科索沃

有人无人作战MUMT机遇还是挑战

发布时间:2020/8/8 14:50:10   点击数:
北京中科白瘕风刘云涛 https://m-mip.39.net/nk/mipso_4394487.html

引言

在下一个十年,许多国家将替换或更新其目前的直升机编队。意识到这一点,北约组织成立了不同的工作/研究小组,以确定对新一代战斗/运输直升机的要求,有人无人组合(MUM-T)能力可能是这些要求之一。MUM-T概念所提供的技术和功能可能不仅会改变未来飞机的发展方式,甚至可能会改变未来的作战方式。本文提供了MUM-T概念的概述,探索了其机遇和挑战,并分析了在MUM-T环境中作战时有人驾驶平台上飞行员工作量增加可能带来的航空医学和人为因素的挑战,可能影响人机界面(HMI)新概念发展的因素。

什么是MUM-T?

在年MUM-T战略简报中,美国陆军航空中心(USAACE)将MUM-T定义为:“同步使用士兵、有人和无人驾驶的空中与地面车辆、机器人和传感器,以增强对态势的了解,杀伤力,提高生存能力。

”唐纳德·沃尔德威斯和迈克尔·斯宾塞将MUM-T解释为“一种标准化的系统架构和通信协议,它使从无人机系统(UAS)传感器有效载荷获得的实时和静态图像能够在部队之间共享”。通过使用复杂的数据链路,MUM-T使有人值守的平台可以在不同互操作性(LOI)级别与UAS连接。这使得有人驾驶飞机和地面部队都可以共享UAS的产品。这次机会可以提高决策制定和执行任务的效率,提供新的不同战术机会,这可能会影响未来战略的发展。简单来说,MUM-T在地面部队,有人驾驶飞机和UAS之间提供了新的互操作性(LOI)。

表1:北约的标准描述了五个互操作性(LOI)级别。

第一级:直接接收无人机关联数据;

第二级:直接接受侦察或其他数据,这里的直接包含着由无人机系统中转通信的数据;

第三级:控制和监控无人机载荷,尤其是直接接受的侦察或其他数据;

第四级:控制或监控无人机,但不包括发射或回收;

第五级:在第四级基础上,增加发射和回收的控制。

机遇与能力

在旋翼领域,攻击直升机AH-64E被认为是最先进的MUM-T平台之一。能够执行从LOI-2到LOI-4(表1)的功能,它不仅可以从无人机(UA)接收视频,而且还可以控制UA的传感器和导航配置文件,该图像可以提供给步兵和联合终端进攻控制员(JTAC),支持对联合部队领导人的战术信息收集的需求,并提高战术态势感知(SA)。

MUM-T使您有机会了解地面上正在发生的事情,目标的外观以及地形的外观,这些都可以在您到达那里之前进行,而仍然远离危险区域。它提供了向参与的作战人员提供相同图片的可能性。直升飞机机组人员无需接管第三方操作员就能控制无人机或其有效载荷并自主管理完成给定任务所需的图像收集的能力,可能会导致所需通信量的大幅减少,积极确定目标并确定地面上的友军和中立实体的位置。这些方面可以避免因语言障碍而导致沟通中断,并减少出错的风险,对目标的误解或误认。

MUM-T概念所提供的机会和能力在很大程度上取决于无人机与有人驾驶飞机配合使用时可能承担的角色。在最近的一项研究中,联合指挥转换(ACT)研究了其中一些可能的角色。无人机可用作传感器,将信息提供给有人驾驶飞机,也可以被视为能够发射弹药的武器发射(WD)平台。

无人机与有人驾驶飞机配合使用时,可以用作诱饵,既可以吸引对手的武器,也可以分散敌人的注意力,以使有人操纵的平台无法被发现,从而最大程度地增加了他们的安全。也可以考虑电子攻击(EA),配合此角色,无人机可以发射电磁能量以压倒、迷惑、欺骗或以其他方式使敌方雷达系统失效。搜索和救援(SAR)负载可能是无人机角色,无人机可以由有人驾驶的飞机驾驶,并用于为救援任务投下补给品(例如食物,药品)。MUM-T有潜力提供各种机会,再加上最新的战术、技术和程序(TTP),可以在任务的各个阶段提供改进和增强的战术SA,并可以提高杀伤力载人平台,并提高其生存机会。

互通性

将来,在不同领域中使用的不同类型的无人系统的数量将大大增加。例如,在民用领域,估计到年与无人驾驶飞机有关的全球市场将达到约亿美元,与年相比增长%。在这种复杂且不断发展的技术方案中,如何提升互操作性,来避免可利用的不同有人/无人系统之间的冲突是一个日益严重的问题。无人机系统在全国范围内设计和采购,它们通常使用无法确保通用接口和特定的系统构建。

在北约组织内部,“硬件和软件的通用性将是实现互操作性的一种解决方案,但通用性不是强制性的”。结果是越来越多的不可互操作系统。北约在年响应了互操作性要求,批准了第一版标准协议(STANAG–用于北约无人机互操作性的无人飞机控制系统的标准接口(UCS)),当前第4版有效。STANAG并未提供完整的解决方案,但正如蒙泰罗·马克斯在其研究结论中所言:“这无疑是朝该方向迈出的关键一步,为未来的发展提供了路线图。”考虑到北约内部并非强制性要求通用性,因此在通用路线图上进行融合应该是开发可互操作和可连接系统的有效解决方案。

