一、引言
在当今科技迅猛发展的时代,军事领域正经历着深刻的变革。无人智能作战系统作为这一变革中的关键力量,正逐渐成为决定未来战争胜负的核心因素。其中,先进传感器与自主导航技术作为无人智能作战系统的两大支柱,对于提升作战效能、生成新质战斗力具有至关重要的意义。先进传感器犹如无人作战装备的 “耳目”,能够精准地感知战场环境信息;而自主导航技术则如同其 “大脑”,指挥装备在复杂环境中自主行动。本文将深入探讨先进传感器与自主导航技术的融合应用,以及无人智能作战系统在新质战斗力生成中的多方面作用。
二、先进传感器:开启战场感知新时代
2.1 光电 / 红外传感器
2.1.1 F-35 战斗机的 AN/AAQ-37 分布式孔径系统(DAS)
F-35 战斗机作为现代空战的佼佼者,其配备的 AN/AAQ-37 分布式孔径系统(DAS)堪称光电 / 红外传感器应用的典范。该系统由机身周围的六个高分辨率红外传感器组成,构建起全方位、无障碍的球形感知网络。在 2011 年的军事作战演习中,DAS 系统大放异彩,展现出令人惊叹的探测能力。它能够敏锐地探测和跟踪射程超过 800 英里(约 1300 公里)的弹道导弹,以及多个小型亚轨道火箭。这一卓越性能为飞行员提供了远超传统视野的战场态势感知,使其在空战中能够先敌发现、先敌攻击。
DAS 系统具备三种核心功能:导弹探测与跟踪,包括精准定位发射点并及时提供对策提示;飞机探测与跟踪,实现全面的态势感知、红外搜索和跟踪以及空对空导弹提示;为驾驶舱显示器和飞行员夜视仪提供清晰图像,使飞行员在各种复杂环境下都能清晰洞察战场情况[1]。
2.1.2 MQ-9 “死神” 无人机的多光谱红外摄像头
MQ-9 “死神” 无人机在现代战争中扮演着重要角色,其搭载的先进多光谱红外摄像头是执行任务的关键装备。该无人机配备的 FLIR Star SAFIRE 380-HDc 多光谱热成像系统,集成了高分辨率红外热成像、低光级电视(LLTV)和激光测距 / 指示功能。这一强大的组合赋予 MQ-9 在各种复杂气象条件下对地面目标进行精确侦察和跟踪的能力。
在阿富汗和伊拉克的军事行动中,MQ-9 无人机的多光谱热成像系统发挥了巨大作用。红外热成像技术让无人机在完全黑暗或烟雾弥漫的环境中也能获取清晰图像,帮助操作人员准确识别并锁定敌方车辆、人员及其他重要目标。低光级电视摄像头进一步增强了在弱光环境下的视觉效果,而激光测距仪则为导弹和其他武器提供了精确的目标定位和激光制导支持。此外,在边境巡逻和反走私任务中,MQ-9 凭借其全天候侦察能力,利用多光谱红外摄像头进行实时监控,为维护国家安全和稳定提供了有力保障。
2.2 雷达与激光雷达(LiDAR)
2.2.1 F-35 战斗机的 AN/APG-81 和 AN/APG-85 雷达系统
F-35 战斗机使用的 AN/APG-81 有源电子扫描阵列(AESA)雷达系统,由诺斯罗普・格鲁曼电子系统公司精心打造,是 F-22 的 AN/APG-77 雷达的升级换代产品。其天线由 1200 个发射 / 接收模块组成,具备强大的电子战能力。该雷达不仅能够作为电子战孔径运行,为 F-35 提供全方位的电子保护、电子攻击和电子支持措施,还拥有空对空和空对地多种模式。
在空对空模式下,AN/APG-81 能够对空中目标进行高效探测和跟踪,确保 F-35 在空战中占据优势。在空对地模式下,它可实现高分辨率测绘、多地面移动目标指示和跟踪、战斗识别等功能,为精确打击地面目标提供了有力支持。2023 年 1 月有报道称,AN/APG-81 将被更先进的 AN/APG-85 雷达取代。AN/APG-85 作为 AN/APG-81 的进一步发展,计划从 2025 年开始投入生产。在空对空模式下,AN/APG-85 对空中目标的远程检测和跟踪能力更上一层楼;在空对地模式下,其提供的地面目标高分辨率成像更加清晰,尤其是高分辨率合成孔径雷达(SAR)成像功能,对于侦察任务具有极高的价值,能够为作战决策提供详细、准确的目标图像。
