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美國陸軍無人機全系曝光 專家稱正改變戰爭面貌

發布日期:2010-09-17??來源:網絡??作者:全球無人機網我要投稿我要評論

無人機發射。

 

無人機發射。

2500年前孫子所著《孫子兵法》里寫道:“近而示之遠,遠而示之近” 。無人機系統,簡稱UAS,使得美國陸軍無論遠近幾乎可以同時驅散戰爭迷霧,抵消遠距離敵軍藏身地的優勢。現代戰場的復雜性與不確定性要求比歷史上任何一個時期需要更準確的情報、更快的身份識別,以及更精確的效果。UAS具有快速地為指揮官和全球范圍內處于偏遠、危險,而又執行重要緊急任務的領導者傳遞情報的能力。

陸軍發現自身正處于應對挑戰的情形——必須贏得當前沖突,同時又保留應對未來沖突的戰略力量。幸運的是,陸軍的UAS提供了多階層、多用途的情報與戰斗能力,橫跨從低到高的作戰頻譜。自從首名飛行員被從雙翼飛機上投出的手榴彈擊落以來,世界上的各國軍隊都已在尋求信息與戰果之間更動態、更靈敏的鏈接。陸軍無人機系統項目以控制技術、機載設備和尖端平臺技術引領了發展之路。地面戰士與支援火力之間的落后狀況在日常基礎、以及對決策者來說相關可用信息的質量與數量方面日益增加,成為UAS在戰場上取代傳統的作戰系統的主要原因。

美國陸軍協會(AUSA)署名的領導者文萃(Torchbearer series)最新部分文章將興趣集中于陸軍無人機系統(UAS)在現代沖突中的能力與運用。我們審查了發展狀況、性能、一體化以及未來研究成果,界定了陸軍UAS項目這種不同尋常的成功,同時指出在緊急支援的關鍵地區仍舊需要繼續發展UAS。我們希望你能發現這份報告中適用于陸軍UAS的有用基礎知識,同時也同廣闊的陸航背景聯系起來,你將繼續看到美國陸軍協會(AUSA)有關當代國家安全議題的充滿思辨性的、可靠的分析報告。---
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正如我們八年來的戰爭所得的第一手資料所見:情報、監視與偵察(ISR)資產無疑成為戰士們手中的決定性手段。--海軍上將邁克爾·馬倫-參謀長聯席會議主席

當前,伊拉克和阿富汗的戰爭突出顯示了現代戰斗的復雜、快速和微妙,這一過程要求始終覆蓋精確、適時的信息。美國陸軍列裝的無人機系統(The unmanned aircraft systems,UAS)很快發展起來并不斷擴展范圍,填充了動態而有多樣的戰場所創造出來的空白領域。2010年《四年防務回顧》在反思難得的戰斗教訓基礎上,加強了UAS項目的擴展,毫無保留同時又明確無誤的在當前戰爭中承諾取勝,就必須要求擴展無人機系統的情監偵(ISR)能力。在本文中,來自前沿的美國陸軍領導人通過整合無人機系統能力到戰術和戰役層次,為各層次直到最小單位提供了無以倫比的能力。

這份準則文件的技術基礎是吸收無人機系統的承包商、有效性和靈活性形成的。直到將無人機系統正式編為陸航兵種的一部分以來,陸軍已將它們整合到所有階層計劃、執行和行動后回顧過程中。這種整合的關鍵是使得無人機系統編為旅戰斗隊建制內,而不是配屬或加強給部隊。UAS駕駛員與終端操作員對縱向一體化的信任與支持,認可了這種前后一貫的、緊密安排和同步控制,使得依舊可以對動態的任務再分派和任務變化作出反應。縱向一體化也提供了切題和適時的反饋,相關規程和運轉,增強聯合兵種的智能,以及提高效率。

地面控制與數據分發是陸軍無人機系統任務與無人機隊存在的基礎;介于潛在可能與現實之間的鏈接、介于傳感器與射手之間的鏈接。這種鏈接的關鍵是通用地面控制站系統(the One System Ground Control Station,OSGCS)和通用遠程顯示終端系統(One System Remote Video Terminal,OSVRT)。這兩套系統以一種準確無誤的方式將世界各地的超視距操作界面,將操作員、無人機和地面指揮官鏈接成一個整體。通用地面控制站系統(OSGCS)系列類型能夠控制陸軍列裝的幾乎所有類型的無人機系統,同時通用遠程顯示終端系統(OSVRT)通告便攜式發射臺接收并顯示對應的實時數據、遙感勘測和圖像。這種多平臺操作界面,可由一名強壯的士兵背負,使得信息與情報能夠通過最小的軟件占用和最低的體制滯后快速分發。

陸軍無人機平臺硬件從上世紀七十年代就初露端倪,期間經歷了“海灣戰爭”,但真正大發展也就是最近20年的事,形成了包含幾種截然不同機型的一個大家族:

· MQ-1C“增程/多用途”系統(ERMP),不久將被命名為“灰鷹”,是陸軍數量最多、最具能力的無人機系統,能夠攜帶多種機載設備,提供光-電/紅外視頻、目標指示、通信中繼、合成孔徑雷達/地面活動目標指示、信號情報和精確彈藥,以及30個小時的任務續航時間(24小時處于控制站300公里范圍內)。ERMP主要支持師一級。

· MQ-5B “獵手” 這是一種持久續航的無人機系統平臺,能夠提供光-電/紅外視頻、目標指示、通信中繼和“蝰蛇”攻擊彈藥,具有大約20小時的續航時間,“獵手”通常支援軍和師。

