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美国陆军无人机全系曝光 专家称正改变战争面貌

发布日期:2010-09-17  来源:网络  作者:全球无人机网我要投稿我要评论

无人机发射。

 

无人机发射。

2500年前孙子所著《孙子兵法》里写道:“近而示之远,远而示之近” 。无人机系统,简称UAS,使得美国陆军无论远近几乎可以同时驱散战争迷雾,抵消远距离敌军藏身地的优势。现代战场的复杂性与不确定性要求比历史上任何一个时期需要更准确的情报、更快的身份识别,以及更精确的效果。UAS具有快速地为指挥官和全球范围内处于偏远、危险,而又执行重要紧急任务的领导者传递情报的能力。

陆军发现自身正处于应对挑战的情形——必须赢得当前冲突,同时又保留应对未来冲突的战略力量。幸运的是,陆军的UAS提供了多阶层、多用途的情报与战斗能力,横跨从低到高的作战频谱。自从首名飞行员被从双翼飞机上投出的手榴弹击落以来,世界上的各国军队都已在寻求信息与战果之间更动态、更灵敏的链接。陆军无人机系统项目以控制技术、机载设备和尖端平台技术引领了发展之路。地面战士与支援火力之间的落后状况在日常基础、以及对决策者来说相关可用信息的质量与数量方面日益增加,成为UAS在战场上取代传统的作战系统的主要原因。

美国陆军协会(AUSA)署名的领导者文萃(Torchbearer series)最新部分文章将兴趣集中于陆军无人机系统(UAS)在现代冲突中的能力与运用。我们审查了发展状况、性能、一体化以及未来研究成果,界定了陆军UAS项目这种不同寻常的成功,同时指出在紧急支援的关键地区仍旧需要继续发展UAS。我们希望你能发现这份报告中适用于陆军UAS的有用基础知识,同时也同广阔的陆航背景联系起来,你将继续看到美国陆军协会(AUSA)有关当代国家安全议题的充满思辨性的、可靠的分析报告。---
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正如我们八年来的战争所得的第一手资料所见:情报、监视与侦察(ISR)资产无疑成为战士们手中的决定性手段。--海军上将迈克尔·马伦-参谋长联席会议主席

当前,伊拉克和阿富汗的战争突出显示了现代战斗的复杂、快速和微妙,这一过程要求始终覆盖精确、适时的信息。美国陆军列装的无人机系统(The unmanned aircraft systems,UAS)很快发展起来并不断扩展范围,填充了动态而有多样的战场所创造出来的空白领域。2010年《四年防务回顾》在反思难得的战斗教训基础上,加强了UAS项目的扩展,毫无保留同时又明确无误的在当前战争中承诺取胜,就必须要求扩展无人机系统的情监侦(ISR)能力。在本文中,来自前沿的美国陆军领导人通过整合无人机系统能力到战术和战役层次,为各层次直到最小单位提供了无以伦比的能力。

这份准则文件的技术基础是吸收无人机系统的承包商、有效性和灵活性形成的。直到将无人机系统正式编为陆航兵种的一部分以来,陆军已将它们整合到所有阶层计划、执行和行动后回顾过程中。这种整合的关键是使得无人机系统编为旅战斗队建制内,而不是配属或加强给部队。UAS驾驶员与终端操作员对纵向一体化的信任与支持,认可了这种前后一贯的、紧密安排和同步控制,使得依旧可以对动态的任务再分派和任务变化作出反应。纵向一体化也提供了切题和适时的反馈,相关规程和运转,增强联合兵种的智能,以及提高效率。

地面控制与数据分发是陆军无人机系统任务与无人机队存在的基础;介于潜在可能与现实之间的链接、介于传感器与射手之间的链接。这种链接的关键是通用地面控制站系统(the One System Ground Control Station,OSGCS)和通用远程显示终端系统(One System Remote Video Terminal,OSVRT)。这两套系统以一种准确无误的方式将世界各地的超视距操作界面,将操作员、无人机和地面指挥官链接成一个整体。通用地面控制站系统(OSGCS)系列类型能够控制陆军列装的几乎所有类型的无人机系统,同时通用远程显示终端系统(OSVRT)通告便携式发射台接收并显示对应的实时数据、遥感勘测和图像。这种多平台操作界面,可由一名强壮的士兵背负,使得信息与情报能够通过最小的软件占用和最低的体制滞后快速分发。

陆军无人机平台硬件从上世纪七十年代就初露端倪,期间经历了“海湾战争”,但真正大发展也就是最近20年的事,形成了包含几种截然不同机型的一个大家族:

· MQ-1C“增程/多用途”系统(ERMP),不久将被命名为“灰鹰”,是陆军数量最多、最具能力的无人机系统,能够携带多种机载设备,提供光-电/红外视频、目标指示、通信中继、合成孔径雷达/地面活动目标指示、信号情报和精确弹药,以及30个小时的任务续航时间(24小时处于控制站300公里范围内)。ERMP主要支持师一级。

· MQ-5B “猎手” 这是一种持久续航的无人机系统平台,能够提供光-电/红外视频、目标指示、通信中继和“蝰蛇”攻击弹药,具有大约20小时的续航时间,“猎手”通常支援军和师。