2.2.2 “天王星 - 9” 无人坦克的传感器装备
俄罗斯的 “天王星 - 9” 无人坦克是地面无人作战的先锋力量,配备了先进的电子信息设备。其中,全天候昼夜工作的光电观察和瞄准火控装置、激光警告系统、热成像相机和弹道计算机等传感器,使其具备强大的战场感知能力。这些设备协同工作,使 “天王星 - 9” 在白天能够探测和跟踪 6 公里范围内的目标,夜间探测范围也可达 3 公里。它通过安装在 6×6 战术卡车上的移动指挥和控制站进行远程遥控,最大有效遥控距离为 3 公里,仅需一名士兵即可轻松实现手动控制。在战场上,“天王星 - 9” 能够凭借这些传感器快速发现目标,并根据指令对目标进行攻击,为作战部队提供了重要的火力支援。
2.2.3 MQ-9 无人机的雷达与广域监控系统
MQ-9 无人机在雷达与广域监控系统方面同样表现出色。它搭载的 AN/AAS-52 广频谱光电感测器,能够精准获取目标的可见光与红外线影像,并通过激光测距 / 标定仪制导精确制导炸弹攻击目标。此外,MQ-9 还配备了 AN/APY-8 多模式合成孔径雷达,具备强大的地面移动目标侦测与广域海上监视等对地 / 对海侦搜功能。
MQ-9 搭载的 “戈尔贡凝视” 广域监控系统更是其一大亮点。该系统的第一阶段版本(Increment 1)于 2011 年 3 月开始运作,可同时监控 16 平方公里的地表;第二阶段版本(Increment 2)整合了 ARGUS-IS 计划中开发的技术,使监控的覆盖面积大幅提升至 100 平方公里。该系统由 368 台 500 万像素的摄影机组成,可生成约 18 亿像素的超高清影像,以每秒 12 帧的速度对目标区域进行拍摄,每分钟可搜集数 TB 的监控影像。如此强大的广域监控能力,使 MQ-9 能够在大面积区域内实时掌握目标动态,为作战指挥提供全面、准确的情报支持[2]。
2.3 压力传感器
2.3.1 潜艇深度测控中的压力传感器
在潜艇领域,高精度压力传感器是保障深海任务安全的关键设备。霍尼韦尔 PX2 系列重载压力传感器采用基于 ASIC(专用集成电路)信号调理的压阻传感技术,并配置不锈钢外壳,具有极高的可靠性和稳定性。该系列传感器利用 ASIC 进行全面校准,能够精确测量绝压、密封表压或通气表压,适用于各种复杂的压力监测场景。在潜艇下潜过程中,压力传感器实时监测外部水压变化,将数据反馈给潜艇控制系统,确保潜艇在安全深度范围内航行,为潜艇执行作战、侦察等任务提供了坚实的安全保障[3]。
2.3.2 飞行器气动监测中的压力传感器
在飞行器领域,惯性测量单元(IMU)作为现代导弹系统的核心组件,在气动监测和姿态调整方面发挥着重要作用。IMU 通常由 MEMS 陀螺仪和加速度计组成,集成于弹体中,通过闭环控制系统与舵面协同工作,实现飞行姿态的精密调整。美国的 “标枪” 反坦克导弹和 “PAC-3” 导弹,以及中国 “红旗 - 9” 地空导弹等都配备了高精度 IMU 与动态舵面系统。在复杂飞行条件下,这些导弹依靠 IMU 实时感知气动变化,并通过数字舵面动态修正路径,以保证高精度制导能力。这类飞控系统在超音速飞行、高过载条件下,必须具备毫秒级响应速度与高稳定性,因此 IMU 等气动监测组件成为导弹控制的核心。压力传感器在其中精确测量气压变化,为 IMU 提供关键数据支持,确保飞行器在飞行过程中能够准确感知自身状态,实现稳定飞行和精确打击目标。
