Hiện nay, khái niệm tiến hành các hoạt động bầy đàn từ trên không, trên bộ và trên biển sử dụng nhiều hệ thống "sa mạc" đang có sự phát triển ổn định, vì để đánh bại đối thủ, các lực lượng vũ trang của nhiều quốc gia rất chú trọng đến việc triển khai các hệ thống tự trị tiên tiến. các công nghệ. Tuy nhiên, sự phát triển của các công nghệ này hiện nay chủ yếu tập trung vào các tổ hợp trên không và không chắc trong tương lai gần chúng có thể tác động đáng kể đến kết quả của các hoạt động quân sự.
Tuy nhiên, việc triển khai hàng loạt nền tảng tự hành trên không, trên mặt đất, trên mặt đất và tàu ngầm đang buộc quân đội phải đối mặt với những thách thức khó khăn trong việc duy trì và tài trợ cho công nghệ này, mặc dù nó được giới thiệu tương đối gần đây.
Ví dụ, theo Bộ trưởng Quốc phòng Gavin Williamson, người đã phát biểu tại Viện Nghiên cứu Quốc phòng Hoàng gia một năm trước, Quỹ Chuyển đổi Bộ Quốc phòng Vương quốc Anh “được giao nhiệm vụ phát triển các phi đội máy bay không người lái nối mạng có khả năng gây nhầm lẫn và gây choáng váng cho hệ thống phòng không của đối phương. Chúng tôi hy vọng công nghệ sẽ sẵn sàng để triển khai vào cuối năm nay”.
Các quan chức cấp cao của Bộ chỉ huy các chiến dịch đặc biệt của Mỹ đồng ý về nguyên tắc với quan điểm này. "Tổng thể các hệ thống không người lái làm việc trong một nhiệm vụ chung vẫn là một phần không thể thiếu trong lộ trình của Bộ Tư lệnh đối với khái niệm đầy hứa hẹn" Các ứng dụng đặc biệt cho các tình huống đặc biệt ", - người đứng đầu chương trình cho các thiết bị loại máy bay cho biết.
Nhận xét của ông phù hợp với nhận xét của Bộ tư lệnh, trong đó nói về cách công nghệ bầy đàn có thể hỗ trợ "nhận thức thông tin chiến thuật" của các lực lượng đặc biệt trong một tình huống chiến đấu. Ý tưởng của Bộ chỉ huy, NGIA (Nhận thức Thông tin Thế hệ Tiếp theo), tích hợp "cảm biến sinh trắc học và kỹ thuật từ xa, kiến trúc dữ liệu tiên tiến và phân tích để bổ sung cho việc thu thập thông tin tình báo truyền thống trong lãnh thổ thù địch."
Một phát ngôn viên của Bộ Tư lệnh đã giải thích các nguyên tắc sử dụng chiến đấu khác nhau, bao gồm cả cách hàng loạt máy bay không người lái cất và hạ cánh thẳng đứng có thể hỗ trợ khái niệm NGIA. Trong số các nguyên tắc được xem xét khác của việc sử dụng công nghệ mới này là việc triển khai các UAV từ một vị trí tiên tiến để tiến hành trinh sát bằng hình ảnh, âm thanh và điện từ, và do đó không gây nguy hiểm cho các lực lượng đặc biệt, những người đã tốn rất nhiều tiền đào tạo.
Ông cũng nói về mong muốn của Bộ Tư lệnh là thành lập một tập đoàn gồm "các đối tác công nghiệp tốt nhất" có khả năng phát triển một giải pháp cho các UAV và đưa nó vào thực tế trong sáu năm tới.
Hoạt động liên tục
Mọi hoạt động sử dụng các giải pháp bầy đàn có thể bắt đầu trước khi khái niệm NGIA được triển khai. Các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ đã và đang thực hiện các chương trình khác nhau nhằm sử dụng các công nghệ được kết nối chặt chẽ với nhau.