· RQ-7B “影子” 是旅專用的ISR(情報、監視和偵察)平臺,帶有光-電/紅外圖像、紅外照明和激光目標指示以及6~8小時的續航時間。

· RQ-11 “渡鴉” 是最主要的小型UAS,一向支援營及營以下單位作戰。士兵們手擲發射,當地回收。陸軍當前正更進一步審查小型UAS家族概念,為小單位提供更靈活的態勢感知(situational awareness,SA)能力。

陸軍無人機系統機隊快速擴張這幾種機型。從2003年僅有十幾架機支援“持久自由”和“伊拉克自由”行動,到今天在這兩個戰區大約有337套系統和1,013架飛機。此外,陸軍擁有全部軍用無人機隊的61%,陸軍已經飛行了超過一百萬小時,這些時間的88%是在戰斗中執行的。從專注的監視設備到多用途戰斗力倍增器,引發這決定性發展的是,UAS一直伴隨重大項目與擴展保持一致,著重強調了UAS在當前和未來戰爭中的潛在角色。陸軍正將UAS整合到戰斗航空旅(combat aviation brigades,CABs)中,用“影子”無人機系統替代OH-58D“基奧瓦勇士”偵察直升機,實現戰斗潛能最大化,構筑全頻譜團隊。

發展中的一系列進行中的研究工作,接收從戰場上得到的反饋,將系統地提高陸軍無人機能力。有人與無人平臺組隊(Manned-unmanned teaming,MUMT)直接將UAS視頻直接發送給AH-64“阿帕奇”攻擊直升機,減少了“傳感器到射手”的滯后效應,使得交戰過程更快捷、更精確。當前必須做的的工作是將MUMT能力帶給其他直升機平臺。改進地面控制體系將使更多機種能受通用地面控制站控制,也使得使用者可以實時控制UAS傳感器機載設備,同時定做滿足他們計劃任務和需要的的“圖片”。

美國陸軍也與聯邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)一起合作,允許無人機系統在國內空域飛行;但UAS項目的快速擴展,已經遠遠超過當前可利用的聯邦空域。為了確保國內飛機與無人機系統的飛行安全,陸軍正在開發地基的感官與規避(ground-based sense-and-avoid,GBSAA)能力,這將允許無人機系統可以有限利用商業空域,在探測到其他飛機在飛行時,操作無人機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)為無人機隊提供了簡化的、共同核心的硬件和軟件,削減了維護成本,通過質量儲備與再補給功能增加戰備率。總而言之,這些在能力與可維護性方面的成果對陸軍無人機系統項目的繼續發展是極其重要的。

為了繼續部署與開發這種威力極大的工具滿足未來需求,一筆豐厚有力的資金包應用于無人機系統項目的各個方面。國會與國防部必須不僅僅以充足的資金維持當前的兵工廠,開發地面控制組件和當前平臺,也在未來投資,開發適用于戰士的小型、通用控制單元,國內空域擴展、征對當前機型的訓練設施與互操作能力的升級改造也要求無人機系統項目在全方位、充足的研究與開發資金上運作,必須劃撥給成熟技術。為了與《2010四年防務回顧》保持一致,更多的無人機系統能力將確保戰士們有權使用這種工具和他們需要的戰斗倍增器,贏得復雜斗爭。在當前與未來的無人機系統能力上投資,將確保陸軍保留現代以信息為中心的戰場上刀刃的鋒利。
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美國陸軍無人機系統正改變著現代戰爭的面貌

將(無人飛行器)整合到戰斗部隊之中是至關重要的。

J · D · 瑟曼中將

陸軍負責G-3的副參謀長

引言

今天,復雜的軍事行動似乎界定了如今的戰爭,誘發了它的靈活性和適應性。軍事行動貫穿全頻譜沖突,信息時代的戰爭不僅要求前所未有的信息水平,而且要求將這些信息分發給需要他們的決策者。為了對此作出回應,美國陸軍已對它的作戰方式作出引人注目的轉變。而無人機系統一體化已經成為這種轉變的關鍵部分。

陸軍無人機系統機隊近年有極大增長。2003年3月,陸軍部署了三套無人機系統,共13架無人機,用于支援“伊拉克自由”行動(Operation Iraqi Freedom,OIF)。七年后,大約337套系統,共1,013架飛機在伊拉克和阿富汗參戰。如今,陸軍使用了整個無人機系統機隊的61%;陸軍已經飛行了超過一百萬小時,其中88%的時間是在作戰中執行的。陸軍無人機系統,作為“陸軍的眼睛”,已經證明無論在戰役層次還是戰術層次,都將是戰斗中最寶貴的資產。陸軍正處于整合UAS到戰斗航空旅的進程中,通過在武裝偵察中隊中將RQ-7“影子”無人機系統和OH-58D“基奧瓦”偵察直升機相結合,得到最大化戰斗潛能,建設全頻譜團隊。

圖-1:各軍種無人機系統占有率

《2010四年防務回顧》——美國國防部每四年一次對美國國防計劃、項目和政策所作的評估,特別強調了要為美國武裝部隊的男女軍人們提供他們需要的、能在現代戰爭中占優勢的裝備。在吸取了戰斗中的教訓后,該回顧文件明顯拔高了幾項關鍵能力——“在高需求環境下,可以取得戰術和戰役勝利的關鍵手段”。在建議中提到“擴大有人和無人飛機系統在情報、監視和偵察中的使用”。陸軍正積極貫徹《四年防務回顧》的指導。

