在挫折中前行-浅论制约无人战机发展的桎梏

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在挫折中前行-浅论制约无人战机发展的桎梏


未来的空战中也许人类大多数时间会在地面上望天兴叹了,因为未来的天空是属于无人机的。


随着军事科技的不断发展,人类——这个地球上最强大的生物已经悲哀的发现自身的生理心理缺陷已经成为了其在军事行动上的致命软肋。人类——这个由蛋白质组成的生命体在将来的作战中实在是太脆弱了,在空军中尤其如此,为了照顾脆弱的人类,大量的机械和电子元件安装在战斗机上,例如融合了各种显示器、带瞄准具的头盔、电传操纵系统,还有飞行员生命保障系统的驾驶舱.无人机需要这些吗?


说到无人战机的优势,那可就多了去了:去掉了人类这个累赘,他的体积可以更小,重量可以更轻,使其有效载荷更大就可以携带更多的设备和弹药;成本更低,可以大量生产;复合材料的使用比重可以大幅度提升,气动外形可以可以得到进一步优化,随之而来的就是隐身性能的提高;此外无人机的机动性能比起前辈们会有一个飞跃,续航能力也可以突飞猛进。当然最重要的优点是可以避免飞行员的伤亡:飞行原就是飞机的大脑,是空军的核心。在有人驾驶时期,失去飞行员对于任何军队都是重大损失,其程度大于失事的战机。国家培养一名飞行员,往往需要耗费大量资金。例如培养一名具备四种气象条件下作战能力的歼7飞行员,需要7年时间,所需费用1070万元。培养一名歼8飞行员,需要8-10年时间,所需费用1530万元。最让人咋舌的是培养一名苏27飞行员,竟需要10年时间,所需费用达5000万元。而这仅仅是金钱上的,飞行员的价值却是不能用金钱衡量的。所以未来空战中,率先大量装备无人战机的国家可以占尽优势。


既然无人机好处如此之多,那么军事强国怎甘落后于人。现在无人机在新军事变革的舞台上早已崭露头脚,全球鹰正如它的名字一样翱翔在地球的天空上为美军的全球战略孜孜不倦的忙碌,捕食者在2001年的那次行动中更是令世界惊艳。其他国家自然不甘落后,各种各样的无人机纷纷新鲜出炉。我国的无人侦察机已有多款服役,更令人瞩目的是在2006年的珠海航展上也展出了“暗箭”无人战机,虽然只是模型,但也显示了我国在无人战机的设计上也跻身于世界前列。目前无人侦察机的进展小有成就,但是在无人战斗机方面的研制却不是一帆风顺,虽然美国空军认为F-22将会是他们最后一种有人驾驶战斗机,但是从现有的技术来看,这个却困难重重。防务分析家史蒂夫?扎洛加警告说,由于涉及到技术难题,他认为很难想象美国空军会研制无人驾驶喷气式战斗机。(转自http://war.163.com/07/1029/08/3RV639T600011232.html)


现在无人机的控制方式主要有两种:一是由地面控制站的人员操纵,就像遥控飞机那样。另一种就比较有技术含量了,是由计算机理的预编程序控制,也就是智能化或自主控制。这两种控制方式各有各的好处,自然也有个自的缺陷。


由地面人员操纵的控制方式目前比较普及,因为比起智能化他的技术难度要低容易实现。工作方式就是无人机上的传感器(雷达 红外探测器 光学仪器)采集到各种信息然后传输到后方地面控制站,由那里的人员分析判断,然后做出决定把指令再传给无人机,此时无人机就可以依据指令该干嘛就干嘛了。


我们现在来谈谈这种控制方式的困难:采用了这种控制方式,那么整个作战过程中最重要的环节想必大家都知道,那就是前后方的信息传输问题,信息如果传输不畅那无人机就成了没头的苍蝇了。


问题一:大量数据的远距离传输


未来空战中情况瞬息万变,形式十分复杂,无人战机探测和接受到的信息十分庞大,灾加上将来无人机的成本低,损失代价小,很可能出现大量无人机交战的情形。所以需要传输的信息是海量的,这时大量信息能否准确的远距离传输就是个问题了,我们的数据链能否承受这么大的信息量。这时数据压缩技术和宽带数据链是个重中之重。


