美军多旋翼无人机提升单兵战场感知能力
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军队信息化对战场环境感知与态势分析的重要性战场环境感知与态势分析是军队战争作战决策的重要组成部分。
随着信息技术的不断发展和军事装备的更新换代,军队信息化在战场环境感知与态势分析上的重要性日益凸显。
本文将就军队信息化对战场环境感知与态势分析的重要性进行探讨。
一、战场环境感知的定义与作用战场环境感知是指通过搜集、处理、分析和识别战场上的各种信息,获得对战场环境的全面、准确、实时的认识。
这些信息包括地理环境、敌我态势、气象条件等。
战场环境感知是指挥员制定作战计划和决策的基础,是获取作战优势的重要手段。
战场环境感知的作用主要体现在以下几个方面:1. 提供战场情报:战场环境感知能够搜集到战场上的各种情报信息,包括敌我兵力分布、火力部署、防御工事等,为指挥员提供全面、准确的战场情报基础。
2. 辅助作战决策:通过战场环境感知,指挥员可以准确地了解战场环境的变化情况,为制定作战计划和决策提供科学依据。
3. 提高作战效能:战场环境感知可以帮助指挥员更好地掌握作战机会,提前预判敌我态势的发展趋势,从而在战场上取得更大的作战效果。
二、军队信息化在战场环境感知中的应用军队信息化是指军队将信息技术运用于各个领域,实现军队体制、战备方案、训练、装备等多个方面的信息化。
军队信息化在战场环境感知上的应用主要体现在以下几个方面:1. 战场情报系统:军队信息化可以实现情报系统的全面升级,通过各种传感器、无人机、卫星等技术手段,实时搜集、分析、传输战场情报,提供给指挥员全面的战场感知。
2. 战场仿真系统:通过军队信息化技术,可以建立战场仿真系统,模拟真实战场环境,为指挥员提供沉浸式的战场感知,帮助指挥员更好地了解战场环境、研判敌我态势。
3. 战场指挥系统:军队信息化可以实现指挥系统的数字化、网络化,指挥员可以通过指挥系统实时获取战场情报、交流指挥信息,实现战场指挥的快速、准确。
三、战场态势分析的定义与重要性战场态势分析是指根据战场环境感知获取到的情报信息,对战场态势进行综合分析和评估,为指挥员提供对战场环境的准确认识和敌我态势的判断。
多旋翼无人机在人防指挥通信中的应用无人机是科技高速发展下在航空航天方面的产物之一,近年来在日常生活中经常能够看到它们的身影,除了个人爱好者,还有很多晚会、拍摄方面的应用,在军事领域的应用也在较早阶段就开始进行开发。
随着技术的不断进步,其应用不仅局限于民间和各类娱乐中,也不断深入到城市安防、监测等政府部门工作中。
本文主要对多旋翼无人机在人防指挥通信方面高效利用进行一些分析和探讨。
标签:人防通信指挥;多旋翼无人机;应用发展无人机的全称是无人驾驶飞机,依靠的是无线遥控技术并结合自控技术作为基础。
作为能够“上天”的设备,自发明之后就受到比较多的关注,在这些关注下也逐渐投入到实际应用之中。
目前随着飞行算法的越来越成熟,其飞行能力和控制方面已经取得了长足的进步。
另一个关乎准确度的方面是高精度传感器的引入,使飞行器大大提升了可操控下的飞行距离,位置和某些其他目的性数据的准确把控能力,使其能在更加广泛的领域得到应用。
一、技术原理无人机除了基础的飞行技术模块,在应用安防通信指挥过程中,主要依据信息的收集、处理和传输技术来进行工作。
首先,无人机能够存储大量的音频和视频数據,为人防工作提供大量的基础信息,为突发事件提供很好的预判条件,而且这些信息的准确性和时效性都很高。
通过对地区地形地貌、建筑物分布情况等基本地理信息的测量,无人机还可用于较高风险灾害的准备工作。
在实际人防的救援工作中,无人机可以通过现场通讯传输使指挥者得到第一手的资源。
而且,在信息的处理方面,在野外其他设备并不完备的情况下,无人机可以把航拍的数据进行独立的处理,并形成分析报告,对救援工作提供极大的助力。