陸軍在戰役和戰術層次使用無人機系統,使各層次單位都受益。無人機系統地角色和任務正隨著戰士們的需求和經驗的反映不斷發展。隨著技術的進步,無人機系統成為陸軍航空兵轉型與現代化中應對當前與未來全頻譜需要的重要部分。戰斗航空旅(Combat aviation brigades,CABs)——主要陸航作戰單位,已擁有它們的核心資產——幾種類型的旋翼機:UH-60“黑鷹”通用直升機、CH-47“支努干”運輸直升機、AH-64“阿帕奇”攻擊直升機和OH-58D“基奧瓦勇士”偵察直升機。也包括一套無人機系統——已經編制到陸軍所有旅戰斗隊(brigade combat teams,BCTs)建制內。無人機系統由兩部分組成:無人飛行器與地面控制站(帶有保障設備),為戰術指揮官提供近實時的,精確的偵察、監視和目標獲取(reconnaissance, surveillance and target acquisition,RSTA)數據。這些任務包括武器使用、通信中繼、特殊機載設備和同有人駕駛飛機鏈接。

無人機正快速改變著戰爭的許多方面,改進態勢感知、擴展指揮與控制,加速決策周期。現代戰場上的指揮官相較他們日益靈活的對手能夠反應更快。無人機也越來越多地使美國各級指揮官決策周期少于他們的敵手,而獲得優勢。無人機系統技術已經快速發展;不再是看上去似乎與高科技“玩具”沒什么差別,然而,他們似乎是陸軍作戰方式發生重大改變的一部分,也許代表了軍事事務方面的革命。

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陸軍無人機系統的發展

陸軍無人機系統的開發實際上開始于1970年代的“天鷹座”項目。到1990年代,大量的“獵手”無人機系統隨后出現。現在“獵手”系統仍舊列裝軍一級單位。2002年,陸軍的旅戰斗隊(BCT)接收到了“影子”系統——國家首款經過最初的實戰檢驗與評估的無人機系統,旅以下層次獲得“渡鴉”。到2004年,陸軍已擁有了完整的無人機系統家族,具有支援從軍到排各個層次的能力。

無人機系統最初的設想是作為一款情報收集和火力指示資產,它們標志性的職責取決于駐亞利桑那州華楚卡堡(Fort Huachuca, Arizona.)的美國陸軍情報卓越中心(the Army’s Intelligence Center of Excellence)。到2003年,由于無人機系統很快擴展,必須將它們更好地集成到航空進程中,陸軍將無人機相關職責轉移到駐阿拉巴馬州拉克堡(Fort Rucker, Alabama.)的陸軍航空兵卓越中心(the Army Aviation CoE)。此舉將無人機系統更好地集成到了陸軍航空兵與作戰準則開發上來——極大地參與了無人機系統的擴展,并且使得無人機系統擁有了專業工作。

過去20多年來,陸軍已經開發了無人機系統并首次利用了多種技術創新。在1990年代后期,自動起飛與著陸技術極大地減少了墜機風險。陸軍的“通用系統”項目開始于2001年,生產了適用于陸軍無人機系統的通用控制系統。集成無人機系統的數據反饋與控制站進入直升機座艙日益使得“有人-無人”平臺組隊(manned-unmanned teaming,MUMT)成為便利。陸軍也已集成所有仿真軟件進入所有無人機系統訓練過程,通過硬件共享餓基于性能的后勤,明顯地節省了費用。陸軍無人機系統擁有了一段廣泛歷史,動態研究與大力開發方案補充的歷史。

美國陸軍無人機系統家族。

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陸軍無人機系統家族

無人機系統運作的數年時間里,汲取了一個明白無誤的教訓是:戰士們需要一款標準化、能夠互操作的控制系統,且對所有型號的無人機通用。陸軍的高層領導公認為:控制系統是無人機系統體系結構中的心臟,并指示為便于使用定制一款措施。當前,陸軍的地面控制站尺寸分部非常廣泛——從五噸重的卡車到帶天線的手持計算機。陸軍開發了通用地面控制站系統(the One System Ground Control Station,OSGCS),該系統可以裝載到高機動性多用途輪式車(High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle,HMMWV——軍用“悍馬”的正式名稱,譯者注!)上,可以控制“影子”和“獵手”無人機。OSGCS有兩個同樣的操作區,一個是遵從《北約標準化協定》的武器操控臺;一個是允許互操作的通用控制臺,包括通用關聯數據鏈天線和地面保障設備。陸軍當前正處于全球地面控制站(the Universal Ground Control Station,UGCS)的最后開發階段,將來作為OSGCS的替換品。UGCS不但可以裝載到“悍馬”上,也可以裝載到各型五噸卡車上,將能控制“影子”、“獵手”無人機和MQ-1C增程多用途(ERMP)系統(該機不久后將起名為“灰鷹”),陸軍使用手持的小型無人機系統地面控制站(Small UAS Ground Control Station,SUGCS)控制小型的無人機系統,比如手擲發射起飛的“渡鴉”。

陸軍已列裝了2,453套通用遠距顯示終端系統(One System Remote Video Terminals,OSRVTs),主要為了為“伊拉克自由”(OIF)和“持久自由”行動中的戰士們提供支持。分隊指揮官使用這種輕型的,筆記本電腦式的OSRVT從無人機系統和有人駕駛飛機上接收全動態的視頻和元數據(定位信息等),將來它將允許機載設備控制。一個便攜式系統的接收范圍可到10–50公里(取決于天線性能),它能從大多數有人和無人平臺上通過近實時的視頻和遙測數據提供增強的態勢感知能力,包括“渡鴉”、“影子”、“獵手”、“灰鷹”、“捕食者”、“阿爾法勇士”、汽油動力的微型飛行器,其他國防部開發的無人機系統,甚至有人駕駛平臺,如“阿帕奇”攻擊直升機。OSRVT不僅能顯示無人機系統信息,它也能顯示機載設備的目標數據和地圖上的位置圖像。它是一款聯合型解決方案,增強多軍種間無人機系統的效力,為用戶提供通用的戰場圖。該系統由接收器、調制解調器和天線、電纜、軟件,以及一個可選配的增距天線組成。

