圖注:國產(chǎn)“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”
近些年,我國在無人機(jī)研制方面不斷推出新品,中國電子科技集團(tuán)公司新推出的一款偵察無人機(jī)產(chǎn)品就很有特性,筆者看到這款偵察無人機(jī)的第一眼,就想到了美國的“渡鴉”單兵微型無人機(jī)系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)定位類似于美國“渡鴉”無人機(jī)
僅從外形上看,“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”與“渡鴉”的確是非常相似,都采用圓筒向矩形體變化過渡式機(jī)身,較大展弦比上單翼,長撐桿式的尾翼,氣動布局十分相似,在使用方式上,也都是采用單兵攜帶、手動發(fā)射,偵察傳感器載荷也都以光電頭的形式布置在機(jī)頭處。
然而,兩者既有相似之處,也有很大的不同之處。“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”與“渡鴉”最大的區(qū)別,在于“集群”兩字。據(jù)介紹,“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”是一款完全分布式,高度自動化、智能的空中無人集群偵察作戰(zhàn)系統(tǒng),通過為攜帶光電偵察載荷的微型無人機(jī)加裝集群飛行管理平臺系統(tǒng),使其能夠根據(jù)任務(wù)設(shè)定自主完成序貫起飛、編隊(duì)集結(jié)與保持、區(qū)域協(xié)同搜索、運(yùn)動目標(biāo)協(xié)同跟蹤、快速俯沖抵近等偵察作戰(zhàn)任務(wù);通過智能的任務(wù)分配和高效的機(jī)間協(xié)同,大幅提升空中偵察作戰(zhàn)效率,降低效費(fèi)比。
圖注:美國陸軍的單兵無人機(jī)“渡鴉”
“集群”無人機(jī)強(qiáng)在哪兒?
為什么“渡鴉”無人機(jī)是單打獨(dú)斗,而“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”選擇與其不同的集群偵察模式?與單打獨(dú)斗相比,“集群偵察”有什么優(yōu)勢和好處?
我們知道,由于反無人機(jī)系統(tǒng)和技術(shù)近些年來飛速的發(fā)展,對“低小慢”無人機(jī)的殺傷和攔截效果很好,殺傷概率提升非??臁6?ldquo;渡鴉”RQ-11恰恰是這么一款“低小慢”無人機(jī),面對反無人機(jī)系統(tǒng),單機(jī)作戰(zhàn)的“渡鴉”一旦被捕獲,裝備損失不要緊,更關(guān)鍵的是戰(zhàn)術(shù)偵察任務(wù)也得失敗告吹。而集群式無人機(jī)則不同,它構(gòu)成一個任務(wù)編隊(duì),即便一架、兩架無人機(jī)被防空系統(tǒng)或反無人機(jī)系統(tǒng)擊落,集群內(nèi)其它無人機(jī)也能成功執(zhí)行偵察任務(wù)。而且與單兵偵察無人機(jī)相比,集群無人機(jī)具有編隊(duì)偵察的優(yōu)勢,可以對更廣闊的區(qū)域進(jìn)行編隊(duì)搜索,探測能力強(qiáng)于單架無人機(jī);此外集群無人機(jī)還可以對某一區(qū)域進(jìn)行反復(fù)多次地毯式搜索,避免單次搜索造成的偵察遺漏或錯漏,進(jìn)一步提高偵察成功率;而且,對于運(yùn)動中的作戰(zhàn)平臺目標(biāo),單兵無人機(jī)往往難于跟蹤監(jiān)視,而對于集群無人機(jī)而言,對移動目標(biāo)進(jìn)行接力偵察跟蹤是非常輕松的事;此外,多架無人機(jī)偵察同一個目標(biāo),可以從不同角度對同一目標(biāo)有不同的觀察,對目標(biāo)的觀察更為立體和細(xì)致,偵察效果更好,細(xì)節(jié)更為突出。而與單兵無人機(jī)相比,“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”在技術(shù)上難度更大,需要解決任務(wù)協(xié)同、智能編隊(duì)等技術(shù)瓶頸,用更合理高效的方式完成無人機(jī)的自組隊(duì)和對同一目標(biāo)的協(xié)同探測。
