图:作为一项开创性的举措,美国空军授予了开发人工智能驱动的 "忠诚僚机"--无人飞机的合同,这种飞机将增强载人战斗机的能力,而且可能是以消耗性成本进行的。印度 HAL 公司将于 2024 年测试其变型机,这是空战战略的一次重大飞跃。

2020 年 7 月 23 日,美国空军(USAF)向克拉托斯公司(Kratos)、波音公司(Boeing)、诺斯罗普-格鲁曼公司(Northrop Grumman)和通用原子公司(General Atomics)授予了演示合同,作为其 "天堡 "计划的一部分。最近,2024 年 2 月,美国空军研究实验室(AFRL)航空航天系统局在通用原子公司位于加利福尼亚州帕姆代尔附近的灰山飞行操作设施成功试飞了 XQ-67A 无人飞行器(UAV)。

印度斯坦航空有限公司(HAL)宣布,印度 "忠诚僚机 "无人机的飞行测试将于 2024 年开始。忠诚僚机 无人机将伴随有人驾驶的印度空军(IAF)战斗机飞行。它们可能从 C-130、"美洲虎 "或苏-30 MKI 级战斗机等母机上发射。此后,战斗机将通过安全数据链路对其进行控制。HAL 在 2021 年印度航空展的展馆中首次展示了忠诚僚机的模型。

有人和无人编队(CUT)概念

无人驾驶航空系统(UAS)的成熟、利用人工智能的自主操作以及更可靠的安全数据链路,使载人与无人驾驶航空平台联合执行任务成为可能。波音 MQ-28 "幽灵蝙蝠"(Ghost Bat)之前被称为 "波音空中力量团队系统"(ATS)和 "忠诚僚机"(Loyal Wingman)项目,是一种隐身、多用途无人机。其设计目的是与现有军用飞机组成一个智能团队,作为力量倍增器,补充和扩展机载任务。在不将更昂贵的有人驾驶飞机暴露在高威胁环境下的情况下,无人驾驶的 "僚机 "可以执行情报监视侦察(ISR)或战术预警任务,以及压制敌方空中防御(SEAD)。低成本的设计使操作人员可以放心地将其投入前线。

2020 年 10 月,一架阿帕奇 AH-64E、一架德事隆 "影子 "RQ-7BV2 战术无人机和一架通用原子航空系统公司的 "灰鹰 "无人机成功协同执行了空对地导弹攻击任务。法德合作研发的第六代战斗机也将采用 CUT 技术。

许多 "忠诚僚机"平台可以像小型战斗机一样大,具有类似战斗机的性能,能够进行远距离飞行,续航时间长。它们甚至可以携带武器,以各种编队飞行,并进行协调机动。

美国 "忠诚僚机 "向前推进

部署忠诚僚机无人机是美国空军的当务之急。试验性隐形无人驾驶战斗飞行器(UCAV)Kratos Q-58A “女武神”验证机与有人驾驶飞机配对使用。其目的是开发更廉价的无人驾驶飞机来替代有人驾驶飞机。“女武神”将在战斗任务中为 F-22 或 F-35 护航,并能部署武器或监视系统。2021 年 4 月,一架装备 "天堡 "的无人机进行了首飞。诺斯罗普-格鲁曼公司设计了一种新型自主喷气式战斗机,旨在伴随有人驾驶战斗机作战。无人机将与载人飞机并肩飞行,帮助扩大飞机的感知范围,并提供额外的武器舱。美国空军希望 "将无人驾驶战斗机投入战斗"。

最近,美国国防部高级研究计划局(DARPA)的 Dynetics X-61A "小精灵 "计划也取得了进展,该计划旨在从飞行中的货机上部署并回收成群的小型、装有传感器的无人机。2021 年 10 月,DARPA 首次使用 C-130 飞行并成功在空中回收了一架小型 "小精灵 "无人机。

典型的 "忠诚僚机 "行动

僚机无人机可以重新定义空战。通常情况下,大约五架 UCAV 将由一架现代载人战斗机控制。前飞的僚机将利用红外、电磁、雷达或视觉传感器扩大 "母机 "的态势感知范围。他们还将绘制目标区域图,确定雷达和防空系统的位置,并为载员飞机清理通道。载人飞机将评估作战环境和态势感知,并向无人飞机分配任务。编队中其他飞机的实际战术位置取决于任务类型。

