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「奔驰娱乐在线线路检测」相比有人平台,无人作战平台反潜能更靠谱吗?

2020-01-11 17:05:59468

「奔驰娱乐在线线路检测」相比有人平台,无人作战平台反潜能更靠谱吗?

奔驰娱乐在线线路检测,反潜战是海上作战的重要形式,随着科学技术发展,反潜作战日益复杂。传统反潜战主要依靠水面舰艇、驱逐舰、反潜飞机等平台,通过声纳浮标、声纳、等侦测装置,以及深水炸弹、鱼雷、反潜导弹等武器实现对潜艇的搜索、探测、攻击。目前,全球范围内的反潜作战仍然以传统方式为主。而海上无人平台包括无人机、无人水面艇、无人潜航器,融合与集成了自主与控制、通信与导航、探测与跟踪等高新技术,具有作战灵活、反应快速、智能水平高、成本低廉等优势,近年来受到各国海军的关注与重视,正成为反潜作战的一种发展趋势。

在反潜战领域,无人机主要用于扩展对潜艇的探测、跟踪、作战范围,与有人作战平台协同进行全方位的反潜战,一些性能先进的无人机还能与声纳浮标等设备协同作战,锁定敌方潜艇。

美国海军曾研制了“达希”(qh-50)舰载无人直升机,用于反潜作战,这种无人机可携带2条mk-44或1条mk-46鱼雷和1个声纳浮标•/‘火力侦察兵”(mq-8)无人直升机可与“海鹰”(mh-60r)直升机联合协同反潜作战;“海鹰”直升机布放主被动声纳浮标,“火力侦察兵”通过通信任务包扩展声纳浮标的作业范围,并运用光电及红外传感器探测到露出水面以上的潜艇和潜望镜,最新“火力侦察兵”(mq-8c)无人机将具备更优良的反潜作战性能;mq-4c无人机系统可以与“波塞冬”(p8-a)巡逻机进行联合反潜作战,mq-4c预计到2018年形成作战能力,可在2000nmile范围内执行情报监视侦察任务,为反潜作战提供近实时、高分辨率目标战术图像信息,“波塞冬”巡逻机则可专注于执行反潜作战;美国海军还验证了一架装备磁异探测器的“扫描鹰”无人机,磁异探测器通过探测由潜艇运动导致的地球磁场变化,以此探测和跟踪潜艇。adc0m公司研制了“联合40”新型反潜无人机,用于投放声纳浮标,并可直接完成声纳浮标获取数据的分析和共享,还可携带轻型鱼雷在任务区域巡航16h,2015年,m3com展示了其block6样机。

美国国防先期研究计划局战术技术办公室于2010年启动了“长航时反潜无人艇”(actuv),科学应用国际公司获得了该项目的合同◦2015年1月,actuv自主系统样艇“海上猎鲨”(sea hunter)完成了首次自导航行。“海上猎鲨”无人艇配备多种传感器,中频声纳可用于水下目标定位,高频声纳可对潜艇目标形成合成“图像”,“海上猎鲨”上配备的计算机可通过比对内存库中的图像及声学特性进行潜艇分类和识别;“海上猎鲨”还可通过卫星通信或数据链与其他反潜平台进行信息共享和交互,一旦发现目标或收到其他反潜设备提供的目标信息,便快速驶向目标位置。“天龙星”无人水面艇可配备鱼雷、吊放声纳和拖曳阵声纳等反潜载荷,可通过卫星或无人机实现控制。2012年美国展示了“食人鱼”无人水面艇,该舰具备攻击潜艇和水面舰艇能力。英国研制的长航时海上无人水面艇将用于反潜作战。新加坡工业电子集团研制的“维纳斯”无人水面艇装载了有源吊放声纳,己完成了反潜作战试验。

无人潜航器通过配置反潜战模块及水声、无线电、卫星等通信设备,能实现对潜艇探测、跟踪、识别,在反潜战中的应用前景广阔。

美国正在重点研制大排量无人潜航器(lduuv)、和“曼獭”无人潜航器。“曼獭”可安装在潜艇艇首的外部实现共形布放,可攻击潜艇;大排量无人潜航器的生产和研制将从2015年开始,测试将在2018年进行,大排量无人潜航器可拖曳无源阵列,进行潜艇搜索,也可部署声纳浮标或在海底布放阵列。bae系统公司研制的“泰勒斯曼”是专门为反潜战研制的无人潜航器。“泰勒斯曼”安装非传统跟踪器或电磁传感器,用来首次探测潜艇或继续跟踪潜艇,还将配备短距、高频、低概率拦截声纳以躲避跟踪潜艇时的障碍物。

无人机可代替有人直升机布放声纳浮标;也可以充当诱饵,通过携带相关模块载荷,发射出高噪声及热特征以吸引潜艇发射导弹,有人直升机则可藉此探测到潜艇位置并进行攻击。无人机可携带磁异探测器进行潜艇探测,英国宇航系统公司正在研制能探测地球磁场畸变的无人机传感器载荷,美国海军研究署也在研制安装在无人机上的磁异探测器以及算法。此外,合成孔径雷达,红外等无人机非声探测潜艇技术也在研制当中。

无人水面艇当前主要执行潜艇探测任务。探测潜艇主要包括公开方式和隐蔽方式。公开方式主要釆用短距有源声纳、光电系统等搜索目标区域;隐蔽方式则主要釆用无源声纳,该作战方式较为可行。在探测到潜艇后,无人水面艇还要对潜艇进行分类。釆用舷外处理方式将增加通信链的负担,舰载分类则会影响无人水面艇的通信可靠性和可信任度;较为理想的解决方法是采用多艘无人水面艇协同作业,增加搜索的有效性和可靠性。

