無人機控制站的“上艦”之路-新華網
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2025 05/16 12:03:23
來源:解放軍報

無人機控制站的“上艦”之路

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  喬治·布什號航母無人空戰中心(UAWC)操控&。供圖:陽 明

  據美國海軍航空新聞《NAVAIR》報道,今年2月,美國海軍完成了喬治·布什號航母無人空戰中心(UAWC)的集成測試。隨後,該航母在地中海地區參與聯合軍事行動,標誌着UAWC系統正式投入實戰使用。

  UAWC本質上是一座艦載無人機控制站。作為無人機系統的指揮控制中心,無人機控制站是無人機的“中樞神經”,相當於有人機的顯控座艙、智能設備的遙控終端,是決定無人機能否高效完成各項任務的核心系統。

  從1917年無人機誕生至今,無人機控制站逐漸成為無人機的標準配置。那麼,無人機控制站怎樣進行工作,當前發展狀況如何?艦載無人機控制站的出現意味着什麼,又將為未來戰場帶來哪些改變?請看本期解讀。

  無人機顯威戰場的“幕後英雄”

  對於一個人來説,大腦就像人體的司令部,控制協調人體各項功能。

  無人機控制站對無人機的重要作用,正如“大腦”之於“人體”、“中樞神經”之於“肢體運動”。作為無人機系統中唯一的人機交互子系統,無人機控制站在不斷發展、升級換代中,逐步成為無人機系統的信息交互中樞、信息處理中心,是無人機系統發揮作戰效能的關鍵。

  早在無人機誕生之初,因為結構簡單、功能單一,大多作為航模靶機使用,對測控要求較低。無人機一般採用“程序控制+自主調控”的方式飛行,並沒有獨立的控制站。直到1933年,英國空軍首次為無人機配備了真正意義上的無人機控制站,並使用無線遙控技術實現了對“費爾雷昆士”無人機的控制。

  作為無人機系統的“中樞神經”,除了早期的類航模簡易控制,無人機控制站的發展先後經歷了單&&控制、組網控制和體系化控制等3個階段。

  第一代無人機控制站——一站控一機。

  20世紀50至70年代,美軍開始嘗試用無人機執行電子竊聽、電台干擾、超低空拍攝等任務。當時,簡單程序控制和簡易遙控已經無法滿足前線部隊對無人機的控制需要。為了適應越來越複雜的任務,通過發送複雜控制指令的方式對無人機進行更精確的控制,催生了第一代無人機控制站。

  第一代無人機控制站大多采用便攜式結構,具有顯示屏幕以及鼠標、鍵盤等設備,採用遙控器進行操控,主要應用於靶機、小型低成本無人機。飛行過程中,操作員根據屏幕上顯示的飛行參數判斷無人機的飛行狀態,操縱其執行各種任務。

  這一時期的無人機控制站開始實現對無人機的精細化控制,使無人機能夠執行豐富的作戰任務,但這種控制站與無人機&&深度綁定,不同無人機系統間只能通過人工方式傳遞信息。

  第二代無人機控制站——一站控一型。

  20世紀90年代,得益於衛星技術的發展和無人機裝備技術的進步,無人機開始大量在超視距範圍使用,大型多用途無人機系統涌現戰場,多架無人機共同完成一些複雜任務。這使得第一代無人機控制站在信息交換能力上的劣勢逐步凸顯。

  為了滿足作戰需要,以無人機集群化使用為核心需求的第二代複合控制多用途無人機控制站慢慢發展起來。

  第二代無人機控制站以集群化為主要發展方向,主要應用於大中型無人機。控制站具備了簡單的信息融合、故障診斷能力,能夠在同型無人機系統間建立物理連接、實現信息交換。但是不同型號無人機系統之間,仍然存在信息壁壘。

  第三代無人機控制站——一站控多型。

  20世紀90年代末,隨着任務環境的變化,無人機與有人機、無人機與無人機之間的協同任務形式逐漸豐富,任務類型日益多樣,第二代無人機控制站對單一型號無人機的集群控制能力已經跟不上戰爭形態的改變。為解決這一問題,面向多型無人機通用化控制的第三代無人機控制站應運而生。

  第三代無人機控制站以通用化、智能化控制為主要發展方向,最早源於“使用一種控制站操作多種不同型號無人機”的需求,希望控制站能夠接收多型無人機回傳的數據,並對數據進行統一處理。1997年,美國海軍牽頭開展無人機“戰術控制系統”項目,結束了無人機地面控制站體系繁雜的局面,實現無人機在各軍種地面站間的無縫連接。

  第三代無人機控制站具備多型無人機通用控制的能力,極大拓展了無人機裝備協同作戰場景,降低了多種無人機系統整體保障難度。近年來,美軍研發的The Block 50 GCS地面控制站、UGCS通用地面控制站和MD-5系列無人機控制站,都是第三代無人機控制站的典型代表。

  無人機控制站從陸地走向海洋

  進入21世紀以來,隨着無人機的廣泛運用,無人化作戰系統已經滲透到戰爭的諸多環節,在軍事行動中的顛覆性作用逐步凸顯。

  其中一個較為熟知的例子發生在2020年。當時的納卡衝突中,阿塞拜疆大量使用無人機當作誘餌,消耗亞美尼亞的防空武器,而後使用“哈洛普”反輻射無人機和“TB-2”察打一體無人機發起突襲,成功摧毀亞軍的防空系統、坦克裝甲目標和炮兵陣地等,為後續作戰創造了有利條件。此次衝突,無人機首次成為主戰裝備,快速打破了攻防平衡,改變了作戰進程。

