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未來天空霸主之爭,日歐美真的比中國領先一步?

在法蘭西達索公司最新公布的宣傳片之中,首次出現了陣風戰鬥機和神經元無人作戰飛機進行編隊飛行的鏡頭,顯現了法國在有人戰鬥機/無人作戰飛機相互的協同作戰能力上取得了重要突破。

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陣風、神經元、獵鷹運輸機編隊飛行


新世紀以來,各國都在大力加強無人作戰飛機與有人作戰飛機以至無人作戰飛機之間的協同作戰,兩者相互之間的結合將形成強大的作戰能力,起到1+1》2的效果,這也是為什麼法國要進行陣風和神經元無人作戰飛機編隊飛行的根本原因。


目前全球發達國家在無人作戰飛機的發展上取得了比較大的突破,以X-47B、神經元為典型代表無人作戰飛機採用了隱身、高速寬頻數據鏈、小體積制導武器等新技術、新設備和新武器,態勢感知能力、突防作戰能力、信息傳遞和獲取能力成倍提高,可以說是未來戰爭上一把新銳的利劍。

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以X-47B為代表,標誌著發達國家在隱身無人作戰飛機方面取得了長足進步


無人作戰飛機的編隊和協同作戰能力不足


不過無人作戰飛機仍舊有自己的缺點,那就是智能化水平仍舊不足,目前多以單機的方式執行作戰任務,編隊及協同作戰能力尚未完全具備,由於無人機的起飛重量、探測系統、載荷比有人作戰飛機仍舊有差距,例如目前最大的X-47B無人作戰飛機也只能配備大約2噸左右的載荷,這與有人作戰飛機相比還是有較大的差距,因此在攻擊作戰能力方面與有人作戰飛機仍舊有差距。


在這種情況下,各國提出了蜂群概念就是讓多架無人作戰飛機能夠協同作戰,這樣多架無人機組成的編隊能夠充分的利用各架飛機的資源,發揮整體的作戰能力,其效能顯然要大於各自為戰的無人機,2004年美國波音公司利用X-45無人機首次進行了雙機編隊飛行,2012年美國利用全球鷹無人機成功的進行了無人機空中加油試驗,標誌著無人機在編隊飛行及協同方面取得突破性進展,不過從現在來看,各國在無人機編隊及協同方面的技術還不成熟,在編隊隊形、航跡規劃、信息交換等方面還有許多難關需要突破。距離實用推廣還需要時日。

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進行空中加油試驗兩架全球鷹無人機


在這種情況下,各國首先發展的是有人與無人機之間的編隊和協同作戰能力,所謂有人機/無人機編隊和協同作戰可以是一架有人機指揮一架無人機,也可以是一架有人機同時指揮多架無人機,其中有人機作為編隊的指揮機,也是無人機的控制站,它利用機載探測系統和數據鏈獲取戰場信息,然後由飛行員對獲取的信息進行分析和處理,根據作戰計劃、戰場態勢、編隊配備的武器等制訂作戰方案,然後下達給無人作戰飛機,無人機在有人機的指揮控制下 完成攻擊目標的瞄準計算 武器發射條件判斷 武器發射前的裝訂參數計算 武器的發射控制及發射後的制導等 實現對空 對地目標的最終打擊。

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無人作戰飛機形成集群協同作戰能力還有一段較長的路要走

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目前各國發展的是有人機/無人機編隊及協同作戰能力


有人機/無人機編隊和協同作戰需要的關鍵技術


有人機與無人機編隊和協同作戰雖然比無人機之間的編隊和協同作戰要容易,但是也需要攻克一系列技術難關。


首先必須明確系統中人機功能分配問題 如何既能最大限度發揮無人機的自主作戰能力 又能充分發揮編隊系統中有人機指揮員的作用 達到最佳的系統平衡和統一的協調指揮 即如何確定有人機 無人機協同作戰系統的體系結構和功能劃分是有人機 無人機協同作戰系統必須深入研究的問題。


第二是有人機與無人機之間的信息換問題,整個協同任務過程中 有人機操作人員不僅要接收來自地面的指揮控制信息 執行本機作戰任務 還要根據戰場情況指揮控制無人機,如果採用傳統的數據輸入方法,就大大增加了有人機操作人員的工作負擔,所以各國都在開展自然語言理解技術在有人機與無人機協同作戰系統中的運用,所謂自然語言理解實際上就是讓計算機能夠與人進行語言上的交流,美國大片《絕密飛行》就向我們展示了這樣的場景,這樣的信息交換過程就如同人類之間的對話,簡單明了,降低了飛行員的作業強度,也有利於降低對於通信系統的負擔。

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絕密飛行劇照,其中無人作戰飛機與有人機進行語音通話讓人印象深刻


