“低慢小”无人机制造的战场难题 中国有了破解方案
来源:环球时报-环球网
【环球时报-环球网报道 记者 樊巍】航模以及消费级无人机改装成的攻击型无人机、巡飞弹,以铺天盖地之势对重要军事设施开展蜂群攻击,这是无人机技术的普及与货架化之后,在现代战争中制造的一种新的作战场景。这类低慢小型无人机具有探测难、目标小、效率高、费用低的特点,给传统的防空武器系统造成了“看不到、拦不着、打不起”的难题,这种防御困境该怎么破?在本届中国航展上,中国最大的空天防御导弹研制生产单位——中国航天科工二院构筑的反无人机体系为解决这一热点难题给出了中国方案,展现了中国智慧。
低慢小如何挑战传统防空装备?
“低慢小型无人机自身的特点以及灵活战法的应用改变了战争的形态,取得了意想不到的打击效果。”本届航展,航天科工二院新闻发言人王文刚在接受《环球时报》记者采访时介绍称,最高端的防空武器系统,在面对低慢小无人机时反而可能有些束手无策,这种颠覆性首先体现在低慢小无人机通常在低空飞行,位于大部分防空雷达的探测盲区,“通常而言,大部分防空雷达更善于探测中高空空域,因为地面杂波的影响,很多雷达的低空探测能力较差。”
此外,低慢小无人机飞行速度慢的特点,对于躲避雷达而言却是一种优势。王文刚表示,因为雷达往往难以识别慢速目标,所以低慢小无人机“低”和“慢”的特点对雷达探测构成了挑战,“看不到”就成为防御低慢小无人机的首要难题。
再者,低慢小无人机“小”的特点,也对传统防空导弹造成了挑战。王文刚介绍称,传统的防空导弹通常采用近炸引信,利用破片进行杀伤,由于低慢小无人机“小”的特点,使得近炸引信很难起爆,有时即使导弹起爆但破片难以伤及小体积的无人机。因此,面对低慢小无人机,传统防空导弹出现了“打不着”、“拦不到”的问题。
而低慢小无人机颠覆传统防空武器系统的另一个原因就在于其成本低廉。王文刚表示,无人机,特别是小、微型无人机,造价低廉,而传统的防空导弹,或者是一些高炮等硬杀伤武器,一发导弹/炮弹的价格往往是低慢小无人机的十几倍乃至几十倍。在这种情况下,如果采用无人机集群攻击的模式,传统的防空导弹在防御过程中无论是数量还是成本都难以支撑,“因此,低慢小无人机的出现就造成了用传统防空武器‘打不起’的难题。”王文刚称。
“三多”理念构筑反无人机体系
既然单一的作战武器越来越难以应对低慢小无人机,那么以多型武器针对性地构建反无人机体系就成为了必然选择。在本届航展上,中国航天科工二院所展出的反无人机防御体系,正是基于体系化装备发展理念,系统性构建了无人机防御能力。王文刚用九个字形象地形容这套体系就是多要素、多武器、多手段。
据《环球时报》记者了解,在这套体系中,打破了以往通过一款武器系统解决所有问题的思路,而是把预警探测、指挥控制、拦截武器三大要素集成到一起,组成了一个体系化的作战系统。
这套体系中承担了“千里眼”角色的预警探测系统,由多型新型雷达和光电设备组成。王文刚介绍称,系统配置的多型雷达和光电设备,发挥了各自优势,“有的雷达中高空的探测性能较好,有的雷达低空探测性能较好,有的雷达抗干扰能力较强,这些使用了不同技术的雷达、光电设备优势互补、交互使用、交替开机,能确保整个预警探测系统24小时、全天候都能发挥作用。”
例如首次亮相本届航展的光电雷达和DK-1低空探测雷达,堪称是反无人机体系中探测目标的两大“法宝”。其中光电雷达既有光电产品视觉成像和测量精度高的优势特点,又具备同时测量多目标三维信息的优势,可实现周边360°全景红外成像、威胁目标探测和多目标三维定位。该型雷达首次采用边搜索边测距的工作体制,对空目标具有全天候工作能力,可实现每秒对20个以上目标进行500米至18公里的中远距离测距。DK-1低空探测雷达则是一型专门针对低空无人机目标的探测系统,在进行搜索、截获、监视和跟踪的同时,还可针对地面车辆目标实现探测和跟踪。该雷达已经在国内多个大型活动中提供了无人机目标防空预警的保障服务,在城市防空、要地防御中发挥着重要作用。