Các chương trình như OFFSET (Chiến thuật tấn công bầy đàn) của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến DARPA, TOBS (Cảm biến ngoài trời chiến thuật) của Không quân Hoa Kỳ và LOCUST (Công nghệ bầy đàn UAV chi phí thấp - công nghệ bầy đàn UAV rẻ tiền) của Hải quân Hoa Kỳ.
Ý tưởng TOBS dựa trên máy bay hỗ trợ hỏa lực AC-130J Ghostrider, có khả năng phóng một số máy bay không người lái phóng ống Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) cùng một lúc để cung cấp cho tàu sân bay thông tin về khả năng các mục tiêu.
Không quân Mỹ không thể cung cấp thông tin chi tiết về chương trình TOBS, nhưng các nguồn tin trong ngành cho biết máy bay không người lái ALTIUS được trang bị camera ảnh nhiệt và quang điện tử và một liên kết dữ liệu cung cấp hướng dẫn cho tổ hợp vũ khí của Ghostrider. Khái niệm TOBS cho phép Ghostrider tấn công mục tiêu trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất.
Dự án LOCUST của Không quân Hoa Kỳ tập trung vào sự hợp tác của tối đa 30 máy bay không người lái Coyote để hỗ trợ các nhiệm vụ thu thập, giám sát, xác định mục tiêu và trinh sát tình báo. MIT Perdix UAV cũng đang được coi là một nền tảng thay thế cho chương trình LOCUST.
DARPA đã tổ chức cuộc trình diễn cuối cùng của mình trong khuôn khổ dự án OFFSET vào tháng 6 năm 2019. Khái niệm OFFSET dự kiến có thể đảm bảo hoạt động chung của tối đa 250 UAV và sự tích hợp của các phương tiện mặt đất tự động (AHA) vào một mạng lưới duy nhất.
Cuộc biểu tình vào tháng 6 tại Fort Benning, cuộc biểu tình thứ hai trong số 6 chiếc được lên kế hoạch, minh họa khái niệm về một mạng lưới máy bay không người lái và phương tiện mặt đất thực hiện các nhiệm vụ do thám trong các cộng đồng có cấu trúc thẳng đứng cao, đường phố hẹp và góc nhìn nông. Theo DARPA, Lockheed Martin và Charles River Analytics trong chương trình OFFSET được giao nhiệm vụ "kiến trúc một hệ thống bầy đàn dưới dạng một ứng dụng trò chơi thực tế được nhúng trong các nền tảng tự trị vật lý."
Hoạt động này cũng nhằm xác định "hành vi thích ứng, phức tạp, tập thể nhằm cải thiện trao đổi thông tin, ra quyết định và tương tác với môi trường để các UAV có thể tương tác liên tục, ảnh hưởng lẫn nhau và đưa ra các kết luận logic đúng đắn."
Trong khi đó, giai đoạn phát triển thứ ba đã được hoàn thành vào cuối năm 2019, theo Dynetics, tổng thầu của dự án Gremlins. Mục tiêu của dự án là phóng từ một máy bay vận tải C-130 và trả lại cho nó một "đàn" máy bay Gremlin. Chương trình Gremlins, khái niệm được phát triển bởi Văn phòng DARPA, cung cấp việc sử dụng các máy bay không người lái có thể tái sử dụng có khả năng thực hiện các hoạt động trên không phân tán trong một môi trường tác chiến phức tạp.
Dynetics cho biết trong một tuyên bố rằng “Máy bay không người lái Gremlin được phóng từ các máy bay hiện có ngoài tầm phòng không của đối phương. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, máy bay C-130 đưa máy bay không người lái Gremlin trở lại khoang và vận chuyển chúng về căn cứ, nơi chúng nhanh chóng phục hồi và được đưa trở lại chuyến bay."
Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International và Kratos Unmanned Aerial Systems đang tham gia chương trình.
Giải pháp công nghệ
Theo giám đốc công ty Kratos Steve Fendley, trong tương lai, hàng trăm, nếu không muốn nói là hàng nghìn máy bay không người lái sẽ có thể tham gia vào các bầy đàn.
