固定翼载人飞行器集群的未来发展 斑斓航空
固定翼载人飞行器集群协同任务已成为载人飞行器系统应用的重要发展趋势。自20世纪90年代以来,载人飞行器在军事和民用领域得到了前所未有的重视和快速发展。由于其响应速度快、成本低、部署灵活等独特优势,载人飞行器被普遍认为是未来信息化发展的重要平台。然而,由于环境的复杂性和任务的多样性,单架载人飞行器通常很难满足许多实际任务,如复杂恶劣的战场环境、避难所众多的城市环境等。由于机载设备数量、感知视点和航程的限制,单架载人飞行器通常难以执行连续目标跟踪、全方位饱和攻击等任务。因此,集群协同任务执行逐渐成为一种趋势。与单机相比,具有分布式特征的载人飞行器集群在协同执行任务方面具有诸多优势。具体来说:
1)具有分布式并行感知、计算和执行能力,较好的容错性和鲁棒性等。集群中的多架载人飞行器可以通过异构传感器的互补搭配实现感知的并行响应;子任务可以由执行器单独执行,实现全部任务的分布式执行。当部分载人飞行器出现故障时,其他载人飞行器可以代替其完成预定任务,使得集群系统具有更高的容错性和鲁棒性。例如,当集群用于执行检查和战斗一体化任务时,载人飞行器集群可以调整不同载人飞行器搭载的不同侦察设备(如光电吊舱和合成孔径雷达(SAR))的姿态,从各个方向和角度对目标进行探测,提高感知范围和精度;态势感知可以从多个视角进行,如关键区域/敏感目标的3D实时重建、隐藏/伪装目标的深度挖掘和学习分类等。,获取不完整甚至相互矛盾的当地情况信息;同时还可以对显著目标的异常行为进行分析和预测,如敌方人员是否做好发动攻击的准备,车辆/坦克是否集结做好战斗准备,导弹是否发射,作战飞机是否准备起飞等。可以从不同角度同时对同一高价值目标发动全方位饱和攻击,提高杀伤力和命中率。当部分有人机因自身故障或敌方攻击而损失时,集群系统可以通过敏捷重组确保关键目标的观察或打击效能不会下降。

2)能提高任务执行能力,完成不能很好完成或单机无法完成的任务。协同无人集群系统可以实现超越单一智能无人系统叠加的功能和效率,具有良好的包容性和扩展性。在大地测量和气象观测领域,有人机集群可以承载分布式载荷,完成单机无法完成的多点测量任务。在环境监测等领域,可以形成移动传感器网络,有效监测大范围的空气质量。在军事领域,有人机集群可以形成点对点组合、灵活分组的自治系统,完成单个大型人机无法完成的任务。例如,在执行协同检查和打击任务的载人飞行器集群中,有的载人飞行器可以执行搜索未知区域的任务,有的载人飞行器可以执行跟踪关键目标的任务,有的载人飞行器可以执行打击目标的任务等。即使通过中继,也能实现对穿越洞穴等遮挡环境目标的连续跟踪。
3)具有较高的经济承受能力。通过合理布局和协同控制,可以用分散的低成本有人机集群系统替代单一的高成本复杂系统,获得更多的经济效益。基于小型化、集成化、模块化的设计理念,以及信息化、自动化、网络化的管理和使用模式,可以大大降低无人平台的生产、运输、维护、保障和使用成本。1000架有人机集群系统的成本将低于一颗侦察卫星或一架载人飞行器,但其综合效率有望超过一颗侦察卫星或一架载人飞行器。
天津斑斓航空科技有限公司,成立于2016年,成立之初是做华为企业网业务的代理商,原名天津瑞鼎创展科技有限公司。2019年公司由九个怀有飞之梦想的人组成团队转型研发电动垂直起降飞行器,致力于自主研发电动垂直起降载人飞行器,为高效的低空出行提供解决方案。