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智能化时代无人机近距空中支援作战特点探析

2022-08-155283来源:军事文摘

近距空中支援也称为近距航空火力支援,是航空兵与地面部队紧密联系,对前沿直接威胁或影响己方部队当前行动的目标,以火力摧毁、压制、破坏、干扰、瘫痪或迟滞等方式实施空中突击,支援配合己方部队的联合作战行动。

  近距空中支援也称为近距航空火力支援,是航空兵与地面部队紧密联系,对前沿直接威胁或影响己方部队当前行动的目标,以火力摧毁、压制、破坏、干扰、瘫痪或迟滞等方式实施空中突击,支援配合己方部队的联合作战行动。近距空中支援作战源于1911年的意土战争,形成于第二次世界大战,升华于高技术局部战争,大体经历了“目视手掷”“引导俯冲”“精确制导”三个发展阶段,这三个阶段基本上是通过有人机提供近距空中支援。进入21世纪,无人作战平台大量投入战场,并在智能技术的支撑下,具备较强的自主性、互操作性,使得近距空中支援作战呈现出无人协同、持久存在、集群打击、末端操控、智能决策的基本特点。可以预见,智能时代无人机将成为近距空中支援作战的首选装备,以无人机为主的空中支援作战必将深刻地改变传统近距空中支援的作战模式。

    无人协同,克服“识”的短板


  在执行近距空中支援作战任务过程中,如何正确地识别目标、避免误伤是制约行动效果的最大瓶颈。随着装备信息化水平的提升,信息化的航空控制系统,能够根据传感器探测来辨认打击目标,先进的雷达系统也具有完善的对地性能,但在近距空中支援作战中,不利天气、人为干扰、地形因素、战场环境等情况都会对信息化设备的使用产生制约作用,导致目标识别受限。据美军公布的信息,2015年美军1月—4月对叙利亚和伊拉克共派出了7319架次飞机,近3/4的架次是无功而返,大约只有1/4的架次对敌实施了空中打击,无功而返的主要原因就是目标识别能力受限。近年来,美军在近距空中支援作战中也结合使用了多种信息化识别手段,尽管如此,还是多次发生误炸误伤事件。甚至在实战中为了给地面部队提供火力支援,还要靠飞行员的目视辨认来判断目标。

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  2017年一架MQ-1C灰鹰无人机完成一次长达41.9小时的耐力飞行

  随着人工智能技术的发展,依托弹性、灵活、健壮的网络,利用无人机实施无人协同近距空中支援,为提高打击目标识别率提供了一种高效且可操作性强的新途径。无人协同的最大优势是具备更加全面的战场环境态势感知能力,包括目标的感知与识别、战场态势的智能认知等。最简单的无人协同方案就是在直接观测区域外,地面部队使用无人机视频建立对目标区域的态势感知,获取打击目标的精准坐标,从而引导后续近距空中支援飞机接近目标,或是直接使用自身挂载的武器进行火力打击。更为高级的无人协同方案是实现自主协同,利用无人机各自携带的传感器获取战术信息,并将这些战术信息在统一框架下进行融合,形成对整个战场态势的综合描述和表达,并且通过对战场态势的分析和理解,完成任务决策和打击指令。