人为因素和航空医学挑战

对于有人驾驶平台的飞行员来说,任务饱和和过多的工作量可能成为与无人机一起执行MUM-T任务的严重问题。年,美国陆军航空医学研究实验室(USAARL)着眼于此问题,并进行了一项研究,分析了MUM-T应用可能带来的人为因素(HF)和航空医学挑战。该研究强调了保持警惕的绝对必要性。正如USAARL指出的那样,飞行员在MUM-T模式下操作时可能面临的一些问题包括视觉过载、工作量增加、任务饱和、分心和“飞行”SA减少以及眩晕。此外,美国空军实验室(USAARL)警告说,处理冲突的感觉信息(在空中平台运动提示和无人机方向之间)以及驾驶舱中无人机互操作性增强的其他后果可能会增加空间定向障碍(SD)的风险。USAARL区分“战场”或“目标”SA与“飞行”SA。

MUM-T可以首先增加,但USAARL提出了一个基本问题,即这可能导致降低“飞行”SA的成本。有鉴于此,航空医学界应参与其中,在未来具有MUM-T功能的飞机的开发周期中,将提供比以往更多的指导和专业知识。通过分析MUM-T应用带来的高频和航空医学挑战,希望有一种整体而全面的方法来参与:不仅是航空医学界,而且是科学界,研究实体和行业。在年,托比亚斯·保罗和伊曼纽尔·布雷默对MUM-T概念进行了研究,并强调了在有人驾驶平台的驾驶舱中增加和增强系统的必要性,以使无人机与成功的团队合作成为可能。

系统应在为飞行员提供适当的安全评估的同时将飞行员的工作量减少到可接受的水平。用于任务分配,无人机状态呈现和任务结果呈现的增强型HMI是要实现的关键组件之一。在这种情况下,莱昂纳多的直升机部门正在开发一种新的客观方法,该方法可以评估HMI的有效性,即红外线压力监测系统(ISMS)。该项目“旨在基于心理生理指标来验证指标,以评估整个机组人员在认知和压力行为及指标方面的实时客观工作量”。认识到并减轻由HF和航空医学风险引起的性能下降,错误和事故的可能性一直是飞机设计和开发的重中之重。这种观点在应用于载人高空作业平台的MUM-T技术的开发中尤为重要。探索能够促进自然和有效交互的HMI新方法,同时尽可能减少飞行员的工作量,可能代表着新一代MUM-T飞机的发展中的真正必要要素。

HMI-座舱进化

ISMS旨在验证基于心理生理指标的指标,以评估整个团队的心理生理生物标记物(无创记录)的实时机组工作量和压力。

结论与建议

MUM-T可以说是一种新的作战策略。它可以提高战术SA和载人平台的杀伤力,同时提高其生存机会。这是一项相对较新的技术,旨在使相关人员(士兵、有人和无人驾驶的空中和地面车辆、机器人和传感器)的行动保持同步。创新的行动概念可能会在未来改变战争的计划和进行方式。在为北约创建有效和可靠的工具之前,需要解决一些挑战,并解决一些问题。

首先,在开发应用于MUM-T的技术时,必须特别重视互操作性的概念。所有相关国家在共同路线图上的趋同应为开发可互操作和可连接的系统提供有效的解决方案。这可以确保未来指挥官的战术和战略优势,在北约内部可用的MUM-T平台之间提供不同的耦合选择。其次,对MUM-T应用造成的高频和航空医学问题/风险/威胁,科学的研究对于未来飞机的设计和开发至关重要。希望有关方面采取全面和综合的方法来应对挑战。对机组人员的工作量进行客观分析可能有助于支持新飞机的驾驶舱设计并推动新的HMI概念的发展。这些概念可以帮助找到正确的方法来显示飞行员所需的基本数据,而又不会超出其人为限制。

结论:MUM-T战略在战术层面上增强了空对陆一体化,通过将空军和地面部队完全放在同一张态势图上。在适当尊重它所意味着的多重技术挑战的情况下,可以将其视为一个巨大的机会,北约组织需要对此进行认真评估。

作者:里维奥·罗塞蒂(LivioRossetti)中校

于年被任命为意大利步兵军官。三年后,他转学到了陆军航空学校,并于年以直升机飞行员的身份毕业。罗塞蒂中校曾担任排长,中队长和S3室长。他曾驾驶过通用直升机AB-,AB-,AB-,AB-,以及AW-,曼古斯塔(Mangusta)作战直升机。作为机组人员,他曾部署到巴尔干半岛(阿尔巴尼亚,科索沃),中东(黎巴嫩,伊拉克)和中亚(阿富汗)。罗塞蒂中校是一名合格的CBRN(化学,生物,放射和核能)专家,是一名航空教员,他目前作为战斗航空处的空中作战专家,驻扎在瑞典卡弥的JAPCC。

本文来源:桌面战争

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