■王雙宇 張宏儒 鮑俊臣
小型無人機的發(fā)展得益于無人機微型化技術的不斷成熟。當前以大疆公司為代表的小型無人機制造商為滿足各類用戶的現(xiàn)實需求,經(jīng)不斷產(chǎn)品創(chuàng)新和改良,現(xiàn)有小型無人機性能得以強化、功能日趨完善,并形成了獨具自身特色的體系。目前來看,對小型無人機的戰(zhàn)場應用主要是利用起飛高度低、信號特征弱、獲情實時化等功能。此外,小型民用無人機經(jīng)模塊化改裝后,將具備更為適應信息化戰(zhàn)斗的軍事性能。近年來的幾場局部沖突中,大量“民改軍”無人機在作戰(zhàn)中大放異彩,已成為具有智能化特征的新型作戰(zhàn)手段,各國都認識到,其蘊藏的巨大無人化作戰(zhàn)潛力,或?qū)⑽磥響?zhàn)爭模式改頭換面。
小型無人機通常具有1~4kg 的載重性能,且具備優(yōu)良的二次開發(fā)能力,通過加裝各類任務模塊即可在軍事行動發(fā)揮不同作用,可廣泛用于戰(zhàn)場偵察監(jiān)視、低空突襲、心理攻擊、中繼通信、補給投送、目標指示和毀傷效果分析等。
具備獨特優(yōu)勢的小型無人機系統(tǒng)在情報、監(jiān)視和偵察領域發(fā)揮的作用越來越大。空中投射小型無人機是在山地、高原等艱苦條件下提供持續(xù)監(jiān)視的最佳工具,既可節(jié)約寶貴人力資源,又可高效獲得高價值情報信息。近幾場局部沖突表明,利用小型無人機在戰(zhàn)場上的隱蔽監(jiān)視可實現(xiàn)單向透明的“非對稱”信息優(yōu)勢。其主要用途有:一是光學監(jiān)視。小型無人機可以掛載光學相機、攝像機對戰(zhàn)場要地實施偵察監(jiān)視,其實時圖傳功能可瞬間獲取高時效、高清晰、高價值圖像情報。二是聲學偵察。小型無人機可以掛載微型聲音傳感器,將對手軍政機關、核心設施、軍事基地等要害部位的聲音信息進行秘密竊取。三是網(wǎng)絡竊密。小型無人機可以通過網(wǎng)絡連接“棲息”在網(wǎng)絡入口點,通過本地空中、空間資產(chǎn)傳輸對手相關數(shù)據(jù),以實現(xiàn)賽博控制。
小型無人機規(guī)避敵方空中監(jiān)視網(wǎng)絡的能力要遠遠優(yōu)于大、中型無人機和有人機。利用小型無人機執(zhí)行低空突防任務,既可以確保行動的突然性和隱蔽性,又可以減少人員傷亡率,實現(xiàn)以最小的代價換取最大的戰(zhàn)果。特別是在2020年阿亞納卡沖突和2022年俄烏戰(zhàn)爭中,利用小型無人機從低空突入敵前沿陣地并執(zhí)行打擊任務的戰(zhàn)例屢見不鮮。其主要用途有:一是低空撞擊。小型無人機可通過加裝爆炸物的方式改裝成“飛行炸彈”,突入對方陣地后對重要部位實施“自殺式”撞擊。二是空投襲擊。小型無人機可掛載易燃物、爆炸物、劇毒物等危險品,在突入對手陣地后實施低空投放,達到殺傷對方有生力量的目的。三是干擾破壞。小型無人機還可通過搭載電子干擾裝置,飛抵對方陣地后利用其升空優(yōu)勢對覆蓋范圍內(nèi)的對方電子信息系統(tǒng)進行干擾破壞,從而擾亂敵指揮與控制的完整性、穩(wěn)定性和有序性。
新的特種作戰(zhàn)理論十分提倡用小型無人機執(zhí)行政治戰(zhàn)、心理戰(zhàn)等認知領域攻防任務。相較于大、中型無人機,小型無人機飛行高度更低、機動更為靈活,距離敵地面力量更近,利用小型無人機實施政治攻心任務,更易達成褪敵戰(zhàn)斗意志、撼敵思想立場、挫敵血性銳意、亂敵軍心士氣的戰(zhàn)術目的,從而達成己方“未戰(zhàn)先勝”“不戰(zhàn)而屈人之兵”的戰(zhàn)役乃至戰(zhàn)略上的優(yōu)勢。其主要途徑有:一是掛載標語。小型無人機可以單機或多機協(xié)作,將條幅、橫幅上的標語信息展示給對方官兵,此法頗具震撼力。二是播撒傳單。小型無人機可加裝傳單播撒器,在敵縱深區(qū)域指定位置對其軍民進行攻心勸降,瓦解其向戰(zhàn)意志。三是播放音視頻。小型無人機可通過掛載音頻播放器、視頻投影儀等裝置,在一定高度播放煽動性影音資料,信息內(nèi)容易被對方官兵接受。
在高強度、高烈度、高緯度的局部沖突中,作戰(zhàn)持續(xù)進行至彼此膠著情況下,交戰(zhàn)雙方已人困馬乏、信息系統(tǒng)遭受大范圍損壞,衛(wèi)星、預警機、通信設施等保障手段已變得力不從心甚至喪失功能,利用小型無人機執(zhí)行艱巨任務的特殊地位將尤為突出。其主要用途有:一是中繼通信。通過小型無人機搭載通信節(jié)點載荷,憑借升空增益效果,可為己方提供視距甚至超視距范圍內(nèi)的通信覆蓋區(qū),達成通信中聯(lián)的目的。二是補給投送。具有一定載荷容量、信號特征較弱的小型無人機還可擔負適量補給投送的任務,多用于山壑、街巷、舟船等狹小地帶。三是目標指示和毀傷分析。利用小型無人機可獲取對方態(tài)勢信息,引導己方精確打擊,并將毀傷效果實時回傳,及時進行毀傷效果評估,視情組織再次打擊。