Fendley cho biết cách hàng loạt UAV trong tương lai sẽ có thể tương tác với mục tiêu thực hiện số lượng không giới hạn các nhiệm vụ tấn công và phòng thủ thông qua việc ra quyết định độc lập ở "cấp độ đại chúng".
“Độ tin cậy tăng theo cấp số nhân nếu bạn có một số lượng lớn phương tiện thực hiện một nhiệm vụ cụ thể,” Fendley giải thích và lưu ý rằng việc mất một hoặc nhiều UAV trong một nhóm lớn hệ thống sẽ không ảnh hưởng tiêu cực đến nhiệm vụ.
“Bản thân bầy đàn và khả năng ra quyết định của nó không bị ràng buộc với bất kỳ máy bay cụ thể nào, vì vậy bạn có thể mất một hoặc nhiều máy bay không người lái mà vẫn không mất khả năng hoàn thành nhiệm vụ. Điều này đặc biệt quan trọng khi thi đấu với những đối thủ gần như ngang ngửa, nơi số lượng rất quan trọng."
Fendley cũng thu hút sự chú ý của thực tế là hàng loạt UAV có thể được nối mạng thông qua liên lạc vệ tinh, điều này cho phép máy bay, nếu cần, trao đổi dữ liệu ngoài tầm nhìn.
“Trong không khí, các thiết bị này cho các mục đích khác nhau trao đổi tất cả thông tin có sẵn với nhau, tức là mỗi thiết bị sở hữu nhiều thông tin hơn những gì nó có thể có nếu nó tự bay. Do đó, khả năng của từng phần tử riêng lẻ trong bầy được tăng cường đáng kể."
Nhưng đồng thời, tiềm năng của UAV bầy đàn vẫn chưa được phát huy hết, bất chấp sự hiện diện của hàng trăm chương trình công nghệ ở Hoa Kỳ và các nước khác.
Việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy trong các quy trình ra quyết định bằng máy bay không người lái và cung cấp phân phối và sửa đổi các vòng quyết định nhận thức là những lĩnh vực vẫn cần được nghiên cứu kỹ lưỡng. Theo Fendley, “hiện nay nhu cầu nghiên cứu trong những lĩnh vực này là rất lớn”, nhưng hầu hết các màn hình bầy đàn vẫn cần phải tích hợp đầy đủ và tối ưu hóa phần mềm AI. Việc trình bày các bầy UAV ngày nay dựa trên logic hơn là dựa trên AI."
Vào tháng 5 năm ngoái, như một phần trong lộ trình phát triển mạnh mẽ của mình, Kratos đã công bố quan hệ đối tác chiến lược với nhà sản xuất máy bay không người lái Aero Eco. Sự hợp tác này nhằm phát triển khái niệm "Khả năng tích hợp của các UAV chiến thuật và tên lửa chiến thuật hiệu quả cao." Nó hình dung việc triển khai hệ thống tên lửa phóng bằng ống chiến thuật Switchblade của Aero Eco thông qua các phương tiện không người lái tốc độ cao và lớn hơn, bao gồm cả máy bay không người lái MQM-178 Firejet của Kratos. Tàu sân bay Firejet dài 3 mét, ban đầu được tạo ra như một máy bay huấn luyện thả vũ khí toàn diện, là bản sao thu nhỏ của BQM-167A Subscale Aerial Target, được cung cấp bởi Không quân Hoa Kỳ.
Các máy bay không người lái tấn công khác của Kratos còn có UTAP-22 Mako và XQ-58A Valkyrie.
Được phát triển vào năm 2015, tàu sân bay phản lực Mako dài 6, 13 mét có khả năng đưa bầy UAV đến địa điểm và điều phối hành động của chúng, điều chỉnh nhiệm vụ và gửi thông tin đến trạm điều khiển mặt đất. Vào ngày 23 tháng 1 năm 2020, chuyến bay thành công thứ 4 của máy bay không người lái XQ-58A đã được thực hiện tại bãi tập Yuma. Các thử nghiệm được thực hiện như một phần của chương trình Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Hoa Kỳ cho một trình diễn công nghệ rẻ tiền với các khả năng của LCASD (Trình trình diễn tấn công chi phí thấp).