二、应用现状在人防指挥通信方面,目前主要使用的是多旋翼无人机这种类型,其特点是便携性非常高,在重量、体积、机动性等方面都有优势。
目前在该领域的应用主要集中于巡逻检测,险情预判、救灾抢险、地区管控等方面。
人防相关的各级指挥部门都已配备了标准化的设备,标准功能包括GPS定位系统,高清摄像头、数字信息信号传输、集成性云台等模块。
军用无人机掌握无人机技术军用无人机在现代军事中扮演着越来越重要的角色。
随着技术的不断发展,无人机在军事侦察、打击、侦察、监视等领域发挥着关键作用。
本文将探讨军用无人机的重要性以及掌握无人机技术的必要性。
一、军用无人机的重要性1. 提高情报侦察能力:军用无人机具有长时间飞行、高空观察、隐蔽性强的特点,可以携带各类传感器,如高清相机、红外摄像机等,用于收集目标情报。
通过无人机的侦察,军方可以获取敌方的行动计划、防御布局等重要情报,为军事行动的决策提供有力支持。
2. 提供精确打击手段:军用无人机可以携带各种精确打击武器,如导弹、炸弹等,可以在无人机的支持下实施对敌方目标的精确打击。
相比传统的飞机或导弹,无人机具有更小的体积和更低的飞行高度,能够更精准地定位目标,减少误伤风险。
3. 提升作战灵活性:军用无人机可以执行空中侦察和攻击任务,在实现无人机与人类搭载飞机协同作战的同时,减少对人员的依赖。
无人机具有快速部署和灵活机动的优势,可以在战争中适应不同的作战环境和任务需求。
二、掌握无人机技术的必要性1. 提高国防能力:掌握无人机技术对于一个国家的国防能力至关重要。
随着无人机技术的不断发展,军队可以利用无人机在远距离侦察、打击等任务中发挥作用,从而提高国家的防卫水平。
2. 推动技术创新:无人机技术的发展对于推动军事和航空领域的技术创新具有重要作用。
无人机技术的研究和应用需要从航空工程、无线通信、遥感技术等多个学科进行综合研究,推动了相关领域的创新。
3. 增强应对威胁的能力:随着国际形势的紧张和军事冲突的频发,掌握无人机技术可以增强一个国家对于各类威胁的应对能力。
无人机可以执行侦察、打击等任务,有效地应对恐怖组织、敌对国家等潜在威胁。
三、军用无人机技术发展趋势1. 自主飞行能力的提升:无人机技术的未来发展趋势之一是提高其自主飞行能力。
无人机将通过人工智能、深度学习等技术的应用,实现更加智能化的飞行控制和决策能力,减少对人的操作干预。
前言2001年10月,54架“猎人”和“影子”攻击型无人机投入作战运用。
由此,美国陆军的整场军事行动拉开帷幕。
今天,美国陆军装备的无人机已经超过了4000架,它们型号各异,功能不同,而且还在进一步列装之中。
近9年连绵不断的战火中,在支援部队作战的行动中,无人机系统作战运用的方式不断适应形势,发生着显著变化。
这种适应,不仅表现在当前无人机部队作战平台的剧增,而且也表现在无人机系统能力的不断扩展。
值此联合能力集成开发系统(JCIDS)文件对需求已经予以认可,官方计划业已立项之际,为未来的无人机系统需求做出通盘战略考虑的时刻,或是制定规划的时机已经来临。
《美国陆军无人机系统路线图(2010-2035)》为美国陆军研发、装备和在全谱作战中使用无人机系统提供了广阔视角,该路线图的主要理念将为持续学习和分析建立共同的基础。
我们将不断评估这些观点,质疑这些假设,对无人机系统能力的各个领域都予以开发。
该路线图将明确战斗功能概念,致力于完成基于能力的评估,并有助于新技术知情决策的发展(这些新技术将通过综合实验和测试完成评估)。
最终,该路线图将回答这样的问题:“未来美国陆军需要具何种功能的无人机?”正如《美国陆军核心概念》所述,在这个持久冲突的年代里,为了在不确定的、错综复杂的环境中有效作战,领导者必须明察战场纵深态势,部队行动要不断适应形势变化以先发制人并保持主动,在广阔地域内持续作战时需具备远距离快速作战能力。