· RQ-7B “影子” 是旅专用的ISR(情报、监视和侦察)平台,带有光-电/红外图像、红外照明和激光目标指示以及6~8小时的续航时间。

· RQ-11 “渡鸦” 是最主要的小型UAS,一向支援营及营以下单位作战。士兵们手掷发射,当地回收。陆军当前正更进一步审查小型UAS家族概念,为小单位提供更灵活的态势感知(situational awareness,SA)能力。

陆军无人机系统机队快速扩张这几种机型。从2003年仅有十几架机支援“持久自由”和“伊拉克自由”行动,到今天在这两个战区大约有337套系统和1,013架飞机。此外,陆军拥有全部军用无人机队的61%,陆军已经飞行了超过一百万小时,这些时间的88%是在战斗中执行的。从专注的监视设备到多用途战斗力倍增器,引发这决定性发展的是,UAS一直伴随重大项目与扩展保持一致,着重强调了UAS在当前和未来战争中的潜在角色。陆军正将UAS整合到战斗航空旅(combat aviation brigades,CABs)中,用“影子”无人机系统替代OH-58D“基奥瓦勇士”侦察直升机,实现战斗潜能最大化,构筑全频谱团队。

发展中的一系列进行中的研究工作,接收从战场上得到的反馈,将系统地提高陆军无人机能力。有人与无人平台组队(Manned-unmanned teaming,MUMT)直接将UAS视频直接发送给AH-64“阿帕奇”攻击直升机,减少了“传感器到射手”的滞后效应,使得交战过程更快捷、更精确。当前必须做的的工作是将MUMT能力带给其他直升机平台。改进地面控制体系将使更多机种能受通用地面控制站控制,也使得使用者可以实时控制UAS传感器机载设备,同时定做满足他们计划任务和需要的的“图片”。

美国陆军也与联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)一起合作,允许无人机系统在国内空域飞行;但UAS项目的快速扩展,已经远远超过当前可利用的联邦空域。为了确保国内飞机与无人机系统的飞行安全,陆军正在开发地基的感官与规避(ground-based sense-and-avoid,GBSAA)能力,这将允许无人机系统可以有限利用商业空域,在探测到其他飞机在飞行时,操作无人机重新返回限制空域或降落在地面。此外,“基于性能的后勤”(Performance-Based Logistics)为无人机队提供了简化的、共同核心的硬件和软件,削减了维护成本,通过质量储备与再补给功能增加战备率。总而言之,这些在能力与可维护性方面的成果对陆军无人机系统项目的继续发展是极其重要的。

为了继续部署与开发这种威力极大的工具满足未来需求,一笔丰厚有力的资金包应用于无人机系统项目的各个方面。国会与国防部必须不仅仅以充足的资金维持当前的兵工厂,开发地面控制组件和当前平台,也在未来投资,开发适用于战士的小型、通用控制单元,国内空域扩展、征对当前机型的训练设施与互操作能力的升级改造也要求无人机系统项目在全方位、充足的研究与开发资金上运作,必须划拨给成熟技术。为了与《2010四年防务回顾》保持一致,更多的无人机系统能力将确保战士们有权使用这种工具和他们需要的战斗倍增器,赢得复杂斗争。在当前与未来的无人机系统能力上投资,将确保陆军保留现代以信息为中心的战场上刀刃的锋利。
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美国陆军无人机系统正改变着现代战争的面貌

将(无人飞行器)整合到战斗部队之中是至关重要的。

J · D · 瑟曼中将

陆军负责G-3的副参谋长

引言

今天,复杂的军事行动似乎界定了如今的战争,诱发了它的灵活性和适应性。军事行动贯穿全频谱冲突,信息时代的战争不仅要求前所未有的信息水平,而且要求将这些信息分发给需要他们的决策者。为了对此作出回应,美国陆军已对它的作战方式作出引人注目的转变。而无人机系统一体化已经成为这种转变的关键部分。

陆军无人机系统机队近年有极大增长。2003年3月,陆军部署了三套无人机系统,共13架无人机,用于支援“伊拉克自由”行动(Operation Iraqi Freedom,OIF)。七年后,大约337套系统,共1,013架飞机在伊拉克和阿富汗参战。如今,陆军使用了整个无人机系统机队的61%;陆军已经飞行了超过一百万小时,其中88%的时间是在作战中执行的。陆军无人机系统,作为“陆军的眼睛”,已经证明无论在战役层次还是战术层次,都将是战斗中最宝贵的资产。陆军正处于整合UAS到战斗航空旅的进程中,通过在武装侦察中队中将RQ-7“影子”无人机系统和OH-58D“基奥瓦”侦察直升机相结合,得到最大化战斗潜能,建设全频谱团队。

图-1:各军种无人机系统占有率

《2010四年防务回顾》——美国国防部每四年一次对美国国防计划、项目和政策所作的评估,特别强调了要为美国武装部队的男女军人们提供他们需要的、能在现代战争中占优势的装备。在吸取了战斗中的教训后,该回顾文件明显拔高了几项关键能力——“在高需求环境下,可以取得战术和战役胜利的关键手段”。在建议中提到“扩大有人和无人飞机系统在情报、监视和侦察中的使用”。陆军正积极贯彻《四年防务回顾》的指导。