它们还可充当友军的通信节点,或通过干扰敌方雷达、通信或其他信号开展电子战行动。如果它们的体积足够大,可以携带自己的武器,那么它们就可以与载人飞机一起执行自己的空对空或空对地打击任务,使敌人有多种威胁可以应对。但是,即使没有机载武器,无人机蜂群也可以作为诱饵迷惑敌人,发出错误信号,使对手难以区分载人飞机和非载人飞机。

将 SEAD 和打击结合起来,就意味着无人机可以比打击提前近 5-7 分钟飞行。最初的无人机将配备精确制导武器,如空对地导弹或激光制导炸弹。该平台的未来版本还将能够发射空对空导弹,打击敌方战斗机。无编队僚机可以瞄准敌方机场、陆军设施、雷达站和敌方地对空导弹发射器。无人驾驶飞机上将预先编入许多行动程序。母机可以进行补偿。最初,母机最好是双座的。尽管有人工智能(AI),但无人机的完全自主化仍然遥遥无期,而且还存在法律问题。 CUT 将结合有人驾驶平台和无人驾驶平台的优势和局限性。

有人和无人编队(CUT)在成本和机组人员安全方面的显著优势

大多数现代载人战斗机的成本接近 8000 万美元,而非载人僚机的成本预计不到 500 万美元。这种组合将更便宜、更有效,并减少潜在的人员伤亡。这样还能更好地以低风险方式深入到高争议地区。无人机可以进行风险更高的飞行,并能进行有人驾驶飞机因机组人员生理限制而受到限制的严酷机动。装载武器的无人机还可以对价值极高的目标实施神风攻击。无人机可以重复使用,但价格低廉,空军在战斗中损失不起。自主无人机蜂群可以独立于 CUT 飞行,执行诱饵或独立任务。

中国和俄罗斯在 CUT 领域齐头并进

中国经常被称为小型无人机的“沃尔玛”。中航工业 601-S 无人机研制项目包含一系列中国低可观测飞翼。他们从长 2.15 米的 "天弩 "开始,积累飞翼设计经验。"天弩 "的双尾被 "风刃 "的小翼取代。在下一个设计 "云弓 "中掌握了控制规律后,小翼就被取消了。最后,"利剑 "和 "暗剑 "相继服役,用于执行侦察任务,最终用于执行战斗任务。暗剑 "高度强调机动性,通过采用鸭翼控制、双尾翼和无分流的超音速进气道来实现。"暗剑"允许与成都歼-20 等飞机进行 "忠诚僚机 "或 CUT。

俄罗斯最近在阿舒卢克训练场进行了 S-70 Okhotnik-B 重型攻击无人机的空对空作战模拟测试,旨在评估该无人机在无人僚机角色中与苏-57 隐身战斗机的兼容性。

MUT 在印度的发展

印度的初步试验由 HAL 与班加罗尔的新创公司 "新空间研究与技术公司"(Newspace Research & Technologies)合作进行,拟采用基于 LCA 的 CATS。在作战半径为 350 千米之前,该系统将使用可回收僚机。其射程将增加到 800 千米,可对目标实施神风攻击。该方案包括 CATS Warrior(CW)、CATS Hunter(CH)、CATS-Air Launched Flexible Asset(ALFA)和 CATS Infinity(CI)。

CW 自主僚机无人机将能够从陆地和航母上起降。它将与印度空军现有的战斗机平台(如 LCA Tejas、Su-30 MKI 和 "美洲虎")协同作战,后者将充当它的母机。它采用复合材料结构,内部设有武器舱,采用混合设计,其前部看起来像波音空中力量协同系统的僚机,机身中部到尾部则像克拉托斯 XQ-58 女武神。它将由两台改进型 HAL PTAE-7 或 HAL HTFE-25 涡扇发动机提供动力。CW 主要充当 "传感器放大器",在载人飞机前方飞行,利用传感器将信息反馈给母机。CW 将配备适当的 ISR/EW 有效载荷,并携带空对空导弹或空对地武器。CW 本身最多可发射 24 架 ALFA-S 蜂群无人机。