研发无人机系统,将其纳入到部队行动之中,将扩展陆军的态势感知能力,同时将提升陆军发现、定位和摧毁敌军的能力。
我们也希望,在危险的严酷环境下,未来的无人机系统能够有助于快速反应和持续保障。
该路线图为无人机系统发展及其与陆军的一体化进程提供了革命性途径,路线图划分为三个时间段:近期发展阶段(2010-2015年),中期发展阶段(2016-2025年)和远期发展阶段(2026-2035年)。
近期要在快速应用当前技术,满足陆战场需求的同时,关注当前无人机的能力差距。
未来战场中的自动化无人机协同作战在当今科技飞速发展的时代,战争的形态也在发生着深刻的变革。
其中,自动化无人机协同作战正逐渐成为未来战场的重要组成部分,为军事战略和战术带来了全新的思路和挑战。
随着技术的不断进步,无人机的性能日益强大。
它们不再仅仅是简单的侦察工具,而是具备了多种作战能力的利器。
自动化无人机协同作战的核心在于多架无人机之间能够紧密配合,高效地完成复杂的任务。
这需要无人机具备先进的感知能力、智能的决策系统以及精准的通信技术。
在感知能力方面,无人机需要装备高性能的传感器,如高清摄像头、红外探测器、雷达等,以获取战场的各种信息。
这些传感器能够实时收集目标的位置、速度、形状等特征,为后续的决策和行动提供数据支持。
同时,无人机还需要具备强大的数据处理能力,能够迅速对海量的感知信息进行分析和筛选,提取出有价值的情报。
智能的决策系统是自动化无人机协同作战的关键。
通过预设的算法和模型,无人机能够根据感知到的战场态势自主做出决策。
例如,在面对敌方目标时,无人机能够自动判断目标的威胁程度,并选择合适的攻击方式和时机。
在执行任务过程中,如果遇到突发情况,无人机也能够及时调整策略,以确保任务的顺利完成。
为了实现高效的协同作战,无人机之间需要建立精准可靠的通信网络。
这样,它们可以实时共享信息,相互协作,形成一个有机的整体。
自动化无人机协同作战在未来战场上具有诸多优势。
首先,它们能够降低人员伤亡风险。
由于无人机不需要人员直接驾驶,因此可以避免战斗人员在危险环境中暴露,减少伤亡的可能性。
其次,无人机具有高度的机动性和灵活性。
它们可以快速部署到战场的任何位置,执行侦察、攻击、干扰等多种任务。
而且,无人机可以适应各种复杂的地形和气候条件,不受人类生理极限的限制。
此外,无人机协同作战还能够提高作战效率。
多架无人机可以同时对多个目标进行攻击,形成强大的火力压制,迅速摧毁敌方的防御体系。
然而,要实现自动化无人机协同作战,也面临着一些挑战。
无人机技术的发展和军事应用随着科技的飞速发展,无人机技术得到了极大的进步,逐渐成为军事领域的重要装备。
无人机作为一种不需要人工操作的飞行器,具有灵活、高效和多功能的优势,在现代战争中发挥着重要作用。
一、无人机技术的发展随着人工智能和通信技术的快速发展,无人机的技术得到了迅猛的发展。
无人机不再是简单的遥控玩具,而是逐渐转变为具备自主飞行、智能感知和高精度作业的重要工具。
1. 无人机的自主飞行能力现代无人机配备了先进的传感器和自动控制系统,能够通过GPS和惯性导航系统实现自主导航。
这使得无人机可以在没有人工干预的情况下,完成复杂的飞行任务,例如在高海拔或恶劣天气环境下进行侦察和搜索。
2. 无人机的智能感知能力无人机配备了先进的传感器和相机,具备了实时图像传输和处理的能力。
这些相机可以捕捉到地面的高清影像,并通过智能算法进行分析和识别。
这使得无人机可以用于侦查敌军目标、监测国境安全和搜索救援行动等。
3. 无人机的高精度作业能力无人机配备了高精度的激光雷达和红外线传感器,可以实现精确的测量和控制。
这使得无人机在军事领域中广泛应用,例如进行武器打击、空中侦察和远程目标打击等。
二、无人机在军事领域中的应用无人机技术的快速发展,使其在军事应用中发挥着重要作用。