Trong các cuộc thử nghiệm, máy bay đa nhiệm và độc lập đường băng XQ-58A đã hoàn thành tất cả các nhiệm vụ của nó, bao gồm cả bay độ cao và thu thập dữ liệu trong điều kiện thực tế. Fendley nói rằng các chuyến bay đầu tiên của các phương tiện phóng bằng UAV Switchblade sẽ được thực hiện vào đầu năm 2020.
Sự kết hợp như vậy có thể mở rộng đáng kể hiệu quả hoạt động của máy bay phản lực Switchblade, có tầm bắn tối đa 20 km khi hoạt động ở chế độ đơn lẻ. "Kết hợp với phương tiện phóng, tầm hoạt động của Switchblade sẽ tăng thêm 270 km nếu bạn muốn quay trở lại tàu, và 540 km cho nhiệm vụ theo một hướng", Fendley nói, đồng thời lưu ý rằng mỗi chiếc Firejet sẽ có thể mang theo. lên đến bốn Switchblade. "Bầy đàn truyền thống dễ thực hiện hơn bằng cách sử dụng các hệ thống nhỏ và chúng tôi dự định với Firejet sẽ hướng tới khái niệm bầy đàn."
Khả năng bầy đàn
Kratos cũng đang tham gia vào chương trình Gremlins của DARPA, chương trình này có thể cung cấp cơ sở cho hàng chục khái niệm kiểu bầy đàn, bao gồm "triển khai trên không và tái nhập lớn các UAV".
Cuối năm 2019, Kratos và DARPA thực hiện chuyến bay đầu tiên từ máy bay C-130, hiện vẫn chưa được tiết lộ, đây là giải pháp trung gian giữa các phương tiện Firejet và 167A. Tàu sân bay không được đánh dấu này có các cánh gấp, cho phép nó được vận chuyển trong hầm hàng của máy bay C-130.
Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, việc đưa các tàu sân bay trở lại khoang hàng diễn ra bằng cách sử dụng một công nghệ giống như tiếp nhiên liệu trên không. Điều này cho phép máy bay C-130 "cập bến" tàu sân bay để đưa nó trở lại khoang và chuyển lên giá để cất giữ để tái sử dụng.
Kratos cũng đang phát triển công nghệ Wolf Cancer cho các hoạt động theo bầy của UAV. Là một phần của khái niệm Wolf Pak, một công nghệ truyền thông đang được nghiên cứu cho phép nhiều hệ thống không khí được kết hợp thành một mạng tần số cao và do đó cải thiện chất lượng trao đổi dữ liệu.
Công nghệ Wolf Pak cũng cho phép bầy đàn thích nghi và cấu hình lại theo cách phi tập trung, cho phép bầy đàn bay không người lái bay ở khoảng cách xác định trước với nhau. Phần mềm này đang được phát triển theo yêu cầu của một khách hàng không được tiết lộ của Quân đội Hoa Kỳ. Không có thêm chi tiết nào được cung cấp, mặc dù các chuyên gia trong ngành cho rằng nó có thể được sử dụng để hỗ trợ một loạt các yêu cầu hoạt động khác nhau, từ tình báo đến nhắm mục tiêu.
Phần mềm Wolf Pak, hiện đang trong quá trình đánh giá của khách hàng, chạy trên các liên kết UWB làm giảm chữ ký điện từ của UAV khi sử dụng một trạm điều khiển duy nhất.
Kratos cho biết giải pháp Wolf Pak chỉ định một "thủ lĩnh", người kiểm soát từ xa hoặc tự động phần còn lại của bầy. Hệ thống cũng dự phòng, hoạt động của bầy đàn không bị ảnh hưởng bởi việc tắt máy hoặc hư hỏng một máy bay không người lái riêng biệt. Mỗi UAV hoạt động theo nhóm trên phần mềm tích hợp của riêng nó, giúp tránh xung đột với máy bay không người lái và các chướng ngại vật khác.
