直升机/无人机蜂群协同作战关键技术分析

董明兆

69008部队

在未来全域作战的背景下，直升机或无人机蜂群单独行动均无法满足灵活部署、高效指控的实战需求，直升机/无人机蜂群协同作战能力提升已成为热门课题。本文总结直升机作为无人机蜂群载机的优势，分析直升机/无人机蜂群协同作战的关键技术。

早在上世纪90年代末，美军就率先提出“无人机蜂群作战”这一超前概念，并开展概念界定和相关技术研究。目前，美国无人机蜂群技术与验证试验处于世界先进行列。

相较以美国为首的西方军事强国，我国无人机蜂群技术研究、直升机/无人机蜂群协同作战研究起步较晚且缺乏实战牵引，整体进度略为滞后，尤其是直升机/无人机蜂群协同作战研究仍处于初始阶段，实际运用与美军存在一定差距。因此，直升机/无人机蜂群协同作战的军事需求分析与核心能力研究是当前我军的重要任务之一。

我国相关单位正在集中力量研制空射无人机，对直升机/无人机蜂群协同作战的可行性进行分析论证，并计划对无人机蜂群新的作战概念、蜂群自组网、蜂群协同控制及协同干扰等技术进行验证，旨在形成实战能力。

图1 美军提出新的作战概念，即F-35战斗机在空中发射无人机，形成隐身突防作战能力。

直升机作为载机的优势

无人机蜂群发射方式分为陆基发射、空基发射和海基发射等类型。其中，空基发射主要采用固定翼飞行器和旋翼飞行器两种载机。作为无人机蜂群的载机之一，直升机具有飞行速度匹配性好、发射效率高、任务部署灵活等优势，是有人/无人协同作战不可或缺的重要装备。

一是作为无人机蜂群的发射平台，运输型直升机拥有较强的载重能力和高效发射装置，能在较短时间内发射大量蜂群无人机。

二是直升机具有机动性高等飞行特征，可根据不同作战时段和任务要求，选择不同地点和时机发射蜂群无人机，有效提升任务部署的应变能力。

三是在无遮挡的环境中，直升机充当空中指控系统指挥无人机蜂群作战，增强了有人/无人协同作战效能。

美国“空中发射效应”项目

随着无人机机载计算机尺寸不断缩小和功能逐步增强，智能化无人机技术快速发展。这些技术进步催生出一种全新作战方式，即母机发射大量小型无人机，执行前出侦察任务。2018年，美国陆军发布“空中发射效应”（Air Launched Effects，ALE，下称“空射效应”）项目公告，计划采用旋翼机或大型无人机，在敌防空区域低空发射可消耗微型无人机。该项目涉及飞行器、传感器、武器、相关支持设备开发及任务系统应用。

“未来垂直起降”（Future Vertical Lifting，FVL）系统是美军优先发展的六大项目之一，主要包括未来攻击侦察 机（Future Attack Reconnaissance Aircraft，FARA）、未来远程突击机（Future Long-Range Assault Aircraft，FLRA）和各种未来无人机系统（UAS）。其中，“空射效应”无人机蜂群作为未来攻击侦察机系统的重要组成部分，可携带多种任务载荷，执行情报侦察监视任务，必要时对威胁目标实施打击，其模块化开放架构消除了新技术集成的障碍。无人机蜂群采用自主或半自主方式进行作战，将有效提升美国陆军航空兵和地面部队的生存能力、危险目标识别能力、目标定位和打击能力等。

“空射效应”无人机蜂群将在2022—2023年开展复杂环境下的电子战等试验，计划2024—2025年部署于美国陆军现役直升机。国外部分“空射效应”项目已顺利研制出工程验证机，正在积极开展复杂环境下的实战化任务考核。

图2 运输型直升机的机舱内部可装载CH-901无人机蜂群。

图3 美军在尤马试验场开展“黑鹰”直升机/“空射效应”无人机蜂群协同作战验证试验。

关键技术

直升机/无人机蜂群协同作战涉及的关键技术包括无人机蜂群发射与回收、协同组网和协同控制等技术。

蜂群发射与回收技术

早期无人机蜂群研究受成本和技术条件的制约，空中发射技术并无较大发展。随着技术水平的不断提高，目前无人机蜂群采用机舱内部装置发射、外部挂架发射和其他设备（如多管装置）发射等空基发射方式。蜂群回收采用机械臂抓取、空中撒网、空中钩取和缆绳浮标等方式。据报道，美国“空射效应”蜂群无人机由“黑鹰”直升机机身侧面挂载的美军标准发射管发射。

协同组网技术

目前，国内外无人机蜂群主要采用集中式、分布式和分层式网络结构实现作战信息交互。科学合理的通信网络结构是信息高效传输的重要前提。系统通信网络主要由直升机与蜂群间的通信网络以及蜂群内部通信网络构成，其结构复杂且动态变换，现有蜂群组网技术无法满足信息高效传输的需求。因此，在蜂群自组网技术基础上，相关单位应重点开展直升机/无人机蜂群协同组网技术研究。

为实现直升机对无人机蜂群的指挥与控制，诸多国家对有人机/无人机蜂群协同组网技术开展了一系列研究，探索直升机/无人机蜂群编队在协同作战中涉及的关键技术。

协同控制技术

直升机/无人机蜂群协同控制技术研究包括有人机/无人机协同控制，无人机蜂群自主决策、任务规划、航线规划等内容。2005年，美国空军提出协同空域作战（CAO）概念，阐述有人机/无人机协同作战机制，强调有人机/无人机集成于一体并相互协作，实现数据共享，提升任务执行效率。但是，受无人机蜂群技术的制约，无人机蜂群无法实现全自主作战。

总结

为健全无人空中作战力量体系，推进无人机蜂群技术发展，提升整体作战效能，我军应利用直升机机动性高的飞行特点，突破现有无人机蜂群和直升机的任务能力，充分发挥直升机/无人机蜂群协同作战的独特优势，为我国后续发展直升机/无人机蜂群协同作战模式提供支撑。 ■