美軍推進(jìn)有人機(jī)—無人機(jī)系統(tǒng)編隊(duì)發(fā)展應(yīng)用

王奇珍 朱建旺

有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)指有人機(jī)系統(tǒng)和無人機(jī)系統(tǒng)人員作為一個(gè)整體執(zhí)行一項(xiàng)共同任務(wù)，這一概念整合了兩種平臺(tái)的優(yōu)勢，能夠產(chǎn)生更大作戰(zhàn)效能，本文主要介紹了美軍有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)的發(fā)展和未來趨勢。

有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)指有人機(jī)系統(tǒng)和無人機(jī)系統(tǒng)人員作為一個(gè)整體執(zhí)行一項(xiàng)共同使命所建立的關(guān)系。具體而言，有人機(jī)-無人編隊(duì)是描述平臺(tái)互操作性和共享裝備的控制權(quán)、實(shí)現(xiàn)共同作戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)的術(shù)語。這一概念集成了有人平臺(tái)和無人系統(tǒng)的固有優(yōu)點(diǎn)，可產(chǎn)生單個(gè)平臺(tái)所不具備的協(xié)同優(yōu)勢。有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)將增強(qiáng)態(tài)勢感知能力，加大殺傷力，提高生存力，甚至在未來可能提供持久保障能力。圖1描述了有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)的一個(gè)例子。

發(fā)展歷程

有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)（MUM）首次應(yīng)用是在20世紀(jì)60年代末，當(dāng)時(shí)美空軍利用空中飛行的C-130飛機(jī)來控制配備了“小牛”導(dǎo)彈的AQM-34無人機(jī)飛行。2002年，美空軍演示了裝備有全動(dòng)態(tài)視頻照相機(jī)的C-130運(yùn)輸機(jī)在飛行中控制MQ-1“捕食者”無人機(jī)的能力，以此證明快速、靈活部署能力以及利用機(jī)載和地面系統(tǒng)協(xié)同偵察目標(biāo)的能力。美陸軍也進(jìn)行了有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)演示，首先在2001進(jìn)行了空中載人/無人系統(tǒng)技術(shù)（AMUST）演示，后繼在2006年進(jìn)行了“獵人”無人機(jī)防區(qū)外攻擊先進(jìn)概念技術(shù)演示。在演示期間，一架AH-64D“阿帕奇”直升機(jī)對(duì)RQ-5B“獵人”無人機(jī)實(shí)施了第4級(jí)互操作性控制。在實(shí)射演習(xí)中，“阿帕奇”直升機(jī)利用“獵人”無人機(jī)的有效載荷為其“海爾法”導(dǎo)彈激光指示目標(biāo)。在這些演示中，陸航應(yīng)用技術(shù)局成功地將無人機(jī)系統(tǒng)控制權(quán)、16號(hào)數(shù)據(jù)鏈和其他各種數(shù)據(jù)鏈等機(jī)動(dòng)指揮相關(guān)因素集成到陸軍空中指揮控制系統(tǒng)中，使UH-60“黑鷹”直升機(jī)上一位空中指揮控制系統(tǒng)操控員第一次控制“獵人”無人機(jī)及其傳感器，并在F/A-18等攻擊飛機(jī)和“聯(lián)合星”等偵察機(jī)之間在飛行中發(fā)送和接收戰(zhàn)術(shù)信息。2010年9月，陸軍進(jìn)行了一次一體化演習(xí)，演習(xí)中“阿帕奇”直升機(jī)飛行員控制了“影子”、“獵人”和“大烏鴉”無人機(jī)。此次演習(xí)的成功促成了為AH-64直升機(jī)加裝第2和第3級(jí)無人機(jī)控制能力，使其具有傳感器和飛行航線控制權(quán)和監(jiān)控?zé)o人機(jī)的權(quán)利（除去發(fā)射和回收）。

《美國陸軍無人機(jī)系統(tǒng)路線圖2010-2035》指出，北約第4586號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議確立了5級(jí)“互操作水平”，無人機(jī)系統(tǒng)控制人員對(duì)無人機(jī)行為和數(shù)據(jù)控制權(quán)處于其中之一。表1定義了五級(jí)“互操作等級(jí)”。

阿富汗和伊拉克先期作戰(zhàn)行動(dòng)驗(yàn)證了將無人機(jī)與有人飛機(jī)能力整合的迫切需要，即與攻擊平臺(tái)的整合。美軍認(rèn)識(shí)到，無人機(jī)可顯著降低傳感器到射手的時(shí)間，提高直升機(jī)飛行員的態(tài)勢感知，同時(shí)大大減少附帶損害和誤傷友軍的可能。因此，美陸軍制作了一份關(guān)于攻擊直升機(jī)與無人機(jī)系統(tǒng)編隊(duì)能力的作戰(zhàn)需求聲明，這促成了為“阿帕奇”直升機(jī)快速研制了一種名為“第2級(jí)無人機(jī)系統(tǒng)互操作性編隊(duì)視頻系統(tǒng)”（VUIT-2）。 VUIT-2系統(tǒng)允許AH-64的機(jī)組人員利用C波段傳輸接收無人機(jī)視頻。陸軍已將其更名MUMT-2，并擴(kuò)大應(yīng)用到UH-60“黑鷹”和OH-58D“基奧瓦勇士”直升機(jī)上。