  持久存在,缩短“时”的请求


  现代战争节奏明显加快,对于地面受援力量来说,在行动受阻或伤亡较大需要紧急支援时,如果有人机召之不来,或来之过迟,对于整个战局和人员士气会产生很大影响。因此,无论是进攻行动还是防御行动,地面部队对近距空中支援的时限性要求越来越高,需要尽可能缩短空中支援的响应时间。近距空中支援的响应时间取决于飞机从机场到战场的飞行时间和在空中盘旋待命的时间,其时间长短直接影响空中支援的时效性。当前,各国实施近距空中支援普遍采用空中待机的方式,大大缩短了空中支援的响应时间。2010年底,DARPA提出的持久近距空中支援项目,旨在实现一种创新型近距空中支援整体解决方案,通过应用网络化与信息化技术,为联合终端攻击控制员(JTAC)提供与近距空中支援武器之间的数字化连接设备,从而简化空中平台和地面部队的协调程序,实现快速响应召唤和实施空中火力支援。据报道,在距离目标30海里范围内的A-10攻击机利用该系统,从接受JTAC请求到发射武器的响应时间仅为6分钟。伊拉克战争中,在战场作战区域上空待机的A-10或AC-130飞机作战反应更为迅速,有时从申请到实施的反应时间甚至缩短到2分钟,但是要注意这是在完全掌握制空权的情况下才能实现的。

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  大量无人机可对目标形成饱和式攻击

  在当前以反介入/区域拒止环境为代表的高竞争对抗场景下,近距空中支援作战正面临巨大的威胁,传统有人机的支援响应时间会出现延长现象。而地面作战力量利用与有人机类似的数字化连接设备来操作各种无人机系统,就可以在不完全拥有制空权的情况下,实现有效的空中支援作战。一是无人机由于滞空时间长,可在作战区域长时间待战,且无人员伤亡的风险,可有效提升近距空中支援空中火力平台的滞空时间,快速响应地面控制人员的火力召唤请求。二是无人机作为侦察卫星和有人侦察机的重要补充,提升OODA循环的决策时效。三是无人机由末端控制员引导,可以直接运用其挂载的武器载荷参与火力打击。但不足之处在于,无人机载荷较小,单架无人机单次支援的能力受到很大的限制。

  

  集群打击,突破“量”的限制

  

  虽然无人机存在载荷小,支援能力受限的短板,但可以通过增加数量来弥补火力的不足。近年来,人工智能技术支撑下的无人机蜂群作战已经成为研究热点之一,以蜂群的方式进行近距空中支援也必将改变传统的支援方式,使得支援作战行动的力量突破“量”的限制。一是突破作战支援飞机“量”的限制。传统的有人机空中支援一般以小机群编队方式为主,在预警机、电子战飞机、侦察机、空中加油机等保障体系支撑下,密切协同对目标实施打击。运用这种方式投入飞机数量较少,容易被敌方探测到并迅速实施反制,导致任务失败。而使用无人机蜂群则可以在近距离释放百架甚至更多架次,数量上的绝对优势使得敌方即便探测到也无法实施有效的防御,从而达到以“量”取胜的目的。

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  无人机抵近支援可避免飞行员伤亡

  二是突破打击目标“量”的限制。请求有人机空中支援所打击的目标,一般是根据地面部队对目标威胁程度的排序,再通过与指挥机构协商确定,通常是选择重点目标优先打击,来提升近距空中支援作战效能。所以,打击的目标数量有限,若是打击目标呈现非线式、高机动、分散化的特点,则需要多批次攻击或者出动更多架次的支援飞机来实现有效打击。运用无人机蜂群实施近距空中支援,可以对多目标进行同时打击。铺天盖地的无人机蜂群增强了空间覆盖能力,这也意味着增加了打击目标的容量,特别是对于出现的意料之外的且影响整个战局的紧急目标,能够实现快速反应、优先打击。三是突破了打击效果“量”的限制。近距空中支援作战效果如何取决于输出的火力规模和火力精度,二战以来,战争的局部化、精确化,将支援火力输出的强度、精确度和毁伤力推到新的高度。无人机蜂群作战力量同时具备了体系规模、精打强毁等关键能力指标。在信息网络的支撑下,不仅可以对高价值、坚固、重要目标实施一击制胜的“点穴”式打击,同时独具的分布式、饱和式火力打击方式,形成了对敌关键目标摧毁的火力投送能力,为提高近距空中支援效果提供充足可靠的资源和手段。

  

  末端控制,降低“伤”的威胁

  