陆军在战役和战术层次使用无人机系统,使各层次单位都受益。无人机系统地角色和任务正随着战士们的需求和经验的反映不断发展。随着技术的进步,无人机系统成为陆军航空兵转型与现代化中应对当前与未来全频谱需要的重要部分。战斗航空旅(Combat aviation brigades,CABs)——主要陆航作战单位,已拥有它们的核心资产——几种类型的旋翼机:UH-60“黑鹰”通用直升机、CH-47“支努干”运输直升机、AH-64“阿帕奇”攻击直升机和OH-58D“基奥瓦勇士”侦察直升机。也包括一套无人机系统——已经编制到陆军所有旅战斗队(brigade combat teams,BCTs)建制内。无人机系统由两部分组成:无人飞行器与地面控制站(带有保障设备),为战术指挥官提供近实时的,精确的侦察、监视和目标获取(reconnaissance, surveillance and target acquisition,RSTA)数据。这些任务包括武器使用、通信中继、特殊机载设备和同有人驾驶飞机链接。

无人机正快速改变着战争的许多方面,改进态势感知、扩展指挥与控制,加速决策周期。现代战场上的指挥官相较他们日益灵活的对手能够反应更快。无人机也越来越多地使美国各级指挥官决策周期少于他们的敌手,而获得优势。无人机系统技术已经快速发展;不再是看上去似乎与高科技“玩具”没什么差别,然而,他们似乎是陆军作战方式发生重大改变的一部分,也许代表了军事事务方面的革命。

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陆军无人机系统的发展

陆军无人机系统的开发实际上开始于1970年代的“天鹰座”项目。到1990年代,大量的“猎手”无人机系统随后出现。现在“猎手”系统仍旧列装军一级单位。2002年,陆军的旅战斗队(BCT)接收到了“影子”系统——国家首款经过最初的实战检验与评估的无人机系统,旅以下层次获得“渡鸦”。到2004年,陆军已拥有了完整的无人机系统家族,具有支援从军到排各个层次的能力。

无人机系统最初的设想是作为一款情报收集和火力指示资产,它们标志性的职责取决于驻亚利桑那州华楚卡堡(Fort Huachuca, Arizona.)的美国陆军情报卓越中心(the Army’s Intelligence Center of Excellence)。到2003年,由于无人机系统很快扩展,必须将它们更好地集成到航空进程中,陆军将无人机相关职责转移到驻阿拉巴马州拉克堡(Fort Rucker, Alabama.)的陆军航空兵卓越中心(the Army Aviation CoE)。此举将无人机系统更好地集成到了陆军航空兵与作战准则开发上来——极大地参与了无人机系统的扩展,并且使得无人机系统拥有了专业工作。

过去20多年来,陆军已经开发了无人机系统并首次利用了多种技术创新。在1990年代后期,自动起飞与着陆技术极大地减少了坠机风险。陆军的“通用系统”项目开始于2001年,生产了适用于陆军无人机系统的通用控制系统。集成无人机系统的数据反馈与控制站进入直升机座舱日益使得“有人-无人”平台组队(manned-unmanned teaming,MUMT)成为便利。陆军也已集成所有仿真软件进入所有无人机系统训练过程,通过硬件共享饿基于性能的后勤,明显地节省了费用。陆军无人机系统拥有了一段广泛历史,动态研究与大力开发方案补充的历史。

美国陆军无人机系统家族。

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陆军无人机系统家族

无人机系统运作的数年时间里,汲取了一个明白无误的教训是:战士们需要一款标准化、能够互操作的控制系统,且对所有型号的无人机通用。陆军的高层领导公认为:控制系统是无人机系统体系结构中的心脏,并指示为便于使用定制一款措施。当前,陆军的地面控制站尺寸分部非常广泛——从五吨重的卡车到带天线的手持计算机。陆军开发了通用地面控制站系统(the One System Ground Control Station,OSGCS),该系统可以装载到高机动性多用途轮式车(High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle,HMMWV——军用“悍马”的正式名称,译者注!)上,可以控制“影子”和“猎手”无人机。OSGCS有两个同样的操作区,一个是遵从《北约标准化协定》的武器操控台;一个是允许互操作的通用控制台,包括通用关联数据链天线和地面保障设备。陆军当前正处于全球地面控制站(the Universal Ground Control Station,UGCS)的最后开发阶段,将来作为OSGCS的替换品。UGCS不但可以装载到“悍马”上,也可以装载到各型五吨卡车上,将能控制“影子”、“猎手”无人机和MQ-1C增程多用途(ERMP)系统(该机不久后将起名为“灰鹰”),陆军使用手持的小型无人机系统地面控制站(Small UAS Ground Control Station,SUGCS)控制小型的无人机系统,比如手掷发射起飞的“渡鸦”。

陆军已列装了2,453套通用远距显示终端系统(One System Remote Video Terminals,OSRVTs),主要为了为“伊拉克自由”(OIF)和“持久自由”行动中的战士们提供支持。分队指挥官使用这种轻型的,笔记本电脑式的OSRVT从无人机系统和有人驾驶飞机上接收全动态的视频和元数据(定位信息等),将来它将允许机载设备控制。一个便携式系统的接收范围可到10–50公里(取决于天线性能),它能从大多数有人和无人平台上通过近实时的视频和遥测数据提供增强的态势感知能力,包括“渡鸦”、“影子”、“猎手”、“灰鹰”、“捕食者”、“阿尔法勇士”、汽油动力的微型飞行器,其他国防部开发的无人机系统,甚至有人驾驶平台,如“阿帕奇”攻击直升机。OSRVT不仅能显示无人机系统信息,它也能显示机载设备的目标数据和地图上的位置图像。它是一款联合型解决方案,增强多军种间无人机系统的效力,为用户提供通用的战场图。该系统由接收器、调制解调器和天线、电缆、软件,以及一个可选配的增距天线组成。

