有人/无人直升机协同作战体系结构及作战模式的研究论文_张思,张博渊

有人/无人直升机协同作战体系结构及作战模式的研究论文_张思,张博渊

江西省景德镇市

摘要:简要介绍了直升机的优点与应用范围,结合美军有人直升机与无人机协同作战的起源与发展,分析了有人/无人直升机协同作战的发展趋势,主要对协同作战体系结构和作战模式进行了研究。

关键词:有人直升机 无人直升机 协同作战体系结构 协同作战模式

1、引言

直升机具有机动灵活的特点,可以实现垂直起降、空中悬停、定点回转等功能,对起降场地和环境的要求低,突出的特点是可以做低空、低速和机头方向不变的机动飞行。鉴于直升机的以上优点,其在军用方面已被广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运输、战场救援、侦查巡逻、指挥控制等方面。

无人直升机具有目标小、突防能力强、无生命代价等优势,展现出了极大的战略优势和应用前景,但无人直升机的自主能力与有人直升机相比存在较大差距,因此如何充分利用两者的优势,发挥最大综合作战效能已成为国内外学者关注的热点[1]。

2、现状分析

20世纪60年代,美军在有人-无人组合思想的指导下,开始研究有人/无人系统技术并于1996年起陆续开展了演示验证与演习,随着飞机的智能化和实战经验的积累,美国有人机和无人机的协同等级也在不断提升[2]。至今,美国仍将有人/无人机的协同作战作为一个重点验证项目[3]。

针对我国当前复杂的安全局势,同时考虑现代战争作战的新发展趋势,研究有人/无人直升机编队协同作战问题是对未来战争思想、作战样式和组织编制的新探索,对改变未来战争具有重要意义。目前,国内有人/无人直升机协同作战技术尚处于探索阶段,本文主要从有人/无人直升机协同作战体系结构和作战模式两方面来进行探讨。

3、有人/无人直升机协同作战体系结构

本文将有人/无人直升机协同作战体系结构分为三种:集中式、分布式和混合式。

集中式有人/无人直升机协同作战体系结构,有人直升机作为唯一的中央控制节点,具有很高的决策能力,与无人直升机之间是一种主从关系。重点体现在有人直升机对无人直升机的任务控制方面,即有人直升机可以在无人直升机执行任务的过程中,对其飞行、通信、载荷和任务等进行有效监管、指挥和控制。这种结构可以降低作战体系的复杂性,减少无人直升机之间的通信,适用于小规模、近距离的有人/无人直升机协同作战模式。

分布式有人/无人直升机协同作战体系结构,相对于集中式结构,增加了无人直升机之间的信息交互,由有人/无人直升机协同决策,对整个编队进行操控。这种结构对无人直升机的自主协调能力要求较高,要同时具备感知、判断、决策、交互等战场认知能力。优点是灵活性好,适用于复杂、高危的战场环境。

混合式有人/无人直升机协同作战体系结构,地面站作为中央控制中心,有人直升机作为编队的领导者,无人直升机作跟随者,编队内各直升机之间可以进行信息交互,编队中通过有人直升机进行通信。多架无人直升机配置不同的传感器,以及不同类型的对地攻击武器,在有人直升机领导下协同作战,提高作战效能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种结构可以充分发挥人的决策优势和无直升机的特点,保障有人直升机的安全,实现优势互补、分工协作。该结构适用于规模大、任务复杂的战场环境,可作为中远期有人/无人直升机协同作战体系结构的重点研究方向。

4、有人/无人直升机协同作战模式

在不同作战环境下,有人/无人直升机之间的协同作战模式可划分为:协同侦察、协同攻击和协同防御[4]。受限于无人直升机的智能化水平,未来很长一段时间,有人直升机和无人直升机在空中作战的关系仍将是控制与被控制以及功能互补的关系。

