有人機與無人機之間的混合編隊飛行能力,而且也進行了有人武裝直升機與無人直升機之間的協同作戰能力。圖為已改為無人直升機的ah-6與ah-64d武裝直升機。
2.有人機與無人機組成混合編隊協同作戰,技術難度上要小于“全無人機集群”作戰,更容易實現。圖為f-18有人戰斗機與x-45無人機編隊飛行。
有人機和無人戰機可用“人機對話”方式交流信息
有 人機與無人機編隊和協同作戰雖然比無人機之間的編隊和協同作戰要容易,但是也需要攻克一系列技術難關。首先必須明確系統中的人機功能分配問題。如何既能最 大限度地發揮無人機的自主作戰能力,又能不影響編隊中有人機指揮員的作用,達到最佳的系統平衡。即如何確定有人機與無人機協同作戰系統的體系結構和功能劃 分是各國亟須深入研究的問題。
第二是有人機與無人機之間的信息交換問題。整個協同任務過程中有人機的飛行員不僅要接收來自地面的最新作戰 信息,還要根據戰場情況指揮控制無人機。如果采用傳統的數據輸入方法,無疑會極大地增加飛行員的工作負擔,各國都在研究如何將“自然語言理解”技術應用到 有人機與無人機協同作戰系統中。這種技術實際上就是使人與計算機進行語言交流成為現實,類似的場景曾在科幻空戰片《絕密飛行》中出現過。這種信息交換方式 就如同人類之間的對話,簡單明了,能大幅降低飛行員的作業強度,同時也減輕了對通信系統的負擔。
此外就是無人機的航線規劃問題,所謂航線 規劃就是利用地形和敵情等信息規劃出生存概率最大的戰機突防航線。有人機/無人機混合編隊由多架飛行器組成,如何實現讓有人機和無人機在有威脅的情況下同 時到達指定位置就是一個令人頭疼的問題。這樣的多機種航線規劃制約條件多、計算復雜,要涉及綜合運籌學、智能計算以及計算幾何等多方面的問題。另外戰場環 境也是瞬息萬變的,一旦戰場環境出現變化,編隊的飛行航線、攻擊目標也會發生變化,航線的快速“再規劃”能力此時就顯得尤為重要,不然編隊的作戰靈活性就 會大大下降。
美已試驗過兩種有人機/無人機混合編隊方式
針對這些問題,以美國為首的發達國家進行了長時間的技術 攻關和驗證,近年來取得了長足進展。2004年,美國波音公司x-45無人機試飛時,就驗證了x-45與有人駕駛的t-33飛機進行空中通信的能力,邁出 了探索無人戰機與有人機進行編隊飛行和協同作戰的第一步。緊接著,美軍又利用一架t-33技術驗證機(改裝為無人戰機的航空電子系統)與f-15e進行了 有人機/無人機協同飛行能力的驗證飛行。2012年,美國在有人機和無人機之間測試了美國民航局的下一代基于廣播式自動相關監視系統(ads-b),成功 完成了兩者在同一空域的飛行試驗,有效的擴大了無人機的使用區域。
與此同時,美國陸軍也開展了ah-64d武裝直升機與無人機之間的協 同。2006年2月,波音成功進行了由ah-64d直接控制無人直升機發射機載武器的飛行試驗。試驗中,ah-64d的飛行員利用數據鏈成功與一架無人直 升機(由ah-6“小鳥”改裝)的傳感器相連接,并向后者下達了發射“地獄火”導彈的命令,首次驗證了武裝直升機與無人機間的協同作戰能力。
2004 年,諾斯羅普?格魯曼公司成功試驗了“艦載無人機任務控制系統”,該系統可使無人機安全、獨立地參與傳統的艦載機作戰行動,同時可使無人機操作員在無人機 飛行途中改變任務計劃,以響應空中交通管制的新需求。從而為x-47b上艦執行作戰任務打下了堅實基礎。
英“狂風”戰機可同時控制3架無人機作戰
有人機與無人機的協同作戰也是歐洲國家近期發展的一個重點項目。英國正在研發的“未來空軍進攻性系統”計劃中,一個重要的研究項目就是探討由有人機、無人機及空射巡航導彈組成混合體系的作戰能力。
2007 年,英國皇家空軍首次完成了有人機與無人機的模擬協同作戰試驗。一架經過改裝的“狂風”戰斗轟炸機指揮3架無人機“模擬機”(由bac-111改裝),對 地面移動目標實施了模擬攻擊。試驗過程中,無人機從起飛到探測目標、識別和鎖定,乃至讓武器瞄準目標均為自主完成。但發射武器的最終決定權仍掌握在“狂 風”飛行員手中。
英國的最終目標是一架有人戰機能夠同時指揮5架無人戰機。法國也緊隨其后,研究有人機與無人機之間的協同作戰,此次“陣風”戰機與“神經元”無人機進行編隊飛行正是驗證前期研究的成果。
隱身轟炸機可充當有人機/無人機編隊指揮機
各國雖已在有人機與無人機混合編隊飛行和協同交戰能力取得了較大的進展,但實戰應用仍有距離,目前有人機/無人機混合編隊還存在著一些缺點需要克服。
理 想的有人“指揮機”最好是隱身戰機(四代機),這樣不易出現因有人機暴露后,進而暴露隱身無人機位置的情況。由于現役的四代機均為單座戰機,盡管其在航電 系統的集成化、智能化水平上取得了突破性進步,但要讓一名飛行員“身兼數職”,負擔還是很大。一些軍事專家認為,類似b-2的隱身轟炸機或許更適合充當無 人機編隊“指揮機”。
美軍在提出研制新一代隱身轟炸機(代號“2018轟炸機”)時,就明確要求它能夠指揮x-47b隱身戰機作戰。由此 看來,“2018轟炸機”有可能成為第一種具備有人/無人機協同作戰能力的作戰飛機。據美軍已公布的官方資料,這種轟炸機或將在2020年左右交付使用, 屆時x-47b應已具備實戰能力,美國在該領域的發展受到各方的高度關注。
有人機/無人機混合編隊及協同作戰只是發展未來無人機集群協同作戰的第一步,但也將是很長一段時間內,未來空中戰爭的一種發展趨勢。無人戰機未來發展的方向應該還是無人機之間的集群協同,這樣可以更大的發揮無人機自己的優勢,這也是各國研究的下一個重點目標。