無人機近距空中支援發展及展望

近距空中支援是采用空中力量打擊地面上接近友軍的敵方目標的空中作戰行動，與地面炮兵支援、水面艦炮支援組成聯合火力支援。空中力量靈活機動、火力迅猛，使近距空中支援具有其他兩種支援手段無法取代的獨特優勢。

“近距”是指地面戰場敵我交錯且機動變化的態勢。近距空中支援直接支援地面部隊作戰，一方面必須快速打擊目標實現地面部隊作戰意圖，另一方面必須準確識別、精確打擊目標并控制殺傷范圍，以防止誤傷友軍和附帶損傷，需要空中力量與地面部隊密切協同。近距空中支援一般由地面部隊提名目標，目標可能經過預先計劃也可能是臨時遭遇，目標類型多為小股部隊、車輛、火炮陣地等戰術目標；由地面實施末端攻擊控制，即由配屬基本作戰單位的前線空中控制員行使控制職能，指導近距空中支援飛機熟悉態勢、確認目標、規劃攻擊并最終提供攻擊授權。

近距空中支援末端攻擊系統由飛機、武器、傳感器、空地通信和前線空中控制員5個要素構成，其中飛機是空中火力運載和投送的節點，是區別于其他支援方式的核心。近距空中支援對飛機的核心要求是快速抵達作戰空域，準確識別小型、分散、機動甚至經過偽裝的戰術目標并及時投送合適的武器。

有人機近距空中支援的問題和局限

近距空中支援最早應用于一戰，最初采用偵察機或戰斗機，二戰前夕出現專用近距空中支援飛機。專用飛機從螺旋槳發展到噴氣式，隨著武器、傳感器技術發展，當前幾乎所有有人駕駛的戰斗機均可用于近距空中支援。有人機實施近距空中支援主要有以下3種形式：

（1）抵近目標，目視攻擊。這種形式一般由專用近距空中支援飛機使用直射武器或自由落體炸彈完成，效果最好，地面友軍安全性最高。美國空軍A-10攻擊機使用航炮進行近距空中支援就屬于這種形式。如果結合使用機載傳感器和制導武器，還能進一步提升任務效能。A-10“精確交戰”升級項目中即包含加裝吊艙，增加使用衛星制導炸彈能力等內容。

（2）防區外或高空，傳感器輔助攻擊。這種形式一般由多用途戰斗機，有時是轟炸機，使用機載傳感器投放制導炸彈或發射空面導彈完成。F-16使用AGM-65“小牛”（Maverick）導彈，B-1B高空投放“杰達姆”（JDAM）衛星制導炸彈進行近距空中支援都屬于這種形式。某些情況下，這種形式可實現與第一種形式相當的精度，如掌握目標精確坐標或采用激光末端引導等。但是目標精確坐標很難獲取，尤其是對于機動目標，而激光的使用又極易受到環境的影響。即使條件良好，遠距或高空使用傳感器和精確制導武器的響應時間也遠遠超過抵近攻擊。除此之外，這種方式往往成本高昂。

（3）臨時設定區域、時段，戰術轟炸。這種形式協同方式相對簡單，必須在保證地面部隊安全的前提下方可使用，接近戰場空中遮斷。大型轟炸機近距空中支援多屬這種形式。B-52從越戰開始就采用這種形式進行近距空中支援。這種形式一般要求目標與友軍存在明顯的分界線，無法應對敵我交錯的情況。

快速響應并精確作用于目標最簡單的方式是抵近目標作戰，即第一種形式。但抵近目標就必須面對敵方防空火力的威脅，甚至承受一定的戰損。“斯圖卡”俯沖轟炸機飛行員魯德爾創造了擊毀500多輛蘇軍坦克的戰績，但同時也損失了17架飛機。新型防空武器的能力提升，不僅抵消了飛機提高生存力的措施，還降低了飛機被命中后飛行員生還的概率。而犧牲飛行員是難以接受的。

近距空中支援飛機有兩種出動方式，機場待戰和空中待機，在戰場上空等待召喚是響應近距空中支援任務最快的方式。根據越南戰爭數據統計，一半的機場待戰任務響應時間在40min以內，而空中待機為25min，最快的只要5min。但采取前兩種形式的多為戰術飛機，受油量、戰場生存力以及飛行員生理和傷亡因素限制無法在戰場上空持久待機，難以實現快速響應。

