旋翼无人机打通后装保障“最后一公里”精准直达

2020-11-08 06:32宋振国王璠刘丹
无人机 2020年8期
关键词:最后一公里旋翼链路

宋振国,王璠,刘丹

国防大学

随着无人机技术的快速发展,无人机在后装保障中已显示出非常高的应用价值。针对当前“最后一公里”保障难以完全适应现代战争快速、高效、精准补给的要求,旋翼无人机以其独特的技术优势,在后装保障链路末端应用,展现出极强的发展潜力,对后装保障“最后一公里”精准直达具有重要意义。

自上世纪80年代以来,无人机的军事应用价值逐渐被世界各国军队深刻认识,现正由作战领域向后装保障领域拓展。2011年11月,美军K-MAX货运无人直升机首次在阿富汗战场实战应用。2013年,美海军陆战队运用亚马逊无人机为前线运送弹药和水等物资。2018年5月,美海军陆战队在实战演习中,运用已装备的小型无人机对受困部队进行补给。实践表明,旋翼无人机以其机动性高、操控简单、成本低、隐蔽性强等特点,在战术后装保障中已显示出非常高的应用价值,并体现出极强的发展潜力,在改变后装保障链路末端现状,助推后装“最后一公里”精准直达保障等方面具有重要意义。

后装保障链路末端现状及问题

战术后装保障处于保障链路末端,要求快速、高效、精准地实现直达“散兵坑”和战场“零伤亡”。传统保障方式以陆路运输补给为主,保障速度慢,且受战场交通环境严重影响,“最后一公里”保障难以完全适应现代战争快速、高效、精准补给的要求。

保障链路末端远离供方,易引发“长鞭效应”

“长鞭效应”意指保障信息从需求端向供应端传递时,由于流转环节多,导致需求信息随供应链逆流而上时,错误信息逐渐放大,需求信息真实性出现曲解波动的现象。同时,后装保障链路末端距离关键供方节点距离远,保障物资层层流转,保障时效性低,后装保障“最后一公里”难以实现精准直达要求。

图1 美军K-MAX 货运无人直升机首次在阿富汗战场实战应用。

图2 亚马逊无人机为前线快速运送水等物资。

保障链路末端点多线长面广,保障效益比低下

后装保障链路末端,部署往往相对分散,保障态势点多、线长、面广,要求具备快速、高效、精准的伴随保障能力。在此背景下,保障链路末端,大型装备难以施展、人力配给费时费力,物资配送依旧面临需求方地理位置远、地理布局散、需求物资数量少等情况。如何在正确的时间、按照正确的数量、正确的质量和正确的状态送到正确的地点,并使总成本最小,也是当前战术后装保障亟待解决的问题。

保障链路末端战场环境恶劣,后装保障面临严重威胁

战术后装保障,地处战场前沿,距敌较近,战场生存力差,面临较大威胁。例如,敌人会利用复杂地形隐蔽,对后装保障力量实施打击破坏,后装保障人员既要完成后装保障任务,还要应对多元战场威胁。

旋翼无人机后装保障链路末端应用优势

近年来,无人机技术得到快速发展,特别是2010年后,小型旋翼无人机技术实现市场化,大、中型旋翼无人机技术也取得巨大突破,其军事应用价值在不断凸显。

机动灵活,利于突防

旋翼无人机体积小、重量轻、在野战条件下起降灵活,可以实现超低空和贴地飞行。同时,多旋翼无人机飞行稳定,可以实现自主飞行控制,多架无人机能以集群形式遂行后装保障任务。特别是集群无人机体积小,被击中概率小;单机载重小,击中后损失小;数量庞大,被敌人摧毁的数量有限。因此旋翼无人机在战术运用中可以集中使用,提高单机的突防成功率。

精准直达,快速高效

与固定翼运输机、直升机等航空运输装备相比,旋翼无人机任务载荷重量较轻,但在战术层面后装保障的应用却更加具有优势。战术后装保障主要是将各种物资分发至各作战单元,当部队相对集中时,以营为单位接收物资,当部队展开时,一般以连为单位执行作战任务。按照每连100人、每人每日1kg的食品消耗,营级每日给养的食品约为300kg,运载这些重量的物资一般需要6~8架旋翼无人机。虽然传统直升机载重量大,可以搭载多个单位补给物资,但往往是降落至多个单位中间位置,再由人工将各单位物资搬运回相应阵地,难以实现精准配送。同时,前沿地区航空器面临防空武器与地面火力的双重威胁,运输机和直升机难以抵达前沿,人工接力降低了后勤补给的速度与效率。而旋翼无人机可以进入相对危险的区域,在接近目标区域时,无人机集群编队散开,各无人机将物资直接送至连队前沿阵地,实现快速高效投送。

图3 战术层面的后装保障应用,旋翼无人机更具有优势。

图4 旋翼无人机实现“零伤亡”物资投递。

低电磁反射,隐蔽性高

执行任务数量多,单机总价值远远低于直升机,即便出现一定战损,造成的损失率也相对较低,仍可以保证运输任务的完成。

不惧战场危险,实现“零伤亡

普通直升机和固定翼运输机在执行任务时,一旦被击中或者操作出现故障,极有可能导致机组人员伤亡,或者被俘。旋翼无人机通过地面操控或者自主控制执行任务,出现意外情况时不会造成人员伤亡。在各国重视“零伤亡”的情况下,旋翼无人机是有人驾驶运输机的良好替代与补充。不仅如此,旋翼无人机能有效克服有人机机组人员体力影响,保证持续高效遂行保障任务。

