有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛關(guān)鍵技術(shù)

杜梓冰 張立豐 陳敬志 張潔

摘要：為促進(jìn)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展，對(duì)關(guān)鍵的演示驗(yàn)證試飛進(jìn)行研究。首先，研究了國(guó)外典型有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)項(xiàng)目演示驗(yàn)證試飛的進(jìn)展，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析。然后，提出有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛中試飛科目規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃、虛擬試飛、環(huán)境構(gòu)建、平臺(tái)選型和改裝、結(jié)果評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)涵和主要研究?jī)?nèi)容。最后，給出進(jìn)一步的發(fā)展建議，以期為相關(guān)技術(shù)發(fā)展和裝備研究提供參考。

關(guān)鍵詞：有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn);飛行試驗(yàn);演示驗(yàn)證;武器協(xié)同技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TJ85;V217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-5048（2019）04-0075-07

0引言

20世紀(jì)末，以美國(guó)為首的軍事強(qiáng)國(guó)開(kāi)始有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的研究，通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)作戰(zhàn)概念、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行理論研究、仿真和演示驗(yàn)證飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了這一新的作戰(zhàn)方式的可行性、有效性和實(shí)用性[1-6]。典型的有：美國(guó)陸軍的MUSIC項(xiàng)目[1-2]，演示了空地各無(wú)人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)的巨大潛力，激發(fā)了后續(xù)相關(guān)研究;美國(guó)海軍的TCS項(xiàng)目[3]，定義了有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同的控制層級(jí)，成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);美國(guó)空軍的“忠誠(chéng)僚機(jī)”項(xiàng)目，定義了新的作戰(zhàn)方向[3-6]。這些研究成果促使美國(guó)將有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)列為第三次“抵消戰(zhàn)略”的重點(diǎn)之一，并在美國(guó)《小型無(wú)人機(jī)2016-2036發(fā)展路線圖》[7]中正式納入未來(lái)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃?！稛o(wú)人系統(tǒng)發(fā)展路線圖2017-2042》[8]等進(jìn)一步對(duì)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)進(jìn)行了規(guī)劃。這些研究項(xiàng)目的開(kāi)展，表明有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)是提升作戰(zhàn)效能的有效手段，離實(shí)戰(zhàn)越來(lái)越近，也給其他國(guó)家?guī)?lái)了巨大的挑戰(zhàn)，日本、歐洲各國(guó)也緊跟美國(guó)開(kāi)展了相關(guān)的研究[3]。

美國(guó)等國(guó)家的有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究，不僅限于理論和仿真研究，還進(jìn)行了大量的演示驗(yàn)證試飛研究，通過(guò)試飛對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，提升技術(shù)成熟度，在此基礎(chǔ)上逐級(jí)迭代發(fā)展。演示驗(yàn)證試飛在有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究中扮演了重要的角色。

中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)有限公司在2018年11月發(fā)布的《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展白皮書(shū)》[9]中指出，信息化、網(wǎng)絡(luò)化背景下體系對(duì)抗是未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的主要作戰(zhàn)樣式，無(wú)人機(jī)與有人機(jī)實(shí)現(xiàn)集群、編組等方式協(xié)同，可完成更復(fù)雜的任務(wù)，有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同將成為未來(lái)空中作戰(zhàn)的重要形態(tài)，因此，要大力發(fā)展有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，以滿足信息化作戰(zhàn)環(huán)境需求，形成空中優(yōu)勢(shì)和突防打擊能力[9]。

演示驗(yàn)證是提高新技術(shù)成熟度使其走向工程應(yīng)用的關(guān)鍵手段和階段[10]，為此，中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院的席龍[11]等人開(kāi)展了無(wú)人機(jī)與直升機(jī)的協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛，開(kāi)創(chuàng)了有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)試飛先河。在此項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究美國(guó)等國(guó)家的有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示項(xiàng)目演示驗(yàn)證試飛情況，分析提煉出相關(guān)項(xiàng)目演示驗(yàn)證試飛關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，并給出相關(guān)的發(fā)展建議，進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)后續(xù)演示驗(yàn)證試飛的研究。