无人机具备了高效、低成本和多功能的特点,被广泛用于侦察、作战和战场管理等方面。
1. 侦察和监视无人机可以通过高空飞行,利用先进的传感器和相机对目标进行实时侦察和监视。
这种侦察方式既安全又高效,可以提供军方对敌军目标和地形的详细情报,为后续军事行动提供重要参考。
2. 作战和打击无人机具有远程作战和打击的优势,可以在没有人员风险的情况下执行任务。
军方可以通过无人机进行远程目标打击、武器释放和侦查导弹发射等操作,有效提高作战效率和杀伤力。
3. 战场管理和指挥无人机可以通过通信系统和数据链与指挥中心进行实时连接,提供战场管理和指挥调度支持。
这使得指挥官可以通过无人机获取更加准确的情报,以及实时掌握战场动态,从而更好地指挥部队并做出决策。
系留多旋翼无人机及其应用多旋翼无人机是一种由多个旋翼组成的无人机,由于其垂直起降和悬停的能力,以及灵活的飞行特性,使其在军事、航拍、农业、物流等领域得到广泛应用。
多旋翼无人机主要由机身、旋翼、电池和控制系统等部分组成。
机身是无人机的主要支撑结构,通常采用轻质材料制成,以提高飞行效率。
旋翼是无人机的主要推进器,通常由3个或更多个旋翼组成。
旋翼通过电机进行驱动,产生升力和推力,从而实现飞行。
电池是为无人机提供能源,通常使用锂电池,以提供足够的电量支持无人机的飞行。
控制系统是无人机的核心部分,通常包括飞控系统、通信系统和传感器系统等。
飞控系统用于控制无人机的飞行姿态和航向,通信系统用于无人机与地面控制站或其他无人机之间的信息传输,传感器系统用于感知无人机周围环境的情况。
多旋翼无人机具有垂直起降和悬停的能力,使其在城市环境和狭小空间中飞行更加灵活。
在军事应用中,多旋翼无人机可以用于侦察、情报收集、目标定位等任务,减少了士兵在危险区域的风险。
在航拍领域,多旋翼无人机可以用于拍摄城市风景、体育比赛、广告宣传等,实现了低空航拍的效果。
在农业应用中,多旋翼无人机可以用于植保喷洒、地块巡查、作物生长监测等,提高了农作物的产量和质量。
在物流领域,多旋翼无人机可以用于快递配送、紧急救援、医疗运输等,加快了货物和信息的传递速度。
多旋翼无人机也面临着一些挑战。
首先是飞行时间的限制,由于电池能量的限制,多旋翼无人机的飞行时间通常较短。
其次是飞行稳定性的问题,由于多旋翼无人机受到气候条件和空气动力学影响较大,飞行稳定性需要进行精确的控制。
最后是法律和隐私问题,由于多旋翼无人机的普及和潜在的监控功能,对无人机的法律和隐私保护需求逐渐增加,需要制定相关法规来规范使用。
战场传感器简介战场的侦察和监视技术是随着战争形式的发展而发展起来的。
最早的侦察是指挥员或侦察人员的耳目侦察,侦察距离相当有限。
欧洲工业革命后照相机、望远镜的发明和应用,人们获得了对较远的目标进行侦察的技术手段。
19世纪末20世纪初,随着电子、航空等近代科学技术的发展,先后出现了无线电侦察技术、雷达侦察技术、航空侦察和潜艇侦察等间接侦察手段,使侦察的范围大大扩展。
第二次世界大战后,出现了航天侦察和各种遥感侦察技术,使军事侦察技术发展到了一个新的水平,可以从陆、海、空、天四维空间实施侦察和监视战局。
之后,随着传感器的发展和信息革命的到来,侦察信息的获取和处理又进入了一个全新的时期。
海湾战争和科索沃战争充分表明,现代战争是高技术条件下的局部战争,战场态势瞬息万变,精确制导武器大量使用,武器的射程、命中精度和杀伤能力都大大提高,同时伪装、欺骗手段不断变化。
因而现代战争对侦察情报的时效性、准确性和连续性提出更高的要求。
谁在信息获取技术方面占有优势,谁就将赢得军事行动的主动权。
因此,世界各国都在尽最大努力,利用最新的科学技术成果发展先进的军事侦察装备。
在陆海空天四维空间侦察中,地面侦察是不可或缺的一维。