陸軍當前列裝了五種截然不同的無人機。雖然“捕食者”無人機在外觀上與MQ-1C“增程多用途” 系統近似,并分享15%的通用部件,但“增程多用途”無人機的內部組成部分明顯更先進,還有緊急功能余度設計。“增程多用途”無人機設計為師及師以下指揮官提供專注的偵察監視和目標獲取(RSTA)、攻擊、指揮與控制、通信中繼、信號情報和電子戰能力。陸軍數量最多,能力最強的無人機系統——ERMP,滿足了日益增加的航程、高度、續航力、機載設備靈活性方面的需求,還允許飛行中進行動態的任務改變。

2005年,陸軍決定為10個現役師的每個師列裝一個編有128名戰士的ERMP無人機連。該系統由12架帶有光電/紅外/激光指示器的無人機、帶有地面移動目標指示器的合成孔徑雷達、通信中繼和精確制導武器(上限可攜帶四枚“地獄火”導彈)組成,地面設備包括五臺通用地面控制站系統(OSGCS)和相關聯的地面保障設備,包括一個衛星通信地面數據終端——能夠通過衛星鏈路實現超視距的飛行器控制。ERMP裝有一臺重油發動機,30小時續航時間(其中可24小時在控制臺300公里范圍內活動),戰術通用數據鏈(Tactical Common Data Link,TCDL)技術(一條國會委托管理的編碼鏈)、網絡連通性、與有人駕駛平臺組隊,以及富余的飛行控制和航電設計。就像其余的陸軍中型和大型無人機機隊,ERMP具有自動起飛和著陸性能,能夠通過衛星通信數據鏈或不通過它靈活地運轉。

ERMP項目的原型機(綽號為“阿爾法勇士”和“ERMP Block 0”)為了滿足作戰中戰士們的需求,已列裝具有快速反應能力(Quick Reaction Capabilities,QRCs)的已部署在外的分隊。首架具有快速反應能力的ERMP已在2009年4月部署,當前主要在伊拉克軍事行動中使用。這款早期列裝的型號也為該項目的研發提供了可貴的測試和反饋。全任務型的ERMP已批準小批量初始生產,并將在2011財年交付首個裝備單位。

MQ-5B“獵手”提供了藝術級的偵察、監視和目標獲取(RSTA)、通信中繼、信號情報和武器投放能力。具有大約20小時的續航時間,和將近200公里的航程,最大飛行高度18,000英尺(約5,486米),“獵手”無人機連(由5架無人機、三套地面控制系統,以及地面保障設備組成)支援軍和師。MQ-5B“獵手”無人機以兩臺重油發動機、以及它的“毛重”(燃料運輸能力),伸展的帶有武器的機翼為特征。它的自動起飛與降落系統當前已列裝。“獵手”無人機能夠攜帶多種機載設備,在戰場上提供多樣化能力,包括標準光電/紅外/激光指示傳感器,“蝰蛇”打擊彈藥、信號情報和通信中繼。“獵手”無人機系統將成為下十年間陸軍無人機家族的重要部分,不久后它將被ERMP替換。

RQ-7B“影子”無人機為機動中的指揮官提供近實時的、高度精確的、可持續的超視距RSTA能力。“影子”無人機分隊通常以“排”為單位編制,每個排包括四架無人機,兩套通用地面控制站系統(OSGCS)和附屬的地面保障設備。該機能夠續航6小時以上,飛行高度約14,000英尺(4,267米),能夠攜帶多種機載設備,例如:光學-電子/紅外(EO/IR)傳感器,帶有紅外的照明器,和激光指示器。2010年,“影子”無人機開始升級改造,換裝大尺寸機翼,此舉使得該機能夠達到8小時續航時間和更大的機載設備能力。“影子”無人機曾是美國軍方首款使用自動起飛和降落系統地無人機。

美國海軍陸戰隊與陸軍一起結成伙伴,購買“影子”無人機系統、支持設備和基于性能的后勤服務。這種伙伴關系對成本、通用性和聯合作戰提供了效率。截至2010年6月,80套系統(320架機)裝備了陸軍,9套系統(36架機)給了海軍陸戰隊。

陸軍小型無人機系統(Small UAS,SUAS)——RQ-11“渡鴉”,為旅及旅以下分隊(下至排,甚至到班)提供偵察、目標獲取和部隊防護能力。一套典型的“渡鴉”無人機系統包括三架機,和控制與保障設備。“渡鴉”無人機續航時間90分鐘,能夠攜帶8個光電或紅外傳感器。任何一名戰士通過十天的培訓課程就可以手擲發射該機。

陸軍已列裝了1,318套“渡鴉”無人機系統(3,954架機),其中291套“渡鴉”無人機系統(873架機)當前正支援在伊拉克和阿富汗的戰士。該系統除了陸軍列裝外,美國特種作戰司令部(U.S. Special Operations Command)、海軍陸戰隊(Marine Corps)和空軍(Air Force)也使用“渡鴉”系統。

此外,陸軍也在試驗汽油動力的微型航空器(gasoline Micro Air Vehicle,gMAV)。這種18磅(約8公斤)重的飛行器提供了“盤旋和凝視”能力,具有47分鐘續航時間,使得它能夠呆在某一地持續較長時間。gMAV可從任何平面平面上起飛,攜帶可交替使用的光電和紅外傳感器。當前,15套該系統(29架機)在“伊拉克自由”行動中由第二步兵師使用。

過去二十年中,陸軍內部的無人機系統采購與使用已極大增長,并且繼續增長。當前計劃需要在下五年后將陸軍現有的無人機隊規模擴展兩倍。這些無人機系統提供了廣泛的、直接的以及專注的支援陸軍各層次作戰需要的能力。