目前市場上常見的消費級小型無人機軸距自帶光學相機載荷,遙控/遙測鏈路多以2.4~2.48GHz 之間的無線數(shù)據(jù)傳輸、WiFi 控制等,導航方式以GPS、GLONASS等導航技術為主。
小型無人機作為信息時代新技術產(chǎn)品,其所采用的通信頻段須滿足國家無線電管理頻段有關要求。國家工信部在2015 年3 月發(fā)布了有關通知規(guī)定,將840.5~845MHz、1.43~1.444GHz 和2.408~2.44GHz 頻段用于無人駕駛航空器系統(tǒng)。其中,用于無人機系統(tǒng)的上行控制、下行遙測以及信息傳輸鏈路備份頻段須在2.408~2.44GHz 范圍內(nèi)使用,且在新的無線電使用管理規(guī)定中明確了該頻段可用于發(fā)射機發(fā)射功率的極限值。
小型無人機通信系統(tǒng)主要依賴WiFi、藍牙和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g支撐。WiFi 信號覆蓋范圍廣、傳輸速度快,且具備信源加密、編組加密和信道加密等多種加密方式,具備較高的專業(yè)性和安全性,多數(shù)商業(yè)低成本無人機都采用WiFi 飛行控制和音視頻傳輸,通常注重連接的實用性和操作的簡潔性。無線數(shù)傳系統(tǒng)采用先進的MPEG2/MPEG4 數(shù)字壓縮編碼技術、C0FDM全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術,賦予了其抗多徑效應能力強、穿透能力強的特性,能夠滿足無人機無線通信任務。
多數(shù)小型無人機裝載有GPS/GLONASS雙模導航定位系統(tǒng)。衛(wèi)星和無人機之間的導航通信賦予了小型無人機自主巡航的能力,可依據(jù)導航定位系統(tǒng)不間斷地提供高精度位置坐標信息,實現(xiàn)從起飛點向目標點的精確尋的,還會對航跡中的高大建筑進行自動避障。此外,隨著中國北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)成功運營并投入使用,小型無人機在加裝北斗定位技術后,將實現(xiàn)各種衛(wèi)星導航定位功能的相互補盲、校準印證的作用,將更大程度上提升小型無人機系統(tǒng)的定位精度。
戰(zhàn)術特點,是指小型無人機在投入戰(zhàn)術行動中所具有的獨特之處。
小型無人機機身軸距小于1m,雷達反射截面積(RCS)在0.01~0.1m2之間,傳統(tǒng)體制雷達設備受地球曲率等多種因素作用影響,難以對活動狀態(tài)下的小型無人機目標實施有效識別和定位,加之小型無人機具備飛行高度低、速度慢的航行特性,雷達探測很難在特征上將其與飛鳥、氣球等低空飛行物區(qū)分開。此外,小型無人機噪聲功率較低,音頻特征不明顯,聲學探測設備難以對其實現(xiàn)盡早發(fā)現(xiàn)。最后,小型無人機的機身還可通過環(huán)境色偽裝的方法,降低對方目力偵察的發(fā)現(xiàn)概率。
小型無人機航行速度普遍在10~100km/h 范圍之間,飛行高度一般在50~500m 范圍之間,具備高超的機動性和靈活性,可以在短時間內(nèi)迅速做到機身轉(zhuǎn)向和航向變換、高度升降和航速加減。理論上,小型無人機即使在近距離被發(fā)現(xiàn)后,仍能迅速突破防空火力實施攻擊,并且具備“打完就跑”的戰(zhàn)術特性。小型無人機受彈面積小,紅外特征弱,使得現(xiàn)有火力防空制導武器對其打擊成功率極低,即便打擊成功也難逃造成“大炮打蚊子”的軍事浪費。此外,新型反小型無人機裝備的運用尚未成熟,也沒有足夠成熟的理論和經(jīng)驗能為這類軍事行動提供借鑒。
具備部分或完全自主能力的廉價小型無人機,可以在高級操作員的監(jiān)控下,通過計算機組網(wǎng)的形式,組成集群協(xié)調(diào)執(zhí)行戰(zhàn)場任務,既滿足集群功能需求,又提升了系統(tǒng)自適應、抗故障、快自愈的能力。在物理層,集群內(nèi)無人機相互獨立,分散部署在作戰(zhàn)空域內(nèi),互不形成干擾的機-機關系;在邏輯層,通過自組網(wǎng)實現(xiàn)信息共享,形成一個可協(xié)同執(zhí)行任務的整體,以提高作戰(zhàn)效能。這種有無中心、自適應度高、可拓展性強等“散而不亂”的特點,體現(xiàn)了較強的系統(tǒng)魯棒性,一定意義上提升了體系生存率和效率交換比。
隨著戰(zhàn)爭智能化程度的不斷加深,戰(zhàn)爭模式和戰(zhàn)斗樣式也發(fā)生著深刻變化。小型無人機在戰(zhàn)爭中的獨特作用日益凸顯。以小型無人機為代表的無人化裝備將來必定在戰(zhàn)術行動中扮演愈發(fā)重要的角色,深入理解智能化戰(zhàn)爭形態(tài)變革,探析無人系統(tǒng)攻防理論將是未來亟需研究的課題之一。