1有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)概念

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、作戰(zhàn)理念和作戰(zhàn)環(huán)境的變化，傳統(tǒng)的有人機(jī)作戰(zhàn)面臨著更復(fù)雜的電磁干擾威脅、更強(qiáng)的火力打擊威脅，出現(xiàn)了作戰(zhàn)效能下降、生存性下降、費(fèi)用上升等問(wèn)題，已經(jīng)很難滿足未來(lái)作戰(zhàn)需求。為此，發(fā)達(dá)國(guó)家重視具有零傷亡、成本低、作戰(zhàn)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)的無(wú)人機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用，以替代有人機(jī)執(zhí)行部分任務(wù)，并在近年來(lái)的反恐戰(zhàn)爭(zhēng)、局部沖突中得到有效的應(yīng)用。各類(lèi)型無(wú)人機(jī)發(fā)展越來(lái)越迅速，然而當(dāng)前無(wú)人機(jī)的智能化和作戰(zhàn)可靠性有限，短期內(nèi)不能快速提高，還不能完全替代有人機(jī)執(zhí)行全部作戰(zhàn)任務(wù)。因此，充分利用有人機(jī)和無(wú)人機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)展協(xié)同作戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)資源共享和互用關(guān)系，彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)來(lái)快速提高作戰(zhàn)效能，是當(dāng)前的明智選擇和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[2]。

可以從協(xié)同對(duì)象、協(xié)同層次、協(xié)同階段和協(xié)同任務(wù)等多種視角來(lái)分析有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)概念的內(nèi)涵[5]，如圖1所示。

2國(guó)外典型項(xiàng)目演示驗(yàn)證試飛研究進(jìn)展

2.1美國(guó)

美國(guó)自20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究有人機(jī)和無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)方面的概念及關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行了大量的演示驗(yàn)證試飛，引領(lǐng)著世界相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

美國(guó)陸軍有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究比較早、比較成熟。始于20世紀(jì)90年代初的“BirdDog”項(xiàng)目，之后經(jīng)歷了概念研究與演示驗(yàn)證、工程研發(fā)、服役與戰(zhàn)法演練等幾個(gè)階段[2]，1996年正式啟動(dòng)機(jī)載有人/無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)（AMUST）研究，目的是開(kāi)發(fā)可以使有人機(jī)與各種無(wú)人機(jī)系統(tǒng)編隊(duì)所需的技術(shù)，并于1999年、2006年、2011年完成了直升機(jī)和無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的演示驗(yàn)證試飛。試飛中對(duì)“阿帕奇”、“黑鷹”直升機(jī)進(jìn)行了軟硬件改裝，驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)包括直升機(jī)與無(wú)人機(jī)之間基于數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)指揮控制數(shù)據(jù)、載荷圖像數(shù)據(jù)接收，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)載荷控制、飛行控制的技術(shù)，同時(shí)對(duì)演示驗(yàn)證中試驗(yàn)機(jī)改裝技術(shù)和飛行試驗(yàn)組織實(shí)施、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果評(píng)估技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)，為后續(xù)項(xiàng)目試飛的順利開(kāi)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在該階段試飛結(jié)果表明協(xié)同后，無(wú)論是人員生存性還是武器殺傷力都得到了提升[1]，展示了協(xié)同作戰(zhàn)的巨大潛力，因此，隨后又開(kāi)發(fā)了“獵人”遠(yuǎn)距殺傷編隊(duì)（HSKT）和有人/無(wú)人機(jī)組隊(duì)通用結(jié)構(gòu)計(jì)劃（MCAP）等多個(gè)項(xiàng)目，并開(kāi)展了多輪演示驗(yàn)證試飛，尤其是在2011年與DARPA、空軍和海軍等合作實(shí)施了全美最大的有人/無(wú)人系統(tǒng)集成能力（MUSIC）演習(xí)[1-2]，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)空地多種有人、無(wú)人平臺(tái)的聯(lián)合作戰(zhàn)。結(jié)果表明協(xié)同后，直升機(jī)可以通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收無(wú)人機(jī)傳來(lái)的偵察信息、目標(biāo)指示信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面目標(biāo)的打擊，而直升機(jī)和無(wú)人機(jī)平臺(tái)的作戰(zhàn)能力都得到了提升。