陆军当前列装了五种截然不同的无人机。虽然“捕食者”无人机在外观上与MQ-1C“增程多用途” 系统近似,并分享15%的通用部件,但“增程多用途”无人机的内部组成部分明显更先进,还有紧急功能余度设计。“增程多用途”无人机设计为师及师以下指挥官提供专注的侦察监视和目标获取(RSTA)、攻击、指挥与控制、通信中继、信号情报和电子战能力。陆军数量最多,能力最强的无人机系统——ERMP,满足了日益增加的航程、高度、续航力、机载设备灵活性方面的需求,还允许飞行中进行动态的任务改变。

2005年,陆军决定为10个现役师的每个师列装一个编有128名战士的ERMP无人机连。该系统由12架带有光电/红外/激光指示器的无人机、带有地面移动目标指示器的合成孔径雷达、通信中继和精确制导武器(上限可携带四枚“地狱火”导弹)组成,地面设备包括五台通用地面控制站系统(OSGCS)和相关联的地面保障设备,包括一个卫星通信地面数据终端——能够通过卫星链路实现超视距的飞行器控制。ERMP装有一台重油发动机,30小时续航时间(其中可24小时在控制台300公里范围内活动),战术通用数据链(Tactical Common Data Link,TCDL)技术(一条国会委托管理的编码链)、网络连通性、与有人驾驶平台组队,以及富余的飞行控制和航电设计。就像其余的陆军中型和大型无人机机队,ERMP具有自动起飞和着陆性能,能够通过卫星通信数据链或不通过它灵活地运转。

ERMP项目的原型机(绰号为“阿尔法勇士”和“ERMP Block 0”)为了满足作战中战士们的需求,已列装具有快速反应能力(Quick Reaction Capabilities,QRCs)的已部署在外的分队。首架具有快速反应能力的ERMP已在2009年4月部署,当前主要在伊拉克军事行动中使用。这款早期列装的型号也为该项目的研发提供了可贵的测试和反馈。全任务型的ERMP已批准小批量初始生产,并将在2011财年交付首个装备单位。

MQ-5B“猎手”提供了艺术级的侦察、监视和目标获取(RSTA)、通信中继、信号情报和武器投放能力。具有大约20小时的续航时间,和将近200公里的航程,最大飞行高度18,000英尺(约5,486米),“猎手”无人机连(由5架无人机、三套地面控制系统,以及地面保障设备组成)支援军和师。MQ-5B“猎手”无人机以两台重油发动机、以及它的“毛重”(燃料运输能力),伸展的带有武器的机翼为特征。它的自动起飞与降落系统当前已列装。“猎手”无人机能够携带多种机载设备,在战场上提供多样化能力,包括标准光电/红外/激光指示传感器,“蝰蛇”打击弹药、信号情报和通信中继。“猎手”无人机系统将成为下十年间陆军无人机家族的重要部分,不久后它将被ERMP替换。

RQ-7B“影子”无人机为机动中的指挥官提供近实时的、高度精确的、可持续的超视距RSTA能力。“影子”无人机分队通常以“排”为单位编制,每个排包括四架无人机,两套通用地面控制站系统(OSGCS)和附属的地面保障设备。该机能够续航6小时以上,飞行高度约14,000英尺(4,267米),能够携带多种机载设备,例如:光学-电子/红外(EO/IR)传感器,带有红外的照明器,和激光指示器。2010年,“影子”无人机开始升级改造,换装大尺寸机翼,此举使得该机能够达到8小时续航时间和更大的机载设备能力。“影子”无人机曾是美国军方首款使用自动起飞和降落系统地无人机。

美国海军陆战队与陆军一起结成伙伴,购买“影子”无人机系统、支持设备和基于性能的后勤服务。这种伙伴关系对成本、通用性和联合作战提供了效率。截至2010年6月,80套系统(320架机)装备了陆军,9套系统(36架机)给了海军陆战队。

陆军小型无人机系统(Small UAS,SUAS)——RQ-11“渡鸦”,为旅及旅以下分队(下至排,甚至到班)提供侦察、目标获取和部队防护能力。一套典型的“渡鸦”无人机系统包括三架机,和控制与保障设备。“渡鸦”无人机续航时间90分钟,能够携带8个光电或红外传感器。任何一名战士通过十天的培训课程就可以手掷发射该机。

陆军已列装了1,318套“渡鸦”无人机系统(3,954架机),其中291套“渡鸦”无人机系统(873架机)当前正支援在伊拉克和阿富汗的战士。该系统除了陆军列装外,美国特种作战司令部(U.S. Special Operations Command)、海军陆战队(Marine Corps)和空军(Air Force)也使用“渡鸦”系统。

此外,陆军也在试验汽油动力的微型航空器(gasoline Micro Air Vehicle,gMAV)。这种18磅(约8公斤)重的飞行器提供了“盘旋和凝视”能力,具有47分钟续航时间,使得它能够呆在某一地持续较长时间。gMAV可从任何平面平面上起飞,携带可交替使用的光电和红外传感器。当前,15套该系统(29架机)在“伊拉克自由”行动中由第二步兵师使用。

过去二十年中,陆军内部的无人机系统采购与使用已极大增长,并且继续增长。当前计划需要在下五年后将陆军现有的无人机队规模扩展两倍。这些无人机系统提供了广泛的、直接的以及专注的支援陆军各层次作战需要的能力。