无人潜航器可通过比较隐蔽的方式潜入敌方战区进行战术情报收集,也可运送或远距离布放航行到指定区域,根据地形,选择有力伏击阵位进行隐蔽,发现敌方潜艇后,将潜艇信息分享给各无人潜航器此外,无人潜航器也可以作为武器或者武器平台,执行攻潜任务,这种无人潜航器的技术难度很大,要求装备适合无人潜航器的武器,采用先进成熟的武器装载技术、自主发射技术、任务计划管理技术和控制技术。美国海军无人海上系统项目办公室正在研制“近海水下持续监视系统”,可由多艘无人潜航器组网进行对常规潜艇的持续探测,已于2014年9月成功完成初步水下试验。

无人平台的自主与控制技术要解决路径规划、目标避碰等问题。目前的无人系统执行预定的任务路径,对外部干扰引起的影响进行自我补偿,无法根据行动目标自主判定航行路径。无人平台的控制技术还涉及路径规划及任务分配。常见的路径规划算法有人工势场法、快速扩展随机树算法和解决旅行商问题的蚁群、粒子群、鱼群等群算法。在控制技术上,协同任务规划、自主和控制技术系统釆用神经网络、基于贝叶斯定理概率计算的网络、模糊逻辑、机器学习、进化计算、基因算法等人工智能方法。自主技术还可用于对情报监视侦察平台收集的大量数据进行筛选。但完全自主的系统可能会带来风险,需要考虑如何确保对自主系统的控制。

美国海军研究署已经釆用三种补充方法提高无人水面艇的导航及任务自主性。第一种方法是釆用现有的通用地球空间导航工具包及战术控制系统用于航点导航及静态目标避碰。第二种方法采用jpl的自主系统使得无人水面艇对环境的反应更加主动。第三种方法是釆用约翰•霍普金斯大学应用物理实验室在无人机及无人地面平台所积累的经验。2014年10月,美国海军利用美国国家航空航天局“机器人代理指挥与感应控制架构”研发的蜂群技术成功验证了无人水面艇集群作战,在最小人为参与的情况下完成无人水面艇的机动与导航。美国把三维数字成像、人工智能和传感器融合技术相结合,提高了无人水面艇的自主反潜作战能力。以色列“银色马林鱼”无人水面艇、“黄貂鱼”无人水面艇配置了“自主舵手系统”,这是一种具有高级自主决策能力和自适应能力的高级专家决策系统,能针对环境和任务的变化自主调整控制。

无人机自主部署需要合理规划飞行路径,目前解决这一问题的方法有信任路线图、计划算法、滚动时域控制、占据网络等。无人机的导航系统至关重要,需要融合飞机的高度、角度、姿态、速度、位置等信息,先进的导航算法还包括映射、障碍探测、定位等功能。目前无人机最常用的导航系统是姿态航向参考系统以及gps/ins。

目前的无人系统面临的技术难点是通信链接可用性、通信链接所支持的数据容量、频谱分配、对抗干扰的射频子系统的复原力等。针对上述通信技术挑战,美国国防部发起了针对无人系统通信网络防护的“系统感知网络安全”概念和“系统感知安全哨兵”技术,在无人机、无人水面艇上安装安全监控子系统,通过探测无人系统的异常行为,来判定其是否遭受网络攻击。美国国防部计划采用商用及军用网关及中继站点进行任务数据、指挥与控制连接。例如,目前的卫星网关设备、企业网关等都可以用作无人系统的通信,既可节省成本又能提高效率。目前,美国国防部正在考虑将现有的中继系统进行集成与利用。

无人机通信系统应当在网络中心环境下进行,可以复用某些通信路径以解决带宽与频谱的限制问题。未来的机载数据处理能力将使无人机实现自主决策部署,进而减少小数据链的压力。另外,无人机的带宽限制要求釆用先进的数据压缩技术;也可以采用光路由器进行通信,虽然易受环境吸附影响,但是却能提供优良的带宽性能。无人机可釆用高聚焦光束与远程系统进行连接,相阵天线以及智能天线也可用于无人机。在通信安全方面,也可采用具有加固特征的通信硬件设备。例如,美国海军选取通用电气公司研制的res-210加固型以太网交换机用于“火力侦察兵”无人机,该交换机符合mil-std-704e以及mil-std-1275b标准,配有10个端口,支持telnet、ssh、snmp等访问方式。

水下通信技术是无人潜航器系统与平台之间信息交互的关键,主要考虑的因素包括可用带宽、通信范围、探测能力和所需的网络设施。无人潜航器主要采用光纤通信、水声、无线电、卫星等方式进行通信,也可以釆用激光以及led进行短距、高带宽通信,相比于无人水面艇,无人潜航器自主水平更高,对带宽要求较低,可以通过釆用实时双向通信技术获得较高的作战效率。天线、卫星通信、gps导航系统较为可靠,但隐蔽性较差;水声和无线组合浮标的方式隐蔽性好,但受到浮标数目的限制。较为可行的水声通信方式是釆用声学水下水声信息链,挪威和澳大利亚已经研制了相应的设备,挪威的专用高速声学链可以连续传输声纳信号,传输率为100kbit/s。北约海事研究与试验中心认为,水下声信号传输的数据量以及传输距离受限,数据在传输过程中会受到破坏和丢失,目前大部分水下通信的共享协议都是为特定的设备而研制,系统之间没有有效协作性。海事研究与试验中心正通过减少无人潜航器的数据传输量、投资较高数据率传输以及较大数据包的微型调制解调器、制定通用水下通信协议来解决这一问题。

未来的反潜战中,海上无人平台低成本、高效率的优势将加速其在反潜作战中的应用,成为反潜战的主要力量,作业方式将向着监视、侦察、探测、打击一体化方向发展。

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