圖注:集群起飛的“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”
國產(chǎn)“集群無人機(jī)系統(tǒng)”性能概述
據(jù)介紹,“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”內(nèi)集群無人機(jī)規(guī)模不低于20架,采用自組網(wǎng)技術(shù),組網(wǎng)時間不超過10秒,機(jī)間傳輸帶寬10M,使用半徑10千米,續(xù)航時間不小于40分鐘,巡航速度約為54~90千米/小時,單機(jī)最大起飛重量2.2千克,單機(jī)載荷能力0.5千克。
“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”由集群自主管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈空中節(jié)點(diǎn)、偵察載荷、數(shù)據(jù)鏈地面節(jié)點(diǎn)和地面站組成。“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”的控制很簡單,可以采用便攜式的筆記本式控制終端(地面站)進(jìn)行控制,單兵也可以通過手持式的數(shù)據(jù)鏈地面節(jié)點(diǎn),從集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)上下載獲取偵察情報(bào)信息。集群自主管理系統(tǒng)是“微型集群偵察無人機(jī)系統(tǒng)”的“大腦”,而飛行控制板就是集群自主管理系統(tǒng)的核心,它由中國電科自主研發(fā),具備航線飛行控制、組合導(dǎo)航兩種功能,可以進(jìn)行集群任務(wù)分解、編隊(duì)飛行、目標(biāo)跟蹤、自主避障等機(jī)間協(xié)同功能。飛控底板則集成有導(dǎo)航信息采集和數(shù)據(jù)鏈、載荷接口功能。
集群無人機(jī)如何使用?
在不使用時,微型集群無人機(jī)可以拆卸并折疊起來,放置在軍用攜行背包中由單兵背負(fù)攜帶,而當(dāng)使用時,一個無人機(jī)小組的多名士兵選擇一塊平地,同時組裝好無人機(jī),進(jìn)行集群快速展開。展開后,多架無人機(jī)可以順序或者同時發(fā)射,發(fā)射后在空中組成多機(jī)編隊(duì)。無人機(jī)可以自主選擇飛行高度,飛往集結(jié)地點(diǎn)盤旋集結(jié)。當(dāng)多架無人機(jī)盤旋至相位一致后就進(jìn)入編隊(duì)飛行。微型無人機(jī)編隊(duì)飛行可靠性很高,在試驗(yàn)中,進(jìn)行過一字型編隊(duì)抗風(fēng)測試,測試風(fēng)速達(dá)到9米/秒,即相當(dāng)于5級風(fēng)的條件下,飛機(jī)仍能正常編隊(duì)飛行完成任務(wù)。在協(xié)同廣域搜索任務(wù)中,微型集群無人機(jī)可以保持具有寬大搜索正面的一字型編隊(duì)執(zhí)行任務(wù),也可以根據(jù)任務(wù)需要選擇人字形等編隊(duì)方式。而當(dāng)某機(jī)進(jìn)入跟蹤模式時,編隊(duì)內(nèi)的其他飛機(jī)還可以保持在搜索模式,以覆蓋其他未搜索區(qū)域;當(dāng)某一架無人機(jī)使用紅外載荷進(jìn)行探測成像的時候,其它無人機(jī)可以使用光學(xué)載荷進(jìn)行探測,因此執(zhí)行任務(wù)非常靈活。在俯沖抵近偵察中,無人機(jī)可以進(jìn)行俯沖,然后接近目標(biāo)進(jìn)行高質(zhì)量高精度的成像,而后掠過目標(biāo)后爬升歸隊(duì)。微型集群無人機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同定點(diǎn)回收,多機(jī)在程序事先設(shè)置好的歸航點(diǎn)的不同高度盤旋等待,然后依次進(jìn)入回收程序。