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陸軍無人機系統與各層次整合

某些軍事機構將他們的無人機系統集中于中央總支援儲備“池”中。這種控制體系依賴于遠離戰場的計劃者調配資產和確定優先次序直至最底層——通常以無人機系統的靈活反應為代價,尤其是在支援多重同時進行的戰斗行動中。這就妨礙了有人駕駛飛機和無人機之間組隊,顯露并擾亂了指揮官與他的航空支援之間的統一指揮。通過戰場上教訓的汲取,陸軍和陸戰隊已經將無人機系統與支援機動司令部編制到一起,確保了每個部門的有效支援和適時的任務再分配。

這種中央集權模式也將無人機系統從應當訓練和作戰的聯合兵種部隊的富余兵力中分離出來。在陸軍中,無人機系統編配到機動作戰單位,并已成為作戰力量的主要部分。無人機系統的任務與各層次機動計劃緊密地安排在一起,它們也參與了廣泛的任務前計劃過程,以及地面機動單位、無人機系統分隊、和陸軍航空兵,以及聯合資產之間的協同。陸軍無人機系統機組人員參加任務計劃、預演、執行和行動后回顧。這種緊密的整合使得控制機制清晰而直接,支援指揮官主攻的任務再分配流程動態而有活力,同時又提供了可控的情報,并減少了“感官與射擊間(between sensing and shooting)”的時間。

陸軍對他優秀、富有智慧和首創精神的士兵寄予極大信任——特別是無人機系統操作員。在1990年代,陸軍公認,經過適當訓練(如自動起飛降落系統操控技術)的士兵完全能夠擔負起通常復雜而又密集的無人機的計劃、控制和分析之責。這種信任沒有放錯位置,超過2,100名陸軍操作員和140名來自陸戰隊、海軍和美國特種作戰司令部士兵操作員在駐華楚卡堡(Fort Huachuca)的陸軍無人機訓練營(the Army UAS Training Battalion)接受訓練。今天,大約820名士兵操作員分布世界各地,駕馭著大型和中型無人機,正計劃和執行著作戰任務。士兵們(比如步兵和憲兵)也操控著3,000架小型無人機系統計劃和執行任務。

陸軍無人機系統的運用

陸軍已將無人機系統整合進入多種類型任務中。無人機系統最初的角色是一種高度靈活的情報收集資產,能夠攜帶多種機載設備執行不同的任務。它們能很快以新的目的重新使用,為多個用戶傳輸數據,與有人駕駛飛機比起來,它們安靜而又不引人注意。技術進步造就了無人機系統能力的增加,隨機處理數據為戰士們提供了更大的價值。但無人機系統所做的不僅僅限于收集情報。

無人機系統提供的監視與偵察也極大地提高了戰場上機動著的戰士們和分隊的能力。自從擁有了“天空中的眼睛”后,使得機動編隊與敵軍運動保持了聯系,有友鄰單位更容易配合。此舉也減低了與敵軍或友軍火力有關的不可預見風險。為了利用這些優勢,同機動部隊整合是至關重要的,多種平臺適當地與機動編隊的需求配合是必需的。

在支援部隊防護與火力方面,無人機系統的作用不可估量。它們能依次游逛在固定基面或作戰區域數個小時,或者遠距離伴隨護航,提供不間斷的監視。它們能前出偵察,提供地形信息和識別潛在風險。無人機系統能夠提供目標識別、跟蹤和激光指示,特別是縮短傳感器到射手的反應時間。如帶有武器機載設備,它們就能發射有效的直接火力,包括非致命性火力,比如電子戰。正因為它們無人駕駛,所以無人機系統能夠用于高風險任務,而不必將戰士暴露在敵火力之下。

上圖中,第10山地師(10th DIV)第1旅戰斗隊(1BCT)正沿著國際邊界地區保衛某地區,目的是阻斷敵軍進入他們的行動區,并占據要地。當沿著邊界執行一次為期三天的偵察行動期間,一架第10山地師的ERMP無人機從機上的地面移動目標指示傳感器(GMTI)發現了可能敵軍穿越邊界滲透。數據分析指出:明顯大于通常群體的移動。ERMP上的數據傳輸給旅和師的戰術行動中心。該旅下屬的一營A連在山谷中執行例行巡邏任務,設置了一個低水平噪聲攔截器監控整個活動。一個人工情報(HUMINT)組報告了敵軍運動增加情況,并指出有潛在可能攻擊“復仇”戰斗前哨站(COP Vengeance)。A連設立了觀察所(OP)和交戰區,為戰斗前哨站提供早期預警,同時當敵軍穿越山口時潛在地吸引他們的注意。第1旅分配了一架“影子”無人機、一支快速反應部隊(QRF,由兩架AH-64“阿帕奇”攻擊直升機、兩架CH-47“支奴干”運輸直升機和一架UH-60“黑鷹”醫療后送[MEDEVAC]直升機組成),以及一個M119炮兵連——支援COP附近的行動。

下圖中,空軍的一架A-10近距空中支援(CAS)巡邏機和QRF所屬的AH-64“阿帕奇”炮艇進入戰位,隨時提供支援。A連觀察所發射了一架“渡鴉”無人機,發現一批大規模有組織的部隊正經過他們設在山口的交戰區(“鷹”區)向COP挺進。敵軍與觀察所接火,A連脫離接觸返回到“復仇”戰斗前哨站。QRF所屬的AH-64直升機和UH-60醫療后送直升機立即出發,支援觀察所的醫療后送和視情撤出行動。“影子”承擔了繼續觀察交戰區活動的責任,并為近距空中支援的A-10飛機獲取目標信息,同時為炮兵火力指示目標。資料來源:美國陸軍航空與導彈司令部本部