還有就是航線規劃問題,所謂航線規劃就是利用地形和敵情等信息 規划出生存概率最大的飛機突防航線,有人機/無人機由多架飛行器組成,這樣如何讓有人機和無人機在有威脅的情況下同時到達指定位置就是一個令人頭疼的問題,這樣的多機種航線規劃制約條件多、計算複雜,綜合運籌學、智能計算以及計算幾何等多方面的問題,另外戰場環境也是瞬息變化的,一旦戰場環境出現變化,編隊的航線、攻擊目標也會發生變化,那麼航線也需要重新進行規劃,否則的話編隊作戰靈活性就會受到限制。


發達國家在有人機/無人機編隊及協同作戰方面取得進展


針對這些問題,以美國為首的發達國家進行了長時間的技術攻關和驗證,取得長足的進展,2004年美國波音公司X-45無人機試飛的時候,即驗證了X-45與有人駕駛的T-33飛機進行空中通信的能力,從而初步探索了無人作戰飛機與有人機進行編隊飛行和協同作戰,緊接著,利用一架T-33飛機(改裝無人作戰飛機的航空電子系統)與F-15E進行了有人機/無人機協同飛行能力的驗證飛行,2012年美國在有人機和無人機之間測試了美國民航局的下一代基於廣播式自動相關監視系統(ADS-B),成功完成了兩者在同一空域的飛行試驗。有效的擴大了無人機的使用區域。

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F-15E完成指揮UCAV的試驗


與此同時美國陸軍也開展了AH-64D武裝直升機與無人機之間的協同,2006年2月,波音成功試驗了由AH-64D"長弓阿帕奇"攻擊直升機控制無人機發射機載武器的飛行試驗,在試驗之中,AH-64D的飛行員利用數據鏈成功的控制了一架無人直升機的感測器,並且向後者下達了發射機載海爾法導彈的命令,從而驗證了武裝直升機與無人機間的協同作戰能力。2004年 諾斯羅普?格魯曼公司成功地演示了艦載任務控制系統,該系統可使無人機安全、獨立的參與傳統的艦載機作戰行動,同時可使無人機操作員在無人機飛行途中改變任務計劃,以響應空中交通管制的新需求。從而為X-47B上艦執行作戰任務打下了堅實的基礎。

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有人機與無人機之間的協同也是歐洲國家近期發展的一個重點,其中英國正在探討的「未來空軍攻性系統」計劃,其中一個重要的研究項目就是探討由有人機、無人機和空射巡航導彈組成的混合作戰能力,2007年,英國皇家空軍首次完成了有人機與無人機模擬協同作戰試驗,一架經過改裝的狂風戰鬥轟炸機指揮3架無人機替代飛機-BAC-111,成功的對地面移動目標實施了模擬地面攻擊。試驗過程中,無人機從起飛到探測目標、識別和鎖定,乃至讓武器瞄準目標自主完成。但發射武器的最終決定仍掌握在"狂風"飛行員手中。英國人最終的目標是一架有人作戰飛機能夠指揮5架無人作戰飛機。法國也緊隨其後,研究有人機與無人機之間的協同作戰,此次陣風與神經元飛無人機進行編隊飛行應該是驗證前期研究的成果。

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英國進行的有人機/無人機編隊及協同作戰能力試驗


有人機/無人機編隊及協同作戰面臨的問題


綜上所述,各國在有人機與無人機之間編隊飛行和協同交戰之後取得了較大的進展,但是距離實用可能還有一段距離要走,受到技術條件年限制,目前有人機/無人機之間的編隊還存在著一些缺點需要克服,首先是有人機必須是第四代隱身作戰飛機,否則的話對方通過探測非隱身的有人機來推測隱身無人機的位置,從而讓無人機的隱身效果大打折扣,另外第四代隱身戰鬥機都是單座戰鬥機。


儘管第四代戰鬥機航空電子系統在智能化水平上取得了長足進展,但是讓一名飛行員又要做戰,又要指揮無人作戰飛機,仍然負擔較重,所以從目前來看隱身轟炸機應該是比較理想的無人機指揮飛機,美國在研製新一代隱身轟炸機-2018年轟炸機的時候,就明確要求它能夠指揮X-47B這樣的隱身作戰飛機,因此2018年轟炸機有可能是第一種具備有人/無人機協同作戰能力的作戰飛機。根據海外的資料,這種轟炸機將會在2020年代中期交付使用,到時X-47B可能也會具備作戰能力,因此美國在這方面的運用顯然是我們關注的重點。

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2018年轟炸機可能是第一種具備有人/無人機協同交戰能力的作戰飛機


當然有人機/無人機編隊及協同作戰只是未來無人機集群協同作戰的第一步,未來發展的方嚮應該還是無人機集群協同,這樣可以更大的發揮無人機自己的優勢,這也是各國研究的下一個重點。

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無人機集群協同作戰是發展趨勢,但是存在技術、倫理上的問題,畢竟讓機器決定殺人讓人難以接受


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