  同一時刻,無人機的作戰範圍也逐漸從陸地延伸到海洋。不論數量還是種類,越來越多的無人機正在隨艦部署,遠離所屬國家的本土遂行任務。以航母為中心的海上編隊,在戰場前沿對無人機進行指揮控制的需求越來越迫切,傳統“前沿起降—後方控制”的集中式控制站,已經很難根據戰況快速完成對兵力的統籌指揮。

  在這一背景下,建立與艦艇深度融合的艦載無人機控制站,成為未來海上作戰的必然要求。

  與陸地上的無人機控制站相比,艦載無人機控制站更難實現,其相關探索歷時數十年,最早可以追溯至20世紀60年代。當時,在越南戰爭期間,美國研製並使用QH-50艦載無人直升機,同時也將目光投入到艦載無人機控制站的研製工作。

  一路走來,從“開始研製”到“真正上艦”,無人機控制站“上艦”坎坎坷坷歷時數十年,主要經歷了臨時便攜部署、艦上固定部署和艦機深度融合3個主要發展階段。

  ——臨時便攜部署。以美國海軍“掃描鷹”、RQ-21等小型無人機為例,這些無人機的控制站形態,主要以手持設備和筆記本電腦等便攜式設備為主。操控人員可以隨身攜帶無人機控制站並按需使用,但這一階段的無人機控制站設備相對獨立,與艦艇幾乎沒有信息交互。

  ——艦上固定部署。這一階段,通過在艦艇上設置固定的無人機控制&位,無人機控制站能與艦艇進行信息交互,不過,實現信息交互的前提條件必須是同型號的小型艦載無人直升機。

  ——艦機深度融合。2018年,美國海軍確定MQ-25A“黃貂魚”艦載無人加油機為首型航母艦載無人機。

  這類大型艦載無人機使用流程複雜、對配套資源要求高、統籌難度大,致使傳統艦載無人機控制站與海軍艦艇設備的不同系統之間耦合矛盾突出。

  為此,美國海軍提出了UAWC概念,計劃從底層深度整合無人機控制站與海軍艦艇,進一步實現艦機信息共享,全面統籌空海兵力資源,實現空海一體化作戰。

  根據美國戰略與預算評估中心研究報告中的估計,至2040年,美國航母除將搭載5到10架艦載無人加油機外,還可能搭載無人作戰飛機。

  從臨時便攜部署到艦上固定部署,再到艦機深度融合,艦載無人機控制站的進步提高了無人機在戰場前沿的響應速度。不過,從目前來看,艦載無人機控制站如何與航母進一步整合,並在艦上獨立操縱無人機完成各式各樣的飛行任務,仍有待實際運作測試和實戰能力檢驗。

  未來海上作戰或將迎來新變化

  近年來,隨着無人機逐漸從輔助裝備轉變為主戰裝備,各國對無人機控制站的運用與投入不斷增大。

  有消息稱,俄羅斯正在建設S-70“獵人”無人機的地面控制站。該控制站是一個用於中型和重型無人機的標準化地面控制站,未來將用於控制不同位置的無人機。

  同一時刻,艦載無人機控制站的出現,也標誌着無人機系統能夠以艦載無人機控制站為媒介,與海軍艦艇形成一個有機整體,有助於在未來戰場上實現空海協同作戰。

  未來,搭載艦載無人機控制站的艦艇可以按需申請無人機控制權和偵察信息,實現對無人機精準靈活的指揮控制,最大程度縮短指揮鏈和情報鏈。

  從人員效率角度看,艦載無人機控制站完成部署後,人員可以與艦艇其他崗位協同工作,在固定艙室內完成艦載無人機起降、調運、任務控制等操作,顯著改善艦載無人機操控人員的工作環境,有效提高工作效率。

  從兵力管理角度看,艦載無人機控制站可以集中管理和控制多型艦載無人機執行多種不同類型的作戰任務,並能通過智能化管理和數據分析,優化對艦載無人機的調度,進一步優化和提高艦載無人機的使用效率,進而提升艦艇編隊作戰效能。

  從協同使用角度看,部署艦載無人機控制站的艦艇可同時操控和管理多型多架艦載無人機,這更有利於指揮不同無人機開展多種協同作戰任務,同時控制站可以快速整合和分析艦載無人機獲得的各類戰場信息,幫助艦艇編隊指揮官提高對戰場態勢的感知和決策速度,增強艦艇編隊在情報、監視與偵察方面的作戰能力。

  從體系作戰角度看,隨着多種艦型搭載艦載無人機控制站,無人機指揮控制將擺脫單節點中心指揮模式,向多節點、高冗余、分佈式指揮方向發展,形成網絡隨遇接入、信息按需分發、授權指揮管理的新型作戰模式,將無人機裝備進一步融入空海協同與分佈式作戰概念中,提升海軍兵力作戰靈活性,完善海上聯合作戰體系。

  無人機控制站的關鍵技術涵蓋了通信、飛行控制、數據處理、人機交互等多個方面,未來隨着人工智能、飛行器等技術的不斷發展,無人機控制站也將不斷完善和進步,為無人機在未來戰場上更高效、更智能地執行飛行任務提供有力支持。(李翀倫  陳俊鋒)

【糾錯】 【責任編輯:王金志】