其他用戶也因技術發展成果逐漸顯現。無人機數據連通性使得陸軍擴展了陸軍在整個戰場上延伸的空間。據美國陸軍訓練與條令司令部(U.S. Army Training and Doctrine Command,TRADOC)司令官馬丁·戴姆普塞(Martin E. Dempsey)上將所說,在復雜的全頻譜沖突環境中,在不確定情形下有效運作無人機,領導者必須全面理解形勢,適應他們的機動作戰編隊的活動,抓住并保持主動,有能力在整個擴展距離上快速作戰。

無人機提供的“情監偵”能力的擴展,使得收集比以往更多的信息,而分發給多個用戶的信息也比以前想象的快得多。無人機系統并不能夠消除“戰爭的迷霧”,它們使得遠距離對等操作容易許多。此舉增加了無人機所能提供的信息,提高了速度和靈活性,特別是在完成陸軍任務過程中,同時又轉換陸軍作戰方式,甚至轉變戰士們所設想的完成任務的方式。適當地將無人機系統與陸軍編隊整合,高性能的無人機系統擁有徹底變革地面戰方式的潛能。
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陸軍無人機系統的未來

陸軍已處于無人機系統運用的最前沿,過去以來不斷技術進步,例如:

· 利用支持自動起飛和降落的技術;

· 在陸軍飛行器和其他軍種使用的飛行器之間采用通用控制系統體系;

· 推動有人駕駛飛行器與無人機系統組隊;

· 開發小型無人機系統家族;

· 開發高保真的模擬器,具有單個和全體無人機系統家族能力;

· 開發地基感官,避免增加使用國家空域的技術;

· 保障和通用效能,陸軍技術進步將繼續提高無人機系統的能力,繼續進行中的及將來的技術增強包括:

· 外形縮減;

· 多個系統的監控;

· 先進的垂直起飛和降落能力;

· 防止空中相撞

· 改進生存性:

· 武器化;

· 自主駕駛;

· 先進的有人/無人組隊;

· 小型重油發動機

· 通信中繼和發送

此外,保障/貨運無人機系統將出現,為處于難以抵達地點的戰士,或不適合使用有人駕駛飛行器時提供投送保障支援的能力。這些進展殊途同歸,都與陸軍整體的網絡為中心有關。

通用控制系統和體系除了飛行器和攜帶的機載設備外,控制站性能決定了分隊的編制結構、訓練和準則。迅速、準確地傳送對飛行器的控制,分發傳感器信息——而不顧飛機的使用——對各層次的機動部隊來說是應當批評的。早在2001年,陸軍就著手進行“通用系統”項目,保證陸軍所有的無人機系統的控制系統可以共同操作。這個目標避免了出現每款不同的無人機系統都采用一種獨特、專用的系統來控制。這種努力要求改變采購策略、工業關系、硬件和軟件體系,以及開發一套通用的、一體化的概要以及標準、規定,并且強迫陸軍所有無人機系統執行。結果就是一整套能共同使用的通用控制系統列裝陸軍、海軍陸戰隊和美國特種作戰司令部。多種類型的無人機都能被陸軍的“通用地面控制站系統”(OSGCS)控制,同時視頻和數據以準確的效率能夠傳送到指揮所、車輛、直升機駕駛艙,甚至單個士兵(通過“通用遠程顯示終端系統”——OSRVT)。

OSGCS獲得改進和提高,升級為“全球地面控制站”( Universal Ground Control Station,UGCS),它將能夠控制另外當前OSGCS還不能控制的飛行器。UGCS也是旅戰斗隊(BCT)現代化項目的一部分,小型無人機系統(SUAS)的地面控制站,能夠與通用地面控制站系統(OSGCS)和全球地面控制站(UGCS)體系共同操作,將被升級到控制無人地面車,使得最小單位的指揮官能夠攜帶一個單獨的“無人平臺控制器”,而不必帶幾個不同的控制器。

通用遠程顯示終端系統(OSRVT)被從層次2互操作(不經過濾和處理,可以直接接收和顯示來自飛行器上的圖像和數據)升級到層次3,這包括了層次2,并也允許控制機載設備但不控制飛行器。這種附加的雙向連通手段,實時的無人機數據用戶(小分隊、直升機、埃布拉姆斯坦克等)能給予控制支援性傳感器機載設備,并為他們的計劃和執行需求定制了一幅“圖”。單個陸軍無人機系統控制體系允許快速整合新功能,將為未來的無人機系統性能需要,例如進行的信息分析/散布和自主性。

有人-無人平臺作戰戰場經驗顯示,有人與無人平臺組隊增強了戰斗力,在遠距離上超越了單獨一個機載系統的附加價值。有人平臺與無人機之間的延遲時間是“傳感器到射手”之間最無效的。從無人機系統上的傳感器信息發送給傳感器操作員,通過指揮所處理器,然后發送到直升機上,多重交叉,有時系統之間不協調。為了解決這個問題,陸軍開發了一款新版本的OSRVT,達到有人和無人平臺組隊第二層次(Manned-Unmanned Teaming-Level 2,MUMT-2),它將視頻信息從無人機系統直接傳送到AH-64“阿帕奇”直升機的駕駛艙里。開發工作已結束,超過了其他直升機的現有能力,提高了交付時的控制水平。

小型無人機系統(SUAS)自2003年開始使用“渡鴉”以來,陸軍已開發了多種小型無人機系統。所有這些小型無人機都使用通用系統軟件。擁有多種小型、中型和大型無人機后,使得分隊可以選擇恰當尺寸的無人機執行任務——大型機具有較長的續航時間和教遠航程,而小型機具有城市地形下垂直起飛能力——所有這些無人機都采用同樣的手持裝置控制。在擁有通用控制器后,也削減了戰士們必須攜帶的負荷量。當前101空中突擊師驗證的這個構想正是這一原則的證據。為了這次驗證,101空突師增加了“美洲獅”(大型)、“渡鴉”(中型)和“胡蜂(小型)”無人機。

