模块化多功能作战机具工业设计研究文献综述

 2022-11-28 04:11

随着科技的发展，未来的作战方式将更加多元化、立体化和智能化[1]，作战机具如何满足复杂多变的作战环境将成为未来挑战。当前5G网络技术的发展，为高效精准的远距离互联提供了保障[2]，模块化设计理念将提高作战机具的工作效率、节省其研发成本[3]，使作战机具能满足多种需求和适应多种环境。“5G有三大技术特点，分别是高速率、低时延和万物互联的网络架构。[3]”赛迪顾问信息通信产业研究中心高级分析师李朕说，而对于军事领域，从军事应用的需求驱动来看，任何作战都包括OODA（观察、定向、决策、行动）四个环节，几乎每一个环节都需要信息传输。[5]，四个作战环节包括战场感知、数据处理、情报融合、指挥控制、精确打击、综合保障、效能评估[6]等内容，对通信保障的要求包括大容量、快速、准确、可靠、低时延[7]等。可以说，5G的一些技术特征能够更好地满足作战对通信的要求。近年来，随着技术的不断发展，未来作战逐渐向智能化、无人化方向演进，大数据、云计算、人工智能、物联网、自动驾驶、虚拟现实等新技术的融合将改变未来战争的面貌[8]。但在某种程度上，此前网络通信领域的“天花板”让这些技术的潜能难以充分发挥。

近些年，世界各国也在进行着作战机具无人化的研发工作[8]。俄罗斯联邦，中国和美国正在进行研究，预计土耳其将在未来进行，以开发具有一定自主性的完全无人的MBT。在这一领域，可以将俄罗斯视为无人战斗机具研究的最前沿[9]。自2010年代中期以来，该国一直在运行一些无人侦察车，以支持诸如消防和雷场清理之类的活动。也许是由于从这些系统的部署中获得的专业知识和经验教训，JSC 766 UPTK在Rostec Corporation的出口支持下，于2015年推出了首架俄罗斯战斗UGV。 URAN-9由四辆无人地面车辆，一个移动指挥台（安装在6X6战术卡车上）和一个用于运输的移动装甲组成。 URAN-9采用柴电技术供电，因此能够在高速公路上达到35 km / h的速度，在越野条件下可降至10 km / h。 UGV可以以手动模式操作，也可以单独或与其他UGV在列中自主执行预先编程的任务。它可以根据任务配置配备不同的武器。包括9M120-1 ATAKA反坦克制导导弹（最多4枚），Igla地空导弹（最多4枚），9K333 VERBA便携式防空系统和9M133M KORNET-M反坦克制导的导弹（最多六个）。

现今先进各国无人地面载具在军事运用及灾害防救上用途广泛[10]，然而商业运用、物资运输亦逐渐进行中；现今先进各国在军事运用上之使用，如美军伴随士兵战斗之 Pack Bot 背包无人地面载具，让士兵在执行城镇侦查任务时，能以 Pack Bot 实施侦查，减少人员伤亡机率[11]；英国 Ironclad 无人地面载具，有效协助英国士兵于城镇作战中所面临的危险工作[12]；另俄罗斯 Platform 无人地面载具，能实施军事巡逻，载具上具武器系统，能射击固定及移动目标，提供部队适切火力支持[9]；而以色列守护者一号，坚守岗位，严密保护着以巴边界国土之安全[13]；在商业运用上亦能执行医疗物资运送，能有效人力资源节省，并减少因人员因素所产生之交通事故，特殊区域侦查，能执行隧道、沟渠及涵洞等调查工作，有助后续建设之整体工程规划[14]。

的确，无人武器的优势是巨大的，尤其是将其放到陆军的战车上时，对军方的好处能够更明显地展现出来[15]。不需要士兵在载具中操纵，那么就意味着即使载具被击毁也不会造成人员伤亡，远程的操作员都不需要换一个操作平台就能继续操纵下一辆战车，优秀作战人员的零损失就是一个发展无人载具的充分理由。其次是在载具设计上，不需要为乘员留出空间，载具的设计可以更紧凑更小型化，毕竟机器的适应性要比人高得多[16]。

用于作战行动的无人交通工具的开发可能会以某种无人值守的团队合作而告终，在这种组合中，无人交通工具的作用超出了作战中的简单支持[17]。 在实践中，无人侦察车可以负责侦察任务，这些任务是高要求的，但不一定需要人工干预才能完成，而士兵仍然负责其余任务。这样的组织不仅可以进一步减少部队的危险，还可以最大程度地提高无人交通工具的功能，特别是在快速性方面。 确实，与人工智能功能集成后，无人系统的反应速度可能比人脑更快[18]。 关于战斗任务，无人MBT可以代替步兵，以方便在战场上协助有人主战坦克。美国已经将无人驾驶团队纳入了上述“下一代作战车辆”计划的前提条件。将来，与某些形式的人工智能的集成可以增强无人飞行器的自主性，甚至以完全自主的系统的发展为最终目标，该系统可以代替士兵完成艰巨的任务，或者根据发展程度来代替全任务[19]。的确，一个发达的无人系统甚至可以比士兵表现更好，例如，对于快速响应敌人的火力而言。然而，运行完全自主的系统也可能有缺点，例如无法突然改变正在进行的操作以适应突发的环境变化或解决目标识别中的最终错误[20]。关于作战无人飞行器，特别是开发无人MBT的可能性，无人驾驶技术可能会彻底改变作战车辆的理念，到目前为止，这已经受到保护机上人员的需求的影响。特别是，无人驾驶可能会对装甲防护产生积极的影响，从而对重量产生积极影响，从而为提高战斗车辆的效率留下了空间。另一方面，与载人版本相比，无人作战车辆需要更多的机载传感器，因此，有效的网络保护和抗干扰技术至关重要[21]。

以上文献中包括了对未来作战方式的预测、现有的无人作战系统分析、无人载具在5G智能作战中的一些应用案例以及未来多功能的作战方式和研究方向。综合来看，未来作战机具的无人化、多功能化和合作化是必然趋势，但全无人化部队的作战方式也有不可避免的弊端，因此“有人-无人”编组协同作战是指在信息化、网络化和体系对抗环境下，有人操作武器平台与无人作战平台联合编组、实施协同攻击的作战方式。武器系统无论达到何种程度的智能化，人始终是战争的主导因素。未来战争，人与武器的战场协作方式不断改变，人机协同作战或将成为无人作战平台战场运用的新常态。

参考文献：

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  21. 张晶. 无人机群测控通信组网构想[C]// 第十一届全国遥感遥测遥控学术研讨会. 0.

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