杜軍欣 陳維義 王銀

關(guān)鍵詞：無人裝備;護航行動;發(fā)展構(gòu)想

引言

當(dāng)今高新技術(shù)的飛速發(fā)展，世界各發(fā)達國家海軍正紛紛加大無人裝備的研發(fā)力度，大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、自動駕駛、協(xié)同控制等先進技術(shù)日趨成熟，無人裝備的性能得到了很大提升，已廣泛用于偵察、干擾、攻擊等軍事各領(lǐng)域。隨著海軍護航任務(wù)向常態(tài)化深入，更多無人裝備將投入到護航行動中。

1無人裝備的發(fā)展概述

根據(jù)海軍作戰(zhàn)環(huán)境以及作戰(zhàn)需求，無人裝備主要包括無人機、無人艇。

1.1無人機的發(fā)展概述

1.1.1無人機的概念

無人機，又稱無人駕駛航空器（UAV，Unmanned Aircraft Vehicle），是指無人駕駛、用空氣動力產(chǎn)生升力，能夠自主或遙控飛行，多次使用或回收，并且能夠搭載有效載荷完成指定任務(wù)的動力驅(qū)動飛行器。它與控制站、有效載荷、測控鏈路以及必要的發(fā)射/回收系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)等構(gòu)成無人機系統(tǒng)（UAS，Unmanned Aircraft System）。

1.1.2無人機的分類

無人機可依據(jù)航程、航時、飛行高度、起飛重量、飛行速度等多種方法分類。考慮到海軍的需求特點，一般綜合運用起降（發(fā)射回收）場地/平臺、任務(wù)半徑、航速/航時、最大起飛重量、任務(wù)類型等特征參數(shù)進行分類描述。

按照起降（發(fā)射回收）場地/平臺可分為岸基無人機、艦載無人機、島礁無人機和空射無人機等。

按照飛行高度可分為超低空（小于100米）、低空（100-1000米）、中空（1000-7000米）、中高空（7000-18000米）、高空（18000-20000米）以及臨近空間（大于20000米）。

按照任務(wù)類型可分為偵察監(jiān)視、警戒探測、通信中繼、信息對抗、察打一體、無人作戰(zhàn)以及反潛等不同類型，按照使命任務(wù)性質(zhì)分為戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役和戰(zhàn)略。

按照平臺結(jié)構(gòu)可分為固定翼無人機、無人直升機、復(fù)合構(gòu)型飛行器等;按照最大起飛重量不同，固定翼無人機可分為微型（小于10千克）、小型（10-400千克）、中型（400-2000千克）和大型無人機（2000千克以上）;無人直升機按照起飛重量可分為小型（小于400千克）、輕型（400-800千克）、中型（800-2000千克）、重型（2000千克以上）等。

按照動力能源可分為電動無人機、太陽能無人機等;按照巡航速度可分為低速（小于0.3馬赫）、高速（大于0.3馬赫）;按照航時可分為普通航時（小于12小時）、長航時（大于12小時）和超長航時（大于24小時）。

1.1.3無人機的特點

無人機主要具有以下特點：一是續(xù)航時間長，效率高，可擺脫人的生理因素限制，完全以任務(wù)需求為中心設(shè)計，具備長時間飛行能力，特別適合執(zhí)行枯燥任務(wù)（單調(diào)重復(fù)性、長時間飛行）。二是無人員傷亡，風(fēng)險小，無人機上沒有人員，操縱人員在相對安全的環(huán)境下工作，傷亡風(fēng)險較低，特別適合執(zhí)行壓制敵防空系統(tǒng)、縱深攻擊、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)偵察等危險性高的任務(wù)。三是全壽命費用低，綜合效費比高，隨著無人機能力、技術(shù)水平和可靠性要求的提升，單機采購成本已不算便宜，但綜合考慮無人機“飛行員”培養(yǎng)、訓(xùn)練使用和維護保障費用，無人機全壽命周期費用相比有人機將成倍降低，綜合效費比很高。

1.2無人艇的發(fā)展概述

1.2.1無人艇的概念

水面無人艇（USV ，Unmanned Surface Vehicle）是一種具有一定自主能力、可在不搭載操作人員情況下自主航行并完成一定作戰(zhàn)或作業(yè)任務(wù)的水上平臺。

