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119架固定翼無人機集群試驗,!破紀錄的飛行如何完成的

2017年06月19日 08:48 | 來源:央視網
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2016年,一部美國好萊塢出品的科幻動作片《獨立日:卷土重來》上映,,影片中多次出現海量無人機集群作戰(zhàn)的片段,,這種科幻的類似場景,在今年的6月,,出現在了中國某地的上空,。

這是中國電子科技集團公司組織的一項飛行試驗,119架小型固定翼無人機,,成功演示了密集彈射起飛,、空中集結、多目標分組,、編隊合圍,、集群行動等動作。119架,,中國再次創(chuàng)造了固定翼無人機集群飛行的世界紀錄,。

記者:這119架的這種集群這樣的一個試驗成功了,對我們很多的普通老百姓來講,,可能沒有什么概念,?

趙彥杰:我們其實在這119架的過程中,演示了一些典型的行動動作。

記者:你說這個行動動作指的是,?

趙彥杰:比如像密集的彈射,,彈射起飛,主要是在很短的時間內,,把大量的飛機給發(fā)射出去,,第二個就是飛機在空中可能是散的,在某一個預定的區(qū)域,,要實現一個空中的集結,,第三個就是針對多個目標,可以實現一個自動分組,,第四個就是針對多個目標可以把它給圍起來,,我們叫編隊合圍,第五個我們展示了一些行動的概念,。

趙彥杰,,中國電子科技集團公司智能無人集群項目負責人。

記者:對你們專業(yè)領域來講是一個什么樣的地位,?

趙彥杰:這119架飛機,,我們特別強調是叫固定翼無人機集群,這個在未來的作戰(zhàn)應用上,,可能有較大的意義,,當這個集群的數量,突破100架的時候,,這是一個比較關鍵的坎。

記者:這個坎是一個什么樣的門檻,?

趙彥杰:我們經常說三五成群,,三個五個也可以叫群,可能未來會有上千架,,甚至上萬架飛機的集群,,那么我們認為,超過100架之后,,從技術的角度從應用的角度,,就是一個里程碑。

在傳統(tǒng)的觀念中,,戰(zhàn)爭就意味著軍人的流血犧牲,。但是,早就有軍事專家預言,,在未來的戰(zhàn)場上,,很可能不再是有血有肉的士兵,而是成群結隊的群化武器系統(tǒng),是以無人裝備為主體的智能較量,。因為,,“零傷亡”的需求必然使戰(zhàn)爭進入“無人”時代,而“無人”時代迅猛發(fā)展又使作戰(zhàn)進入了“無人集群”時代,,這是軍事發(fā)展史上的一個超越,。

記者:這個概念能通俗告訴我們,是什么意思嗎,?

趙彥杰:比如說我們都知道螞蟻,,螞蟻是蟻群,每一個螞蟻可以搬得動的,,物體的重量是有限的,,但是螞蟻可以通過分工協作,共同抬起一個比它重很多很多倍的物體,,這個就是集群智能簡單的表述,,其實自然界里邊,有很多群體生存的生物,,比如說像蜂群,,鳥群,狼群,,魚群,,我們這個無人機的集群,也是借鑒了自然界,,群體相互協同的行為,,來作為我們概念的輸入點,來做這個研發(fā)的,。

記者:當國外一旦在戰(zhàn)爭中,,使用這種無人集群的話,其實最好對付的方式,,可能是需要另外一個無人集群,?

趙彥杰:可以這樣理解,為什么這么講,,因為大型的高價值的武器平臺,,對這種小型的密集的無人集群來講,是很難對付的,,首先從探測的角度來講,,這種小平臺很難被探測到,第二個可以以一種飽和式的方式,,去對你進行一些襲擾,,甚至是攻擊。

記者:飽和式的方式指的是?

趙彥杰:比如說敵方的飛機,,或者說敵方的雷達,,可以同時追蹤500架目標,但是我可以使用1000架,,甚至是2000架,,大概是這么一個概念,曾經美方有一個仿真的試驗,,針對宙斯盾的防空系統(tǒng),,以8架飛機為一個集群,對宙斯盾進行一個突破,,每一個集群平均有2.8個可以突防,。

自1917年無人機作為一種新型裝備問世以來,100年后的今天,,智能無人集群再一次成為“改變游戲規(guī)則”的顛覆性力量,,以集群替代機動、數量提升能力,、成本創(chuàng)造優(yōu)勢的方式,,重新定義著未來力量運用的形態(tài)。

記者:我采訪過無人機攻擊機的飛行員,,他們在操控無人機的時候,,是通過地上的指揮艙,進行多方位的聯動指揮,,但是對你們現在所做的,,它的指揮的方式會是怎樣的?

趙彥杰:通俗點說有點兒像一個人牽著一只風箏,,風箏和人之間有一根線,,對于我們來講是用一根線,牽住了一百多只風箏,。

記者:但是這樣的話操控難度就太大了,?