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陆军无人机系统与各层次整合

某些军事机构将他们的无人机系统集中于中央总支援储备“池”中。这种控制体系依赖于远离战场的计划者调配资产和确定优先次序直至最底层——通常以无人机系统的灵活反应为代价,尤其是在支援多重同时进行的战斗行动中。这就妨碍了有人驾驶飞机和无人机之间组队,显露并扰乱了指挥官与他的航空支援之间的统一指挥。通过战场上教训的汲取,陆军和陆战队已经将无人机系统与支援机动司令部编制到一起,确保了每个部门的有效支援和适时的任务再分配。

这种中央集权模式也将无人机系统从应当训练和作战的联合兵种部队的富余兵力中分离出来。在陆军中,无人机系统编配到机动作战单位,并已成为作战力量的主要部分。无人机系统的任务与各层次机动计划紧密地安排在一起,它们也参与了广泛的任务前计划过程,以及地面机动单位、无人机系统分队、和陆军航空兵,以及联合资产之间的协同。陆军无人机系统机组人员参加任务计划、预演、执行和行动后回顾。这种紧密的整合使得控制机制清晰而直接,支援指挥官主攻的任务再分配流程动态而有活力,同时又提供了可控的情报,并减少了“感官与射击间(between sensing and shooting)”的时间。

陆军对他优秀、富有智慧和首创精神的士兵寄予极大信任——特别是无人机系统操作员。在1990年代,陆军公认,经过适当训练(如自动起飞降落系统操控技术)的士兵完全能够担负起通常复杂而又密集的无人机的计划、控制和分析之责。这种信任没有放错位置,超过2,100名陆军操作员和140名来自陆战队、海军和美国特种作战司令部士兵操作员在驻华楚卡堡(Fort Huachuca)的陆军无人机训练营(the Army UAS Training Battalion)接受训练。今天,大约820名士兵操作员分布世界各地,驾驭着大型和中型无人机,正计划和执行着作战任务。士兵们(比如步兵和宪兵)也操控着3,000架小型无人机系统计划和执行任务。

陆军无人机系统的运用

陆军已将无人机系统整合进入多种类型任务中。无人机系统最初的角色是一种高度灵活的情报收集资产,能够携带多种机载设备执行不同的任务。它们能很快以新的目的重新使用,为多个用户传输数据,与有人驾驶飞机比起来,它们安静而又不引人注意。技术进步造就了无人机系统能力的增加,随机处理数据为战士们提供了更大的价值。但无人机系统所做的不仅仅限于收集情报。

无人机系统提供的监视与侦察也极大地提高了战场上机动着的战士们和分队的能力。自从拥有了“天空中的眼睛”后,使得机动编队与敌军运动保持了联系,有友邻单位更容易配合。此举也减低了与敌军或友军火力有关的不可预见风险。为了利用这些优势,同机动部队整合是至关重要的,多种平台适当地与机动编队的需求配合是必需的。

在支援部队防护与火力方面,无人机系统的作用不可估量。它们能依次游逛在固定基面或作战区域数个小时,或者远距离伴随护航,提供不间断的监视。它们能前出侦察,提供地形信息和识别潜在风险。无人机系统能够提供目标识别、跟踪和激光指示,特别是缩短传感器到射手的反应时间。如带有武器机载设备,它们就能发射有效的直接火力,包括非致命性火力,比如电子战。正因为它们无人驾驶,所以无人机系统能够用于高风险任务,而不必将战士暴露在敌火力之下。

上图中,第10山地师(10th DIV)第1旅战斗队(1BCT)正沿着国际边界地区保卫某地区,目的是阻断敌军进入他们的行动区,并占据要地。当沿着边界执行一次为期三天的侦察行动期间,一架第10山地师的ERMP无人机从机上的地面移动目标指示传感器(GMTI)发现了可能敌军穿越边界渗透。数据分析指出:明显大于通常群体的移动。ERMP上的数据传输给旅和师的战术行动中心。该旅下属的一营A连在山谷中执行例行巡逻任务,设置了一个低水平噪声拦截器监控整个活动。一个人工情报(HUMINT)组报告了敌军运动增加情况,并指出有潜在可能攻击“复仇”战斗前哨站(COP Vengeance)。A连设立了观察所(OP)和交战区,为战斗前哨站提供早期预警,同时当敌军穿越山口时潜在地吸引他们的注意。第1旅分配了一架“影子”无人机、一支快速反应部队(QRF,由两架AH-64“阿帕奇”攻击直升机、两架CH-47“支奴干”运输直升机和一架UH-60“黑鹰”医疗后送[MEDEVAC]直升机组成),以及一个M119炮兵连——支援COP附近的行动。

下图中,空军的一架A-10近距空中支援(CAS)巡逻机和QRF所属的AH-64“阿帕奇”炮艇进入战位,随时提供支援。A连观察所发射了一架“渡鸦”无人机,发现一批大规模有组织的部队正经过他们设在山口的交战区(“鹰”区)向COP挺进。敌军与观察所接火,A连脱离接触返回到“复仇”战斗前哨站。QRF所属的AH-64直升机和UH-60医疗后送直升机立即出发,支援观察所的医疗后送和视情撤出行动。“影子”承担了继续观察交战区活动的责任,并为近距空中支援的A-10飞机获取目标信息,同时为炮兵火力指示目标。资料来源:美国陆军航空与导弹司令部本部