Theo Kratos, ngày nay phần mềm Wolf Pak có khả năng điều khiển tối đa 10 UAV trong một bầy. Máy bay cũng có thể tự ngắt kết nối mạng cho các hoạt động riêng lẻ, sau đó chúng có thể kết nối lại với bầy đàn. Fendley nói:
“Wolf Pak có thể nhanh chóng tích hợp các nhóm UAV để hợp tác, mặc dù nó không bao gồm AI hoặc chức năng ra quyết định. Tuy nhiên, ngày nay chúng tôi không sử dụng Wolf Pak, tuy nhiên, một hệ thống nguyên mẫu đã được tạo ra để hiểu cách thức hoạt động của khái niệm này. Chương trình không bao gồm một kênh liên lạc được mã hóa, nhưng ngày nay, một hệ thống an toàn là cần thiết để thực hiện giám sát trong tình huống chiến đấu."
Kratos đang sử dụng một hệ thống tự hành chưa được đặt tên để hỗ trợ các chương trình trình diễn hiện tại của mình và cung cấp giao diện chung với các UAV bầy đàn có thể được điều chỉnh để tích hợp các loại máy bay cụ thể. Nó bao gồm một liên kết dữ liệu để điều khiển và giám sát từ xa; bổ sung kênh liên lạc giữa các phương tiện bay gần; Phần mềm lái tự động để đảm bảo hiệu suất bay "cơ bản"; cũng như một máy tính mục tiêu để ra quyết định ở cấp cao hơn. Công nghệ này cũng bao gồm phần mềm AI do Kratos và các đối tác khu vực dân sự giấu tên khác phát triển.
“Mục đích của chúng tôi là có các giao diện mở và các cách tiếp cận khác nhau thích ứng với bất kỳ phần cứng / phần mềm nào. Kratos muốn phù hợp với tất cả chúng và kết hợp các giải pháp khác vào máy bay không người lái của chúng tôi. Quyền tự chủ có thể được nhúng trong các hệ thống cơ bản với giao diện cho phép chúng tôi tương tác và phối hợp với các hệ thống con tự trị và AI của các nhà phát triển khác , - Fendley lưu ý.
Trong khi đó, nhà sản xuất tên lửa châu Âu MBDA đã trình bày một số khái niệm và hệ thống hỗ trợ hoạt động bầy đàn của UAV tại một triển lãm hàng không ở Paris vào mùa hè năm 2019.
Giao hàng bầy đàn
Một đại diện của công ty MBDA cho biết rằng một quá trình phát triển tích cực khái niệm của riêng họ về Hệ thống Không khí Tương lai và các thành phần của nó - khả năng bầy đàn đang được tiến hành. Đặc biệt, nó bao gồm việc cung cấp một loạt UAV của cái gọi là Người vận chuyển từ xa, sẽ "nhỏ gọn và không phô trương" và sẽ có thể hoạt động cùng với các nền tảng và vũ khí khác.
Công ty cho biết trong một tuyên bố: “Khi các mối đe dọa phát triển và các chiến lược từ chối ngày càng trở nên tinh vi hơn, sẽ cần thiết để tạo ra ưu thế trên không cục bộ và tạm thời”. "Trong các hoạt động nhanh như chớp này, các phần tử điều hành được nối mạng sẽ chiếm một phần đáng kể của đám mây chiến đấu, trao đổi thông tin chiến thuật và tọa độ mục tiêu trong thời gian thực với các nền tảng và các nút mạng khác để đạt được tác động mong muốn."
MBDA gọi các bệ phóng từ xa của nó, được phóng từ máy bay chiến đấu và vận tải và tàu nổi là "bệ phóng và vũ khí mở rộng đi kèm với chúng."
Theo đại diện công ty, dự án "phương tiện từ xa" bao gồm mạng lưới cảm biến hồng ngoại và tần số vô tuyến với chức năng tổng hợp dữ liệu và tự động xác định mục tiêu trong môi trường khó khăn; các chức năng phát hiện mối đe dọa; và sự phát triển của các công cụ lập kế hoạch tiên tiến và các công cụ ra quyết định.