2.4 MEMS/NEMS 传感器
2.4.1 无人机飞行控制中的 MEMS 陀螺仪
在现代无人机系统中,MEMS/NEMS 传感器尤其是 MEMS 惯性测量单元(IMU)发挥着不可或缺的作用。以 ER-3MG-063 三轴 MEMS 陀螺仪为例,它是无人机飞行控制系统的 “感知神经”,负责实时监测飞行器的姿态变化。该陀螺仪通过同时测量俯仰、横滚、偏航三个轴向的角速度,为飞控算法提供核心数据输入。其紧凑的设计使其能轻松集成到无人机的狭小空间内,同时不牺牲性能。
在无 GPS 信号的室内或复杂环境中,陀螺仪数据成为维持无人机平衡的唯一依据。在无人机执行翻滚、急转等高速机动动作时,其 ±400 °/ 秒的量程能够完整捕捉动态变化,确保飞行器的稳定性和响应速度。在姿态自稳模式下,该陀螺仪表现出色,在强风扰动下,陀螺仪数据驱动飞控补偿倾斜,C 型的零偏不稳定性小于 0.1 °/h,有效减少长时间飞行中的累计误差。此外,陀螺仪提供的角速度数据与加速度计、视觉传感器融合,能够构建三维运动模型,实现精准导航与避障。在航拍云台协同方面,陀螺仪数据实时传输至云台控制器,抵消机体抖动,其 - 45 °C 的耐低温特性保障了高海拔航拍的可靠性。ER-3MG-063 三轴 MEMS 陀螺仪通过高精度角速度感知,成为无人机从 “能飞” 到 “飞得精准” 的关键推手,无论是航拍的画面稳定,还是工业巡检的定位,其紧凑体积与高性能的平衡,正重新定义小型化飞控系统的可能性[4]。
2.4.2 蜂群无人机控制中的 MEMS 陀螺仪
在蜂群无人机控制领域,MEMS 陀螺仪同样发挥着至关重要的作用。美国军方开发的 “郊狼”(Coyote)无人机蜂群利用 MEMS 陀螺仪实现精准的集群协同飞行。MEMS 陀螺仪作为惯性测量单元(IMU)的核心传感器,实时测量无人机的角速度和姿态变化,是实现自主飞行和稳定控制的基础。其低成本、微型化优势,使得像 MPU-6050 这类具备 ±5 °/ 小时精度的 MEMS 陀螺仪,广泛应用于微型无人机及无人机蜂群,实现定点悬停、航向保持和编队飞行等基础姿态控制。
为了提高飞行的稳定性和精度,系统前端会采用滤波算法抑制传感器噪声和零偏漂移,保障数据稳定可靠。在实际应用中,“郊狼” 无人机体积小、重量轻,依赖内置 IMU(含 MEMS 陀螺仪)完成自主导航和机动,能够执行侦察、目标监视及电子战任务。其蜂群系统通过实时姿态和位置数据的共享,实现无人机间的协同避障和编队变换,显著提升任务灵活性和生存能力。MEMS 陀螺仪的应用,使蜂群无人机能够实现高效的协同作战,在战场上发挥出强大的战斗力[5]。
2.5 温度传感器
2.5.1 无人机和导弹热管理系统中的温度传感器
无人机和导弹在飞行过程中,其内部的电子设备、发动机及推进系统会产生大量热量。如果温度失控,可能导致设备性能下降甚至系统故障。为保障系统稳定运行,热管理系统通过布置高精度温度传感器(如热电偶、半导体温度传感器等)对关键部件进行实时监测,确保各部件温度处于安全范围内。针对不同热源,系统采用多种散热技术,包括液冷、风冷、热管和相变材料等,实现主动或被动散热。
美国 MQ-9 “死神” 无人机配备发动机液冷系统与电子设备散热片,通过温度传感器实时监测发动机和关键电子器件的温度,根据温度变化及时调整散热策略,有效控制温度,保障其长时间高负荷飞行的稳定性和可靠性。在导弹系统中,温度传感器同样发挥着重要作用,确保导弹在飞行过程中各部件的温度适宜,维持导弹的正常性能和精确制导能力。
2.5.2 飞行器和航天器热控系统中的温度传感器
