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【无人系统】增强小型无人机在连级作战单位中的效用和机动性

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放大字体  缩小字体 发布日期:2024-08-03   浏览次数:565
核心提示:美国陆军近期宣布了退役“乌鸦”无人机的计划。但是,不管平台如何变化,美国陆军连级部队仍将需要无人机来完成各种作战行动。本
美国陆军近期宣布了退役“乌鸦”无人机的计划。但是,不管平台如何变化,美国陆军连级部队仍将需要无人机来完成各种作战行动。本文的目的是激发美国陆军士兵们的创造性思维,进一步完善无人机等系统装备的标准操作程序。
RQ-11B“乌鸦”小型无人机(SUAS)是美国陆军步兵连指挥官的建制空中情报收集平台。“乌鸦”无人机的航程约为10千米,配备有红外和日间传感器。“乌鸦”无人机由于体积、用户界面、可靠性和双人操作需求等问题,在与当前商用无人机相比时显得有些落后,因此许多陆军指挥官对“乌鸦”无人机没有丝毫好感。在全球反恐战争中,美国陆军步兵营和步兵连都配备有一致的专用有人或无人情报、监视和侦察(ISR)平台,如AH-64“空中武器小组”(AWT)、MQ-1“捕食者”或MQ-9“死神”无人机,形成了多层ISR体系。

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图1 美国陆军第1安全部队援助旅的士兵在训练中发射RQ-11B“乌鸦”无人机

“乌鸦”无人机的使用成本和使用需求的缺乏导致许多指挥官对“乌鸦”的成本/收益比给出了不好的评价,因此该型无人机有许多都留在运输集装箱(CONEX)中。然而,在未来的大规模作战行动(LSCO)中,美国陆军连级作战单位很可能无法获得常态化的AWT或无人ISR支持。自力更生的机动单位应利用其所有的建制能力,最大限度地提高自身(以及营和旅)对作战环境的理解,为所有梯队的指挥官创造决策空间。

其他文章对“乌鸦”在连级的运用及其对所有作战职能的潜在附加价值进行了极好的描述。本文将提供“乌鸦”人员配置及在“斯特赖克”或MaxxPro防地雷反伏击车(MRAP)内为指挥官部署实时查看器的技术指南,并探讨“乌鸦”无人机的机动发射技术及其优势。训练人员在车辆内部操作“乌鸦”无人机能够缩短每次飞行的设置时间,使操作人员保持机动性,还能够让传感器的覆盖范围与车辆编队的动态保持一样。实时查看器能够让指挥官在车内即时查看“乌鸦”传感器捕捉的画面,无需再像以往那样越过操作员的肩膀查看,这种改进措施能够缩小“乌鸦”与其它商用无人机技术之间的性能差距。通过使用这些技术,美国陆军步兵指挥官可以更加适应“乌鸦”的运用,并最大限度地发挥连队建制无人机装备在情报作战职能中的优势。



1

所需装备

RQ-11B“乌鸦”无人机完整飞行套件(首选全向天线),配备有松下Toughbook加固型笔记本;

2名训练有素的“乌鸦”无人机操作员;

车辆配备有可运行的12V或24V逆变器;

81毫米迫击炮弹药箱/PV S-14基本物品(BII)箱;

1个轻型棘轮绑带/其他绑扎设备;

包装填充物(4~6个空水瓶);

标准的办公电脑显示器,越小越好,以确保能够装入弹药箱或基本物品箱(如果配备有平板电脑且能被配置为显示松下Toughbook笔记本的视频馈送,可能是一个更好的选择);

显示器交流电(AC)电源线,3-5英尺;

数字视频接口(DVI)线,3-5英尺;

550线,5英尺;

100英里/小时胶带(即强力胶带),2英尺;

可选:根据使用的显示器/平板电脑,可能需要额外的DVI转高清多媒体接口(HDMI)线等。

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图2 MaxxPro车辆内配备的指挥官实时查看器示例(图中左侧为存放显示器的弹药箱,显示器的线缆从下方连接到松下Toughbook笔记本和逆变器)



2

人员配置

在本文中,“指挥官”指的是当前正在使用“乌鸦”无人机进行情报收集的领导者,可以是连长、军士长、执行官(XO)、排长、排军士,或者连内的其他领导。“乌鸦”无人机的标准人员配置为2人:1名飞行员和1名候补操作员;在机动发射情况下,可以在不同的车辆上增加第3名操作员。

“乌鸦”无人机的飞行员和候补操作员应部署在指挥官所在的车辆中。MaxxPro或“斯特赖克”装甲车的座椅配置均支持这一方案。有些文章建议将“乌鸦”操作员安排在执行官所在的车辆上,本文认为这种方案在许多情况下都应该慎重。



3

硬件组装

为了有效使用“乌鸦”无人机,首先要在“斯特赖克”或MaxxPro装甲车上安装全向天线,然后将该天线连接到同轴电缆备用。用550线在全向天线上系一个酒瓶结,然后用胶带绑好。接下来,把全向天线粘在车顶较高的天线上。对于“斯特赖克”来说,可以使用指挥员舱门前方的断线钳。然后,用酒瓶结或蝴蝶结将550线的自由运行端系在车顶天线或其它固定物体上。如果需要,还可以将用于“乌鸦”静态作业的桅杆固定在车辆顶部,这时可将天线固定在该桅杆上。打结固定方式能够确保即使天线以某种方式脱落,也不会丢失。将连接天线的电缆从天线底部穿过车辆顶部,与其它天线的电缆平行。一旦进入内部,这条电缆需要预留2-3英尺的自由运行端,以便“乌鸦”无人机的操作员使用。