Các hệ thống cụ thể do MBDA nghiên cứu có khả năng tấn công chiến thuật với "vũ khí kết nối mạng, nhỏ gọn, được triển khai ngoài tầm với của vũ khí, có khả năng tác động chính xác cao và vô hiệu hóa hệ thống phòng thủ của đối phương thông qua hành vi theo nhóm và bầy đàn."
Công ty WB Electronics của Ba Lan cũng đang khám phá khả năng bầy đàn cho các máy bay không người lái và kho đạn (BB) của mình. Công ty đã nói về các kế hoạch trong tương lai cho các nền tảng tự trị hoạt động trong các cấu hình bầy đàn. Theo Giám đốc Ngân hàng Điện tử Martin Masievski, thành công trong hoạt động trong tương lai của các công nghệ tự hành này sẽ dựa trên chức năng mà chúng có thể cung cấp cho quân đội.
Ví dụ, đây là khả năng bay của BB và UAV trong điều kiện không có tín hiệu GPS và trao đổi tin nhắn với các máy bay có người lái và không người lái khác trong các nhiệm vụ theo bầy đàn.
Masievski cho biết WB Electronics đang phát triển các công nghệ bầy đàn để đáp ứng nhu cầu của quân đội đối với các hệ thống không có người ở, đặc biệt là khi hỗ trợ các hoạt động trong điều kiện chiến đấu, nhưng không thể cung cấp thêm thông tin chi tiết. Ông lưu ý rằng WB Electronics đang làm việc để nối mạng tới 6 kho đạn Warmate LM, mặc dù dự án này vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Ông cũng nói lên tầm nhìn của mình về khả năng của bầy LM, cho phép sử dụng tối đa 20 máy bay không người lái được gắn vào một mạng duy nhất để do thám và thu thập thông tin.
Hầu hết các công nghệ bầy đàn ngày nay được phát triển cho vùng trời. Tuy nhiên, lộ trình dài hạn có thể được bổ sung với các khả năng tương tự cho các phương tiện mặt đất và mặt đất.
“Những cơ hội này vẫn chưa được phát triển tốt. Tuy nhiên, các quyết định kinh doanh bây giờ tập trung vào máy bay,”Masievski nói. "Nhưng khi công nghệ phát triển, mức độ tự chủ tăng lên và trí tuệ nhân tạo xuất hiện để hỗ trợ các hoạt động trong không gian ba chiều, sẽ có thể chuyển chúng lên bề mặt hoặc hình cầu mặt đất."
“Nhưng tiềm năng là vô cùng lớn, đặc biệt là khi công nghệ AI phát triển và trở nên thực tế hơn. Trong tương lai, chúng ta sẽ có thể thấy những điều đáng kinh ngạc, chẳng hạn như một đàn máy bay không người lái hoạt động như một đàn chim. Tiềm năng cho những cơ hội này là rất lớn."
Ngoài khả năng khởi động và quay trở lại các đàn phương tiện tự hành, người dùng cũng có thể điều khiển từ xa một số lượng lớn máy bay không người lái, rô bốt mặt đất hoặc phương tiện trên mặt đất.
Các nhà điều hành phải được trang bị phần mềm kiểm soát mặt đất thế hệ tiếp theo và các thiết bị dành cho người dùng cuối để vận hành bầy đàn một cách tối ưu đồng thời giảm gánh nặng nhận thức cho nhân viên. Đáng chú ý là công ty Pison, công ty phát triển công nghệ điều khiển bằng cử chỉ vì lợi ích của MTR Hoa Kỳ. Nó cho phép người điều khiển điều khiển hoạt động của UAV bằng cử chỉ tay bằng một thiết bị đeo trên cổ tay. Theo công ty, giai đoạn tiếp theo của các cuộc trình diễn dự kiến vào tháng 6 năm 2020.