问题二:数据传输的延时性


平常也许看不出这是什么弱点,但是一旦进入战区,瞬间可能发生突发事件,如果数据传输延时过长,有可能你刚收到信息进行判断,在前线你的无人机早已奔向了大地。


问题三:数据传输的安全性


未来战争一定处于强电磁干扰下,这时电磁波的安全性就至关重要了,对方可以截获己方信息从而判断我方行动,也可以篡改己方信息甚至向伪装我方无人机发送虚假信息,是我们钻进敌人圈套。射频和激光数据链技术或许将来会有所突破。


问题四:效率问题


一架"捕食者"无人机在执行任务时通常需要4名操作员来对其进行控制。即使将来可以一对一的控制,这也会造成很大的人力、物力等资源浪费,成为制约大规模发展应用无人机的“瓶颈”。


“智能化”是无人战机可选的另一种控制方式,听起来比那个遥控技术含量高多了,好处也不少,例如前面那个效率问题就可以避免了,但是这个“智能化”难度比较大,门槛很高,高得目前地球第一强国也一筹莫展呀,连美国的无人系统2007-2032年的路线图中都没有明确表示美国空军计划在2018年完成最初作战性能的远程炸弹属于人工操作还是无人操作系统(不知道某宇宙超级大国怎么样了)。扎洛加(就前面那个专家)说:“现在没有任何综合传感器能够作出飞行员在空对空环境中必须作出的那种判断。从理论上说,我们在20年后也许有可能拥有像战斗机飞行员一样好的某种视觉传感器系统,但那还需要等待。”(转自http://war.163.com/07/1029/08/3RV639T600011232.html)


当然智能化面临的问题知会比遥控方式的更多,更难实现。


问题一:网络数据传输


虽然摆脱有人控制,无人战机和控制人员的通信减少了。但是总的来说对数据传输的依赖不是减弱而是加强了,因为智能化的无人战机不再是点对点的数据传输,而是点对面的信息交换。交换对象除了控制人员外还有其他无人战机,预警机,卫星等等。此时对网络数据传输的可靠,及时,安全提出了更高的要求。


问题二:自主控制性


这才是目前困扰各国军工科研人员的头等难题,目前的芯片处理速度还不够快,软件尤其是高度自适应、智能的AI(人工智能)软件也没有,导致目前无人战机的智能化就是“小儿科”美国曾经为智能化划分了10个等级,目前能达到的级别相当低。就拿无人战机集结过程来说吧。除了健壮的宽带数据链以及综合空中图像(SIAP)、空域管理外,尚需发展的关键技术包括:抗干扰GPS系统、极低漂移率的惯性测量设备、冲突检测和防撞系统、空中交通管制和任务管理算法、气候对作战环境的影响等。总的来说无人战机的自主控制是一项艰巨的工程,只有在容错技术、行为智能和自适应推理系统(如神经网络)取得突破的前提下,无人战机的智能化才算露出了一丝曙光.


个人认为,人工操纵只是在目前智能化进展缓慢情况下的一种过度手段,绕开智能化的壁垒或许可以让无人战机尽早飞上蓝天。我们不能回避智能化这个难题。毕竟智能化才是我们追求无人战机的终极目的。未来无人机的发展方向是人工控制与智能化向结合,二着缺一不可。再智能化的无人战机任何人也不可能把它们往前线一撇就不管了,未来空战中控制人员会全程监控整个无人战机的集结,作战,撤离这些过程,并且保障操纵人员拥有最高指挥权限,以确保当发现出现紧急情况或者无人战机做出不适当判断时,可以迅速切换控制模式,转成人工控制化解危机。例如在美国国防部日前发布的无人系统2007-2032年的路线图中,最先计划进行的工作是提高对无人系统收集到的数据进行数据综合的方法,确保作战指挥员具有即时访问权限。


当人们看到莱特兄弟驾驶世界上第一架飞机歪歪扭扭的滑上天空,估计没有人能想到这个貌似弱不禁风的东西三四十年后一举成为战争中的决定性武器。同理,虽然目前看来无人战机研发的难度很高,但是我们我们一点要保持极高的敏感性,在实时跟踪世界先进技术的同时更要大力自主研发,通过技术创新攻克难题。无人战机的出现很可能会对未来的空战模式产生重大变革,他会带动整个航空业的发展,甚至让无人坦克,无人战舰也从梦想变成事实,在这场争夺技术制高点的科技角力中,中国不能落后。希望中国的无人战机能够早日的巡逻在祖国的蓝天上,用这把无比锋利的长剑击退任何敢于侵犯我中国民族利益的强盗。



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