陸軍還開發了一款大型、長時間續航的汽油動力微型無人機(gMAV),當前命名為“一級無人機(Class I)”。它帶有一個單獨的、整體萬向節,上面裝有光-電照相機、紅外照相機、激光測距儀和激光指示器。一級無人機Block 0階段是開發和測試階段,作為BCT現代化項目中新技術螺旋式開發的一部分。

進入本國空域由于無人機隊不斷增長,軍方對開發、訓練和部署的空域需求持續增長,聯邦國土上空可用的限制性空域不再充足。在于聯邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)協調下,陸軍采取措施允許無人機系統有限的使用有人飛機兩側的本國空域。為確保安全,陸軍正開發“地基感覺與規避”(ground-based sense-and-avoid,GBSAA)能力,在另一架飛機進入該空域前,可使無人機在空域監控范圍內飛行。使用傳感器(通常是地基雷達)將信息反饋給自動化飛行系統或無人機操作員,當探測到有人駕駛飛機時,“地基感覺與規避(GBSAA)”系統將無人機移動到安全狀態(重新回到限制空域或著陸)。正在開發中的GBSAA適用于各軍種,計劃要求在接下來一年內列裝初始性能。陸軍計劃開發更先進技術,最后將無人機裝載在飛機上,提高整體的地基和空中系統效率。“感官與規避”技術應當某天使得無人機系統安全地、近乎不受約束的進入本國空域。

儲蓄維護能力陸軍在無人機系統支持領域也建立了創新解決方案。大體上無人機系統采購與維持成本的三分之二花費在了地基設備上,實際無人機和有效機載設備的成本總計僅三分之一。尤其是中型和大型無人機系統,陸軍在開發硬件和軟件方面已取得了極大進步,它們已成為公用交叉平臺,在明確經濟規模以及縮減訓練、儲藏和再補給方面的后勤負擔。使用“影子”無人機系統作為測試維護儲蓄的案例,陸軍無人機系統已經證明了“基于性能的后勤( Performance Based Logistics,PBL)”不間斷的微小改進導致了無人機系統支持成本明顯的降低。在“影子”項目中成功貫徹“基于性能的后勤”,已經將近年來的采購成本從每年10%降削減僅4.5%。陸軍已經擴大了小型無人機系統和“增程多用途”系統的概念。“基于性能的后勤”策略一貫產生90%的裝備完好率,同時支持了作戰節奏(飛行小時)高至原計劃系統需求的三倍。

快速升級整合陸軍繼續驗證他對新系統組件、機載設備和技術快速整合能力,并立即供戰場使用。為了加速這種能力,陸軍在猶他州達格維試驗場(Dugway Proving Ground,Utah)開放了新的快速整合與接受中心(Rapid Integration and Acceptance Center)。該中心擁有自己的空域、專家經驗和飛行器,不但為陸軍也為所有軍種服務,還擁有學術造詣和工業背景,為驗證和提高能力服務。

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我們需要的是什么?

陸軍在《陸軍之眼:美國陸軍無人機系統路線圖2010-2035》中,有一項計劃:聚焦于無人機系統的增長,于是增加適用于戰士們的通用和有效能力。該路線圖提供了利用國防部指導原則,按計劃發展到2035年概覽。

盡管無人機系統與陸軍各層次深入整合,并且廣泛影響著陸軍作戰行動,但無人機系統仍是一項“幼年”的技術。研究與開發繼續以激烈的步伐前進,不斷地吸收戰場上汲取到的教訓;技術進步的比例比采用更成熟的技術快得多。雖然很多人認為,無人機系統應比有人航空系統便宜得多,但陸軍需要一支研究、開發、測試與評估(RDT&E)的穩定的資金流來最好地支持戰士們對無人機系統的需求。ERMP、“影子”和小型無人機系統每年都需要充足的研究、開發、測試與評估資金,去發展成熟的技術。

繼續在控制系統和保障體系上投資時特別重要的。一套給定的系統中大多數成本不是機載平臺,而是地面部件——控制和維護飛行器部件,以及收集和分發它采集到數據的部件。如果無人機系統的這些部件做成通用和互操作性的,他們就能甚至在飛行器被替換、退役或磨損時也能再次使用。繼續開發分析與分發工具也同樣重要,這些工具可以將UAS數據轉變為可用格式,并呈現給指揮官和分隊。這種散播方式一個重要方面就是需要繼續增殖諸如OSRVT之類的工具,以及它的后繼型——為分隊顯示信息的雙向OSRVT。

計算機存儲器和分析系統也已經成為極為需要的領域。在伊拉克和阿富汗使用的無人機系統已經收集了數千小時的數字視頻,開發出來用于對抗建議爆炸裝置(improvised explosive devices,IED)的法醫技術已證明了為了日后訪問而存儲的價值。然而,計算機系統正通過變化適應持有如此大量的數據,并將他們散播給許多潛在的用戶。現有技術已允許快速、簡便的搜索和分析數字式視頻,雖然它仍處于初始階段。

“獵手”、“影子”和ERMP無人機系統適用的野戰軍地面控制站包括先進的無人機系統訓練軟件,用于訓練機組操作員。當分隊從部署狀態回國時,將會產生對訓練設施、模擬器和因訓練目的進入空域的需求,為了滿足這些需要,陸軍將需要某些軍事建筑、用于改進模擬器的開發和采辦資金,以及聯邦航空管理局(FAA)為了進入國家空域而作出的精心選擇的政策變化。

最近,國防部(DoD)和聯合參謀部(Joint Staff)決定生效陸軍對建制內無人機系統的需求,和戰場上直接受各層次控制的無人機。這種理解,以及應促進并保持的關系至關重要。國會對陸軍無人機系統的支持也必不可少,采辦資金必須繼續保持穩定流動,陸軍部隊需要無人機系統盡可能快地提供能力,以前開發出來列裝的系統需要繼續升級。

我們必須做什么?