飞行器和航天器在大气层内外飞行时,机身结构及内部设备会受到太阳辐射、空气摩擦和自身发热等多种热源影响,温度变化剧烈。若热控不当,可能引起结构变形、材料损伤甚至设备失效。热控系统通过布置温度传感器监测天线罩、弹头、燃料舱、雷达罩等关键部位的温度,结合多种被动和主动热控技术保持温度平衡。被动技术包括多层绝热材料、反射涂层和辐射散热器,主动技术则包括热管、液冷回路及电加热器。
俄罗斯 “联盟” 号飞船采用热管和流体冷却系统维持舱内温度恒定,通过温度传感器实时监测舱内温度,确保电子设备和乘员舱环境的安全稳定。在飞行器领域,如战斗机、轰炸机等,温度传感器同样用于监测关键部位温度,保障飞行安全。温度传感器在飞行器和航天器热控系统中的应用,使这些装备能够在极端环境下保持良好的性能,确保飞行任务的顺利完成。
三、自主导航:引领无人作战新征程
3.1 自主导航技术的历史演进
3.1.1 初始阶段(2000 - 2010 年)
在自主导航技术发展的初始阶段,主要依赖单一传感器,如激光雷达或 GPS,并配合传统 SLAM 算法(如 Hector SLAM、GMapping)进行定位与地图构建。这一时期的自主导航系统精度较低,抗干扰能力弱,主要应用于简单环境下的低速移动平台。例如,早期的地面无人车辆在开阔平坦的场地内,依靠 GPS 导航和激光雷达避障,但其定位误差可能达到数米,且在遇到遮挡物或 GPS 信号丢失时,容易出现导航失效的情况。这一阶段的技术更多是为后续发展积累经验,为自主导航技术的突破奠定基础。
3.1.2 发展阶段(2010-2020 年)
随着传感器技术的进步和算法的优化,自主导航技术进入了发展阶段。多传感器融合成为这一时期的主要特征,通过将 GPS、惯性导航系统(INS)、激光雷达、视觉传感器等多种传感器的数据进行融合,显著提高了导航的精度和可靠性。同时,SLAM 算法也得到了极大的发展,如 ORB-SLAM、LSD-SLAM 等,能够在未知环境中构建更精确的地图,并实现实时定位。
在这一阶段,无人机的自主导航能力得到了大幅提升。以大疆的 Phantom 系列无人机为例,其采用了 GPS+GLONASS 双模定位、视觉定位系统和超声波传感器融合的导航方案,在室内外环境下都能实现稳定悬停和精准飞行,定位精度可以达到厘米级。地面无人平台也取得了长足进步,美国的 “Crusher” 无人战车能够在复杂的越野环境中自主规划路径,躲避障碍物,完成物资运输等任务。
3.1.3 融合阶段(2020 年至今)
近年来,自主导航技术进入了融合阶段,人工智能和深度学习技术的引入,使得无人平台具备了更强的环境感知和自主决策能力。通过大量的数据训练,自主导航系统能够从复杂的环境信息中提取有用特征,实现更智能的路径规划和障碍物避让。同时,5G 通信技术的发展也为多平台协同导航提供了有力支持,多个无人平台可以通过信息共享,实现群体智能导航。
例如,美国的 “忠诚僚机” 无人机项目,旨在实现无人机与有人机的协同作战。无人机通过先进的自主导航系统,能够与有人机保持密切配合,执行侦察、干扰、攻击等任务。在导航过程中,无人机可以实时接收有人机的指令和环境信息,不断调整自身的飞行轨迹,确保任务的顺利完成[6]。
3.2 自主导航技术的核心组成
3.2.1 定位与地图构建(SLAM)
定位与地图构建是自主导航的基础,SLAM 技术能够让无人平台在未知环境中,通过自身携带的传感器实时获取环境信息,同时确定自身位置并构建环境地图。根据传感器的不同,SLAM 可以分为视觉 SLAM、激光 SLAM 等。
视觉 SLAM 利用摄像头获取环境的图像信息,通过特征提取和匹配来估计相机的运动和环境的三维结构。其优点是成本低、信息丰富,但受光照和环境纹理影响较大。激光 SLAM 则通过激光雷达发射激光束,测量激光束遇到障碍物后的反射时间来计算距离,从而获取环境的三维点云数据。激光 SLAM 具有精度高、抗干扰能力强等优点,但成本相对较高。
