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DARPA四大冷门无人航空技术概念验证项目
美国国防部先进研究项目局(DARPA)作为美军军事高新科技研发的主管机构,一直为解决中、远期美国国家安全问题提供高技术储备,并将具有潜在军事价值的新高技术应用在众多军事项目上。近期,DARPA发布了4项无人航空技术概念验证项目,显示了美国空军武器装备发展的最新动向。
无人机协同作战
让无人机“学会”协同作战,是美军新概念研发的一大重点。美国国防部希望在人类的监控和指挥之下,使无人机具备集群式协同作战能力。任务指挥官通过预先计划、态势感知、实时调控等一系列的作战流程,将无人机群整合至现有作战体系之中。当前,美军无人机已经进行了大量实战应用,但是主要形式还是操作员指挥/操作单机执行战术级别的任务。该项目形成的集群式协同作战能力,无疑将使美军的无人机作战向战役甚至是战略层次拓展。
为实现上述目标,美国国防部先进研究项目局(DARPA)启动了“拒止环境中协同作战”(CODE)项目,通过改进现有无人机的软件和算法,实现对无人机的平台技术状况和战况的实时监控,将无人机作战从多种操作员操控一架无人机,向一名操作员操控多架无人机转变。
CODE项目当前的验证目标是一名操作员指挥6架以上的无人机群协同作战,群中无人机具备不同的独立任务能力,比如情报侦察监视(ISR)或对地面(水面)目标打击任务,指挥官将这些必需的作战能力整合,就能执行更复杂的协同任务。
CODE无人机群还应具备一定的自主能力,能向基地的指挥官建议下一步应该采取什么行动,指挥官可以肯定或否定其行动建议,或输入指令命令其实施打击,或命令其继续收集监控数据。无人机群自主作战在区域拒止作战环境或复杂电磁条件下的空域之中,采取模拟狼群围猎的方式作战进行,能够提升任务的灵活性,减少空地指挥协同造成的通信带宽需求,增加美军已停产空中装备的任务效费比,降低未来作战运行成本。
DARPA选择洛克希德一马丁和雷神公司作为CODE项目的主要承包商,2016年上半年签订了项目第2阶段(系统集成阶段)合同。两家公司领导弗吉尼亚州汉普顿的丹尼尔?瓦格纳联盟、马萨诸萨州沃本的科学系统公司、密西西比州明尼阿波利斯的智能信息流技术公司、密歇根州安娜堡的索尔技术公司、加利福尼亚州门洛公园的SRI国际公司和新泽西州巴斯金里奇的Vencore应用通信科学实验室等6
个团队继续CODE项目验证,这6家机构也都参与了项目第1阶段工作。
CODE机群的无人机都要具备模块化能力,比如具备数据共享、通信联络、任务协商和同步行动能力,因此需要嵌入开放的软件架构,建立符合美军作战原则的交战规则,支持多架无人机同步地搜索、跟踪、定位、识别、打击目标。CODE无人机还能够召唤附近的友邻无人机,增强机群实力,应对突发战况和未知战场威胁。
据DARPA项目主管简?查尔斯?莱德介绍,CODE项目第1阶段通过模拟成功验证了无人机协同作战的潜在军事价值,证明该项目具有很强的技术优势,项目组已经为未来可能的作战系统制订了过渡计划。DARPA从两大承包商的方案中选择了20种自主方式,这些方案都能够增加遗产武器平台的任务能力,使其在区域拒止作战环境下完成复杂任务。
另外,?目组也完成了CODE原型机人机界面(HSI)和开放架构设计。人机界面设计理念先进,一名士兵、一名飞行员或一个地面控制站内的操作员,可能通过更直观的方式,在界面上观察、监视、指挥无人机群作战,任务指挥官通过界面可以了解无人机群的作战状态和技术状况,查看预设的作战计划,并根据战况实时修订作战方案。
比如,任务指挥官可以从机群中“点击”选择某一架(或几架)无人机,在指挥信息显示屏上单独操作,并标定为“第
1组”。在作战地图其他位置勾选一个区域,输入命令“第1组搜索这个区域”。然后,软件自动为勾选的无人机创建一个子群,单独划分子群的搜索任务,并重新调整分配“第1组”的初始任务。美军认为,这种能力可以极大地简化大型无人机编队的指挥控制过程。人机界面的其他研究聚焦如何显示新的作战计划,包括对其他任务目标的潜在影响,无人机群依据预设任务规则,或者直接执行计划,或者等待指挥官审批之后执行。
DARPA目前正在基于现有作战规则的开放架构,发展CODE人机界面和自主作战的规则,比如,美国海军和美国陆军使用的“未来机载能力环境”(FACE)和“无人控制组件”(UCS)标准,以及美国空
军使用的“开放任务系统”(OMS)和“通用任务指挥控制”()标准。
在CODE项目第2阶段,DARPA计划为这些架构进行实飞测试,利用1~2架无人机建造嵌入上述两种架构的原型机,试飞成功之后进入项目第3阶段。第3阶段的主要工作是组建测试团队,试验6架真实的无人验证机之间的自主协同作战,以及他们与模拟机群的协同作战。届时,一