陸軍的無人機系統對當前和未來的作戰至關重要。陸軍無人機系統提供的態勢感知和精確打擊能力是戰場上發現的諸能力中最重要的戰斗倍增器。無人機系統對戰場指揮官的能力來說極其重要,尤其是在遂行決定性作戰而不必將士兵們的生命置于危險境地。當前在伊拉克和阿富汗以及別的地區的作戰行動繼續突出了對這些寶貴資產的需求。無人機系統的性能和數量必須繼續增加,為戰士們和指揮官提供最好的可用工具,確保他們安全和勝利。繼續開發與采購新型無人機是必要的,滿足對這些系統所能提供的能力的需求。

為確保陸軍能繼續提供這種關鍵能力,有備未來,國會和國防部必須:

· 支持陸軍建制內無人機系統的需求,以及戰場上直接受小分隊到軍層次控制的無人機系統;

· 支持陸軍的努力,與聯邦航空局協調,為無人機系統提供因訓練和其他目的安全、常規進入國內空域的措施;

· 全額資助無人機系統垂直起飛與降落能力的開發;

· 加快對互操作項目的投資,比如全球地面控制站(UG CS)和通用遠程顯示終端系統(OSRVT),以及它們的雙向版本,增殖陸軍無人機系統控制體系;

· 繼續全額資助改進和列裝增程多用途系統(Extended Range Multipurpose System);

· 有限資助“獵手”系統的升級和全部維護費用,直至它被ERMP全部替換;

· 全額資助“影子”項目的開發升級(飛行器和地面設備),提供加速列裝所有部隊中升級版的采辦資金;

· 全額資助具有系統構想的小型無人機系統家族,為小分隊領導者提供裁切得當的飛行器工具包,以及控制無人機地面車的能力,最好地支援任務完成——不管是在開闊的平原,還是崎嶇的山地,或是復雜的城市地形下。
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領導者訊息

現代戰爭的特點是錯綜復雜而又不確定。軍事行動跨越整個沖突頻譜,部分領導者和戰士們需要對此適應。將近十年在伊拉克和阿富汗的軍事行動已經給美軍帶來許多教訓,這些教訓中最需要快速、可靠的收集和分發戰場上的信息。無人機系統(Unmanned aircraft systems,UAS)在滿足這種需要時提供了例外價值。

盡管無人機系統仍新近出現,但該技術已經徹底變革了陸軍作戰方式。陸軍的無人機系統聯合某個區域的持續觀察、精確的目標指示、攻擊結果的立即評估和瞬間目標的快速毀傷。

陸軍已將無人機系統與許多戰斗功能以及各指揮層次整合為一體。無人機系統所帶來的能力增長為陸軍部隊引人注目地提高了態勢感知和戰場效力。無人機系統繼續以激烈的步伐不斷進化,戰場成為了實驗室,不斷為快速技術周期提供反饋,這些不斷改進無人機系統的性能,并精煉著指導它們使用的準則。

雖然與有人航空系統相比較,無人機系統相對而言成本較低,但無人機系統也需要恒常的研究、開發、測試和評估(research, development, test and evaluation,RDT&E)資金流,以繼續開發新的、更好的性能。穩定的采辦資金對擴大陸軍無人機隊也非常重要,如此一來,部署部隊能夠得到所需的硬件供給,他們需要贏得當前的沖突——同時為未來做好準備。陸軍必須在為當前的作戰指揮官提供卓越的無人機隊,和為未來的沖突做好準備之間保持關鍵平衡。

“增程多用途”(Extended Range Multipurpose,ERMP)系統、“影子”和小型無人機系統都需要完善它們各自的技術研發測評(RDT&E)資金來和列裝提升性能的采辦資金。為了達到這個目標,繼續和加速ERMP的撥款,以及“影子”和小型無人機系統家族的關鍵部位升級是刻不容緩的。用于地面控制和數據分發設備的額外資金同等重要,例如:通用遠程顯示終端系統(One System Remote Video Terminal,OSRVT)和全球地面控制站(Universal Ground Control Station,UGCS)。而且,一大堆計劃中的技術進步也必須進行投資。《陸軍之眼:美國陸軍無人機系統路線圖2010-2035》一書鋪陳了未來陸軍無人機系統為期25年的計劃,這份雄心勃勃的計劃必須得到支持。

陸軍也需要國會的支持,以確保繼續分配陸軍無人機系統給戰斗部隊。陸軍的決策是:分配無人機系統幾乎配置到每個層次(從軍到排),這意味著領導者需要的支持能快速安排任務或重新安排任務的資產滿足他們的需求。其他關系也必須勤勉地保持,比如與聯邦航空管理局加強合作,使得無人機系統能夠安全進入國內空域。

在這二十年中,陸軍的“天空之眼”已經成從唧唧喂喂的小器具成長為必不可少的戰場資產。它們在艱難的戰斗中已經證明了自身的價值,并在過去許多次重新獲得了投資。整個國防部(Department of Defense)的領導人已經公認了它們的價值,并要求繼續在UAS上投資。這些投資將拯救戰士們的生命,他們應當歸功于無人機系統。

在為期八年半的戰爭中引入了許多先進技術,但我不認為任何東西能取得比無人機系統更大的影響!

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標簽:??美國陸軍無人機全系曝光 專家稱正改變戰爭面貌 無人機新聞 世界無人機
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