这是因为地面侦察在复杂的地形地物条件下甚至是严密伪装的情况下仍能充分发挥其作用,可以弥补光学侦察、无线电侦察和雷达侦察等现代侦察技术存在的盲区。
技术特点地面战场传感侦察系统被美军称为无人值守地面传感器U G S(Unattended Ground Sensor),是一种无源被动探测的侦察与监视装备,一直伴随着军事需求而发展。
地面战场传感侦察系统最早由美国军方在越战时期推出,成功监测了胡志明小道的动向,并引导空军对其实施了封锁。
受此鼓舞,美国国防部国防高级研究计划局(DARPA:D e f e n s e A d v a n c e d R e s e a r c h Projects Agency)和美国国家科学基金委员会(NSF:National ScienceFoundation)联合资助了一系列研究计划,推动了以网络中心战为核心的新军事革命。
未来战争中的AI预警系统与战场态势感知随着科技的不断进步和军事装备的发展,人工智能(AI)在未来战争中将扮演越来越重要的角色。
其中,AI预警系统和战场态势感知技术被认为是未来战争的关键因素。
本文将就未来战争中的AI预警系统和战场态势感知进行探讨,并分析其对战争的影响。
一、AI预警系统的作用AI预警系统旨在通过人工智能技术来提前发现、预测潜在的威胁和敌方行动,以便战争的参与者能够及时做出决策并采取相应的措施。
这种系统使用大数据分析、机器学习和深度学习等技术,以实时监测和分析各种来源的信息,从而提供全面、准确的预警。
与传统的预警方式相比,AI预警系统具有更高的效率和更低的误报率,同时能够根据实时情况进行动态调整。
AI预警系统在未来战争中的作用将是至关重要的。
它可以实时监测和分析战场上各种来源的信息,包括敌方部队的动态、敌方武器系统的部署和使用等。
通过将这些信息整合起来,AI预警系统可以帮助指挥员和决策者迅速获取并理解战场的态势,有利于制定更准确的战略和战术计划。
此外,AI预警系统还可以帮助减少对人力资源的依赖,在短时间内处理大量的信息,并提供全天候的监测和预警能力。
二、战场态势感知技术的发展战场态势感知技术是指利用多种传感器、信息系统和人工智能技术来获取、整合和分析战场上的各种信息,以实现对战场态势的全面感知和实时监控。
它包括地面、海上、空中等各个战区的态势感知。
随着传感器技术、数据处理能力和人工智能技术的日益发展,战场态势感知技术也得到了极大的提升。
未来战争中的战场态势感知技术将更加智能化和自动化。
例如,无人机可以通过搭载各种传感器和摄像头,实现对战场的全方位监测和侦查。
而通过使用机器学习和深度学习算法,这些传感器所获取的信息可以被快速分析和处理,从而提供准确的战场态势感知。
此外,未来的装备也可能会利用虚拟现实和增强现实技术,将战场上的信息以更直观、全面的方式展示给作战人员,提高他们的判断力和反应速度。
系留多旋翼无人机及其应用无人机是近年来发展迅速的新兴技术,其应用领域也越来越广泛,其中旋翼无人机是一种常见的类型。
旋翼无人机是一种能够垂直起降和悬停飞行的无人机,其具有较好的机动性和稳定性,广泛应用于军事、航拍摄影、物流配送等领域。
旋翼无人机的工作原理是通过旋转的螺旋桨产生升力,控制螺旋桨的转速和角度可以实现垂直起降和悬停飞行。
旋翼无人机主要有四个螺旋桨,分为四旋翼、六旋翼等不同型号,其优点是能够在狭小空间内进行飞行,并且可以悬停在空中进行观测和拍摄。
旋翼无人机的应用领域非常广泛。
在军事方面,旋翼无人机可以用于侦查、监听、瞄准和打击等任务,具有作战效益高、风险低的优势。
在航拍摄影领域,旋翼无人机可以配备高清摄像机,能够拍摄到低空的航拍画面,广泛应用于影视拍摄、广告制作等领域。
在物流配送方面,旋翼无人机可以用于快递送货、急救物资运输等任务,可以快速到达并准确投放货物。
除了上述应用领域外,旋翼无人机还可以应用于农业植保、地质勘探、气象观测、消防救援等领域。
