美军多旋翼无人机提升单兵战场感知能力
时间：2021-05-28 16:00:44 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
美军作为无人机实战应用的鼻祖，无人系统作战理念和飞行平台作战性能都非常先进，广泛担负侦察、打击和支援类任务。目前，美军正在将无人机作战从战略、战役级向战术级延伸，研发了“多旋翼无人机”系统，用于保障排、班、火力小组和士兵的地面作战需求。
作战概念先进：地面士兵获得战场态势感知能力
美军装备的无人作战平台主要应用在指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、目标定位、获取、侦察（C4ISTAR）领域，MQ-9“死神”等无人机也在担负火力打击任务，K-MAX在电子战、攻击支援、网络通信中继等领域也开始投入实战部署。但是这些无人作战行动以往大多在战役以上层次进行，美军对此并不满足，专门为战术级作战研发了多旋翼无人机系统。
多旋翼无人机的设计理念非常先进，要求作战平台在全地形全天候条件下提供持续侦察监视能力，增强士兵在地面战斗中对所处战场空间的持续态势感知能力，从而提高作战效能和生存能力。这种作战概念强调“当前战场空间”，无人机要掌握从每天到几个月的战场态势，所获取战场信息只供普通士兵使用，专门保障战术领域的作战需求，而不是战役、战略等更高层次的C4ISR作战。在所有地形条件下，“当前战场空间”在某一特定时刻都有某种距离限制，比如，在城市作战环境下，当前战场空间局限在半径15米左右的范围内，而在开放的沙漠环境下，当前战场空间可能在任何方向上都要超过1.6千米。
目前，美军地面部队使用的无人机型号虽然很多（详见表1），但是仍然不具备当前战场空间态势感知能力，比如，海军陆战队小队使用的“扫描鹰”无人机长1.22米，翼展3.05米，全重15千克，续航力15～48小时，最大飞行高度4900米，可以将机翼折叠后放入贮藏箱进行战术部署，但是不能提供真正的稳定图像，不能实现“悬停和对地持续监视”（PaS），也不能在森林和密集街区等狭窄地形发射和降落。
对于地面作战的士兵而言，当前战场空间没有“时间窗口”，情报信息必须通过有协同关系的无人机操作员传递给士兵，由于战场的情报信息时效性非常强，比如有些无线电传送的敌方战术机动的图像信息可能在几秒中内过时，无人机操作员要将这情报传递给地面作战的士兵，就必须进行密切的作战协同。目前，美军在战场上大型无人机部署密度较低，而各种层次的作战保障需求很多，要将传感器信号传递给在战术级行动的地面小分队，仍然需要事先进行详细的协同，这种协同耗费大量时间，而时间又是战术级行动或火力打击行动的关键要素，因此研发战术级多旋翼无人机就显得更有必要。
从战术级情报信息需求来看，一名士兵在既定环境下执行战斗任务，其直接视觉态势感知限制在二维空间内，只能通过先进战术光学瞄准镜（ACOG）等装置观察战场环境，而且视线不能穿过墙壁、山丘、树丛等障碍物，也不能发现黑暗、街角等高危环境中的目标。但是，士兵自己发射并操作一部小型无人机，就能获得所需的精确实时图像信息，通过全方位、可视化的能力实现对当前战场空间的三维态势感知，大幅提高地面士兵的作战效能和生存能力。除了提高士兵态势感知能力，多旋翼无人机还能提供自上而下的信息流，在时间上与当前战场空间不发生联系，无人机在士兵的直接指挥下，直接保障小分队行动，所获取信息自动整合进部队的机动计划，不分散士兵完成主要、次要甚至是第三战场职责的注意力。
性能要求极高：安全稳定持续的战场监控能力
通过分析执行地面作战任务的小分队在前线的特殊需求，美军的系统设计者按照以步兵为中心的理念，利用成熟的技术成果创造一种超越现有战场系统的多旋翼无人平台，即使在森林或城市这样最“狭窄”的地形条件下，也能安全隐蔽地发射、飞行、回收，避免潜在的敌方威胁，保障海军陆战队和陆军小分队未来的地面战斗。具体而言，多旋翼无人系统能够达到以下技术标准：
◆实现静音、隐形操作，保障所有类型的作战行动，通过强大的态势感知提高士兵的持续任务能力，同时将士兵的伤亡威胁降至最低。
◆具有超强的生存能力，能够实现全地形、全谱作战，关键任务组件应当进行冗余设计，确保出现故障时也能完成任务，所有部件都要做到便于在战场上更换。
◆具备操控和自动飞行能力，在操作员发出指令、动力耗尽等情况下安全降落，根据指令快速机动到指定位置，继续实施侦察任务。
◆在敌方干扰条件下提供稳定实时的地面目标图像，在各种不同风速下昼夜传送目标细节图像。图像相对动态，能够在士兵的便携式计算机终端上叠加显示，类似于有人驾驶飞机的飞行员头顶显示系统。
◆安装机载防干扰、加密飞行记录仪记录行动细节，用于行动后详细评估作战过程。评估使用的高清图像没有任何叠加，通过时间编码数据元分别记录，适用于多种类型的作战过程。
◆具备多向传输能力，系统不仅向分队指挥员提供图像，还能采用“指挥移交”的方式，同时向分队其他成员提供图像，每名士兵都能控制无人机或使用各种可视化传感器数据包，必要时也有权同时进行控制和使用。系统还能够向当前战场空间的其他友邻部（分）队提供态势感知，包括其他地面部队、隶属较高级别的无人机、有人驾驶飞机等，向整个C4ISR体系提供底层信息流。