在這些項(xiàng)目中，驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)主要包括先進(jìn)的協(xié)同作戰(zhàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的航空電子技術(shù)、可靠的數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)等。為了繼續(xù)向?qū)崙?zhàn)使用方向發(fā)展，美國(guó)陸軍持續(xù)開(kāi)展相關(guān)的研究。2014年8月，試飛演示了“阿帕奇”同時(shí)控制“灰鷹”和“影子”無(wú)人機(jī)執(zhí)行具體任務(wù)的能力;2016年10月，又演示了AH-64D與“影子”無(wú)人機(jī)4級(jí)控制條件下的貼地協(xié)同飛行能力[2]。這些試飛驗(yàn)證了協(xié)同任務(wù)分配、協(xié)同指揮控制、協(xié)同效能評(píng)估等技術(shù)，完善了任務(wù)級(jí)的試飛評(píng)估方法。試飛結(jié)果顯示了協(xié)同作戰(zhàn)的應(yīng)用前景，美國(guó)陸軍正著力于將演示驗(yàn)證試飛結(jié)果推廣到其他直升機(jī)和無(wú)人機(jī)上，使得士兵抵達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)之前便已通過(guò)協(xié)同終端設(shè)備了解到作戰(zhàn)信息，作戰(zhàn)中又能得到無(wú)人機(jī)的幫助。

美國(guó)海軍也持續(xù)投入力量開(kāi)展有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的研究。典型的項(xiàng)目包括1997年開(kāi)始研發(fā)的“戰(zhàn)術(shù)控制系統(tǒng)”（TCS）[3]，其所提出的關(guān)鍵技術(shù)是有人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)由低到高、逐漸增強(qiáng)的5級(jí)控制能力劃分標(biāo)準(zhǔn)：1級(jí)是有人機(jī)通過(guò)無(wú)人機(jī)地面站中轉(zhuǎn)獲取無(wú)人機(jī)信息;2級(jí)是有人機(jī)直接獲取無(wú)人機(jī)信息;3級(jí)是有人機(jī)能對(duì)無(wú)人機(jī)載荷和傳感器進(jìn)行控制;4級(jí)是有人機(jī)能夠完成對(duì)無(wú)人機(jī)除起降之外的其他飛行階段的控制;5級(jí)是有人機(jī)能完成對(duì)無(wú)人機(jī)飛行全過(guò)程的控制。該標(biāo)準(zhǔn)成為后續(xù)各國(guó)有人/無(wú)人機(jī)研究采用的主流標(biāo)準(zhǔn)[2]。2003年，對(duì)P-3C“奧利安”反潛巡邏機(jī)和RQ-8A“火力偵察兵”進(jìn)行試飛改裝，加裝了該系統(tǒng)，通過(guò)試飛驗(yàn)證了P-3C對(duì)RQ-8A的控制能力，且達(dá)到了5級(jí)[2]。2004年和2012年又開(kāi)展了聯(lián)合無(wú)人空戰(zhàn)系統(tǒng)（J-UCAS）、通用控制系統(tǒng)（CCS）等項(xiàng)目，關(guān)鍵技術(shù)是有人機(jī)對(duì)無(wú)人偵察機(jī)、無(wú)人攻擊機(jī)等多類(lèi)無(wú)人機(jī)的通用化控制[2]。2014年8月，利用X-47B與F/A-18進(jìn)行演示驗(yàn)證試飛，驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)和有人機(jī)在航母空域協(xié)同起降、飛行的技術(shù)。2014年，美國(guó)海軍還完成了多次RQ-8A無(wú)人機(jī)與“海鷹”直升機(jī)聯(lián)合飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)是無(wú)人機(jī)給直升機(jī)和其他作戰(zhàn)單元提供作戰(zhàn)信息支援，拓展直升機(jī)的感知能力和作戰(zhàn)范圍[2]。2015年12月，利用UTAP-22無(wú)人機(jī)與AV-8B飛機(jī)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)演示試飛，驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)是有人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的控制，無(wú)人機(jī)作為有人戰(zhàn)斗機(jī)的“忠誠(chéng)僚機(jī)”的潛力[3]。