在军事领域,SLAM 技术的应用使得无人平台能够在复杂的战场环境中自主导航。例如,在城市巷战中,无人战车可以利用 SLAM 技术构建周围环境的地图,避开建筑物、废墟等障碍物,准确到达目标位置[7]。
3.2.2 路径规划
路径规划是指无人平台根据自身的任务和环境信息,规划出一条从起点到终点的最优路径。最优路径通常需要满足距离最短、时间最少、安全性最高等条件。路径规划算法可以分为全局路径规划和局部路径规划。
在无人智能作战系统中,路径规划的优劣直接影响作战任务的效率和安全性。例如,无人机在执行侦察任务时,需要规划出一条能够覆盖所有侦察区域,同时避开敌方防空火力的路径。通过先进的路径规划算法,无人机可以在复杂的战场环境中灵活穿梭,完成侦察任务。
3.2.3 控制与执行
控制与执行部分负责根据路径规划的结果,控制无人平台的运动部件,如电机、舵机等,使无人平台按照规划的路径行驶。控制算法需要具备良好的稳定性和响应速度,以确保无人平台能够准确跟踪期望的轨迹。常用的控制算法有 PID 控制、模型预测控制(MPC)等。PID 控制算法结构简单、易于实现,在工业控制中得到了广泛应用。MPC 则能够根据系统的动态模型和约束条件,预测系统未来的行为,并优化控制量,具有更好的控制性能。在无人坦克、无人舰艇等大型无人平台中,控制与执行系统尤为重要。例如,无人坦克需要通过精确的控制来实现转向、加速、减速等动作,以适应复杂的地形和战场环境。
四、先进传感器与自主导航的融合应用
4.1 数据融合技术
先进传感器为自主导航提供了丰富的环境信息,而数据融合技术则能够将这些来自不同传感器的数据进行整合和处理,去除冗余信息,提取有用特征,提高导航的精度和可靠性。在无人智能作战系统中,数据融合技术的应用使得无人平台能够更准确地感知战场环境。例如,无人机通过融合红外传感器、雷达和视觉传感器的数据,可以更清晰地识别敌方目标的位置、速度、类型等信息,为自主导航和作战决策提供有力支持[8]。
4.2 典型融合应用案例
4.2.1 无人机的自主起降与飞行
无人机在自主起降和飞行过程中,需要融合多种传感器的数据来实现精确导航。例如,在起飞阶段,无人机通过 GPS 获取初始位置信息,利用惯性导航系统监测自身的姿态和加速度,通过视觉传感器识别跑道或起降平台的位置和形状。在飞行过程中,无人机通过雷达和激光雷达探测周围的障碍物,结合 GPS 和惯性导航系统的数据,不断调整飞行轨迹,确保飞行安全。
以美国的 RQ-4 “全球鹰” 无人机为例,其配备了先进的合成孔径雷达、红外传感器和 GPS 导航系统。通过数据融合技术,“全球鹰” 能够在高空长时间飞行,对大范围区域进行侦察和监视,准确获取目标信息,并将数据实时传输给地面控制中心[9]。
4.2.2 无人战车的复杂地形导航
无人战车在复杂地形中导航时,需要应对各种障碍物和地形变化。通过融合激光雷达、视觉传感器、惯性导航系统和 GPS 的数据,无人战车可以实时构建周围环境的三维地图,识别障碍物的位置和类型,规划出最优的行驶路径。
例如,中国的 “锐爪” 无人战车采用了多传感器融合导航技术,能够在山地、丛林等复杂地形中自主行驶。激光雷达用于探测远距离的障碍物,视觉传感器用于识别近距离的地形特征,惯性导航系统和 GPS 用于确定自身位置和行驶方向。通过这些传感器的数据融合,“锐爪” 无人战车可以灵活避开障碍物,顺利完成作战任务。
五、无人智能作战系统促进新质战斗力生成的理论和应用
5.1 理论基础
5.1.1 信息主导作战理论