趙彥杰:作為集群來講,,并不是去操控每一架飛機的每一個動作,,很多姿態(tài)的調整,都是靠它自己的,,自主化的一些運算來實現的,,未來作戰(zhàn),當無人機的數量不斷提升的時候,,我們沒有那么多人去操控無人機,,甚至有一天,無人機等無人裝備的數量,遠遠大于作戰(zhàn)人員的時候,,怎么辦,,就必須要有集群的控制,集群控制的核心,,就是每一個飛機之間,,進行相互的通信,每一個飛機根據周圍的環(huán)境,,進行一個自適應地調整,,我不用去控制它每一刻每一秒,我只需要告訴它一個任務,,它自主去執(zhí)行,。

在無人機集群的控制技術領域,中美走在世界最前列,。2015年,,美國海軍實現50架固定翼無人機集群飛行的紀錄,這些無人機按照主從模式飛行,,利用無線自組織網絡進行信息交互和共享,,與以往每架飛機需要一個操作員不同,該項目通過集群地面控制站,,實現了同時對50架無人機的控制,,將控制權逐漸轉移至飛行器,使無人機實現自主飛行和決策,,以減輕操控人員的壓力,。

2016年11月,趙彥杰團隊主導的中國第一個固定翼無人機集群飛行試驗以67架飛機的數量打破了美國的紀錄,。今年1月,,美軍使用三架戰(zhàn)斗機在空中釋放了103架“山鶉”微型偵察無人機,可連續(xù)飛行半小時,。

記者:當時這個紀錄的數字,,對你們研發(fā)人員來講,有沒有一種影響,?

趙彥杰:肯定有影響,,大家關注的是,你這么短的時間,,就被別人超越了,,講一個小故事,我們馬上要開集團公司年度大會的時候,,準備了一些文字的材料和一些視頻的資料,,其中有一些表述需要修改,,做了一些緊急修改,可以說對我們來講,,那段時間還是很有壓力的,,我記著我在微信的朋友圈里邊,寫了這么一句話,,叫科技競賽,,大國博弈,新故相推,,日生不滯,,說的就是這個。

作為中國電子科技集團智能無人集群的項目負責人,,趙彥杰小時候的夢想是當一名飛行員,。但不巧的是,那一年,,他所在的地區(qū)高中不招飛行員,,趙彥杰沒有實現成為戰(zhàn)斗機飛行員的夢想。2006年8月,,趙彥杰清華大學畢業(yè)后,,獲得了赴美全額獎學金留學的資格,之后開啟了在美國的8年學習生活,。

記者:因為之前我看你的履歷是在國外,,一直從事各方面的學習和研究?

趙彥杰:八年的時間,,有很多讓我銘記一生的地方,,2009年的時候熬夜看閱兵式,那個時候感觸特別深,,是我們國家首次亮相的預警機,,它是空中梯隊的長機,帶領150多架飛機飛過天安門,,那個時候的感覺,,作為一個海外的游子,只有自己祖國的強大,,才是每一個海外華人的堅強后盾,。

記者:為什么你們在國外看到,閱兵式上像預警機這樣的情景時候,,會對你們有那么大的觸動,?

趙彥杰:2006年我出國的時候,,和無數的留學生一樣,,第一次走出國門非常興奮,,當在美國學習生活久了之后,每一次回國都非常激動,,每一次坐在飛機上想起來,,我可以吃碗正宗的面條的時候,眼淚都快下來了,,我覺得每一個在海外漂久了的留學生,,內心深處都是熱愛自己的祖國的,所以這些事情,,讓我們和其他很多留學生,,做了不同的選擇,選擇回國工作,。

記者:但是真正下決心,,從國外回到國內的時候,在你們的內心有沒有做過權衡,?

趙彥杰:有做過,,因為那時候我們還比較年輕,可能這個選擇會帶來兩種截然不同的結果,,但是從現在來看,,我覺得我的選擇沒有錯。

2014年,,趙彥杰和愛人選擇回國工作,,在了解了國內諸多單位后,他選擇了5年前那個令他心潮澎湃的預警機總體單位——中國電子科學研究院,,那個時候,,中國的無人機發(fā)展已經處在世界的前沿,從最初的軍用領域逐漸擴展到消費領域,,不僅中國的無人機走出了國門,,而且國內無人機市場火熱,普通民眾對無人機的認可程度和需求度逐漸攀升,。但是,,在無人集群方面,研究還屬于基礎階段,,趙彥杰團隊希望做的,,就是快速實現無人集群的試飛。

記者:為什么會選擇這個項目,?