其他用户也因技术发展成果逐渐显现。无人机数据连通性使得陆军扩展了陆军在整个战场上延伸的空间。据美国陆军训练与条令司令部(U.S. Army Training and Doctrine Command,TRADOC)司令官马丁·戴姆普塞(Martin E. Dempsey)上将所说,在复杂的全频谱冲突环境中,在不确定情形下有效运作无人机,领导者必须全面理解形势,适应他们的机动作战编队的活动,抓住并保持主动,有能力在整个扩展距离上快速作战。

无人机提供的“情监侦”能力的扩展,使得收集比以往更多的信息,而分发给多个用户的信息也比以前想象的快得多。无人机系统并不能够消除“战争的迷雾”,它们使得远距离对等操作容易许多。此举增加了无人机所能提供的信息,提高了速度和灵活性,特别是在完成陆军任务过程中,同时又转换陆军作战方式,甚至转变战士们所设想的完成任务的方式。适当地将无人机系统与陆军编队整合,高性能的无人机系统拥有彻底变革地面战方式的潜能。
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陆军无人机系统的未来

陆军已处于无人机系统运用的最前沿,过去以来不断技术进步,例如:

· 利用支持自动起飞和降落的技术;

· 在陆军飞行器和其他军种使用的飞行器之间采用通用控制系统体系;

· 推动有人驾驶飞行器与无人机系统组队;

· 开发小型无人机系统家族;

· 开发高保真的模拟器,具有单个和全体无人机系统家族能力;

· 开发地基感官,避免增加使用国家空域的技术;

· 保障和通用效能,陆军技术进步将继续提高无人机系统的能力,继续进行中的及将来的技术增强包括:

· 外形缩减;

· 多个系统的监控;

· 先进的垂直起飞和降落能力;

· 防止空中相撞

· 改进生存性:

· 武器化;

· 自主驾驶;

· 先进的有人/无人组队;

· 小型重油发动机

· 通信中继和发送

此外,保障/货运无人机系统将出现,为处于难以抵达地点的战士,或不适合使用有人驾驶飞行器时提供投送保障支援的能力。这些进展殊途同归,都与陆军整体的网络为中心有关。

通用控制系统和体系除了飞行器和携带的机载设备外,控制站性能决定了分队的编制结构、训练和准则。迅速、准确地传送对飞行器的控制,分发传感器信息——而不顾飞机的使用——对各层次的机动部队来说是应当批评的。早在2001年,陆军就着手进行“通用系统”项目,保证陆军所有的无人机系统的控制系统可以共同操作。这个目标避免了出现每款不同的无人机系统都采用一种独特、专用的系统来控制。这种努力要求改变采购策略、工业关系、硬件和软件体系,以及开发一套通用的、一体化的概要以及标准、规定,并且强迫陆军所有无人机系统执行。结果就是一整套能共同使用的通用控制系统列装陆军、海军陆战队和美国特种作战司令部。多种类型的无人机都能被陆军的“通用地面控制站系统”(OSGCS)控制,同时视频和数据以准确的效率能够传送到指挥所、车辆、直升机驾驶舱,甚至单个士兵(通过“通用远程显示终端系统”——OSRVT)。

OSGCS获得改进和提高,升级为“全球地面控制站”( Universal Ground Control Station,UGCS),它将能够控制另外当前OSGCS还不能控制的飞行器。UGCS也是旅战斗队(BCT)现代化项目的一部分,小型无人机系统(SUAS)的地面控制站,能够与通用地面控制站系统(OSGCS)和全球地面控制站(UGCS)体系共同操作,将被升级到控制无人地面车,使得最小单位的指挥官能够携带一个单独的“无人平台控制器”,而不必带几个不同的控制器。

通用远程显示终端系统(OSRVT)被从层次2互操作(不经过滤和处理,可以直接接收和显示来自飞行器上的图像和数据)升级到层次3,这包括了层次2,并也允许控制机载设备但不控制飞行器。这种附加的双向连通手段,实时的无人机数据用户(小分队、直升机、埃布拉姆斯坦克等)能给予控制支援性传感器机载设备,并为他们的计划和执行需求定制了一幅“图”。单个陆军无人机系统控制体系允许快速整合新功能,将为未来的无人机系统性能需要,例如进行的信息分析/散布和自主性。

有人-无人平台作战战场经验显示,有人与无人平台组队增强了战斗力,在远距离上超越了单独一个机载系统的附加价值。有人平台与无人机之间的延迟时间是“传感器到射手”之间最无效的。从无人机系统上的传感器信息发送给传感器操作员,通过指挥所处理器,然后发送到直升机上,多重交叉,有时系统之间不协调。为了解决这个问题,陆军开发了一款新版本的OSRVT,达到有人和无人平台组队第二层次(Manned-Unmanned Teaming-Level 2,MUMT-2),它将视频信息从无人机系统直接传送到AH-64“阿帕奇”直升机的驾驶舱里。开发工作已结束,超过了其他直升机的现有能力,提高了交付时的控制水平。

小型无人机系统(SUAS)自2003年开始使用“渡鸦”以来,陆军已开发了多种小型无人机系统。所有这些小型无人机都使用通用系统软件。拥有多种小型、中型和大型无人机后,使得分队可以选择恰当尺寸的无人机执行任务——大型机具有较长的续航时间和教远航程,而小型机具有城市地形下垂直起飞能力——所有这些无人机都采用同样的手持装置控制。在拥有通用控制器后,也削减了战士们必须携带的负荷量。当前101空中突击师验证的这个构想正是这一原则的证据。为了这次验证,101空突师增加了“美洲狮”(大型)、“渡鸦”(中型)和“胡蜂(小型)”无人机。