無人機近距空中支援的現狀與問題

無人機擺脫了飛行員生理、傷亡等因素的限制，可在有防空威脅的戰場上空持久待戰，隨時響應地面部隊請求，提供近距空中支援。

現狀

當前，廣泛用于近距空中支援無人機主要是美國“捕食者”系列無人機。盡管該系列無人機執行包括傳統情報、監視與偵察（ISR）和空中遮斷在內的多種任務，但最常見的任務是戰術偵察和近距空中支援。2002年，剛剛完成武裝化的MQ-1B“捕食者”在阿富汗戰爭“蟒蛇行動”中發射AGM-114“海爾法”導彈摧毀了一個加強的機槍掩體，被認為是無人機首次應用于近距空中支援。最近在利比亞打擊伊斯蘭國（ISIS）的行動中，MQ-9“死神”無人機70%的打擊行動屬于近距空中支援。

“捕食者”無人機的任務目標一般由信息或火力的最終用戶實時控制，如地面部隊指揮部、前線空中控制員等。無人機的發射和回收由部署在戰場上的機組通過視距內控制完成。無人機起飛后，發射回收機組將控制權限移交給位于美國本土的內利斯空軍基地或克里奇空軍基地的任務機組。任務機組由飛行員、傳感器操作員和任務協調員組成，其中任務協調員負責與分配任務的機構聯絡。任務機組接受首個目標位置、坐標并進行任務前檢查以確保飛機、武器、傳感器工作正常，如圖1所示。任務機組通過多種方式與發射回收機組、空域控制員、指揮控制機構以及最終用戶聯絡。大部分通信都是通過網絡中繼的加密對話系統完成，系統可將處于不同對話中的所有機構連接到一起。用于對話的應用分為機密和絕密兩種。有些機構可使用加密的IP話音和加密電話。如飛行員可以通過機載超高頻/甚高頻（UHF/VHF）電臺使用話音與空管、其他飛機以及地面單位進行通信，如圖2所示。

無人機近距空中支援非常復雜，需要所有參與方高度集中、密切配合。飛行員通常需要向前線空中控制員下傳傳感器視頻。前線空中控制員配屬前線地面部隊，攜帶“遠程操作增強視頻接收機”（ROVER）接收視頻圖像。飛行員和前線空中控制員一般通過語音識別目標、友軍和非戰斗人員，協調武器投放方案并確定武器投放時間。如無人機所攜武器難以滿足要求，協調其他飛機打擊目標時，無人機可采用機載激光進行目標指示，通過數據鏈傳送目標坐標或圖像信息，如圖3所示。

無人機近距空中支援由地面部隊或前線空中控制員作為地面部隊的代理提出支援請求、確定打擊目標、提供武器投放授權。無人機的飛行控制，傳感器操作及武器使用由任務機組實施。前線空中控制員與任務機組之間基于無人機傳感器拍攝的視頻圖像通過話音進行協同，無需目視觀察到目標或無人機。

問題

當前無人機近距空中支援仍然處于初級階段，存在以下幾個問題：

（1）攻擊協同關系復雜，難以快速實施打擊。無人機通過遙控操作執行任務，武器傳感器信息反饋、與前線空中控制員的協同等必須通過衛星中繼或網絡中繼完成，這種方式傳輸指令的延時約為1.2s，傳輸壓縮視頻的延時約為2s。“捕食者”系列無人機一般在中高空執行任務，MQ-1作戰高度為3000～7500m，MQ-9作戰高度為6000～7500m。在這種高度上，從投放武器到命中目標需要一定時間，尤其是自由落體炸彈，這一時間可能達到1min以上。

（2）態勢感知能力有限，難以準確識別目標。無人機飛行員身處后方地面控制站內，通過傳感器感知戰場態勢。傳感器受模式、視場、分辨率、天氣條件等因素限制，感知效果遠遠無法與身處戰場目視觀察相比。近距空中支援打擊的目標難以發現且容易消失，必須及時準確的識別才能實現預期打擊效果，否則就會錯失戰機或造成誤傷。據統計，無人機炸死的人中有10%左右為平民，甚至有報告認為只有12%可被認定為敵對武裝分子。