  在近距空中支援作战中,保证己方安全,避免误伤也是一项关键的能力指标。虽然现代目标探测的精准度,火力投送的精确度都有大幅提升,但是在外在和人为因素的影响下,毁伤和误伤率仍居高不下。所以,把无人机整合进作战系统,通过末端控制,可有效降低被毁伤和误伤的概率,提升自身的生存能力。一是降低空地支援火力的相互误伤。当空中支援与地面火力支援在同一时间和区域内使用,如果空域的高度设置出现误差,可能造成空中支援力量的误伤,而使用无人机进行近距空中支援,即使出现空域的交叉,也可以避免战斗人员的伤亡。二是降低空中支援力量对地面作战力量的误伤。由于精确制导弹药的使用,空中火力打击与地面作战力量的实际距离越来越近。目前,美军实施的近距空中支援中,当使用普通炸弹时,安全距离通常为1000米左右;当使用精确制导弹药时,安全距离可缩短至20~30米,如果目标之间距离出现误差,可能会给己方部队造成误伤,特别是抵近引导的地面人员面临着较大的生命威胁。利用无人机良好的末端操控性,其控制站点可以尽可能靠前部署,能够有效避免对己方地面战斗人员的误伤。三是降低防空火力对空中支援力量的毁伤率。随着现代防空预警探测范围的增大,防空导弹射程增加,空中支援力量所面临的威胁呈上升趋势,无人机具有行动隐蔽、机动速度快、被发现概率低、不会造成人员伤亡、经济成本低廉等优势,即可实现零伤亡的最佳效果,亦可降低战斗损失的经济成本。

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  无人系统将成为未来战场上的主角


  智能决策,提升“毁”的效能

  

  面对现代战场瞬息万变、海量战术信息的瞬时涌入,指挥员需要在短时间内根据战场态势的实时变化,及时、准确地制定和调整支援作战方案,这对于指挥员来说,在心理和生理层面都很难胜任。因而需要先进的智能决策技术辅助指挥员进行实时的战术决策和指挥,实现从“能力叠加”到“能力聚合”的转变,有效提升近距空中支援作战的任务完成率和支援效果。在指挥控制方面,智能决策系统可以与“观察—指引—决策—行动”循环结构相结合,在交感网络的支撑下,达成实时态势智能感知和目标控制。比较典型的就是“作战云”的运用,通过“作战云”技术高度共享多维作战数据,实现多域战场资源整合,将各种作战要素汇集成云,完成战场数据的网状交叉,形成决策优势。在目标选择和打击方面,空中支援作战的无人机能够根据目标重要性和打击效率,自主规划最优飞行航路和武器使用方案,能够根据打击目标和机载武器状态,自主生成火力分配方案并实施目标火力打击,特别是在使用蜂群作战时,这种作战效能更加突出。例如,美军联合部队司令部“阿尔法计划”实验室对无人机自主蜂群作战的效能进行了模拟实验,实验中100架无人机与当前的一个现有的可部署单位进行了比较,无人机群摧毁了63个目标并探测到91%的模拟敌军部队,而基本的作战单位只摧毁了11个目标并探测到了不到13%的敌军部队。可以看出,智能技术赋能的无人机在近距空中支援作战中超越了人的极限、发挥了机器的优势,实现了“人在回路外”的作战循环,其作战效果也成倍提升。目前,无人机近距空中支援作战已经成为各国研究的重点方向,在实战中逐渐展现出其自身巨大的优势和价值,以苏-25、A-10为代表的传统有人攻击机,正在被智能技术加持下的无人机所取代。未来,随着人工智能和相关技术融合发展的不断升级,在近距空中支援作战中,不仅提供空中支援的是无人机,而且担负地面作战的也可能是无人系统,这种无人对无人之间的支援作战,将近距空中支援作战推向“规则有人、行动无人”的高级阶段。

  文章来源于:军事文摘


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