1.2.2無人艇的分類

與其他無人裝備相比，無人水面艇的發(fā)展相對滯后，但自主程度在不斷提升。自主程度是衡量無人系統(tǒng)先進性的核心指標(biāo)。無人艇按自主程度可分為遙控型、半自主型和全自主型三類。由于全自主控制方式對智能化程度要求較高，實現(xiàn)極為困難，尚處于研究探索階段。目前各國無人艇多采用半自主型。但是，從國外已服役或在研的無人艇型看，全自主無人艇是未來發(fā)展的目標(biāo)。

1.2.3無人艇的特點

無人艇主要具有以下特點：一是無需搭乘操作人員，無人艇的能力邊界不受人類生理條件限制，可在惡劣或高威脅條件下代替有人裝備執(zhí)行任務(wù)，減少人員傷亡、降低人員工作強度。二是無需專門考慮載人保障，更易實現(xiàn)小型化、集成化和模塊化設(shè)計，隱蔽性高，使用靈活，經(jīng)濟性好。

2無人裝備在護航行動中應(yīng)用必要性

當(dāng)前一個時期，海軍護航已經(jīng)成為常態(tài)。無人裝備作為海軍標(biāo)志性信息化裝備之一，又是海軍新質(zhì)作戰(zhàn)力量的主要組成部分，海軍戰(zhàn)斗力的“倍增器”，必將加入護航行動。

2.1大力推進無人裝備在護航行動中的運用是確保在新一輪軍事變革中贏得先機的必然要求

世界軍事強國將無人裝備視為奪取未來作戰(zhàn)優(yōu)勢必不可少的重要作戰(zhàn)手段，在無人裝備發(fā)展方面傾注大量資源，試圖領(lǐng)先一步。美軍認(rèn)為“無人裝備在所有作戰(zhàn)行動中成為關(guān)鍵角色之一”，為奪取新一輪大國軍事競爭的絕對優(yōu)勢地位，其提出了應(yīng)對中俄軍事競爭的“第三次抵消戰(zhàn)略”，重點發(fā)展能夠“改變未來戰(zhàn)局”的顛覆性技術(shù)，其中自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)、人機協(xié)作、先進有人無人作戰(zhàn)編組等技術(shù)領(lǐng)域與無人裝備密切相關(guān)，在五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域占了三項。無人裝備將成為未來戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)手段，必然要求海軍順應(yīng)世界武器裝備發(fā)展趨勢，加快無人裝備發(fā)展，在新一輪軍事變革中贏得先機。

2.2大力推進無人裝備在護航行動中的運用是拓展主戰(zhàn)艦艇多樣化任務(wù)能力的有效手段

遠(yuǎn)海護航行動是海軍最典型的非戰(zhàn)爭軍事行動，任務(wù)兵力均為主戰(zhàn)艦艇，在行動中使用無人裝備，將是拓展主戰(zhàn)艦艇多樣化任務(wù)能力的有效手段和破解海上體系作戰(zhàn)難題的有效抓手：一是無人裝備與戰(zhàn)斗艦艇搭配使用，前置部署至海盜高威脅區(qū)，拓展警戒巡邏范圍，實現(xiàn)持久監(jiān)視，緩解護航區(qū)域過大，警戒兵力不足的現(xiàn)狀，并可快速前出支援被襲船舶。二是隨艦艇執(zhí)行任務(wù)的無人裝備，可根據(jù)任務(wù)需求搭載多種模塊化任務(wù)載荷，大大提高了用兵效益，同時彌補現(xiàn)有艦艇編隊的能力短板。三是無人裝備可執(zhí)行對武裝人員的跟蹤監(jiān)視、?；瘜W(xué)品物資運送船舶事故救援等危險任務(wù)，減少進入高危區(qū)域的有人艦船和人員，最大限度避免人員傷亡。

2.3大力推進無人裝備在護航行動中的運用是驅(qū)動裝備技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑

遠(yuǎn)海護航是最接近實際戰(zhàn)爭的練兵，是無人裝備技戰(zhàn)術(shù)性能最有效的檢驗平臺，近年來無人裝備技術(shù)的發(fā)展同步促進了新能源、新材料以及人工智能等技術(shù)領(lǐng)域快速發(fā)展，無人裝備的發(fā)展也必將帶動海軍無人裝備技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，為海軍兵力結(jié)構(gòu)優(yōu)化和裝備技術(shù)發(fā)展“彎道超車”提供有效途徑：一是相比有人裝備平臺設(shè)計，無人裝備約束少、復(fù)雜程度低，更易于應(yīng)用新外形、新材料、模塊化設(shè)計、人工智能等最新技術(shù)成果，先期形成突破并完成實際應(yīng)用，將為有人裝備積累經(jīng)驗并奠定基礎(chǔ)。二是行業(yè)基礎(chǔ)投入要求低、軍民通用性強、國內(nèi)單位參與度高，可作為推動軍民融合發(fā)展的有效抓手，吸納人工智能、新材料、動力等不同領(lǐng)域的新鮮力量進入無人裝備研究隊伍，以有序競爭促進無人裝備行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。三是相比有人平臺，在發(fā)展中更利于貫徹“自頂向下”的總體思想，立足體系運用要求，突破裝備固有理念與技術(shù)定勢，推動平臺與任務(wù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，同時也將帶動有人、無人裝備體系集成，促進海軍兵力結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過遠(yuǎn)海護航敏銳捕捉具有重大影響的無人裝備前沿技術(shù)，主動作為，優(yōu)選技術(shù)發(fā)展途徑，創(chuàng)造推進無人裝備由漸進式演變到跨越式發(fā)展模式的動力，為長遠(yuǎn)發(fā)展增強后勁，為“彎道超車”奠定基礎(chǔ)。

3無人裝備在護航行動中可承擔(dān)的任務(wù)

隨著無人裝備的應(yīng)用更加廣泛，在海軍兵力中地位也越來越重要，具有不可或缺的作用，任務(wù)樣式應(yīng)適時向護航行動拓展。立足目前實際并著眼未來發(fā)展，總結(jié)無人裝備可能擔(dān)負(fù)的各種任務(wù)功能，經(jīng)初步的任務(wù)效能對比分析，同時考慮遠(yuǎn)海護航的現(xiàn)實需求和任務(wù)功能分類方式，無人裝備主要有警戒巡邏、偵觀察預(yù)警、海戰(zhàn)場環(huán)境調(diào)查、有限打擊、物資輸送、通信中繼等6種典型的運用模式。

3.1警戒巡邏

護航編隊在海上主要威脅是來自海盜船只對自身和被護船舶的襲擊威脅，無人裝備可作為護航編隊的前置防御力量，主要遂行對水面小目標(biāo)和可疑目標(biāo)的遠(yuǎn)程跟蹤、識別、警戒等任務(wù)。

3.2偵觀察預(yù)警

護航行動中可利用無人裝備目標(biāo)特性小、機動靈活、續(xù)航時間長等優(yōu)勢，進行抵近偵察、跟蹤監(jiān)視和預(yù)警探測等任務(wù)。

3.3戰(zhàn)場環(huán)境調(diào)查

護航區(qū)域均為重點關(guān)注區(qū)域，護航期間應(yīng)充分發(fā)揮無人裝備續(xù)航時間長、可持久存在的優(yōu)點，開展偵察監(jiān)視、海洋調(diào)查、區(qū)域?qū)Ш降葢?zhàn)場環(huán)境調(diào)查，解決平時和戰(zhàn)時編隊的戰(zhàn)場環(huán)境信息保障問題。

3.4有限打擊

護航期間，海盜或武裝人員對護航編隊和被護船舶襲擊時，充分發(fā)揮無人裝備反應(yīng)速度快，可最大限度避免人員傷亡的特點，對來襲海盜或武裝人員進行有限打擊。

3.5物資輸送

無人裝備還能在護航中執(zhí)行物資轉(zhuǎn)運任務(wù)，主要用于執(zhí)行物資補給輸送任務(wù)，特別是?；瘜W(xué)品物資轉(zhuǎn)運，或其它有人艦船難以和不宜接近的海上目標(biāo)，或航線和補給物資相對固定的海上目標(biāo)等，實施分發(fā)性和周期性物資補給任務(wù)。