在信息化战争时代,信息成为决定战争胜负的关键因素。无人智能作战系统通过先进的传感器和通信技术,能够实时获取、处理和传输大量的战场信息,实现信息的高效共享和利用。信息主导作战理论强调以信息为中心,通过掌握信息优势来夺取战场主动权。
无人智能作战系统的应用,使得作战部队能够更快速、更准确地获取战场信息,及时调整作战策略。例如,通过无人机的侦察和监视,作战指挥中心可以实时了解敌方的部署和动向,为火力打击提供精确的目标信息,提高作战效能[10]。
5.1.2 体系对抗理论
现代战争是体系与体系之间的对抗,无人智能作战系统作为作战体系的重要组成部分,能够与其他作战单元协同作战,形成强大的整体战斗力。体系对抗理论强调各作战单元之间的协同配合,通过信息共享、资源整合和功能互补,实现整体作战效能的最大化。
无人智能作战系统可以与有人作战平台、卫星、雷达等形成一体化作战体系。例如,无人机可以为有人机提供侦察和掩护,无人舰艇可以与有人舰艇协同进行海上作战,卫星可以为无人平台提供导航和通信支持。通过体系对抗,能够充分发挥各作战单元的优势,提高作战体系的抗干扰能力和生存能力[11]。
5.2 实际应用
5.2.1 侦察监视
无人智能作战系统在侦察监视方面具有独特的优势。无人机可以搭载各种先进的传感器,如红外传感器、合成孔径雷达等,在高空或远距离对敌方目标进行侦察和监视,获取目标的位置、形状、运动轨迹等信息。无人舰艇和无人潜航器则可以在海洋环境中执行侦察任务,监测敌方舰艇的活动和海底地形。
例如,美国的 MQ-4C “特里同” 无人机是一款专门用于海上侦察的无人机,其配备了先进的雷达和红外传感器,能够在高空对广阔的海域进行监视,识别敌方舰艇、潜艇等目标,并实时将信息传输给地面控制中心。
5.2.2 火力打击
无人智能作战系统可以搭载各种武器装备,执行火力打击任务。与有人作战平台相比,无人作战平台具有无人员伤亡风险、续航能力强等优点。例如,无人机可以携带导弹、炸弹等武器,对敌方目标进行精确打击;无人战车可以配备机枪、火炮等武器,在地面作战中提供火力支援。
以美国的 MQ-9 “死神” 无人机为例,其不仅可以执行侦察任务,还可以携带 “地狱火” 导弹等武器,对地面目标进行打击。在阿富汗和伊拉克战争中,MQ-9 无人机多次执行精确打击任务,取得了显著的战果。
5.2.3 电子战
无人智能作战系统在电子战中也发挥着重要作用。无人机可以搭载电子干扰设备,对敌方的雷达、通信系统等进行干扰,破坏敌方的信息传输和指挥系统。无人舰艇可以释放电子诱饵,吸引敌方的火力,保护己方舰艇的安全。
例如,美国的 EA-18G “咆哮者” 电子战飞机虽然是有人机,但其配套的无人机可以协同进行电子战。无人机深入敌方领空,对敌方的雷达系统进行干扰,为 EA-18G “咆哮者” 电子战飞机和其他作战飞机开辟安全通道[12]。
六、无人智能作战系统在军事行动中的战术优势
6.1 减少人员伤亡
在传统的军事行动中,人员伤亡是不可避免的。而无人智能作战系统的应用,可以将士兵从危险的战场环境中解放出来,减少人员伤亡。无人作战平台可以在高风险区域执行任务,如敌方火力密集区、核污染区域等,避免士兵直接面临生命危险。
例如,在城市巷战中,无人战车可以率先进入建筑物内进行侦察和清剿,减少士兵在进入未知环境时的伤亡风险。在排爆任务中,排爆机器人可以代替士兵处理爆炸物,确保士兵的安全。
6.2 提高作战效率
无人智能作战系统具有反应速度快、续航能力强等特点,能够提高作战效率。无人作战平台可以 24 小时不间断地执行任务,不需要休息,大大提高了任务的执行效率。同时,无人作战平台的操作可以实现自动化和智能化,减少人为因素的干扰,提高作战的准确性和及时性。
例如,无人机可以快速到达指定区域进行侦察,并在短时间内将获取的信息传输给作战指挥中心,为指挥决策提供及时的支持。无人舰艇可以在海上长时间巡逻,对可疑目标进行监视和拦截,提高海上防御的效率[13]。