这套体系中承担了“大脑”角色的ZK-K20地导防空指控系统,可以汇总来自预警探测系统、上级指挥所、友军、目标指示雷达和武器系统等各类信息源,对突然出现的无人机目标做出快速响应,综合计算各类目标的威胁程度,根据不同武器系统的作战能力形成不同的目标分配并下达指令,将最合适的“武器”安排到最合适的“位置”上,被称为反无人机体系中防空作战的“最强大脑”。
据《环球时报》记者了解,该系统可支撑用户建立大到战役级、小至战场级的指挥控制系统,能够统一指挥控制远、中、近多型武器系统,最大程度发挥各型武器系统的综合作战效能。作为反无人机体系的指控终端,ZK-K20不仅可以指挥中远程防空装备对大型无人机实施尽远拦截,还可以指挥反无人机、蜂群体系武器平台对各种低慢小乃至微型无人机实施软硬手段拦抗打击,实现综合防空能力的大幅提升。
而这套体系中扮演“拳头”角色的拦截武器,不仅有HQ-17AE近程防空导弹武器系统和QW-12便携式防空导弹武器系统这种常见的防空导弹系统,还有微小型导弹,“网捕”,激光、高炮等系统,可针对不同的目标选择不同对抗手段,实现了对小目标、低成本无人机以及集群的多手段、多层次防御。
值得一提的是,在拦截武器系统中,除了弹、炮这样的硬杀伤手段,还有电磁干扰、电子控制、电子诱骗这样的软杀伤手段。王文刚介绍称,因为低慢小无人机本身造价低廉,抗干扰能力很弱,电磁干扰、诱骗系统能够发射相应的信号来干扰无人机的航行路线,控制数据链路传输,从而使无人机失去作战能力。相较于硬杀伤手段,这种软杀伤手段成本极为低廉,有效地解决了“打不起”的难题。
两型武器系统作用极为突出
在此次航展上展出的这套反无人机体系中,有两项武器作用极为突出。一款是被誉为“低空猎手”的近程防空武器系统,另一款就是首次亮相航展的ZR-1500无人化智能防御武器系统。
据《环球时报》记者了解,HQ-17AE作为国际一流的近程防空武器系统,其单车集成度高,一辆车就集成了探测、指控和防御系统,即可独立开展作战,又能够作为一个移动的指挥中枢,指挥激光、网捕、电磁干扰等各型反无人机软硬杀伤装备,以互联互通、高效分配的方式重点对抗低慢小、蜂群式无人机的饱和攻击。
这款战车还具备行进间目标搜索、跟踪和导弹发射能力。导弹机动能力优异,多目标能力强,作战斜距为1.5-20km。作为一款可伴随机械化部队作战的伴随式近程防空武器系统,HQ-17AE可用于拦截固定翼飞机、武装直升机、无人机、巡航导弹、战术空地导弹以及火箭弹等各类低空来袭目标。主要用于伴随保障机械化作战部队在集结、行进、和机动作战时的空中安全,也可用于要地防空,保护战地指挥所、重要桥梁、交通枢纽等主要目标的空中安全。
而另一款可作为HQ-17AE近程防空武器系统“忠诚僚车”的ZR-1500多用途无人化智能防御武器系统,则采用了通用无人底盘和多型模块化作战武器按需选配集成的形式,执行察打一体综合作战任务。该型无人战车适配了3种微小型导弹模块,既具有对固定翼飞机、直升机、无人机等目标进行5km远界有效拦截的防空能力,又具有对机动式轻装甲目标和人员目标实施精确制导打击的对地攻击能力。在典型的火力配置下,这款无人战车可包含微型导弹12枚、小型导弹4枚和察打一体巡飞弹2枚,还可以根据作战任务需求换装机枪等武器系统。