美國(guó)空軍于2003年開(kāi)始發(fā)展了“軟件使能控制”（SEC），利用改裝后的F-15和T-33飛機(jī)試飛驗(yàn)證了有人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音控制技術(shù)，以及無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)空中防撞、自主威脅響應(yīng)、自主故障診斷、自主航路重規(guī)劃、自主規(guī)避機(jī)動(dòng)等技術(shù);在“灼燒之隼”（ScatheFalcon）中通過(guò)試飛驗(yàn)證了有人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行控制能力;2005年開(kāi)始了目前最為典型的有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)項(xiàng)目研究——“忠誠(chéng)僚機(jī)”計(jì)劃[2]，該計(jì)劃是為支撐第三次“抵消戰(zhàn)略”而逐漸演變提出的，其主要目的是未來(lái)強(qiáng)對(duì)抗和拒止作戰(zhàn)環(huán)境下，通過(guò)協(xié)同作戰(zhàn)使優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，提升整體作戰(zhàn)能力[4]?！爸艺\(chéng)僚機(jī)”演示試飛如圖3所示。2015年和2017年利用F-16戰(zhàn)機(jī)分別完成“海弗-空襲者Ⅰ”（HAVE-Raider）和“海弗-空襲者Ⅱ”兩輪演示試飛。試飛中利用1架F-16變穩(wěn)機(jī)改成UCAV與另1架F-16進(jìn)行長(zhǎng)機(jī)、僚機(jī)編隊(duì)試飛，演示了自動(dòng)編隊(duì)飛行、長(zhǎng)機(jī)/僚機(jī)交互、自主規(guī)劃任務(wù)并執(zhí)行、自主應(yīng)對(duì)意外狀況、傳感器數(shù)據(jù)融合、飛行員負(fù)荷動(dòng)態(tài)分配等協(xié)同飛行技術(shù)[3]，同時(shí)在試飛改裝、試飛結(jié)果評(píng)估等方面取得了進(jìn)步，使用變穩(wěn)飛機(jī)的后艙改裝為無(wú)人機(jī)，對(duì)其他項(xiàng)目試飛有巨大的借鑒意義。在這些項(xiàng)目中，試飛驗(yàn)證了有人機(jī)、無(wú)人機(jī)在偵察、監(jiān)視、打擊等方面的協(xié)同作戰(zhàn)能力和廣闊的作戰(zhàn)潛力，驗(yàn)證了有人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)的不同等級(jí)的飛行控制技術(shù)、實(shí)時(shí)作戰(zhàn)任務(wù)分配技術(shù)、指令和載荷信息傳輸技術(shù)等。

3國(guó)外演示驗(yàn)證試飛特點(diǎn)

從世界各國(guó)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛情況來(lái)看，有以下特點(diǎn)：

（1）注重演示驗(yàn)證試飛。各軍兵種、飛機(jī)制造商均視演示驗(yàn)證試飛是整個(gè)研究工作中的重要一環(huán)，是推動(dòng)技術(shù)成熟和進(jìn)步的重要手段，演示驗(yàn)證是促使關(guān)鍵技術(shù)成為工程應(yīng)用的手段，關(guān)鍵技術(shù)、作戰(zhàn)使用方式都要進(jìn)行試飛驗(yàn)證。

（2）演示驗(yàn)證內(nèi)容充分，涵蓋了不同的控制層級(jí)。從基本的編隊(duì)飛行，到數(shù)據(jù)交互，再到協(xié)同控制均開(kāi)展了演示驗(yàn)證;從基本原理到關(guān)鍵技術(shù)都進(jìn)行了演示驗(yàn)證。

（3）多個(gè)項(xiàng)目的演示驗(yàn)證聯(lián)合攻關(guān)，通過(guò)逐步遞進(jìn)的方式進(jìn)行研究。一個(gè)項(xiàng)目演示驗(yàn)證成功后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的演示驗(yàn)證，通過(guò)一個(gè)技術(shù)路線上的多個(gè)項(xiàng)目持續(xù)研究，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)理念的完善，最終共同促進(jìn)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)的迭代發(fā)展。

（4）有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)復(fù)雜，新技術(shù)多，演示驗(yàn)證試飛研究周期長(zhǎng)、項(xiàng)目多、環(huán)節(jié)多、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大、試驗(yàn)耗費(fèi)較大，因此，演示驗(yàn)證的試驗(yàn)機(jī)主要是以現(xiàn)有的變穩(wěn)試驗(yàn)機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和無(wú)人機(jī)平臺(tái)進(jìn)行關(guān)鍵軟硬件設(shè)備的改裝為主，較少為演示驗(yàn)證試飛開(kāi)發(fā)全新的無(wú)人機(jī)。

4演示驗(yàn)證試飛關(guān)鍵技術(shù)

4.1任務(wù)想定設(shè)計(jì)