近期，美陸軍在阿富汗完成了有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)試驗(yàn)。期間，AH-64“阿帕奇”武裝直升機(jī)和OH-58“基奧瓦勇士”偵察直升機(jī)的飛行員在座艙中接收附近無人機(jī)傳回的實(shí)時(shí)圖像，并對(duì)無人機(jī)的機(jī)載傳感器進(jìn)行控制。據(jù)陸軍直升機(jī)飛行員和采辦計(jì)劃管理員反饋，這一技術(shù)可以讓直升機(jī)在更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)更快地獲得目標(biāo)信息，大大加快了任務(wù)攻擊的速度。目前，“阿帕奇”直升機(jī)具備第2、第3和第4級(jí)的無人機(jī)控制能力，能夠?qū)崟r(shí)接收無人機(jī)全動(dòng)態(tài)視頻和相關(guān)元數(shù)據(jù)（第2級(jí)互操作能力），控制無人機(jī)光電/紅外有效載荷（第3級(jí)互操作能力），動(dòng)態(tài)化地在無人機(jī)航線上向無人機(jī)下達(dá)任務(wù)（第4級(jí)互操作能力，后一級(jí)涵蓋前面級(jí)能力），所有這一切都在“阿帕奇”直升機(jī)前排座位上完成。無人機(jī)與攻擊直升機(jī)機(jī)組人員實(shí)現(xiàn)的互操作能力使得攻擊直升機(jī)機(jī)組人員能夠在駕駛艙顯示器上看到無人機(jī)傳感器的輸出數(shù)據(jù)，從高處俯視目標(biāo)及周邊地區(qū)。這種互操作能力將大大增強(qiáng)攻擊直升機(jī)機(jī)組人員識(shí)別、分類并確認(rèn)目標(biāo)位置的能力，減少誤傷友軍的風(fēng)險(xiǎn)。

未來發(fā)展

有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)在作戰(zhàn)行動(dòng)已成功地演示其作戰(zhàn)能力和實(shí)時(shí)/近實(shí)時(shí)地為戰(zhàn)區(qū)指揮官提供持久監(jiān)視敵方活動(dòng)的能力，從而準(zhǔn)確地定位潛在目標(biāo)，激光指示目標(biāo)和提供戰(zhàn)斗損傷評(píng)估。有人機(jī)飛行員可以像在自己駕駛飛機(jī)上使用傳感器那樣使用無人機(jī)系統(tǒng)上的傳感器，無人機(jī)傳感器的位置能在飛機(jī)前方達(dá)80km處。有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)可以前所未有地提供遠(yuǎn)離威脅武器和截獲系統(tǒng)的防區(qū)外距離。有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)的實(shí)現(xiàn)很大程度上取決于任務(wù)、敵人、地形、部隊(duì)、時(shí)間及民事方面的考慮。傳感器數(shù)據(jù)在有人駕駛系統(tǒng)和無人駕駛系統(tǒng)之間的傳輸降低了對(duì)兩種平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了任務(wù)執(zhí)行效能和友軍的生存率。

美軍認(rèn)為，盡管有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)能力在過去十年取得了很大進(jìn)步，但依然存在一些挑戰(zhàn)，這將繼續(xù)影響這項(xiàng)技術(shù)從發(fā)明調(diào)整階段過渡到驗(yàn)收部署階段，并將直接影響有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)、技術(shù)和進(jìn)程發(fā)展。這些挑戰(zhàn)有些是技術(shù)性的，近期挑戰(zhàn)是在安全通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)集成各種無線電頻率并化解頻率之間的沖突，遠(yuǎn)期挑戰(zhàn)是人員在操控主飛機(jī)的同時(shí)控制多架無人機(jī)的能力。這些能力需要軟硬件具有高度的互操作性、可擴(kuò)展的自主性，需要人機(jī)接口、新的協(xié)作控制算法和網(wǎng)絡(luò)任務(wù)工具。為了降低帶寬要求和在無操作員指令輸入下與其他無人飛行器協(xié)同，平臺(tái)必須執(zhí)行大量的機(jī)上處理工作。其他的技術(shù)挑戰(zhàn)包括在各種平臺(tái)上權(quán)衡尺寸、重量和電力限制，以及對(duì)更高性能和能力的要求。有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)行動(dòng)面臨的最大潛在挑戰(zhàn)之一是美軍希望將集群（大量半自主飛行的微型無人機(jī)）技術(shù)與其他有人和無人系統(tǒng)一同引入軍事行動(dòng)中。另外，有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)其他任務(wù)也面臨挑戰(zhàn)，包括貨運(yùn)、空中加油、爭議區(qū)攔截、電子/網(wǎng)絡(luò)攻擊、對(duì)敵防空壓制和其他傳統(tǒng)空戰(zhàn)任務(wù)。

未來，隨著通信、傳感器和自主性等技術(shù)的革新，有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)技術(shù)將進(jìn)一步成熟，有人機(jī)-無人機(jī)編隊(duì)將被應(yīng)用到更廣泛的作戰(zhàn)行動(dòng)中，最終實(shí)現(xiàn)“忠誠僚機(jī)”的使用。