趙彥杰:當我剛剛入職電子科學研究院的時候,,參加了一次6.3事故的紀念會,2006年的時候,,有40位科學家和軍人,,因為一些事故犧牲了寶貴的生命,,那個時候也感觸非常深,覺得能不能讓我們的科學家,,讓我們的軍人,,少犧牲不犧牲,至少在未來的戰(zhàn)爭中,,我不想讓我們的孩子,,被機器人傷害,所以我們才要發(fā)展無人的裝備,。

記者:當時擺在你們面前,,最大的阻力和難題是什么?

趙彥杰:有各方面,。

記者:是你自己主動選擇的,,還是組織上分配你的?

趙彥杰:我們現在有一個非常利于創(chuàng)新的寬松的環(huán)境,,大家基于自己的專業(yè)背景,,基于自己的興趣,可以自主選擇一些感興趣的課題進行研究,,我記得我們的院長吳曼青院士,,多次指示我們,要做就做最好的,,要力爭前沿突破,,而不是跟隨,這句話對我們來講,,可以說是我們團隊的座右銘,。

在中國電子科技集團公司,趙彥杰的團隊是一支年輕的團隊,,幾十人中的大多數人都是80后,,90后,而項目負責人趙彥杰本人今年也只有32歲,。

記者:因為在人們印象中,,像這種尖端的科技項目,還有試驗項目的話,,一般都是年齡比較大的一些院士擔當的,,最初很多人會不會對你,也有一些這樣的質疑,?

趙彥杰:這個會有,,我們這個團隊,更多的像一個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的公司,,我們這個團隊也是非常拼搏,,我記著有一次,,有一架飛機出了一些小的故障,它脫離隊伍了,,掉到水庫里去了,我們當時是為了把這個飛機上的數據,,給它找回來,,繞著水庫跑了跑,發(fā)現有一個漁船,,還是漏的,,我們幾個人乘上這個船,抱著游回來的心態(tài),,去把飛機找回來,。

記者:這么高科技的研發(fā)過程里面,還會有這么艱苦的條件,?

趙彥杰: 有的時候,,像我們飛機掉到山谷里去了,我們很多很年輕的同事,,可以說冒著巨大的風險,,爬到山谷底下,去把飛機找出來,,還是為了得到一些飛行的原始的數據,。

趙彥杰他們面對的,是中美之間齒輪式的競賽,,近兩年,,在固定翼無人機集群飛行方面,首先是2015年美國的50架,,接著是趙彥杰他們的67架,,僅僅兩個月后,美國釋放了103架,,而不到半年,,趙彥杰他們將這一紀錄改寫為119架。

記者:這幾十架的數字增加背后,,我不知道這個難度和阻力會有多大,?

趙彥杰:這個還是有很大難度的,一個網絡的(價值)容量,,是跟它的網絡里面節(jié)點的平方成正比的,,你想想看67到119,可以說它的容量翻了接近一倍,,二一個就是在67架的時候,,我們只是實現了一些簡單的飛行,,而這一次有針對性,實現了一些典型的動作,。

記者:從當時103架,,國外的紀錄誕生之后,你們自己定的目標是什么樣的,?

趙彥杰:我們的定位,,其實就是超過100架飛機,超過100架之后,,就應該去研究一些其他的東西,。

記者:從最初你們定了超過100架,到最后試驗數據是119架,,這個數據是怎么確定,,還是隨機飛到119架的?

趙彥杰:當時是設定了120架,,有1架掉下來了,,就是119。

記者:原因是什么,?

趙彥杰:它肯定有一些小的問題,,但是集群有一個特點,比如我一個集群出去了,,有一部分飛機失能了,,或者被摧毀了,并不太影響我整個集群,,實現我的一些任務,,這個就是體系生存率高的體現。

現在,,趙彥杰的的研發(fā)團隊已經攻克了無人集群的核心技術,。但是,還有很多其他的關鍵技術有待于攻破,,不僅如此,,對于無人平臺的建設,趙彥杰也希望實現工程化,、制定出標準以及盡早實用化,,等著他們的,還有許多事情要做,。

記者:你們打破了這個紀錄,,對我們來講 當然每個國人,都會感到很自豪很驕傲,但是對國外同樣的科研人員來講,,他們也會有這樣的壓力,,甚至會提出反超的目標。

趙彥杰:關于中美之間的競賽也好,,超與反超也好,,我想這個都不是關鍵,關鍵的從最開始的50架到67架,,到103架到119架,,數量不斷提升。

記者:你對自己肯定會有一個設想的目標,?

趙彥杰:我想帶領我們的團隊,,成為中國最有名的無人集群的研發(fā)團隊,。

記者:現在距離這個目標還有多遠,?

趙彥杰:還是有很多距離,我們還有很多路要走,。

記者: 很想聽到你們最近將來還會有什么樣的驚喜給我們,?

趙彥杰:我們有規(guī)劃,未來一到兩年需要做的一些事情,,但是現在還不方便對外透露,。

編輯:曾珂

關鍵詞:固定翼無人機集群試驗

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