无人机如何实现自主、智能的蜂群作战,有怎样的特点和优势

2020-04-06   方寸天地上

近年随着微电子、微机电技术发展,小型化无人机体现出巨大的实用性与作战潜力,多架无人机或搭载不同功能模块的无人机可组合形成无人机蜂群,具有鲜明的“无人、分布、协同”特征,再辅以人工智能技术,叠加自动识别、在线决策等“自主、智能”特性,无人机蜂群可以功能相对单一的低成本单元非对称式抵消传统大型多功能平台优势,成为空中作战的新型力量,获得各国军方广泛关注。


体积小载荷有限。已公开无人机可按十克级(蝉无人机)、百克级(山鹑无人机)、千克级(郊狼无人机)、十千克级、百千克级(小精灵无人机)形成量级层次;整体来看,无人机蜂群以微小型无人机为主,大多体积小、重量轻,便于大规模空中投放;可探测性低,便于隐蔽作战、突防使用;可携带载荷重量有限,通常飞行具有受限、工作时长受限。

如“低成本无人机‘蜂群’技术研究”项目郊狼无人机为机翼和螺旋桨可折叠,长0.79米,高度0.3米,翼展1.47米,重5.4〜6.4千克、载荷1.8〜2.7千克;“微型无人机高速发射演示”项目山鹑(Perdix)无人机为全复合材料、锂电池推进一次性微型无人机,长约16.5厘米,翼展30厘米,重0.3千克;“近战隐蔽一次性自主无人机”(CICADA,蝉)为一次性微型无人机,机身3D打印,自身无动力,单机65克甚至更轻。


数量多体系生存。无人机蜂群无人机数量多,蜂群整体体系化生存,不依赖单机个体存在,不依赖个别节点运行;作战使用中部分无人机被摧毁或功能丧失,蜂群整体功能减弱有限,个别无人机损伤蜂群整体仍能保持功能完备,较多无人机损伤时蜂群整体功能可能遭到削弱,但仍可保持相对完备。

如蝉无人机可携带天气、温度、湿度、气压传感器或声学探测、生化探测等微型电子设备,由空中平台“布撒”投放,降落地面后通过数据链互连成自组织网络,在指定区域形成稳定的“无人探测蜂群”,部分蝉无人机毁伤,蜂群仍能开展区域探测功能。

组合化功能搭配。无人机蜂群借助数量优势组合多种载荷,可以实现但不限于预警探测、广域监视、前沿侦察、电子对抗、饱和攻击、战术诱饵、主动防御、网络战等多种功能;无人机蜂群数量多、任务载荷多样性,组合搭配灵活性,战术应用具有很大创新空间。

如可参照小精灵无人机空中平台防区外发射,快速渗透进入敌防区,携带侦察、监视或电子战载荷,分布式协同遂行任务;若在任务载荷中配备目标特征模拟装置可以模拟假目标实施诱骗干扰,配备电磁干扰装置或定向能武器就可具备拦截能力,已有公开报道美军特种作战司令部计划借助蜂群无人机开展心理战。


自组织智能协同。无人机蜂群通过有限智能个体的协同合作体现为集体智能,可实现自主编队,甚至分组避障,部分毁伤条件下重构编队,如山鹑无人机可集体决策、自修正和自适应编队飞行。目前蜂群无人机多采用链路控制飞行或GPS导航飞行,随着图像导航、自主重构等技术成熟应用,无人机蜂群将会更加智能化,抗摧毁、抗干扰性更强。