"狩猎者"基本上是一种僚机,其飞行方式类似于空射巡航导弹,可携带射程达 300 千米的弹药。它将使用卫星导航和地形轮廓匹配(TERCOM)进行制导,并管理自主目标捕获。在投放有效载荷后,CH 将能够返回并使用降落伞着陆。ALFA 是一种在其集装箱内搭载 4 架蜂群无人机的系统。从作战飞机上发射后,集装箱的射程约为 100 千米。ALFA-S 配有 5 至 8 千克弹头,可依靠自身推进力飞行,并能自主捕获和攻击地面目标。苏 30 MKI 和 "美洲虎 "飞机都能携带 ALFA-S。预计明年首飞,几年后入役。

必须为在对抗性环境中使用 CUT 做好准备

20 多年来,美国空军一直在中东和阿富汗大体许可的环境中驾驶 MQ-9 "死神 "等无人机,执行空袭和 ISR 任务。世界正在进入一个新时代,自主技术以较小的增量成本扩展和连接了人类在所有领域的能力。未来的战争将在竞争激烈的环境中进行,因此需要 CUT。这些技术正在迅速到位。所有主要空军都在研究 CUT。空战也正朝着这种团队合作的方向发展。

中国正在研发许多大型无人机系统。土耳其无人机制造商 Baykar Defence 在无人机技术方面突飞猛进,正在成为一个重要的参与者。伊朗拥有一个成功的无人机项目。巴基斯坦也在大量投资于这些相对廉价的力量倍增器。

鉴于战斗机中队的不足,空军对能力的担忧也可以通过僚机无人机得到部分弥补。 母机改装、僚机无人机和双向数据链必须由本国开发。无人机传感器,如雷达和适当尺寸和重量的电子光学系统,也需要设计或购买。母机驾驶舱需要重新配置现有的驾驶舱多功能显示器和控制按钮,以便向无人机传递指令。许多新成立的防务公司也在研究 CUT,其中一些还与 HAL 进行了磋商。需要实现一些重要的技术突破。

参考来源:Defstrat

成为VIP会员查看完整内容
33

相关内容

人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
颠覆性空战中的美军协同作战飞机
专知会员服务
31+阅读 · 2月22日
扩展现实的军事应用
专知会员服务
25+阅读 · 1月29日
用于濒海作战的爆炸性无人水面舰艇(USV)
专知会员服务
25+阅读 · 2023年12月25日
美国研发电子战无人机蜂群
专知会员服务
43+阅读 · 2023年12月8日
下一代旋翼机能力:北约联合直升机发展计划
专知会员服务
27+阅读 · 2023年10月17日
《无人机蜂群即将到来:未来空中战争的趋势》
专知会员服务
89+阅读 · 2023年9月11日
人工智能时代智能化海战模式
科技导报
17+阅读 · 2019年7月5日
美陆军计划部署四大新型地面无人系统
无人机
21+阅读 · 2019年4月30日
智能无人作战系统的发展
科技导报
25+阅读 · 2018年6月29日
分布式防御:一体化防空反导作战新概念
未来产业促进会
26+阅读 · 2018年2月8日
进攻机动作战中的机器人集群
无人机
20+阅读 · 2017年12月4日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2023年3月17日
Arxiv
12+阅读 · 2022年4月12日
Arxiv
26+阅读 · 2020年2月21日
Augmentation for small object detection
Arxiv
11+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
相关VIP内容
颠覆性空战中的美军协同作战飞机
专知会员服务
31+阅读 · 2月22日
扩展现实的军事应用
专知会员服务
25+阅读 · 1月29日
用于濒海作战的爆炸性无人水面舰艇(USV)
专知会员服务
25+阅读 · 2023年12月25日
美国研发电子战无人机蜂群
专知会员服务
43+阅读 · 2023年12月8日
下一代旋翼机能力:北约联合直升机发展计划
专知会员服务
27+阅读 · 2023年10月17日
《无人机蜂群即将到来:未来空中战争的趋势》
专知会员服务
89+阅读 · 2023年9月11日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员