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)作為新的作戰(zhàn)理念，無(wú)成熟實(shí)戰(zhàn)先例可循，作戰(zhàn)使用場(chǎng)景、作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)順序等均無(wú)參考，因此，試飛階段的作戰(zhàn)任務(wù)想定尤為關(guān)鍵，應(yīng)該根據(jù)有人/無(wú)人機(jī)完成協(xié)同的使命任務(wù)及可能面臨的戰(zhàn)場(chǎng)威脅，結(jié)合有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)使用特點(diǎn)、作戰(zhàn)用途、作戰(zhàn)對(duì)象，從作戰(zhàn)使用出發(fā)，建立盡可能貼近真實(shí)作戰(zhàn)環(huán)境的協(xié)同作戰(zhàn)想定，以便為試飛提供焦點(diǎn)和界限，確保其支持試飛工作，包括試飛科目規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃、戰(zhàn)場(chǎng)構(gòu)建、結(jié)果評(píng)估工作的開(kāi)展。

4.2試飛科目規(guī)劃

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)試飛科目設(shè)計(jì)要考慮多個(gè)因素，演示驗(yàn)證試飛中的科目設(shè)計(jì)應(yīng)從系統(tǒng)技術(shù)水平和技術(shù)目標(biāo)出發(fā)來(lái)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，但是從通用設(shè)計(jì)的角度講，可以從協(xié)同層級(jí)、協(xié)同任務(wù)、協(xié)同數(shù)量這三個(gè)維度來(lái)設(shè)計(jì)，如圖4所示。借鑒TCS項(xiàng)目中的控制層級(jí)規(guī)則[3]，協(xié)同層級(jí)方面，可以劃分為數(shù)據(jù)與態(tài)勢(shì)協(xié)同、傳感器數(shù)據(jù)共享、傳感器和武器控制、飛行控制、起降控制5個(gè)級(jí)別，控制能力是逐步遞進(jìn)的，下一級(jí)別控制能力的實(shí)現(xiàn)意味著上面各級(jí)別的控制能力均可實(shí)現(xiàn)。協(xié)同任務(wù)方面，主要包括協(xié)同戰(zhàn)術(shù)信息支援，協(xié)同對(duì)空、對(duì)面、對(duì)潛探測(cè)識(shí)別定位，協(xié)同防御，協(xié)同對(duì)空、對(duì)面、對(duì)潛打擊等四大類(lèi)，協(xié)同任務(wù)也是逐步遞進(jìn)的，下一級(jí)任務(wù)的完成，意味著可以完成前面所有的協(xié)同任務(wù)。協(xié)同數(shù)量方面，可以是一架有人機(jī)控制一架無(wú)人機(jī)，也可是一架有人機(jī)控制多架無(wú)人機(jī)，或者是多架有人機(jī)控制多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)等。在早期的協(xié)同中，主要以“一控一”為主，技術(shù)水平足夠的情況下開(kāi)展“一控多”的試驗(yàn)，分布式作戰(zhàn)條件下應(yīng)開(kāi)展“多控多”的試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)不同維度參數(shù)的組合，形成試飛科目離散點(diǎn)，作為試驗(yàn)評(píng)估的試飛樣本空間。

然而，演示驗(yàn)證試飛中并不需要完成全部科目的試飛，而且也不可能完成全部科目的試飛，需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈、航空電子設(shè)備、飛行控制系統(tǒng)的技術(shù)水平選擇相應(yīng)的試飛科目。如初期的協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)，可以僅開(kāi)展一控一的協(xié)同編隊(duì)飛行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與態(tài)勢(shì)協(xié)同，而到高級(jí)別的協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)，就可以開(kāi)展全科目的試驗(yàn)，如美國(guó)“忠誠(chéng)僚機(jī)”的下一階段，可完成有人機(jī)一控多條件下飛行全過(guò)程的協(xié)同攻擊任務(wù)。

4.3任務(wù)規(guī)劃技術(shù)

一方面，當(dāng)前無(wú)人機(jī)智能化程度有限，其作戰(zhàn)能力的發(fā)揮高度依賴于任務(wù)規(guī)劃，要想達(dá)到理想化的人機(jī)智能融合，合理的協(xié)同任務(wù)規(guī)劃與決策是關(guān)鍵。另一方面，受限于周期、經(jīng)費(fèi)、資源等因素，演示驗(yàn)證階段的試飛一般架次量不多，要保證每個(gè)試飛架次都能獲取有效數(shù)據(jù)，同時(shí)應(yīng)盡可能在有限的架次里獲得較多的數(shù)據(jù)樣本，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，任務(wù)規(guī)劃技術(shù)也是關(guān)鍵。