逆变器的作用是将MaxxPro电池的24V直流电(DC)转换成美国标准的110V交流电(AC)。将“乌鸦”无人机配套的松下Toughbook笔记本插入连接到逆变器的110V交流电插座,并打开逆变器。从这时开始,“乌鸦”操作员即可按照从静态位置飞行时的方式完成余下配置。

指挥官实时查看器是一种简单的现场解决方案,它允许指挥官使用标准的计算机显示器来查看“乌鸦”无人机配套的松下Toughbook笔记本的输出。计算机显示器通过DVI或HDMI电缆连接Toughbook,并通过交流电适配器电缆插入逆变器。这将把Toughbook上的影像镜像到显示器上。由于大多数车辆的空间有限,尺寸较小的显示器往往效果最好。

可以在MaxxPro的无线电控制台上安装一个81毫米迫击炮弹药箱,以便屏幕不使用时收纳。可以将存放弹药的包装材料或空水瓶放在显示屏周围,以防车辆行进时的颠簸对屏幕造成损坏,同时还要确认弹药箱是否经过适当的捆扎。没有必要在所有应用场景中都使用指挥官实时查看器,这只是在指挥官需要查看“乌鸦”无人机实时视频馈送时提供了一种合适的解决方案。



4

移动中发射与机动作业

在移动中发射“乌鸦”能够为作战行动提供更多灵活性。操作人员应该在驻地和部队的“乌鸦”训练师一起学习如何在机动状态下发射“乌鸦”无人机,然后在战斗训练中心轮训期间完善这项技术。车辆应该同时具备静态发射和动态发射能力。在移动中操作“乌鸦”无人机时,操作员乘坐的车辆处于全向天线覆盖范围的中心位置,因此“乌鸦”的行动区域会随着车辆而移动。在执行机动任务时,“乌鸦”可以在作战单位前方飞行,也可以根据需要在侧翼飞行。



5

不足之处

在驻地时,挑选“乌鸦”无人机的操作员和安排“乌鸦”训练的优先级可能具有挑战性,但这些工作对于最大限度地发挥“乌鸦”无人机的能力至关重要。

理解整个空中图像并建立“乌鸦”无人机的限飞区(ROZ)对于降低有人驾驶飞机和无人机的风险至关重要。

限飞区程序和部队单位的标准操作程序可能会使“乌鸦”的临时训练变得困难,因为许多军事基地都需要提前72小时通知。美国陆军营和旅级参谋部的实弹和态势训练演习规划人员可以在早期规划中,通过靶场设施管理支持系统(RFMSS)请求和通过旅级航空单位(BAE)向飞行员发出的通用通知(NOTAM),提前将“乌鸦”部署方案纳入训练场景中。此举可以让指挥官根据具体行动需求择机使用“乌鸦”无人机。

由于车辆在行进中会频繁变化方向,因此全向天线似乎最适合在机动状态下对“乌鸦”无人机进行操作,但全向天线会使“乌鸦”的航程缩短。

逆变器在将直流电转换为交流电时功耗较高,车辆本来就需要为各种无线电、二十一世纪旅及旅以下作战指挥系统联合能力版(FBCB2-JCR)等系统装备供电,增加逆变器将对车辆电气系统造成额外负荷。不建议在车辆交流发电机关闭的情况下长时间运行逆变器,否则可能会导致电池的衰减速度快于预期。

“乌鸦”无人机的操作人员应预先规划丢失链接(LOL)集结点,使“乌鸦”系统中的LOL集结点与车内设置的路线检查点保持一致,目的是在机动状态下快速恢复行动。如果发射后没有变更过LOL集结点,当失去与“乌鸦”的连接时,乌鸦可能会飞越很远的距离回到最初设定的LOL点。



6

实践

在使用“乌鸦”无人机执行行动前最好事先进行演练。位于加利福尼亚州欧文堡的美国国家训练中心提供了以下几种演练“乌鸦”无人机移动发射和车内飞行操作的场景:

在车内操纵“乌鸦”至联络点;

向前突进,穿越鲸鱼裂谷至西伯利亚;

侦察并占领拉齐什(Razish,国家训练中心内的一个虚拟城镇)周围的火力支援阵地;

接近可能的接触线以确认是否存在敌军作战力量,据此确定相对于敌方位置的最优下车地点。

经过实践,以上这些技术可以显著增加RQ-11B“乌鸦”无人机的价值,同时减少使用时发生的问题。这将从整体上提高运用“乌鸦”无人机的成本/效益比,并增加步兵连指挥官对作战环境的理解。正在进行的乌克兰战争已经证明,小型无人机能够在现代战场上发挥令人难以置信的影响力,因此必须最大限度地利用小型无人机开展训练和实践。
 
 
 
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