陆军还开发了一款大型、长时间续航的汽油动力微型无人机(gMAV),当前命名为“一级无人机(Class I)”。它带有一个单独的、整体万向节,上面装有光-电照相机、红外照相机、激光测距仪和激光指示器。一级无人机Block 0阶段是开发和测试阶段,作为BCT现代化项目中新技术螺旋式开发的一部分。

进入本国空域由于无人机队不断增长,军方对开发、训练和部署的空域需求持续增长,联邦国土上空可用的限制性空域不再充足。在于联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)协调下,陆军采取措施允许无人机系统有限的使用有人飞机两侧的本国空域。为确保安全,陆军正开发“地基感觉与规避”(ground-based sense-and-avoid,GBSAA)能力,在另一架飞机进入该空域前,可使无人机在空域监控范围内飞行。使用传感器(通常是地基雷达)将信息反馈给自动化飞行系统或无人机操作员,当探测到有人驾驶飞机时,“地基感觉与规避(GBSAA)”系统将无人机移动到安全状态(重新回到限制空域或着陆)。正在开发中的GBSAA适用于各军种,计划要求在接下来一年内列装初始性能。陆军计划开发更先进技术,最后将无人机装载在飞机上,提高整体的地基和空中系统效率。“感官与规避”技术应当某天使得无人机系统安全地、近乎不受约束的进入本国空域。

储蓄维护能力陆军在无人机系统支持领域也建立了创新解决方案。大体上无人机系统采购与维持成本的三分之二花费在了地基设备上,实际无人机和有效机载设备的成本总计仅三分之一。尤其是中型和大型无人机系统,陆军在开发硬件和软件方面已取得了极大进步,它们已成为公用交叉平台,在明确经济规模以及缩减训练、储藏和再补给方面的后勤负担。使用“影子”无人机系统作为测试维护储蓄的案例,陆军无人机系统已经证明了“基于性能的后勤( Performance Based Logistics,PBL)”不间断的微小改进导致了无人机系统支持成本明显的降低。在“影子”项目中成功贯彻“基于性能的后勤”,已经将近年来的采购成本从每年10%降削减仅4.5%。陆军已经扩大了小型无人机系统和“增程多用途”系统的概念。“基于性能的后勤”策略一贯产生90%的装备完好率,同时支持了作战节奏(飞行小时)高至原计划系统需求的三倍。

快速升级整合陆军继续验证他对新系统组件、机载设备和技术快速整合能力,并立即供战场使用。为了加速这种能力,陆军在犹他州达格维试验场(Dugway Proving Ground,Utah)开放了新的快速整合与接受中心(Rapid Integration and Acceptance Center)。该中心拥有自己的空域、专家经验和飞行器,不但为陆军也为所有军种服务,还拥有学术造诣和工业背景,为验证和提高能力服务。

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我们需要的是什么?

陆军在《陆军之眼:美国陆军无人机系统路线图2010-2035》中,有一项计划:聚焦于无人机系统的增长,于是增加适用于战士们的通用和有效能力。该路线图提供了利用国防部指导原则,按计划发展到2035年概览。

尽管无人机系统与陆军各层次深入整合,并且广泛影响着陆军作战行动,但无人机系统仍是一项“幼年”的技术。研究与开发继续以激烈的步伐前进,不断地吸收战场上汲取到的教训;技术进步的比例比采用更成熟的技术快得多。虽然很多人认为,无人机系统应比有人航空系统便宜得多,但陆军需要一支研究、开发、测试与评估(RDT&E)的稳定的资金流来最好地支持战士们对无人机系统的需求。ERMP、“影子”和小型无人机系统每年都需要充足的研究、开发、测试与评估资金,去发展成熟的技术。

继续在控制系统和保障体系上投资时特别重要的。一套给定的系统中大多数成本不是机载平台,而是地面部件——控制和维护飞行器部件,以及收集和分发它采集到数据的部件。如果无人机系统的这些部件做成通用和互操作性的,他们就能甚至在飞行器被替换、退役或磨损时也能再次使用。继续开发分析与分发工具也同样重要,这些工具可以将UAS数据转变为可用格式,并呈现给指挥官和分队。这种散播方式一个重要方面就是需要继续增殖诸如OSRVT之类的工具,以及它的后继型——为分队显示信息的双向OSRVT。

计算机存储器和分析系统也已经成为极为需要的领域。在伊拉克和阿富汗使用的无人机系统已经收集了数千小时的数字视频,开发出来用于对抗建议爆炸装置(improvised explosive devices,IED)的法医技术已证明了为了日后访问而存储的价值。然而,计算机系统正通过变化适应持有如此大量的数据,并将他们散播给许多潜在的用户。现有技术已允许快速、简便的搜索和分析数字式视频,虽然它仍处于初始阶段。

“猎手”、“影子”和ERMP无人机系统适用的野战军地面控制站包括先进的无人机系统训练软件,用于训练机组操作员。当分队从部署状态回国时,将会产生对训练设施、模拟器和因训练目的进入空域的需求,为了满足这些需要,陆军将需要某些军事建筑、用于改进模拟器的开发和采办资金,以及联邦航空管理局(FAA)为了进入国家空域而作出的精心选择的政策变化。

最近,国防部(DoD)和联合参谋部(Joint Staff)决定生效陆军对建制内无人机系统的需求,和战场上直接受各层次控制的无人机。这种理解,以及应促进并保持的关系至关重要。国会对陆军无人机系统的支持也必不可少,采办资金必须继续保持稳定流动,陆军部队需要无人机系统尽可能快地提供能力,以前开发出来列装的系统需要继续升级。

我们必须做什么?