6.3 增强作战隐蔽性
无人智能作战系统通常体积小、噪音低,具有较强的隐蔽性。无人机可以在低空或高空飞行,利用地形和云层的掩护,躲避敌方的雷达探测。无人潜航器可以在水下潜行,不易被敌方发现。
例如,微型无人机可以在城市建筑物之间穿梭,对敌方目标进行侦察,而不易被敌方察觉。无人潜航器可以悄无声息地接近敌方舰艇,执行侦察或攻击任务,提高作战的突然性。
6.4 具备灵活的作战方式
无人智能作战系统可以根据不同的作战任务和环境,灵活调整作战方式。多个无人作战平台可以组成作战集群,协同执行任务,如无人机蜂群可以对敌方目标进行饱和攻击,提高打击效果。同时,无人作战平台可以与有人作战平台配合,形成多样化的作战模式。
例如,在空战中,有人机可以指挥无人机群进行侦察和攻击,无人机群可以利用自身的数量优势,牵制敌方的战斗机,为有人机创造攻击机会。在海战中,无人舰艇可以与有人舰艇协同作战,执行反潜、反舰等任务,提高海战的灵活性和战斗力[14]。
七、无人智能作战系统在未来战争中的战略角色
7.1 夺取制信息权
制信息权是未来战争的核心优势,无人智能作战系统在夺取制信息权方面将发挥重要作用。通过大量的无人侦察平台,能够实时获取敌方的信息,包括军事部署、通信信号、电子设备参数等。同时,无人电子战平台可以对敌方的信息系统进行干扰和破坏,阻止敌方获取和传输信息。
例如,在未来的信息化战争中,大量的微型无人机可以渗透到敌方阵地,收集敌方的通信信号和电子设备信息,并将这些信息传输给己方作战指挥中心。己方作战指挥中心根据这些信息,组织无人电子战飞机对敌方的通信系统和雷达系统进行干扰,夺取制信息权。
7.2 实现远程精确打击
随着无人智能作战系统的发展,远程精确打击能力将得到进一步提升。无人作战平台可以携带高精度的武器装备,在远距离对敌方目标进行精确打击,减少对己方作战平台的威胁。同时,通过卫星导航和先进的传感器技术,无人作战平台可以实现对移动目标的实时跟踪和打击。
例如,无人轰炸机可以在数千公里外起飞,通过卫星导航和合成孔径雷达等传感器,准确识别敌方的军事设施和移动目标,并投放精确制导炸弹进行打击。无人潜航器可以携带鱼雷,在远距离对敌方舰艇进行攻击,提高海战的打击精度和范围。
7.3 维护国家安全和利益
无人智能作战系统可以在维护国家安全和利益方面发挥重要作用。在边境防御中,无人巡逻车和无人机可以对边境地区进行不间断的巡逻,及时发现和处理非法入侵事件。在海洋维权中,无人舰艇可以对我国的领海进行巡逻和监控,保护我国的海洋资源和海洋权益。
例如,在我国的南海地区,无人舰艇可以长期在相关海域进行巡逻,监测外国船只的活动,及时发现和应对各种侵权行为,维护我国的领土主权和海洋权益。
八、无人智能作战系统的可能发展趋势
8.1 智能化水平不断提高
随着人工智能技术的不断发展,无人智能作战系统的智能化水平将不断提高。无人作战平台将具备更强的自主决策能力,能够根据战场环境的变化自主调整作战策略,实现更高效的作战。例如,无人机可以自主识别和攻击目标,不需要人为干预;无人战车可以自主规划路径,避开障碍物,完成复杂的作战任务。
8.2 集群作战能力进一步增强
集群作战是无人智能作战系统的重要发展方向,未来的无人作战平台将更加注重集群协同作战能力。通过先进的通信和协同控制技术,大量的无人作战平台可以组成庞大的作战集群,实现信息共享、协同决策和协同攻击。例如,无人机蜂群可以通过群体智能,自主分配任务,对敌方目标进行饱和攻击,提高作战的成功率。
8.3 多域融合作战成为可能