在农业方面,旋翼无人机可以通过空中喷洒农药、施肥等方式,提高作物的产量和质量。
在地质勘探方面,旋翼无人机可以携带地质探测仪器,对地下资源进行勘探和探测。
在气象观测方面,旋翼无人机可以携带气象仪器,实时监测天气状况。
在消防救援方面,旋翼无人机可以快速到达事故现场,进行搜救和灭火工作。
旋翼无人机的应用也存在一些问题和挑战。
无人机飞行受到空域限制和法律法规的约束,需要遵守相关规定。
无人机的飞行安全性需要保证,防止发生空中碰撞或失控事故。
无人机的电池续航能力和负载能力也是一个挑战,需要不断提高技术水平。
旋翼无人机是一种具有广泛应用前景的新兴技术,其应用领域涵盖了军事、航拍摄影、物流配送等多个领域。
随着无人机技术的不断发展和完善,相信其在未来会有更广阔的应用前景。
美军多旋翼无人机提升单兵战场感知能力美军作为无人机实战应用的鼻祖,无人系统作战理念和飞行平台作战性能都非常先进,广泛担负侦察、打击和支援类任务。
目前,美军正在将无人机作战从战略、战役级向战术级延伸,研发了“多旋翼无人机”系统,用于保障排、班、火力小组和士兵的地面作战需求。
作战概念先进:地面士兵获得战场态势感知能力美军装备的无人作战平台主要应用在指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、目标定位、获取、侦察(C4ISTAR)领域,MQ-9“死神”等无人机也在担负火力打击任务,K-MAX 在电子战、攻击支援、网络通信中继等领域也开始投入实战部署。
但是这些无人作战行动以往大多在战役以上层次进行,美军对此并不满足,专门为战术级作战研发了多旋翼无人机系统。
多旋翼无人机的设计理念非常先进,要求作战平台在全地形全天候条件下提供持续侦察监视能力,增强士兵在地面战斗中对所处战场空间的持续态势感知能力,从而提高作战效能和生存能力。
这种作战概念强调“当前战场空间”,无人机要掌握从每天到几个月的战场态势,所获取战场信息只供普通士兵使用,专门保障战术领域的作战需求,而不是战役、战略等更高层次的C4ISR作战。
在所有地形条件下,“当前战场空间”在某一特定时刻都有某种距离限制,比如,在城市作战环境下,当前战场空间局限在半径15米左右的范围内,而在开放的沙漠环境下,当前战场空间可能在任何方向上都要超过1.6千米。
目前,美军地面部队使用的无人机型号虽然很多(详见表1),但是仍然不具备当前战场空间态势感知能力,比如,海军陆战队小队使用的“扫描鹰”无人机长1.22米,翼展3.05米,全重15千克,续航力15~48小时,最大飞行高度4900米,可以将机翼折叠后放入贮藏箱进行战术部署,但是不能提供真正的稳定图像,不能实现“悬停和对地持续监视”(PaS),也不能在森林和密集街区等狭窄地形发射和降落。
对于地面作战的士兵而言,当前战场空间没有“时间窗口”,情报信息必须通过有协同关系的无人机操作员传递给士兵,由于战场的情报信息时效性非常强,比如有些无线电传送的敌方战术机动的图像信息可能在几秒中内过时,无人机操作员要将这情报传递给地面作战的士兵,就必须进行密切的作战协同。
目前,美军在战场上大型无人机部署密度较低,而各种层次的作战保障需求很多,要将传感器信号传递给在战术级行动的地面小分队,仍然需要事先进行详细的协同,这种协同耗费大量时间,而时间又是战术级行动或火力打击行动的关键要素,因此研发战术级多旋翼无人机就显得更有必要。
从战术级情报信息需求来看,一名士兵在既定环境下执行战斗任务,其直接视觉态势感知限制在二维空间内,只能通过先进战术光学瞄准镜(ACOG)等装置观察战场环境,而且视线不能穿过墙壁、山丘、树丛等障碍物,也不能发现黑暗、街角等高危环境中的目标。
但是,士兵自己发射并操作一部小型无人机,就能获得所需的精确实时图像信息,通过全方位、可视化的能力实现对当前战场空间的三维态势感知,大幅提高地面士兵的作战效能和生存能力。