作戰(zhàn)過(guò)程中，任務(wù)規(guī)劃是根據(jù)上級(jí)作戰(zhàn)部門(mén)下達(dá)的任務(wù)開(kāi)展后續(xù)規(guī)劃工作的，在演示驗(yàn)證試飛過(guò)程中，根據(jù)作戰(zhàn)想定進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃工作。

由于任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中雙機(jī)乃至多機(jī)高動(dòng)態(tài)任務(wù)發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)任務(wù)重規(guī)劃技術(shù)研究，尤其是自主任務(wù)重規(guī)劃，無(wú)人機(jī)根據(jù)有人機(jī)指令快速對(duì)飛行航路、載荷、武器、鏈路使用、安全策略進(jìn)行重規(guī)劃，為操作員提供更多的輔助決策。

4.4虛擬試飛技術(shù)

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛，涉及關(guān)鍵技術(shù)、作戰(zhàn)方式的驗(yàn)證，為了提高試飛架次的有效性和效費(fèi)比，應(yīng)注重利用有人機(jī)地面模擬器和無(wú)人機(jī)地面閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)試飛科目、試飛動(dòng)作進(jìn)行充分的虛擬試飛預(yù)演，對(duì)試飛方法的有效性、合理性、可執(zhí)行性進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)試飛結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估、制定相應(yīng)的應(yīng)急措施并進(jìn)行演練，以降低實(shí)際試飛風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，比較各種試飛方法的差異，尋求合適的執(zhí)行方式，然后再開(kāi)展實(shí)裝飛行。因此，整個(gè)演示驗(yàn)證試飛可以采用“虛擬對(duì)虛擬”、“實(shí)裝對(duì)虛擬”、“實(shí)裝對(duì)實(shí)裝”的技術(shù)路線逐步遞進(jìn)實(shí)現(xiàn)。

4.5試飛環(huán)境構(gòu)建技術(shù)

飛行試驗(yàn)相比于仿真試驗(yàn)而言，一個(gè)重要的區(qū)別就是環(huán)境的真實(shí)性。型號(hào)試飛中，功能、性能指標(biāo)是明確的，未來(lái)作戰(zhàn)應(yīng)用場(chǎng)景也是比較明確的，因此，相應(yīng)的環(huán)境構(gòu)建需求也是明確的。而演示驗(yàn)證試飛階段，帶有強(qiáng)烈的技術(shù)探索色彩，功能、性能指標(biāo)并不明確，對(duì)未來(lái)的作戰(zhàn)應(yīng)用場(chǎng)景也不明確，因此，對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)地理環(huán)境、戰(zhàn)場(chǎng)氣候環(huán)境、戰(zhàn)場(chǎng)電磁干擾環(huán)境的構(gòu)建應(yīng)精細(xì)、慎重。

4.6試驗(yàn)平臺(tái)選型和改裝技術(shù)

面對(duì)多樣的試驗(yàn)機(jī)資源，要考慮試驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)能否完成試飛任務(wù)，還要考慮效費(fèi)比、研究周期與進(jìn)度，以及試驗(yàn)機(jī)降低試飛風(fēng)險(xiǎn)的安全措施。從美國(guó)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，各次的演示驗(yàn)證均不是“大而全”，而僅僅是對(duì)關(guān)鍵的幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)、作戰(zhàn)方式進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)平臺(tái)大多是在現(xiàn)有的有人機(jī)上進(jìn)行改裝而來(lái)，或者是低成本的無(wú)人機(jī)，如“忠誠(chéng)僚機(jī)”項(xiàng)目中將F-16飛機(jī)的后艙改為無(wú)人機(jī)，但前艙隨時(shí)可介入。國(guó)內(nèi)在研究初期也可采取相應(yīng)策略，僅對(duì)有人機(jī)、無(wú)人機(jī)進(jìn)行部分軟、硬件改裝。

4.7試飛結(jié)果評(píng)估技術(shù)

試飛后，通過(guò)對(duì)定量與定性的試飛數(shù)據(jù)的分析，對(duì)協(xié)同前后的協(xié)同效能是否有提升和改進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià);將實(shí)際試飛結(jié)果與地面仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析結(jié)果的一致性。評(píng)價(jià)后，給出技術(shù)水平和作戰(zhàn)能力評(píng)估結(jié)論是演示驗(yàn)證飛行試驗(yàn)的最終目的之一，評(píng)估結(jié)果將決定關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵項(xiàng)目是否繼續(xù)開(kāi)展，對(duì)后續(xù)發(fā)展影響深遠(yuǎn)，因此，結(jié)果評(píng)估的全面性、正確性很關(guān)鍵，需要確定合適的評(píng)估模型以及全面合理的評(píng)估指標(biāo)體系。

