圖注:國產“微型集群偵察無人機系統”
近些年,我國在無人機研制方面不斷推出新品,中國電子科技集團公司新推出的一款偵察無人機產品就很有特性,筆者看到這款偵察無人機的第一眼,就想到了美國的“渡鴉”單兵微型無人機系統。
設計定位類似于美國“渡鴉”無人機
僅從外形上看,“微型集群偵察無人機系統”與“渡鴉”的確是非常相似,都采用圓筒向矩形體變化過渡式機身,較大展弦比上單翼,長撐桿式的尾翼,氣動布局十分相似,在使用方式上,也都是采用單兵攜帶、手動發射,偵察傳感器載荷也都以光電頭的形式布置在機頭處。
然而,兩者既有相似之處,也有很大的不同之處。“微型集群偵察無人機系統”與“渡鴉”最大的區別,在于“集群”兩字。據介紹,“微型集群偵察無人機系統”是一款完全分布式,高度自動化、智能的空中無人集群偵察作戰系統,通過為攜帶光電偵察載荷的微型無人機加裝集群飛行管理平臺系統,使其能夠根據任務設定自主完成序貫起飛、編隊集結與保持、區域協同搜索、運動目標協同跟蹤、快速俯沖抵近等偵察作戰任務;通過智能的任務分配和高效的機間協同,大幅提升空中偵察作戰效率,降低效費比。
圖注:美國陸軍的單兵無人機“渡鴉”
“集群”無人機強在哪兒?
為什么“渡鴉”無人機是單打獨斗,而“微型集群偵察無人機系統”選擇與其不同的集群偵察模式?與單打獨斗相比,“集群偵察”有什么優勢和好處?
我們知道,由于反無人機系統和技術近些年來飛速的發展,對“低小慢”無人機的殺傷和攔截效果很好,殺傷概率提升非???。而“渡鴉”RQ-11恰恰是這么一款“低小慢”無人機,面對反無人機系統,單機作戰的“渡鴉”一旦被捕獲,裝備損失不要緊,更關鍵的是戰術偵察任務也得失敗告吹。而集群式無人機則不同,它構成一個任務編隊,即便一架、兩架無人機被防空系統或反無人機系統擊落,集群內其它無人機也能成功執行偵察任務。而且與單兵偵察無人機相比,集群無人機具有編隊偵察的優勢,可以對更廣闊的區域進行編隊搜索,探測能力強于單架無人機;此外集群無人機還可以對某一區域進行反復多次地毯式搜索,避免單次搜索造成的偵察遺漏或錯漏,進一步提高偵察成功率;而且,對于運動中的作戰平臺目標,單兵無人機往往難于跟蹤監視,而對于集群無人機而言,對移動目標進行接力偵察跟蹤是非常輕松的事;此外,多架無人機偵察同一個目標,可以從不同角度對同一目標有不同的觀察,對目標的觀察更為立體和細致,偵察效果更好,細節更為突出。而與單兵無人機相比,“微型集群偵察無人機系統”在技術上難度更大,需要解決任務協同、智能編隊等技術瓶頸,用更合理高效的方式完成無人機的自組隊和對同一目標的協同探測。
圖注:集群起飛的“微型集群偵察無人機系統”
國產“集群無人機系統”性能概述
據介紹,“微型集群偵察無人機系統”內集群無人機規模不低于20架,采用自組網技術,組網時間不超過10秒,機間傳輸帶寬10M,使用半徑10千米,續航時間不小于40分鐘,巡航速度約為54~90千米/小時,單機最大起飛重量2.2千克,單機載荷能力0.5千克。
“微型集群偵察無人機系統”由集群自主管理系統、數據鏈空中節點、偵察載荷、數據鏈地面節點和地面站組成。“微型集群偵察無人機系統”的控制很簡單,可以采用便攜式的筆記本式控制終端(地面站)進行控制,單兵也可以通過手持式的數據鏈地面節點,從集群偵察無人機系統上下載獲取偵察情報信息。集群自主管理系統是“微型集群偵察無人機系統”的“大腦”,而飛行控制板就是集群自主管理系統的核心,它由中國電科自主研發,具備航線飛行控制、組合導航兩種功能,可以進行集群任務分解、編隊飛行、目標跟蹤、自主避障等機間協同功能。飛控底板則集成有導航信息采集和數據鏈、載荷接口功能。
集群無人機如何使用?
在不使用時,微型集群無人機可以拆卸并折疊起來,放置在軍用攜行背包中由單兵背負攜帶,而當使用時,一個無人機小組的多名士兵選擇一塊平地,同時組裝好無人機,進行集群快速展開。展開后,多架無人機可以順序或者同時發射,發射后在空中組成多機編隊。無人機可以自主選擇飛行高度,飛往集結地點盤旋集結。當多架無人機盤旋至相位一致后就進入編隊飛行。微型無人機編隊飛行可靠性很高,在試驗中,進行過一字型編隊抗風測試,測試風速達到9米/秒,即相當于5級風的條件下,飛機仍能正常編隊飛行完成任務。在協同廣域搜索任務中,微型集群無人機可以保持具有寬大搜索正面的一字型編隊執行任務,也可以根據任務需要選擇人字形等編隊方式。而當某機進入跟蹤模式時,編隊內的其他飛機還可以保持在搜索模式,以覆蓋其他未搜索區域;當某一架無人機使用紅外載荷進行探測成像的時候,其它無人機可以使用光學載荷進行探測,因此執行任務非常靈活。在俯沖抵近偵察中,無人機可以進行俯沖,然后接近目標進行高質量高精度的成像,而后掠過目標后爬升歸隊。微型集群無人機還可以實現協同定點回收,多機在程序事先設置好的歸航點的不同高度盤旋等待,然后依次進入回收程序。