除了提高士兵态势感知能力,多旋翼无人机还能提供自上而下的信息流,在时间上与当前战场空间不发生联系,无人机在士兵的直接指挥下,直接保障小分队行动,所获取信息自动整合进部队的机动计划,不分散士兵完成主要、次要甚至是第三战场职责的注意力。
性能要求极高:安全稳定持续的战场监控能力通过分析执行地面作战任务的小分队在前线的特殊需求,美军的系统设计者按照以步兵为中心的理念,利用成熟的技术成果创造一种超越现有战场系统的多旋翼无人平台,即使在森林或城市这样最“狭窄”的地形条件下,也能安全隐蔽地发射、飞行、回收,避免潜在的敌方威胁,保障海军陆战队和陆军小分队未来的地面战斗。
具体而言,多旋翼无人系统能够达到以下技术标准:◆实现静音、隐形操作,保障所有类型的作战行动,通过强大的态势感知提高士兵的持续任务能力,同时将士兵的伤亡威胁降至最低。
◆具有超强的生存能力,能够实现全地形、全谱作战,关键任务组件应当进行冗余设计,确保出现故障时也能完成任务,所有部件都要做到便于在战场上更换。
◆具备操控和自动飞行能力,在操作员发出指令、动力耗尽等情况下安全降落,根据指令快速机动到指定位置,继续实施侦察任务。
◆在敌方干扰条件下提供稳定实时的地面目标图像,在各种不同风速下昼夜传送目标细节图像。
图像相对动态,能够在士兵的便携式计算机终端上叠加显示,类似于有人驾驶飞机的飞行员头顶显示系统。
◆安装机载防干扰、加密飞行记录仪记录行动细节,用于行动后详细评估作战过程。
评估使用的高清图像没有任何叠加,通过时间编码数据元分别记录,适用于多种类型的作战过程。
◆具备多向传输能力,系统不仅向分队指挥员提供图像,还能采用“指挥移交”的方式,同时向分队其他成员提供图像,每名士兵都能控制无人机或使用各种可视化传感器数据包,必要时也有权同时进行控制和使用。
系统还能够向当前战场空间的其他友邻部(分)队提供态势感知,包括其他地面部队、隶属较高级别的无人机、有人驾驶飞机等,向整个C4ISR体系提供底层信息流。
◆支持多种指挥编码,系统采用操作员指挥码、半自治编码、混合编码等各种编码,包括通过操纵杆、触屏和音频指令等多种用户界面操作模式。
系统操作具有自适应能力,与其他有人和无人平台进行一体化整合。
◆有针对性地设计任务模块,舍弃了红外信号标识等任务频谱,突出近距离空中支援中的态势感知,从而降低系统造价。
◆具备战损评估能力,无人机一旦发生坠毁事故,也能在事后进行恢复处理,通过防干扰、加密的高清机载图像做出分析评估。
◆采用简化设计,从机身结构、动力装置、机载传感器到数据传输装置都使用简易的成熟系统。
◆便于扩展升级,能够适应未来更先进的步兵中心态势感知成果,比如多光谱扫描仪、主/被动阵列,能够整合进更大型的C4ISR系统,比如蓝军追踪器等机载系统,能够与海军陆战队“战术发展与一体化无人机”家族实现整合。
技战术性能:便携式全地形快速部署多旋翼无人机采用近几年流行的对称辐射臂结构,每条臂的末端安装1个或2个同轴旋翼,运用先进的电子处理和飞行部件小型化技术,一般用3个以上旋翼控制升降、倾斜度、翻滚、偏荡等动作。
安装“微电子系统内部测量单元”(MEMS IMUs),包括加速度表、陀螺仪,将几千个飞行姿态以及性能数据包安装进一个飞行控制器,由并行处理的计算机进行控制。
即使一架重2.2~3.5千克、翼展小于0.6米的多旋翼无人机也能实现快捷灵敏的操控,在大风条件下稳定地悬停,采集稳定的目标图像。
目前,美国海军陆战队研制的一种多旋翼无人机采用“Y6”结构,共3个悬臂,每个安装2个同轴螺旋桨,这种同轴六旋翼结构尺寸可以非常小,但是动力非常强大,无人机能够安装各种独立的作战传感器,任何方向的时速都能达到80千米,同轴螺旋桨保证其中一个桨出现故障另一个仍能正常工作。
“Y6”结构还能设计成折叠式,装入士兵的野战背囊,具有便携式、轻型化、小型化、全地形、快速部署等特点。