（3）可用武器類型有限，難以適應戰場目標打擊要求。MQ-1無人機僅有兩個掛點，可使用的空面武器有AGM-114“海爾法”導彈和AGM-176“獅鷲”導彈等。MQ-9擴展了武器能力，使用復合掛架時掛點增至7個，擴展了使用“寶石路”GBU-12激光制導炸彈和“杰達姆”GBU-38衛星制導炸彈的能力。當前無人機使用的均為制導武器，這些武器作戰使用限制條件多、投放準備時間長。對于航炮這一類被認為反應最為快速、毀傷最為有效、附帶損傷最小的直射動能武器，無人機尚無法使用。

（4）平臺生存能力有限，難以適應高威脅環境作戰要求。盡管不存在人員傷亡風險，為有效完成任務，無人機同樣要考慮戰場生存能力。由于受自主能力水平和飛行控制技術等因素限制，無人機普遍存在飛行速度低、機動性差等問題。例如，MQ-1最大速度為217km/h、MQ-9為482km/h。再加上缺乏防護措施和對抗手段，當前無人機難以躲避和承受地面防空火力的打擊，只能在低威脅環境下實施近距空中支援。

無人機近距空中支援的發展和探索

無人系統巨大的軍事價值已經在作戰應用中得到了充分展現，其持久、多功能和低傷亡等固有特征為各種軍事行動提供了多樣化的任務能力。無人化已經成為武器裝備發展的重要趨勢。近些年，美國大力推動無人系統發展，在無人機作戰概念、互操作能力、平臺技術、武器技術等方面開展了大量研究，其中可對無人機近距空中支援產生巨大影響的主要有近距空中支援巡飛交戰技術（CASTLE）、MQ-X、持久近距空中支援（PCAS）、有人/無人協同、無人機集群作戰等項目和內容。

近距空中支援巡飛交戰技術

近距空中支援巡飛交戰技術是美國國防部預研局（DARPA）在2007—2009年間開展的技術研究項目，主要探索一種具有炮艇級精度、可定制殺傷效應、可直接響應指揮控制、并能在地面部隊上空提供持久按需支援火力的手段以替代當前的有人系統。項目包含的關鍵技術有：低成本、高生存的持久無人機；采用人在回路中應用的近距空中支援武器，如自動裝填的電磁炮、定向能武器、垂發導彈，或大彈艙的傳統機炮和制導炸彈；目標瞄準和指示傳感器；適應小型部隊請求、協同以及支援火力控制的指揮控制系統。該項目為無人機近距空中支援的發展確立了方向和框架，相關概念和技術在后續項目中得到明顯應用。

MQ-X無人機

美國空軍認為“捕食者”系列無人機盡管進行了大量改進，依然無法滿足獵殺目標支援地面部隊的要求，2008年開始計劃發展MQ-X無人機用于替代MQ-9。MQ-X將顯著改進目標打擊時效性、威脅環境下的生存力、廣域/持久/全天候態勢感知、自主能力、安全通信、多任務重構和模塊化載荷等方面能力，主要用于近距空中支援、有限的空中遮斷和ISR等任務，關鍵特征包括改進的機動性和更長的續航時間、短時間高亞聲速飛行的能力、惡劣氣候和氣象條件下使用的能力、模塊化/自適應/可升級的機體結構和任務控制站、可定制的任務系統、混合武器裝載和模塊化任務載荷等。洛馬公司、波音公司、諾格公司、通用原子航空系統公司分別提出了各自的概念方案。美國空軍出于預算和優先級考慮，于2012年擱置MQ-X計劃，但項目關于無人機的需求依然存在。

持久近距空中支援

針對近距空中支援自出現以來一直通過漫長的無線電話音進行空地協同，難以實現快速、準確的目標識別和目標打擊的問題，DARPA于2015年完成的持久近距空中支援項目，通過引進先進數據鏈和智能終端，實現了戰場態勢信息、目標信息、機載傳感器和武器信息的空地實時共享，使得前線空中控制員具備了直接操控機載傳感器和武器的能力，將近距空中支援任務響應時間縮短至原來的1/10左右。

