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多旋翼无人机在战术后勤中的应用分析

多旋翼无人机在战术后勤中的应用分析 青岛焌宇军民信息科技
2019-12-10
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现代化战争打的是后勤,只有建设适应现代化的后勤补给系统,才能适应现代化战争需求。一直以来我军在后勤保障方面主要依靠陆路交通运输,随着近些年空军装备大型运输机,陆军大量装备直升机,后勤补给开始实现多样化。随着军队改革,我军开始建设瞄准现代化战争的后勤补给,战略后勤、精准后勤、可视化后勤等先进后勤理念先后提出并得到发展。但是现代后勤快速、高效既要求战略后勤快速集中物资,更要求在战术后勤中实现快速高效分发至各单位。
战术后勤在《中国人民解放军军语》中定义为:“保障战术兵团、部队、分队建设和作战的后勤。主要包括师、旅、团后勤”。在战术后勤中,传统的陆路后勤虽然载重大,运输种类齐全,但是运输慢,受战场交通环境影响严重,“最后一公里”主要依靠人力运输,难以完全适应现代战争快速、高效、精准补给的要求。这要求我军大力发展空运补给,精准投送。但是在战术行动中投入大型运输机与直升机,相对狭小的地域不利于投送,且战场前沿对飞行人员的安全存在巨大威胁。随着无人机技术发展,旋翼无人机得到了快速发展,其具备机动灵活、自主操控、成本低廉、载荷避大等特点,在未来战术后勤中具有极强的发展潜力,可以与空军运输机、直升机形成高低搭配,是对现有战术后勤的良好补充。

一、无人机发展现状

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旋翼无人机技术逐渐走向成熟



旋翼无人机是指依靠螺旋桨旋转产生升力的无人机,其原理与直升机相同。旋翼无人机按照载重大小可以分为微型旋翼无人机、小型旋翼无人机、中型旋翼无人机、大型旋翼无人机。其根据旋翼数量分为单旋翼无人机、双旋翼无人机、多旋翼无人机。
近年来无人机技术得到快速发展,美国中东的反恐战争中投入了大量的侦察打击无人机,但是战场中大量使用的都是固定翼无人机,旋翼无人机因为技术原因一直发展缓慢。但是2010年后航拍的大众化对旋翼无人机提出了巨大的市场需求,各国开始竞相研发旋翼无人机,旋翼无人机领域出现“井喷”式发展,小型旋翼无人机技术实现市场化,大、中型旋翼无人机技术也实现巨大突破。随着旋翼无人机技术逐渐成熟,其军用价值也在不断凸显,旋翼无人机成本低、自主控制性强、可靠性高等优势使其在运输方面具备极强的潜力,民用市场正在开发可用于送快递的无人机以代替投递员的工作,未来大、中型旋翼无人机在战术后勤方面有很好的应用前景。

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旋翼无人机在战术后勤上的应用


美国海军和海军陆战队很多年前已开始将旋翼无人机应用于战术后勤。美国海军是最早部署旋翼无人机支持战术性海上任务的用户之一。由诺思鲁普•格鲁曼公司制造的MQ-8B“火力侦察兵”型无人机是一款可以完全自主运行的旋翼无人机,美国海军从2008年就开始大量采购使用。美国海军陆战队已经成功利用无人旋翼机执行战术补给和货运任务。在阿富汗,他们成功投入洛克希德•马丁公司的K-MAX旋翼无人机。K-MAX是一款可遥控起降的双旋翼无人机,而且可以编程和通过视距内的信号控制,沿一条路线自主飞行。K-MAX能够在外部吊装6000磅的货物从一处前沿基地飞往另一处,并且能够在战场上以对机组人员无害的方式为海军陆战队提供重要补给。
美陆军部分人员也开始主张评估旋翼无人机的应用前景,美国陆军指挥与参谋学院有学者专门撰文,研究货运旋翼无人机为战术后勤提供支持的必要性和可行性,以及可能会对战术、技术和程序造成的潜在变化。在《美国陆军装备无人机旋翼机,全面评估与直升机差别》一文中,作者选取11个角度对比无人机旋翼机和通用载人旋翼机优缺点,最后得出结论:
相对于有人驾驶的旋翼飞机,货运无人旋翼机不仅在高风险的任务中具备一定优势,而且它还为某些地面任务提供了可能的解决方案。课题所进行的广泛研究,都将促使陆军更加平稳地向应用货运无人旋翼机过渡。
利用无人旋翼机在战场上的关键点为小型战术后勤提供支持。美国陆军应该评估运行小型无人旋翼机群的成本,确定它是否能够填补载人旋翼机在执行后勤任务方面存在的能力不足。
俄大载荷多旋翼无人机可负载超180公斤 续航高达8小时