结构简单,利于维修

旋翼无人机结构简单,主要部件为飞行控制系统、动力系统、任务载荷吊装平台。可以很方便采用模块化设计,大幅度降低维修的复杂性。在使用过程中一旦出现损坏,可以直接更换模块进行快速维修,大幅降低战场维修时间,提高战场维修效率,使无人机快速恢复作战能力。

强化旋翼无人机后装保障链路末端应用

鉴于以上优势,无人机在保障链路末端能发挥高价值应用,同时也可以突破传统保障模式,形成基于无人机的后装保障新模式。

应用价值

一是利于实现后装保障快速精准直达。相对陆路运输,空中运输可以大幅降低补给时间,旋翼无人机虽然任务载荷重量较轻,但其运力足以实现轻武器、弹药、食品、个别零部件的运输,且多架次运输基本能满足连排战术分队的物资补给。此外,旋翼无人机的成本优势与安全优势,使其可以在更加危险的环境中执行任务,将货物运输至距离作战前线较近的地域,快速卸载与分发,实现精准快速补给。

图5 旋翼无人机是对现有陆、海、空运输方式的有益补充。

图6 美海军陆战队开展小型旋翼无人机战术补给试验。

二是利于形成多维全向立体化后装保障态势。适应未来战争多维立体化发展要求,后装保障也应该注重立体多维化发展。陆路运输量大,但容易受交通状况影响,水运受水面环境影响较大。空运主要依靠固定翼运输机与货运直升机,载荷重,速度快,但目标较大,容易暴露,极易受到防空武器与地面火力打击。而旋翼无人机能有效克服车辆对交通道路的依赖,且任务载荷重量轻,既可以集中也可以分散使用,在接近目的地时分散投送,直接将物资分发至连排等基层单位,实现一体化运送分发,以最小的代价、最小的损失、最快的方式投送至前线阵地。因此,在更多条件下旋翼无人机是对现有陆、海、空运输方式的有益补充。

三是利于推动后装保障平稳接力。在将物资精准投送至前线战术分队等任务场景,旋翼无人机具有天然优势,尤其是在不利于车辆机动与大型空运装备展开的地域,如高寒山地、丛林、边防海岛等复杂地形地区,旋翼无人机能够在降低人员伤亡风险的同时,助力战役支援与战术分发平稳接力,实现后装保障的精准投送补给。

应用模式

发挥无人机高机动性、隐蔽性强、效费比高、集群效应好等优势,根据战场和作战保障需求,灵活采用不同保障模式。

(1)阶梯式保障

结合后装保障布势,根据保障对象、保障区域、保障环境、保障距离等情况,灵活配备运用高、中、低空和远、中、近程无人机,实现战略战役战术全纵深、全方位覆盖保障。

(2)网络式保障

建立神经网络式保障链路,在关键位置设置保障节点,无人机在保障节点和保障末端之间穿梭保障,强化无人机后装保障链路的末端微循环。

(3)应答式保障

在保障链路末端综合运用无人机定位、识别与信息交互感知技术,实时掌握无人机终端保障物资的内容、位置、状态。无人机终端能够迅即响应保障链路末端提出的保障需求并实施精准定点应答保障。采取这种保障模式,在一定方式上能够缓解保障供需信息扭曲波动放大所造成的“长鞭效应”。

(4)集群式保障

依托集物资储供、无人机发射与回收等功能于一体的智能化固定式或移动式“蜂巢”,如物资补给舰船、大型货运飞机、运输地面车辆、野战仓库等,实现“有人+无人”协同,陆空、海空和空空协同的集群式保障方式,具体可采取“多对一”、“多对多”等模式,即由多架无人机集中保障同一对象,或分散保障多个对象。例如,今年3月美海军陆战队成功利用任务载荷重量为2.25kg的小型无人机,组成32架集群开展战术前沿直达补给试验验证。在作战应用层面,这种保障模式,能够有效克服单机出现故障或战损而无法继续执行任务,以及任务执行成功率低等问题。考虑到无人机成本低,采用适当的无人机集群编队飞行,在提高任务成功率的同时也能获取更高的收益。

应用关键技术

认真分析研判中外军队无人机后装保障应用实践,无人机平台技术、安全性、可靠性、战场适应性等关键性因素仍在制约战场应用的发展,必须强化科技创新,加快突破无人机后装保障应用的技术瓶颈。

(1)抗干扰、防阻断技术

通过采用特殊外形设计,利用吸波材料、隐身、电子对抗、削减红外信号特征等技术,不断提升无人机战场生存力;

(2)智能控制技术

重点突破目标识别、复杂战场环境和恶劣气象条件下的态势感知等智能化技术;基于北斗的导航定位、惯性导航等高精度自主导航、任务规划与控制技术;实现有人机/无人机和无人机/无人机高效协同飞行的人机智能融合与自适应学习技术,以及平台分布式自主协同技术。

(3)数据安全传输技术

重点解决无人机后装保障指挥控制融入作战指挥链支撑技术,强化信息阻断、通信干扰等反无人机技术突破,确保指挥控制信息顺畅。

(4)通用平台关键技术

重点解决无人机集成技术难题,采用模块化设计和开放式架构,实现一机多用和即插即用;重点突破无人机动力技术,解决现有无人机航程短、任务载荷重量轻、升限小等问题。

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