有人/無人協同

基于無人系統遠程控制方式的局限、自主能力不足的現狀、以及自主能力的提升不會取代人的作用的判斷，美軍提出了有人/無人協同的概念。美國空軍早在2009年就已經提出“忠誠僚機”的設想，旨在通過提升自主等級使無人機具備理解態勢、識別敵我、自動通信優先信息的能力以及自動管理內部資源、處理系統故障、應對任務意外情況能力，擺脫地面遠程控制的模式，在有人機的指揮下發動作戰，滿足對抗環境、反介入/區域拒止環境下的作戰需求。美國空軍研究實驗室“忠誠僚機”項目2015年啟動自主能力開發，2016年啟動演示實驗，2017年啟動自主通信網絡技術開發并完成基于F-16改裝無人機的演示實驗。計劃在2022財年開展有人機和無人機僚機編組完成對地打擊任務的演示驗證。

無人機集群作戰

針對傳統武器裝備研發周期長、技術更新升級快導致全壽命周期費用大幅增長、經濟可承受性差，單一平臺在對抗環境、反介入/區域拒止環境下面對一體化防空系統、電磁干擾等威脅時難以生存并有效完成任務等問題，基于自主控制、人工智能、大數據、通信網絡等前沿領域的技術突破，美軍廣泛開展了無人機集群作戰技術研究。在國防部框架下，國防部預研局、戰略能力辦公室以及空海軍等都開展大量的研究工作，啟動了多個項目，其中包括“小精靈”、“山鶉”、“進攻性蜂群使能技術戰術”（OFFSET）、“低成本無人機集群技術”（LOCUST）、“體系集成技術和試驗”（SoSITE）等。美國空軍在其發布的《小型無人機系統飛行計劃2016-2036》中提出2036年實現無人機系統集群作戰的規劃。

近距空中支援巡飛交戰技術可擴展無人機武器使用能力，創新空中支援火力控制方式。MQ-X無人機計劃等旨在提供一種任務包線更寬、武器能力更強、生存力更高的無人平臺。持久近距空中支援賦予前線空中控制員直接操控機載武器傳感器的能力。有人/無人協同的重點在于提升無人機自主能力，將人的作用聚焦于有創造性和復雜的規劃與管理工作。無人機集群技術通過功能分布大幅提升體系生存率和效費交換比。這些技術的應用將徹底改變當前無人機近距空中支援的模式，大幅提升各種環境下的作戰效能。綜合應用以上技術，未來可實現前線空中控制員直接控制下的無人機或無人機集群抵近近距空中支援，顯著提升無人機近距空中支援快速和精確的能力。

思考

我軍立足打贏高技術條件下的局部戰爭，在面對非線性、高動態的地面戰場實施機動作戰時，將更加依賴近距空中支援。大變革下蘊藏著大機遇，聯合作戰指揮體制改革為我軍實施近距空中支援這一類聯合作戰行動掃除了障礙，無人機方興未艾為我軍發展近距空中支援提供了一種新的選項。

有人機近距空中支援方面，國外已經遙遙領先，發展有人機近距空中支援，很長一段時間里仍將跟在別人后面。無人機近距空中支援剛剛出現并且蘊藏著巨大的潛力，地面直接控制下的無人機近距空中支援與有人機近距空中支援存在顯著區別，國外總體上依然處于探索階段。國內在作戰無人機方面已經具備一定基礎，如能抓住當前機遇大力發展無人機近距空中支援，有望實現彎道超車。

無人機近距空中支援仍然處于初級階段，力量結構、指控關系、作戰模式、裝備形態、能力邊界等問題仍未明確，為了融入現有作戰體系最大程度發揮作用，需深入開展無人機近距空中支援作戰概念研究。

當前，提升無人機近距空中支援能力的關鍵在于提高無人機自主水平、擴展武器能力、改進平臺生存力、增強通信安全性等，涉及人工智能算法、動能武器、定向能武器、平臺防護和抗損設計、抗干擾低截獲概率通信等關鍵技術。其中既有硬件也有軟件，軟件甚至發揮核心作用；有些屬于軍事科技前沿，有些具有巨大民用潛力，甚至在民用方面已經取得進展。發展無人機近距空中支援，需軟硬兼施、軍民融合，扎實推進技術突破和成果應用。

（吳德廣 張素忠 沈亮 余云鵬，中國航空工業洪都飛機設計所）