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忠诚僚机使F-35和F-22如虎添翼 人工智能最大限度发挥人机潜力

忠诚僚机使F-35和F-22如虎添翼 人工智能最大限度发挥人机潜力
2022年07月28日 10:44 新浪网 作者 说外事儿

  在与空战相关的描述中,人们经常听到长机和僚机的说法,其实这就是一种传统的战术方法,以更大限度地发挥飞机和人的潜力。

  为了突破飞机性能和飞行员身体的局限,空战中的战术协作通常由长机和僚机组成的双机编队完成。当然还有三机编队、四机编队等不同的组合形式,现代空战的作战组队就更复杂了。

  

  一般来说,长机负责主攻,僚机负责掩护和助攻。战斗中为了取胜,僚机有时甚至需要牺牲自己来确保长机击败对手。汉语中“僚”就是“伙伴”的意思,英语是wingman。对于长机来说,僚机就是战斗中可以完全信任的伙伴。这就是忠诚僚机(loyal wingman)的本来意思。

  所不同的是,这里要说的“忠诚僚机”概念,不是人类驾驶的飞机,而是由人工智能控制的自主无人机群。它不但避免了以牺牲同伴生命为代价取胜的作战方式,而且还能突破人类极限,发挥更大的作战潜力。

  美国空军正在利用一个名为天堡(Skyborg)的自主核心系统(ACS),建立一个使用人工智能的载人/无人机组队概念。这使F-35和F-22等有人驾驶的战斗机能够拥有一个忠诚的无人僚机,为其提供侦察和瞄准数据。

  天堡系统已经在包括XQ-58 女武神(Valkyrie)在内的各种无人飞行器上进行了测试。自2021年以来,天堡系统在各种无人机上通过了6次人工智能大脑的评估飞行,如克拉托斯公司(Kratos )的无人驾驶战术航空平台(UTAP-22 )和通用原子公司的MQ-20 复仇者(Avenger)。

  最近,两架女武神成功完成了一系列测试。在今年7月19日的范堡罗国际航展上透露,天堡系统已通过自主飞行器的概念验证。

  天堡是一个人工智能的无人机组队,它使空军能够在有争议的环境中,以足够快的节奏部署和维持任务架次,并产生不间断的战斗力。利用规模生产、硬件创新和软件升级,提供无与伦比的性价比。

  它为美国空军提供了又一个改变游戏规则的机会,美国空军抓住这个机会,指定天堡为2019年的三个初始优先计划之一。这些优先计划整合了多个领域的诸多技术组件,以创建复杂的多学科解决方案。

  它们提供了先进的作战能力,用尖端技术改变了未来的作战方式。随着自主技术的成熟,一些最先进的能力将以最短的周期和最低的成本投入使用。

  当无人机群组被天堡系统赋予“大脑”和“生命”后,它给空军带来的好处是多样的。可以想像,当战斗机飞行员得到一组自主行动的忠诚僚机时,是什么情况?

  打个比方说,一架战斗机,如F-22或F-35,它们都只有一部放在前面鼻锥里的雷达,它的视野就局限在这部雷达所覆盖的范围之内。如果在周围几十公里或更大的范围内,有一组无人机伴随这架战斗机,每架无人机都有自己的传感器并能够与这架战斗机进行实时对话。

  这就相当于这架战斗机仅有的一部雷达被放大成分散在周围几十公里范围的一组雷达,触角可以延伸到前后左右数百公里以外的地方。如果这些无人机还具有自主攻击能力的话,那么这个战斗组队所形成的战术优势,就不是几句话能描述的了。

  在实际的战场环境中,自主无人机组队可以提供目标数据并进行情报、监视和侦察(ISR),当这些无人机感知到潜在的空中和地面威胁时,会将周围环境的关键信息传递给人类飞行员,确定威胁的接近程度和对危险目标发起攻击的优先次序。

  这将导致在对敌方飞机和地面目标的作战中形成一个由人类飞行员主导的杀伤链,而天堡系统就是这条杀伤链最主要的部分。

  7月13日,美国海军研究所战略与国际研究中心(USNI/CSIS)举行的研讨会上,美国海军空战中心(NAWC)主任安德鲁·洛伊塞尔(Andrew Loiselle),在谈到无人驾驶战斗机(UCAVs)的发展时表示,有三套处于发展中的无人机系统。

  第一组是可以进入敌对的高威胁环境,并在那里持续存在;第二组是可以进入高威胁环境,执行特定的任务,然后返回;最后一组可以携带空对空导弹和战斗机一起执行任何任务。

  人们对洛伊塞尔提到的三个无人驾驶战斗航空系统(UCAS)的核心情况知之甚少,因为一些项目是高度保密的。

  承担这些项目的开发商包括洛克希德·马丁公司臭鼬工厂、波音公司幻影工厂、诺斯罗普·格鲁曼公司、通用原子公司以及其它一些小型制造商。

  比较有代表性的无人机系统包括通用原子公司的MQ-9死神,它可以在高威胁环境中徘徊和攻击,其增程型续航时间可达到42小时,可以携带450公斤弹药,这是洛伊塞尔所说的第一组无人机系统。

  克拉托斯公司具有隐身性能的XQ-58A、波音公司的X-45和诺格公司的X-47等,都是为了在高威胁环境中执行突击任务而开发,它们属于第二组无人机系统,这些飞机的内部弹舱空间有限,只能携带对地攻击弹药,通常没有空对空或反辐射导弹。

  而第三组无人战斗机可能是一种更小的飞行器,可以帮助建立一个分布式指挥和控制网络,协助执行电子战以及情报、监视和侦察任务,并具有一定的空战能力。

  XQ-58 女武神就是这些自主无人机的代表之作。它是克拉托斯公司与空军研究实验室(AFRL)合作开发的高亚音速远程攻击无人机(UAV),可执行监视、侦察和远程作战任务。它以有人驾驶战斗机的忠诚僚机而闻名于世。

  女武神长9.14米,翼展8.2米,最大起飞重量2,722公斤,有效载荷544公斤,速度0.72马赫,最大飞行距离5,556公里。采用一台2000磅推力的涡轮风扇发动机。

  由于使用火箭辅助发射和降落伞回收系统,因此不需要跑道即可起降。对后勤依赖的减少,使其能够适应各种偏远、恶劣的战场环境。它可以跨越巨大的空间,在太平洋地区执行突击任务。

  它的内部弹舱可以容纳两枚GBU-39小直径炸弹,也可以在机翼挂载致命武器。它可以携带4枚GPS制导智能联合直接攻击弹药(JDAM),完成攻击任务后还可进行战场评估,确定目标是否已被摧毁。

  被天堡计划赋予大脑的女武神,作为忠诚僚机,有时可以飞到编队前面追踪目标,使有人驾驶飞机可以更安全地进行空战和对地攻击。

  作为空军研究实验室低成本可追踪飞机技术(LCAAT)的一部分,女武神从最开始就被设计成可消耗的。它具有一定的隐身性能,很难被雷达追踪,这已经使它具有很强的生存能力。即使被击落,它也比一架价值数千万美元的载人战斗机便宜的多。

  女武神的首次飞行是在2019年春季,到2020年,它已经进行了4次试飞。随着每一次成功的测试,忠诚的僚机概念正在被验证,其在帮助飞行员完成任务中不仅可行而且胜过有人驾驶飞机。这使有人/无人机组队可能在几年内达到实战水平,成为战斗机编队的一部分。

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