二、旋翼无人机在战术后勤中运用的特点

01

操作灵活,编组突防概率高

多旋翼无人机飞行速度低,姿态稳定,可以实现自主飞行控制,多架次无人机飞行编组飞行控制技术已经进入应用阶段。多旋翼无人机技术成熟,成本低廉,可以实现大规模生产装备,组建机群编队。旋翼无人机本身体积小、重量轻、不需要跑道便可起降,可以实现超低空和贴地飞行。旋翼无人机的雷达反射面积小,同时可以利用机动性优势采取一定的反侦察的战术,可以降低被对方雷达或者目视发现的概率。即使遭遇敌人防空火力袭击,旋翼无人机仍然具备优势:机群体积小,被击中概率小;单机载重小,击中后损失小;数量庞大,敌人摧毁数量有限。因此旋翼无人机在战术运用中可以集中使用,提高单机的突防概率。

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低载荷,精准投送

受旋翼无人机技术限制,目前旋翼无人机单机载荷相较于直升机等较低,但其在战术后勤的应用上却更加具有优势。
战术后勤主要是将各种物资分发至各作战单元,按照我军的编制一般为营连级,当部队相对集中时以营为单位接收物资,当部队展开时,一般以连为单位执行作战任务。按照每连100人、每人每日1kg的食品消耗,营级每日对于给养的消耗约为300kg,运载这些数量的物资一般需要2~4架旋翼无人机。直升机载重大,可以搭载多个单位后勤物资,一般降落至多个单位中间位置,再由人工将各单位物资搬运回相应阵地,难以实现精准配送。同时,前沿地区可能存在较为激烈的交火,航空器面临防空武器与地面火力的双重威胁,运输机和直升机难以将抵达前沿,人工接力降低了后勤补给的速度与效率。而旋翼无人机不搭载人员,可以进入相对危险的区域,在接近目标区域时,无人机编队散开,各无人机将物资直接送至连队前沿阵地,实现快速高效的投送。

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低电磁反射,低噪声,隐蔽性高

旋翼无人机体积小,雷达反射面积小,在进行适当的隐身设计之后可以大幅度降低雷达反射面积。同时旋翼无人机体积小,旋翼数量多,对气流的扰动小,可实现超低空掠地飞行,充分利用地形作掩护,降低被敌方雷达发现的概率。
噪音更小,隐蔽性更高。旋翼无人机一般采用电驱动或者燃油驱动,采用电驱动时,无人机产生的噪声基本可以忽略;燃油驱动一般为内燃机,可以通过消音器实现消音降噪,可以降低敌方通过声音发现的概率。内燃机产生的尾气较少,电机工作中散热较少,两者均不产生大量热源,可以有效躲避主要的红外制导防空导弹的攻击。
旋翼无人机载荷低,出动架次多,在遭遇敌方防空火力威胁时,通过疏散飞行,可以有效降低被击中的概率。由于旋翼无人机成本低廉,执行任务数量多,单机总价值远远低于直升机,即使出现一定战损,造成的损失比重也相对较低,仍旧可以保证运输任务的完成。

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军民融合,产业化降低成本

随着航拍活动的大众普及,旋翼无人机在2010年之后得到快速发展,小型旋翼无人机技术已经十分成熟,形成了从研发、生产到销售一套完整的产业链,并产生了良好的市场效应。“军民融合”是未来我军国防建设与装备发展的方向,在民用领域巨大需求牵引下,积极采用民用先进技术,可以有效降低装备研发生产成本,缩短技术积累周期;以军促民,通过军用需求引领科技发展,推动旋翼无人机技术快速发展,将部分军用技术转化为民用产品,投入市场实现商业收益,回过头来为科技攻关提供充足的资金。
军民融合发展使得工厂、生产线等可以共用,零件等可以实现大量采购,可以大幅度降低单架次旋翼无人机的生产成本。基于现有成熟技术与生产线生产中型军用多旋翼无人机可以控制单机成本在3万元以下,而一架直-8运输直升机的造价不低于5000万元,一架直升机运输机制造成本可以制造超过1000架无人机,而1000架中型旋翼无人机一次运输能力可以达到接近100吨,远远超过直-8。在面对防空威胁时,旋翼无人机的优势更加明显。

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不惧危险,实现“零伤亡”

无人机相较于载人飞机的最大优势在于在不搭载人员,可以降低在战争或者冲突中降低人员伤亡,旋翼无人机同样具备这个优点。普通直升机和固定翼运输机在执行任务时,面临着防空威胁,一旦被击中或者操作出现故障,极有可能导致机组人员伤亡,或者被俘。旋翼无人机不搭载机组人员,通过地面遥控或者自主控制执行任务,出现意外情况时不会造成人员伤亡。在各国重视“零伤亡”的情况下,旋翼无人机对载人运输飞机的良好替代与补充。不仅如此,载人飞机还会因机组人员体力、精力疲乏而影响执行任务的效能,而旋翼无人机可以有效克服这一缺点,保证执行任务过程中持续高效。