机身。
机身结构使用模块化的碳纤维材料,各部件通过黑色阳极化螺丝钉和阳极氧化铝(Nylock)螺栓连接,拥有超强的低空飞行能力。
这种结构重量比模塑碳纤维大,但是特别坚固,支持部件快速更换,还能消除“微电子系统内部测量单元”在飞行控制模式下的振动感。
美军的1号验证机试飞期间坠落了无数次,其中一次从9米高度坠落,除了机身出现一些划痕,内部组件没有任何损伤。
此外,机身还具备低可视化和低噪声特征,对任何雷达和肉眼都能实现“隐身”。
动力、发动机、线路、连接和旋翼系统。
多旋翼无人机1号验证机由超轻型锂电池提供动力,每块电池都能续航12~15分钟,未来经过升级后能实现30分钟~12小时的持续飞行。
“先驱者”电动机不需要电刷,使用轻型、高效电子速度控制器,能够精确控制飞行速度。
线路安装使用极细的、柔弱的电线,连接发动机、速度控制器等每一个部件。
部件间采用镀金插塞式连接器,取代传统的焊接工艺,以适应模块化的机身结构,允许进行部件快速更换。
旋翼系统设计成钛毂结构,铰链安装3个或4个碳纤维螺旋桨叶片,叶片的前缘和末端都进行了加固,利用铰链与增强型结构增加叶片重量,防止叶片碰撞后造成损伤,提高无人机的生存能力,同时减小整机尺寸。
每条毂上的多个旋翼能够增加升力,降低螺旋桨的转速,因此能够降低噪声。
飞行控制、导航与三维接近感知系统。
“微电子系统内部测量单元”的加速度计、陀螺仪和气压计的数据以及操作指令输入中心飞行控制计算机,进行主要飞行控制。
机载GPS 和高刷新率天线(每秒10次)向操作员提供精确导航和定位信息,可以实施航点导航、返场导航、跟随飞行、复飞等操作,可与运动中的操作员始终保持固定距离。
全向三维接近感知系统利用光探测与定位(LIDAR)、超声或红外传感器,保证无人机自动规避障碍物,与GPS联合工作可实现自动发射和回收,操作员能够在15秒之内部署该系统,防撞系统允许飞机在城区和森林等视线受阻地带工作,还能保证无人机在无法接收GPS信号的地形工作,比如在暗室内由操作员直接发出指令工作。
无人机上安装一系列接收机和发射机,用于接收操作员的直接指令和半自动指令代码,向操作员传送飞行的位置信息,在所有地形条件下保持与操作员的联系。
系统还安装了低电量告警系统、无指令输入自动悬停系统,在没有指令输入时也可返航到指定地点。
可视化系统。
多旋翼无人机安装双模高清数字摄像机,具备光学识别和红外夜视能力,光学镜头具备广角和摄远视野,机载闪存存储所拍摄的视频,高密度红外发光二极管(LED)和晶体管红外激光器负责夜视。
系统不仅能够保证操作员的作战需求,也能协助其他地面部队或空中平台构建态势感知,进行目标定位、判断友邻位置,并与其他空中平台进行通联。
摄像与红外系统安装在三轴平衡架上,在飞行和悬停中保持水平稳定,在强风环境下也能很好地减振,向操作员提供稳定的全方位图像。
无人机还有地面持续观察模式,帮助操作员环视停靠的地区,或聚焦某一特定目标,用红外频闪仪标定目标。
飞行控制器能够叠加相关信息,比如高度、距离、方位、速度、电池电压、拍摄模式、飞行模式、GPS数据,通过机载视频发射机将整合后的信息传送给操作员。
用户界面系统与维护系统。
操作员使用小型(小于6英寸,即15.24厘米)终端操控无人机,终端通过触屏操作,带有防眩保护膜,显示屏左右各设置一个拇指控制器。
操作员使用头盔式或独立轻型指挥收发机保持与无人机的通信联络,并与小型终端保持无线连接。
拇指控制器包括拇指按压控制、刻度盘和各种开关,用于控制飞行和操作机载系统。
显示屏可以通过链接臂安装到M16、M4、M249等步枪的MIL-STD-1913“皮卡汀尼”战术导轨上,同时在步枪扳机环上安装一个拇指控制器,帮助士兵在射击时观察周围情况,提供裸眼视线之外的全方位视野,提高士兵的战场空间态势感知能力。