3.6通信中繼

遠(yuǎn)海護航通信主要依靠衛(wèi)星資源，保障手段單一，備用手段少。在通信中斷時無人裝備可擔(dān)負(fù)中繼通信任務(wù)，達成有效可靠的通信。

4無人裝備在護航行動中發(fā)展構(gòu)想

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的特點，結(jié)合遠(yuǎn)海護航實際，無人裝備在護航行動中的發(fā)展將呈現(xiàn)出如下趨勢：

4.1發(fā)展通用平臺，不斷提升無人裝備自主化、模塊化、開放式結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)化能力

遠(yuǎn)海護航行動，要求無人平臺隨艦艇執(zhí)行任務(wù)，對平臺的體積、數(shù)量、布放條件等都提出了較高的要求，牽引艦載無人平臺向著通用平臺方向不斷改進完善，使之具備更高自主能力、模塊化、開放式結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。未來的無人裝備將實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境的變化，自主感知、評估、規(guī)避潛在威脅，自主處理、自行規(guī)劃下一步行為，實現(xiàn)全自主控制，采用統(tǒng)一的模塊化和接口，還能使不同平臺的組件和子系統(tǒng)進行互換，這對提高裝備維修效率與降低后勤保障壓力具有非常大的意義。

4.2發(fā)展隱身技術(shù)，不斷提升無人裝備隱身性能

提升無人設(shè)備隱身性能已成為提高生存力和作戰(zhàn)效能的基本手段，也一直是各裝備廠家追逐的目標(biāo)。目前，提高隱身性能主要采用的方法和技術(shù)有：機體外形隱身設(shè)計技術(shù)、隱身降噪技術(shù)、隱身材料技術(shù)、紅外隱身技術(shù)以及電磁信號隱身技術(shù)等，對無人裝備的電磁信號進行隱身，降低被敵方偵獲概率，對我執(zhí)行隱蔽偵察、跟蹤監(jiān)視等任務(wù)提供天然的保護。

4.3發(fā)展穩(wěn)定的通信系統(tǒng)，不斷提升無人裝備的生存能力

近年來，無人裝備的通信技術(shù)持續(xù)發(fā)展，但是無人裝備高度依賴于通信的特點，使它們很容易受到干擾，其通信資源也容易受到攻擊。新型的通信干擾設(shè)備門檻低，易獲得，很容易被海盜利用干擾，所以我們必須發(fā)展低截獲概率通信體制和調(diào)頻來保持通信隱蔽;同時發(fā)展高速大容量的通信鏈路支持高清視頻和多源信息回傳，保證無人裝備在護航行動中的安全可靠使用。

4.4發(fā)展平臺的互操作性，不斷提升無人裝備協(xié)同組網(wǎng)能力

未來海戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，威脅多樣，無人裝備由于供電、體積和重量等因素限制，單一裝備能攜帶的載荷有限，嚴(yán)重制約無人平臺的作戰(zhàn)使用，單一無人裝備并不能有效應(yīng)對，必須提高無人裝備進行協(xié)同組網(wǎng)作戰(zhàn)的能力，這種協(xié)同組網(wǎng)能力不僅是無人裝備之間的協(xié)同，還包括與其它有人、無人系統(tǒng)的協(xié)同，甚至是與民用系統(tǒng)間的協(xié)同完成任務(wù)的能力。

4.5發(fā)展方便快捷的布放回收技術(shù)，不斷提升無人裝備快速反應(yīng)能力

布放回收技術(shù)是無人裝備能否成功運行的關(guān)鍵，護航使用的無人裝備，都是大型艦艇攜帶，其布放與回收需依托母艦進行，且對母艦航向、航速、海況等均有要求，操縱起重機、掛接等動作需要人力參與，效率低、危險性大。只有不斷提升無人裝備布放回收系統(tǒng)的安全和可操作性，系統(tǒng)的通用、自主與可移植性等，實現(xiàn)高海況、高航速下對無人裝備的安全、快速布放回收，才能適應(yīng)遠(yuǎn)航護航行動。