无人机集群作战及其关键技术作者：张健曲浩丁兴志王斌来源：《无人机》2018年第04期无人机悽即忡战埼鬃52无人机象行匹创騷坯肚牺空SH莊任备%gremlinsreleasethreatincreasing'ggtrtekill图3WlttElEitifi洛网络unmannedseridivehicle{UAV}GrCKindfactor^nsur图4反无人机1乍战场景MundcIT3CMHrwE5•小擠灵・运崔槪念示菖逼龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn54.5kg；最大速度不小于Ma0.8；最大发射高度超过12192m；推进系统可在当前技术基础上全新设计，也可使用现役发动机或其改型；载荷所需功率1200W；载荷类型为模块化设计的射频和光电/红外系统，并可实施基地级更换；设计寿命为使用20次；出厂单价（不包括任务载荷）低于$700000。“小精灵”作战系统的性能指标:大型平台一次能发射超过20架无人机（图5）；30min内回收8架或更多无人机；回收率成功大于95%；发射或回收平台因搭载“小精灵”无人机实施分布式空中作战而坠毁的概率低于每飞行小时7-10次；回收后再次发射的时间不超过24h；发射或回收平台的改装成本（不包括指控系统）不超过$2000000。美国国防部预研局指出，上述作战设想和性能指标的实现需突破以下关键技术：创新的空中发射和回收方案；低成本、可损耗的机体设计；有限寿命设计；高精度气动分析；气动弹性分析；蒙特卡洛仿真；自动的发射波次策略；高准确度数字式飞控系统；精确相对导航；小型无人机空中加油技术；高效小型涡轮发动机；保障回收安全的油箱自动惰化和发动机自动关闭；小型分布式载荷集成；模块化载荷能力；精确战位保持；发射和回收平台低成本改装技术及其他赋能技术。该作战概念不但将颠覆当前以F-35等大型多功能平台为核心的作战样式和装备发展思路，给敌方防御带来重大挑战，也可能成为未来大幅降低作战成本的重要途径。低成本无人机（LOCUST）技术项目龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn分布式作战管理系统2016年5月，美国国防部预研局向洛克希德•马丁公司授予1620万美元的项目第二阶段合同，设计全功能决策辅助软件原型，帮助策划有人机和无人机参与的复杂空战。“分布式作战管理”项目通过发展先进算法和软件，提高任务自适应规划和态势感知等能力，帮助履行战场管理任务的飞行员进行快速且合理的决策，以在强对抗环境中更好地执行分布式空中作战等复杂军事任务。无人机集群作战主要关键技术无人机集群作战需要重点解决的关键问题包括大规模无人机管理与控制、无人机自主编队飞行、集群感知与态势共享、集群协同任务分配等。无人机集群管理与控制技术复杂战场环境下，无人机集群执行作战任务时，通常出动架数要比目前使用的多得多。譬如，现在美军“捕食者”无人机通常一次出动由3—4架无人机组成编队，由一个起降站和一个任务控制站指挥控制。而集群作战时，通常无人机的数量将达到8架以上，美军“阿尔法计划”仿真演示中使用了100架无人机，如此规模庞大的无人机数量对空域使用提出了更高的要求，必须綜合考虑任务和空间的要求，确定合理的作战空域，避免与其他有人机或者无人机等空中目标发生碰撞。目前，美国计划将民航领域采用的空中告警与防撞系统(TrafficalertandCollisionAvoidanceSystem，TCAS)引入无人机系统，实现空中障碍规避。另外，无人机的自主能力可能是由操作员遥控的，也可能是半自主的，将来还可能是具有较高自主能力，需要操作员的介入程度、时机和频率各不相同。较低自主能力的无人机组成集群，需要操作员或者辅助系统管理与控制的事情较多，反之则较少。需要引入多智能体技术，基于智能体完成对无人机的辅助管理与控制。龙源期刊网http://www.qikan.com.cn龙源期刊网http://www.qikan.com.cn