4.1协同侦察

有人/无人直升机通过协同侦察获得实时战场环境信息,能够为提供及时、准确的战场情报。利用无人直升机目标小、突防能力强、无生命代价等优势,通过搭载光电监视/瞄准装置、可见光电荷耦合器件相机、合成孔径雷达、激光测距仪、通信侦察等设备,可实现对目标区域的地毯式协同侦察以及对敌方重要目标的跟踪监视,并通过通信链路进行数据共享,为有人直升机进行任务分配及路径规划提供信息。

协同侦察过程中,有人/无人直升机编队可以从多方位、多角度探测目标区域,通过战场态势信息共享与融合,实现对无源或有源辐射目标协同定位。

利用有人/无人直升机编队共同跟踪某个目标的协同模式,可以实时显示和共享目标的状态,提升跟踪质量,从而极大地增强有人/无人直升机编队的目标跟踪能力。

4.2 协同攻击

协同攻击可以快速对目标进行有效打击,提高作战效能。通常有人/无人直升机协同攻击可分为有人直升机制导下的协同攻击、无人直升机制导下的协同攻击和多任务协同攻击。

4.2.1有人直升机制导下的协同攻击

有人直升机制导下编队协同执行攻击任务的过程中,有人直升机可以对无人直升机的武器进行控制。在无人直升机武器攻击过程中,如果地面被攻击目标实施防御措施,致使无人直升机武器攻击路线与初始目标数据出现偏差,且此时有人直升机没有受到敌方武器威胁的情况下,由有人直升机接管对无人直升机武器的制导,进而提高打击效能。

4.2.2无人直升机制导下的协同攻击

无人直升机制导下编队协同执行攻击任务的过程中,无人直升机在雷达静默的状态下突前,当敌方攻击目标处于无人直升机武器作用距离范围时,有人直升机开启雷达对敌方目标进行探测,并将目标信息通过协同网络发送给无人直升机,无人直升机进行火控计算,根据传感器系统和其它系统信息,产生火力和飞行控制指令,对武器进行管理和发射,进而实现对敌目标的攻击。

4.2.3多任务协同攻击

有人直升机指挥多架无人直升机编队执行多类型多目标作战任务,每架无人直升机分别安装电子支援测量(EMS)、合成孔径雷达(SAR)、光电/红外等不同的传感器,对敌方信号进行定位与分析;装配不同类型的攻击武器,对敌方多目标进行协同打击。执行任务过程中,有人直升机根据实时战场环境信息及敌方目标情况,指挥多架无人直升机实现分布式攻击作战。

4.3 协同防御

单架直升机挂载重量有限,配置的机载设备数量很大程度上限制了其防御及干扰能力。有人/无人直升机编队协同防御利用机上信息交互,将相关机载设备形成一个防御网,协同对敌方威胁目标进行监测和告警,提高防御能力[5]。

5、结束语

研究有人/无人直升机编队协同作战问题是对未来战争思想和作战样式的新探索,对改变未来战争具有重要意义。合理的协同作战体系结构和模式能够使得有人直升机和无人直升机在协同作战过程中发挥更好的综合作战效能,还可以为后续需要突破的任务分配、路径规划、编队控制、自适应通信等关键技术提供一定的借鉴作用。

参考文献:

[1]李瑜,张文玉.无人作战平台指挥控制技术[J].指挥信息系统与技术,2011.

[2]美军有人直升机与无人机协同技术发展及启示.韩志刚;-《电讯技术》-2018-1-20

[3]王子熙.美国有人直升机与无人直升机的协同作战.情报交流,2014-7-4.

[4]有人/无人机协同作战????王焱;-《电讯技术》-2013-09-20

[5]有人/无人战斗机协同空战模式及能力需求分析????付昭旺;寇英信;于雷;李战武;-《火力与指挥控制》-2012-01-15

论文作者:张思,张博渊

论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期

论文发表时间:2018/8/10

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有人/无人直升机协同作战体系结构及作战模式的研究论文_张思,张博渊
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