作为一款智能无人新概念多用途综合防御系统,这款无人战车将主要面向局部作战与小规模冲突,既可用于边境地区的无人值守,前往一些环境恶劣,或者是人员难以到达的地方执行作战任务,还可充当步兵班组的“第十一人”提供火力、信息和保障支援。王文刚介绍称,这款无人战车系统仅需两个人就可以完成操作,一个人负责远程遥控指挥车辆的行驶,另一个人则负责控制车上的武器平台实现作战效能。
“这款武器今年是首次参展,它的设计理念迎合了现在无人作战的发展的趋势。这款无人作战系统以其像乐高玩具一样的模块化灵活配置、智能化辅助决策等特点,实现了无人值守、机动伴随、远域精兵等能力,构建了灵活机动的新型威慑力量。”王文刚称。
技术研发与集成的挑战——人形机器人的高造价
人形机器人的高造价及其技术复杂性分析
随着科技的飞速发展,人形机器人已经不再是科幻电影中的专属产物,而是逐渐成为现实生活中的高科技代表。人形机器人不仅拥有与人类相似的外观,更在智能、动作控制和自主决策能力方面取得了显著进步。然而,这些进步背后是高额的制造成本。其中,一只手拥有20多个关节电机只是造成高造价的一个显著原因。
一、关节电机的复杂性
人形机器人的关节电机不同于传统机械部件,它们集成了精密传感器、控制器等高科技装置。这些关节电机不仅仅是实现机械动作的基础,更是确保机器人动作精准和姿态灵活的关键。每一个关节电机的制造都需要高精度的加工和严格的质量检测。
具体来说,这些关节电机内部配备了位置传感器和力传感器,能够实时反馈机器人的动作和受力情况,确保机器人动作的精准性和稳定性。此外,为了实现对这些关节电机的控制,还需要配备先进的控制系统,包括电机驱动器、控制器等。这些控制系统的研发和制造也增加了人形机器人的制造成本。
二、智能控制系统的集成
除了复杂的机械结构,人形机器人还需要具备高度智能和自主决策能力。这涉及到计算机视觉、语音识别、机器学习等高科技技术的集成。为了实现这些功能,人形机器人需要配备高性能的计算机芯片、大量的存储空间和复杂的软件算法。
具体来说,计算机视觉技术使人形机器人能够识别环境、感知物体和追踪目标。语音识别技术则使人形机器人能够与人类进行自然语言交互。而机器学习技术则使人形机器人具备学习和适应新环境的能力。这些技术的研发和集成都需要大量的人力、物力和财力投入,从而提高了人形机器人的制造成本。
三、技术研发与集成的挑战
人形机器人的制造过程中,技术研发与集成是一大挑战。为了实现人形机器人的各种功能,需要跨领域的技术合作和协同创新。这不仅涉及到机械工程、电子工程、计算机科学等多个领域,还需要对这些技术进行深入的研发和优化。
此外,人形机器人的制造还需要进行大量的实验和测试,以确保机器人的性能和安全性。这些实验和测试涉及到各种环境、条件和场景,需要投入大量的人力和物力资源。因此,技术研发与集成也是造成人形机器人高造价的重要原因之一。
四、总结
综上所述,人形机器人的高造价主要体现在其复杂的机械结构、高精度传感器、智能控制系统以及先进技术的研发与集成等方面。虽然人形机器人的制造成本较高,但随着科技的进步和规模化生产的推进,未来人形机器人的成本有望逐渐降低。
此外,随着人工智能和机器人技术的不断发展,人形机器人在未来可能会成为许多领域的重要工具和应用载体。因此,对于人形机器人的研究和开发具有重要意义。虽然当前的高造价可能限制了其普及和应用范围,但随着技术的不断进步和成本的降低,人形机器人在未来的应用前景将非常广阔。
总之,人形机器人的高造价与其技术复杂性密切相关。随着科技的不断发展,我们有理由相信,人形机器人的制造成本将会逐渐降低,而其应用领域和影响力将会不断扩大。
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