歐洲導彈公司研究協同式機載武器概念

據aviationweek2019年10月22日刊文，隨著歐洲幾個國家開始著手開發先進的新型戰鬥機，如法國、德國、西班牙的“未來作戰航空系統”和英國牽頭的“暴風”項目，歐洲導彈公司(MBDA)正在探討相應的機載武器系統，並開始研究協同式武器概念。

在過去的11年中，由MBDA牽頭、法國和英國國防部每年投資1300萬歐元(1450萬美元)的“英法導彈材料和部件創新和技術夥伴關係”(MCM-ITP)計劃，一直致力於開發技術，用以提高MBDA武器的性能並降低其成本。中小型企業(SME)和學術界都參與了該計劃，在8個研究領域中，對200多個項目的技術進行了驗證，這些研究領域涵蓋了從火箭發動機、導引頭到引信等多項技術，且技術成熟度(TRL)可達到4級。該研究計劃幫助開發了法國新一代“米卡”(Mica NG)空空導彈和英國“長矛”3空地導彈：為新一代“米卡”雷達制導型空空導彈導引頭，提供了一種小型有源電掃描列雷達模塊；同時，英國開發的網絡化制導導彈“長矛”3(Spear 3)，將採用無線架構。此外，未來隨著“長矛”3(Spear 3)武器系列的不斷擴展，該彈將採用自適應控制系統。

該計劃正在啟動促使殺傷鏈加速的技術、使戰鬥部適應不同目標的技術，甚至為新的所謂的遠程航母系列開發成本更低的吸氣式發動機，這種新型動力系統可配置未來戰鬥機。

在10月15日於英格蘭伯明翰舉行的MCM-ITP會議上，MBDA未來系統總監奧利維爾·盧卡斯(Olivier Lucas)表示：“我們知道協作式武器將是擊敗防空系統的一大優勢，但我們尚未對此進行量化。”他補充說：“我們需要通過作戰分析，驗證這些網絡化武器所能帶來的好處。”盧卡斯表示，為了使協同式武器有效工作，需要開發將武器鏈接起來的低成本數據鏈路，然後開發相應的算法，該算法應該能夠充分利用協同的優勢，並確保所有系統在導航和通信信號可能會降級的環境中仍可以協同工作。工業界已經證明，利用算法可以使無人機實現協作並進行“蜂群”編隊飛行，但是正如盧卡斯指出的那樣，這通常是藉助基於衛星的全球定位系統來完成的。

在高端衝突中，軍方不太可能享受如此奢侈的待遇。現在的4個全球導航衛星系統(GNSS)—美國全球定位系統(GPS)、歐洲伽利略(Galileo)、俄羅斯的格洛納斯(Glonass)和中國的北斗—都工作在相似的頻率，極易被幹擾。

諸如巡航導彈之類的武器已經可以在沒有全球導航衛星系統(GNSS)的情況下工作，而是依靠慣性導航系統(INS)，或者飛越陸地時根據內部地形數據庫進行景像識別。但是，如果導彈的大部分航跡是飛越水面的，沒有地標怎麼定位呢？

作為MCM-ITP計劃的一部分，由MBDA、空中客車防務與航天公司以及法國航空航天研究機構ONERA組成的團隊，已經開發出一種利用衛星通信信號校準慣性導航系統(INS)漂移的方法。“彈性自主衛星通信導航”(Reason)系統為武器提供了可以替代的測量信號。許多軍事通信衛星已經具有定位干擾的能力。工程師們介紹，用信號提供導航數據更新的過程與該定位干擾的過程相反。他們已經證明了這一理論：將慣性導航系統(INS)安裝到一輛4 X 4的車輛上，該車輛從英國兩顆SkyNet通信衛星接收信號，並將慣性導航系統(INS)的軌跡與GPS的軌跡進行比較，可以看到偏離路線很小。該團隊認為，對於目前處於概念階段的下一代遠距巡航導彈和反艦導彈(例如英法未來巡航/反艦武器)，Reason技術具有重要的價值。

MCM-ITP計劃的另一個項目正在研究使用人工智能(AI)和稱為深度強化的過程，以更好地理解殺傷鏈可能需要的自主級別。人機團隊(HUMAT)項目考慮了現代導彈的複雜度和日益增強的能力，以及多層情報系統正在收集的越來越大的數據量。該團隊認識到，應該利用人工智能支持操作人員的威脅分析和優先級排序。這項為期兩年的計劃啟動於2017年11月，研究了殺傷鏈的不同要素及其道德、法律和技術方面的約束，目標是建立“穩健的殺傷決策”和“有效地轉移操作員和機器之間的任務責任。”MBDA認為，HUMAT系統不僅有助於武器的指揮和控制系統，尤其是實施空面打擊時，而且還可以用於多層防空系統。

協作式武器還需要配備其它的低成本傳感器，幫助武器系統做出瞄準決策，包括理解雷達信號和分辨率，這樣才能選擇最合適的武器以成功命中特定目標。

協作式武器也可對任務規劃進行處理。MBDA和來自倫敦瑪麗大學的學者，一直在探索使用深度學習技術來加快巡航導彈等武器的瞄準過程。當前的空射巡航導彈，如MBDA的“暴風之影”(Storm Shadow)/“斯卡普”(SCALP)系列導彈，在飛行的末段，使用紅外成像傳感器和自主目標識別系統。但是，要識別目標，就需要開發3D模型作為任務規劃過程的一部分。該過程既費力且耗時，於是工程師就研究利用衛星圖像創建模型的方法。

使用深度學習技術，該系統已經獲得了成千上萬個、一天當中不同時間/不同條件下拍攝的日光和紅外衛星圖像。“快速瞄準”算法已學會了如何在各種幾何和輻射變形的情況下將圖像與目標區域進行匹配，從而可以更快地建立目標的3D模型。算法的思路，就是使這類武器更加靈活，為將其應用於時間敏感目標打擊鋪平道路。

盧卡斯說，這樣的技術將有助於解決與戰鬥群有關的問題，能夠應對平臺更少的挑戰，因此，同樣的武器必須能夠適應不同的任務和目標。他建議，操作員應該能夠對未來的武器進行編程，以擴大或縮小戰鬥部的效能，以應對不同的目標和環境。MCM-ITP計劃中的其它項目，正在為不同類型的目標(包括飛機、輪船和建築物)開發殺傷力模型。MBDA指出，用反應材料替換戰鬥部中的金屬零件，可能會提高效率、增強殺傷力；如果與增材製造技術相結合，戰鬥部成本也將會降低。增材製造工藝可能會特別地導致侵徹戰鬥部的重新設計。來自MBDA、SME Impetus Afea和Fluid Gravity Engineering的工程師們，已經開發出3D侵徹戰鬥部的外殼，其質量比通常通過鑄造生產的外殼要小。使用3D打印的外殼，意味著在戰鬥部爆炸過程中損失的能量要比老式的鑄造侵徹戰鬥部少。

MBDA透露，已經測試證明，3D打印的外殼與較厚的鑄造外殼的生存能力相當，並且還可以減少附帶損傷。該公司目前正在推進MCM-ITP計劃，使之能夠涵蓋八個研究領域的新技術，同時增加第九個、一個新的開放式挑戰領域，該領域將能夠更靈活地應對計劃的未來需求。

“英法導彈材料和部件創新和技術夥伴關係”(MCM-ITP)計劃的名稱也即將進行更改；從明年早些時候，MCM-ITP將更名為複雜武器創新與技術合作夥伴(Complex Weapons Innovation and Technology Partnership，縮寫為CW-ITP))。