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维修保养便捷高效

武器装备需要定期进行维修保养,以保持其具备稳定的作战性能。在战争中,时间就是生命,武器装备的维护保养速度和抢修速度就是战斗力。往往是越简单的武器装备越容易进行维修和维护,越复杂越精密的装备维护起来越复杂,且对于维护的场地要求越高。
旋翼无人机结构简单,主要部件为控制系统、动力系统(供电系统)、飞行系统,吊装平台。可很方便地采用模块化设计,维护保养时可以根据各模块的特性独立进行,大幅度降低维护的复杂程度。在使用过程中一旦出现损坏,可以通过直接更换模块的方式进行快速维修,大幅降低战场维修时间,提高了战场维修的效率,使无人机快速恢复作战能力。

三、旋翼无人机对后勤发展的意义

01

推动快速精准战术后勤发展


空中运输相对陆路运输可以大幅的降低补给的时间,在短时间内向前线提供亟需的保障物资。空中运输可以降低地形对交通运输的影响,尤其是在地形条件非常不利的条件下,空中运输更能确保后勤保障及时有效。
虽然旋翼无人机载荷比较小,难以对较重装备实施运载,但是其运力足以可以实现轻武器、弹药、食品、个别零部件的运输,且1-2架次运力基本满足对连排战术分队的后勤补给。各种载人航空器因战场火力威胁,一般选择在安全的后方卸载物资,再由人员进行分发输送,而旋翼无人机的成本优势与安全优势,使其可以在更加危险的环境中执行任务,可以冒着炮火危险,将货物运载至距离战斗前沿较近的地域,快速卸载与分发,实现精准快速补给。

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补充完善陆、海、空多方式全方位立体后勤补给系统

信息化战争的成败很大程度上取决于后勤的效率,随着我军推动军事改革,建设陆、海、空、天、网电多维立体作战能力的同时,现代后勤建设也应该注重立体多维发展,并通过新的技术引入新的运输投送方式,完善补充后勤补给系统。在现代后勤中,旋翼无人机在更多的条件下是对现有陆、海、空运输的有益补充。
陆路运输量大,机动性强,可以实现几乎所有后勤装备的运输,但能力严重受到交通状况影响,一旦后勤线路出现拥堵或被摧毁,其运输保障能力将受到极大限制。海运主要依靠江河湖泊,受水源影响较大。空运现主要依靠固定翼运输机与直升机运输机,虽然载荷大,速度高,但是目标较大,容易暴露,极易受到防空武器与地面火力的袭扰。
针对陆、海、空运输方式在战术后勤中的不足,旋翼无人机可以作为现有后勤运输系统的良好补充。第一,旋翼无人机可以有效克服车辆对交通道路的依赖,在地形复杂、道路交通不畅时仍旧可以使用。第二,旋翼无人机载荷小,使用中既可以集中也可以分散,在接近目的地域时分散投送,直接将物资分发至连排等基层单位,实现运送分发一体。第三,旋翼无人机为无人装备,安全性高于有人装备,可以在更加危险的环境中工作,可以克服战场火力威胁,将战术分队亟需的物资,以最小的代价、最小的损失、最快的方式投送至前沿阵地。

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推动战略战役快速运输与战术精准分发平稳换挡接力

我军目前正在按照“现代后勤”理念建设现代化后勤,旨在提高后勤补给的战略输送与快速投送能力,提高在现代化战争中的后勤补给效率,实现高效补给。战略后勤对物资实现高效调配,将各物资从各地快速运输至目的地域。但仍然需要战术后勤平稳接力,以实现物资精准高效分发。旋翼无人机在将物资精准投送至前沿战术分队方面具有天然优势,尤其是在高寒山地、丛林等地形艰险地区,不利于车辆机动与大型空运装备展开的地域,旋翼无人机能够降低人员威胁的同时实现快速精准运输投送,助力战略运输与战术分发平稳换挡接力,实现现代后勤的精准投送补给。

四、结语

“军事需求牵引,技术推动”是一条军事装备发展的基本规律。旋翼无人机的各项特点与优势值得引起我军重视,其在战术后勤上低成本、低伤亡、低损失以及精准投送的优势,是对现有运输投送方式的有益补充,在建设战术全方位立体的后勤补给中发挥重要作用。我军应重视战略运输与战术分发之间的平稳衔接,而在复杂战场环境中,旋翼无人机能够实现投送分发一体,推动精准后勤建设。目前旋翼无人机技术成熟可靠,装备性能可以满足军用后勤运输的需求,如果采取军民融合式武器装备发展思路,积极采购旋翼无人机,打造一个积极采购现成民用技术装备的样板行动,可以推进“军民融合”向纵深发展,激发整个社会大众创业万众创新的热情,对于推动我国的科技创新与国防信息化建设具有重大战略意义。

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