随着无人智能作战系统在陆、海、空、天、电等多个领域的广泛应用,多域融合作战将成为未来战争的重要形式。不同领域的无人作战平台可以协同作战,形成一体化的作战体系。例如,无人机可以为地面部队提供空中支援,无人舰艇可以为空中作战平台提供海上补给,卫星可以为各领域的无人作战平台提供导航和通信支持。
8.4 隐身性能和生存能力持续提升
为了应对日益复杂的战场环境和敌方的反制措施,无人智能作战系统的隐身性能和生存能力将持续提升。通过采用新型材料和设计技术,无人作战平台的雷达反射截面将进一步减小,不易被敌方发现。同时,无人作战平台将具备更强的抗干扰能力和自我修复能力,能够在遭受敌方攻击后快速恢复作战能力。
例如,未来的无人机可能采用新型的隐身材料和气动布局,降低被敌方雷达探测到的概率;无人战车可能配备主动防护系统,能够拦截敌方的导弹和炮弹,提高自身的生存能力。
8.5 人机协同作战模式的深化
随着无人智能作战系统的不断发展,人机协同作战模式将得到进一步深化,实现人与无人平台之间的高效协作和优势互补。在未来的战场上,士兵将不再是单独的作战个体,而是作为指挥者和决策者,与无人作战平台形成一个有机的整体。
通过先进的人机交互技术,如脑机接口、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等,士兵可以更直观、更便捷地控制和指挥无人作战平台。脑机接口技术能够实现士兵的大脑与无人平台之间的直接信息传递,士兵只需通过意念就可以控制无人机的飞行轨迹、无人战车的行驶方向等,大大提高了作战指挥的效率和响应速度。在 2023 年的一项实验中,科研人员成功实现了通过脑机接口控制无人机完成简单的侦察任务,为未来的人机协同作战奠定了基础。
虚拟现实和增强现实技术则可以为士兵提供沉浸式的战场环境感知。通过佩戴 VR 或 AR 设备,士兵可以实时看到无人平台传输回来的战场图像,并与虚拟的作战地图、目标信息等进行叠加,从而更全面地了解战场态势,做出更准确的决策。例如,在城市巷战中,士兵可以通过 AR 设备看到无人战车在建筑物内的实时画面,以及敌方目标的位置和状态,进而指挥无人战车进行攻击或撤退。
九、结论
无人智能作战系统作为军事领域的新兴力量,正以其先进的技术、独特的战术优势和广阔的发展前景,深刻地改变着战争的形态和格局。先进传感器与自主导航技术的融合应用,为无人智能作战系统提供了强大的感知和行动能力,使其能够在复杂的战场环境中高效地执行各种作战任务。
从促进新质战斗力生成的理论和应用来看,无人智能作战系统基于信息主导作战理论和体系对抗理论,在侦察监视、火力打击、电子战等方面发挥了重要作用,显著提升了作战部队的战斗力。在军事行动中,其具有减少人员伤亡、提高作战效率、增强作战隐蔽性、具备灵活作战方式等战术优势,为取得战争的胜利提供了有力保障。
在未来战争中,无人智能作战系统将在夺取制信息权、实现远程精确打击、维护国家安全和利益等方面扮演重要的战略角色。同时,其发展趋势也呈现出智能化水平不断提高、集群作战能力进一步增强、多域融合作战成为可能、隐身性能和生存能力持续提升、能源与动力系统革新、人机协同作战模式深化以及伦理与法律问题受到关注与规范等特点。
然而,我们也应该清醒地认识到,无人智能作战系统的发展还面临着诸多挑战,如技术瓶颈、伦理法律问题等。因此,在推动无人智能作战系统发展的过程中,我们需要加强技术研发,突破关键技术难题;建立健全相关的伦理与法律规范,确保其合理、合法使用;加强国际合作与交流,共同应对全球安全挑战。
相信在未来,随着技术的不断进步和相关制度的不断完善,无人智能作战系统将在维护国家主权、安全和发展利益方面发挥更加重要的作用,为世界和平与稳定做出更大的贡献。
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