陆军的无人机系统对当前和未来的作战至关重要。陆军无人机系统提供的态势感知和精确打击能力是战场上发现的诸能力中最重要的战斗倍增器。无人机系统对战场指挥官的能力来说极其重要,尤其是在遂行决定性作战而不必将士兵们的生命置于危险境地。当前在伊拉克和阿富汗以及别的地区的作战行动继续突出了对这些宝贵资产的需求。无人机系统的性能和数量必须继续增加,为战士们和指挥官提供最好的可用工具,确保他们安全和胜利。继续开发与采购新型无人机是必要的,满足对这些系统所能提供的能力的需求。

为确保陆军能继续提供这种关键能力,有备未来,国会和国防部必须:

· 支持陆军建制内无人机系统的需求,以及战场上直接受小分队到军层次控制的无人机系统;

· 支持陆军的努力,与联邦航空局协调,为无人机系统提供因训练和其他目的安全、常规进入国内空域的措施;

· 全额资助无人机系统垂直起飞与降落能力的开发;

· 加快对互操作项目的投资,比如全球地面控制站(UG CS)和通用远程显示终端系统(OSRVT),以及它们的双向版本,增殖陆军无人机系统控制体系;

· 继续全额资助改进和列装增程多用途系统(Extended Range Multipurpose System);

· 有限资助“猎手”系统的升级和全部维护费用,直至它被ERMP全部替换;

· 全额资助“影子”项目的开发升级(飞行器和地面设备),提供加速列装所有部队中升级版的采办资金;

· 全额资助具有系统构想的小型无人机系统家族,为小分队领导者提供裁切得当的飞行器工具包,以及控制无人机地面车的能力,最好地支援任务完成——不管是在开阔的平原,还是崎岖的山地,或是复杂的城市地形下。
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领导者讯息

现代战争的特点是错综复杂而又不确定。军事行动跨越整个冲突频谱,部分领导者和战士们需要对此适应。将近十年在伊拉克和阿富汗的军事行动已经给美军带来许多教训,这些教训中最需要快速、可靠的收集和分发战场上的信息。无人机系统(Unmanned aircraft systems,UAS)在满足这种需要时提供了例外价值。

尽管无人机系统仍新近出现,但该技术已经彻底变革了陆军作战方式。陆军的无人机系统联合某个区域的持续观察、精确的目标指示、攻击结果的立即评估和瞬间目标的快速毁伤。

陆军已将无人机系统与许多战斗功能以及各指挥层次整合为一体。无人机系统所带来的能力增长为陆军部队引人注目地提高了态势感知和战场效力。无人机系统继续以激烈的步伐不断进化,战场成为了实验室,不断为快速技术周期提供反馈,这些不断改进无人机系统的性能,并精炼着指导它们使用的准则。

虽然与有人航空系统相比较,无人机系统相对而言成本较低,但无人机系统也需要恒常的研究、开发、测试和评估(research, development, test and evaluation,RDT&E)资金流,以继续开发新的、更好的性能。稳定的采办资金对扩大陆军无人机队也非常重要,如此一来,部署部队能够得到所需的硬件供给,他们需要赢得当前的冲突——同时为未来做好准备。陆军必须在为当前的作战指挥官提供卓越的无人机队,和为未来的冲突做好准备之间保持关键平衡。

“增程多用途”(Extended Range Multipurpose,ERMP)系统、“影子”和小型无人机系统都需要完善它们各自的技术研发测评(RDT&E)资金来和列装提升性能的采办资金。为了达到这个目标,继续和加速ERMP的拨款,以及“影子”和小型无人机系统家族的关键部位升级是刻不容缓的。用于地面控制和数据分发设备的额外资金同等重要,例如:通用远程显示终端系统(One System Remote Video Terminal,OSRVT)和全球地面控制站(Universal Ground Control Station,UGCS)。而且,一大堆计划中的技术进步也必须进行投资。《陆军之眼:美国陆军无人机系统路线图2010-2035》一书铺陈了未来陆军无人机系统为期25年的计划,这份雄心勃勃的计划必须得到支持。

陆军也需要国会的支持,以确保继续分配陆军无人机系统给战斗部队。陆军的决策是:分配无人机系统几乎配置到每个层次(从军到排),这意味着领导者需要的支持能快速安排任务或重新安排任务的资产满足他们的需求。其他关系也必须勤勉地保持,比如与联邦航空管理局加强合作,使得无人机系统能够安全进入国内空域。

在这二十年中,陆军的“天空之眼”已经成从唧唧喂喂的小器具成长为必不可少的战场资产。它们在艰难的战斗中已经证明了自身的价值,并在过去许多次重新获得了投资。整个国防部(Department of Defense)的领导人已经公认了它们的价值,并要求继续在UAS上投资。这些投资将拯救战士们的生命,他们应当归功于无人机系统。

在为期八年半的战争中引入了许多先进技术,但我不认为任何东西能取得比无人机系统更大的影响!

 
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