一般情況下，試飛評(píng)價(jià)指標(biāo)需要從戰(zhàn)技指標(biāo)和效能指標(biāo)兩個(gè)方面入手構(gòu)建。有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的初衷是利用各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)對(duì)方的缺點(diǎn)，提升整體作戰(zhàn)效能，因此，應(yīng)著重進(jìn)行效能指標(biāo)的構(gòu)建和結(jié)果評(píng)估。演示驗(yàn)證試飛評(píng)估的指標(biāo)體系一方面是牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使其有針對(duì)性地研究設(shè)計(jì);另一方面也是驗(yàn)證技術(shù)水平的符合性，在構(gòu)建過(guò)程中應(yīng)比型號(hào)試飛中指標(biāo)體系的構(gòu)建更加慎重。通常情況下，指標(biāo)體系的構(gòu)建過(guò)程中，需要包含基本協(xié)同飛行與控制能力、數(shù)據(jù)鏈通信能力、傳感器能力、火控解算與指引能力、協(xié)同攻擊能力、指揮控制決策能力等幾個(gè)方面，每一級(jí)能力根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分。如基本協(xié)同飛行與控制能力可細(xì)分為導(dǎo)航能力、識(shí)別能力、威脅感知能力、防撞能力、航路重規(guī)劃能力、指令響應(yīng)能力等。

當(dāng)前常見(jiàn)的效能評(píng)估模型可分為數(shù)據(jù)解析類(lèi)、專家評(píng)估類(lèi)、試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析類(lèi)、仿真模擬類(lèi)、其他等幾大類(lèi)。在演示驗(yàn)證試飛評(píng)估中，應(yīng)以試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析為主，并綜合利用仿真分析和專家評(píng)估結(jié)果，綜合分析評(píng)價(jià)。

5發(fā)展建議

在未來(lái)復(fù)雜的體系化作戰(zhàn)條件下，有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)是主要模式，演示驗(yàn)證試飛是相關(guān)研究的重要一環(huán)，對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究發(fā)展有以下幾點(diǎn)建議：

（1）頂層設(shè)計(jì)中重視演示驗(yàn)證試飛

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)是未來(lái)必然的作戰(zhàn)模式，因此，在相關(guān)研究的頂層規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)將理論研究與試飛驗(yàn)證研究同步規(guī)劃、同步研究、協(xié)調(diào)發(fā)展，以便能盡早開(kāi)展試飛驗(yàn)證，快速提高理論研究的成熟度，并進(jìn)入后續(xù)研究，形成良性循環(huán)。

（2）加強(qiáng)演示驗(yàn)證試飛關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)演示驗(yàn)證試飛相比于單機(jī)演示驗(yàn)證試飛更加復(fù)雜，需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)更多，應(yīng)提早進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究。

（3）盡早開(kāi)展，循序漸進(jìn)發(fā)展

盡早開(kāi)展技術(shù)體系中相關(guān)技術(shù)點(diǎn)的演示驗(yàn)證試飛，逐個(gè)突破各技術(shù)點(diǎn)，逐步遞進(jìn)地迭代發(fā)展，以降低演示驗(yàn)證試飛的難度和風(fēng)險(xiǎn)，快速提高技術(shù)成熟度，而不是將大量技術(shù)點(diǎn)累積到一起進(jìn)行“大而全”的演示驗(yàn)證試飛。

6結(jié)論

無(wú)論是國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀還是國(guó)內(nèi)的規(guī)劃，有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)都是未來(lái)重要的作戰(zhàn)樣式，演示驗(yàn)證試飛是促進(jìn)相關(guān)技術(shù)研究落地、提高技術(shù)成熟度的關(guān)鍵手段，任務(wù)想定、試飛科目規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃、虛擬試飛、環(huán)境構(gòu)建、試驗(yàn)平臺(tái)選型與改裝、結(jié)果評(píng)估是演示驗(yàn)證試飛中的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)。應(yīng)盡早規(guī)劃并開(kāi)展相關(guān)研究，突破關(guān)鍵技術(shù)，快速提高技術(shù)成熟度，促進(jìn)技術(shù)的整體發(fā)展。

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