微型无人机组训法

2024-02-21 16:41:34

来源:

知远战略与防务研究所 心一/编译
自:俄罗斯《军事思想》2023年第9期
【知远导读】造价低廉、结构简单、使用简便的多旋翼迷你无人机(FPV)已成为俄乌战场上一种极具性价比的武器,本文对参与特别军事行动的FPV操作员组训方法进行了简要论述。
现代军事冲突中使用各种级别的无人机,特别是微型多旋翼无人机,由于使用了实时状态下视频信号传输技术,所以可以从机载相机向操作员佩戴的眼镜传输信号。这样的技术名称为FPV(第一人称视角),而这种无人机则被称之为FPV无人机(图1)。
由于具备很多优点,所以微型无人机(FPV无人机)引发人们极大兴趣。这些优点让针对这类无人机的探测和对抗变得非常困难。其主要优点包括:较小的几何外形,让防空炮对其杀伤的概率非常低;雷达和可见光波段较低的可探测性;使用高机动飞行模式等。
图1:微型无人机(FPV无人机)
使用微型无人机的经验表明,它们可以在实时状态下获取侦察数据,可为杀伤兵器提供针对敌方目标的校正,可通过空投攻击载荷和引爆无人机(变为自杀式无人机)的方式从空中实施打击等。考虑到大规模使用微型无人机的经验,可以将重量1.2千克以下、最大飞行速度170千米/小时以下的无人机视为微型无人机。
使用微型多旋翼无人机完成作战任务时可保障:降低侦察、侦察部队人员损失;缩短战术层级单位在执行单独作战任务时侦察-打击回路中“发现-杀伤”作战指挥周期;提高炮兵和迫击炮效率。
部队转向大规模使用这类装备,决定加快培训微型无人机操作员的问题特别尖锐,为此现在举办了大量培训班。与此同时,培训微型无人机操作员时也存在缺少统一要求、计划和教学法的问题。
联邦国有机构“诸军种先进武器主要研究和测试中心”的专家在培训微型无人机操作员方面拥有丰富经验。我们认为,本文可为保障微型无人机专家培训的部队和组织带来益处。
“诸军种先进武器主要研究和测试中心”微型无人机操作员教学的组织与实施,主要是依据基于对近十年来对抗各方这一类型装备使用经验以及特别军事行动特点研究而拟定的计划。
对于微型无人机操作员来说,培训的目的是掌握无人机操纵的必备技能和知识,以保障它们可以完成战斗任务。
为了达成微型无人机操作员的培训目的,明确教学主要任务如下:学习现代微型无人机的结构和操作系统;让操作员在近似特别军事行动实战条件下学习微型无人机使用技巧;培养操作员较高的精神心理品质,以保障他们完成战斗任务。
对于微型无人机任务、执行任务方法、能力和对抗装备的分析,可以得出培训微型无人机操作员时的资格要求,这对于形成(完善)专业技能来说是必须的——在完成战斗和保障任务时,具备操作军用微型无人机的能力。
在培训工作结束时,这一级别无人机操作员应该:
——满足操作文件的要求和掌握无人机的战技术性能;熟悉飞行路线计划和生成程序;熟悉飞行前准备、选择杀伤装备的程序;掌握无人机指挥控制机构;熟悉微型无人机作战使用时的主要方法和执行程序;熟悉完成飞行后微型无人机的技术维护程序;
——能够评估微型无人机的技术装备和作战使用准备程度;对气象条件和可能存在的干扰进行分析;将飞行任务和飞行计划进行对比;可放飞微型无人机、进行遥控操作和控制飞行参数;准备作战使用时的杀伤装备;飞行时识别无人机威胁,采取保障飞行安全的措施;完成飞行后技术维护,在飞行条件下消除所发现的故障;
——掌握各种飞行模式和条件下微型无人机的遥控操作技能;评估作战使用地带(地区)形势;搜索和发现需要进行杀伤的敌方目标。
通过微型无人机操作员培训课程的经验可以确定,为了达到更好的培训效果,教学小组中不宜超过4-5人,需为每个教学小组制定一名教员(教练)。课程应该在已经准备完成的教学物资基地实施。培训班操作员训练时长——至多20个教学日,具体取决于未来所需完成的任务。教学日——7小时,教学小时——50分钟。在培训时间有限的情况下,即仅为10-14天的情况下,可以将教学日时长增加至10小时,但是必须为学员在日间和夜间课程之间提供休息时间。根据受训操作员的水平和教学任务的不同,可以调整课程顺序和时间。
只能让通过医学和心理选拔的人员参加培训。这一要求是因为在无人机飞行过程中,部分操作员出现了头晕和恶心的症状,可能导致无人机跌落和受损。此外,无人机操作员的心理状态也会影响到飞行时所犯错误的数量。3为了高质量完成微型无人机操作员培训任务、保障飞行安全,参训候选人的必备条件是依据心理测试结果:没有精神抑郁和自杀倾向。参训候选人不能有医学禁忌和偏离正常行为的倾向。无人机操作员的整个培训过程包括两个阶段,以测验作为最后的结业考核(图2)。
第一阶段进行理论授课,主要教授:微型无人机结构、战技术性能和配套;飞行控制机构(操作员眼镜、头盔、操作台)、飞行前准备和使用方法;微型无人机使用时的安全要求。

图2:微型无人机操作员培养顺序

微型无人机操作员理论培训过程中的主要课程:专业战术、技术训练、侦察训练和军事地形学。
操作员第一阶段的培训计划内容如表1所示。
表1:理论授课过程中微型无人机操作员培训计划内容
使用视觉辅助工具在教学班级中开展课程(微型无人机的模型、试验台和教学样品)。
图3:用于理论教学的教室和模拟器
第二阶段为实践课程,主要研究:各种模式下的模拟器操作;初级无人机飞行控制;教学无人机各种模式下和野战条件中的操纵;向目标投掷攻击载荷。操作员第二阶段教学计划的内容如表2所示。
表2:实践课程中的微型无人机操作员培训计划内容
模拟器课程目的是让操作员熟悉从操作台控制微型无人机飞行的技巧(图4)。模拟器上可以模拟无人机飞行,因为操作员可以在实时状态下从监控屏幕上看到无人机对控制台指令做出的反应。在这一课程过程中,参训操作员要掌握侦察、火力校正、使用无人机实施单次攻击的技能。
图4:模拟器上无人机操作员的教学
模拟器上课程的特点是培训操作员使用初级无人机飞行(图5)。在模拟器上进行操纵场景训练后,操作员将学习使用初级无人机,在1-1.5小时时间内进行起飞、高度1米的空中悬停、短距离飞跃和降落。
图5:初级无人机
模拟器教学耗费两个教学日,此后在模拟器上以及使用初级无人机进行实践考核。
接下来操作员培训的目的,是要掌握微型无人机准备和控制飞行的技能,以保障完成所赋予的任务。在飞行准备的实践操作课程中需要:检查微型无人机、操作员眼镜(头盔)的飞行前准备情况和可用性的程序;初步练习,例如微型无人机的起飞、滞空、原地转弯、运动中改变航向(向前、向后、向左、向右)和降落;在不使用操作员眼镜(头盔)的情况下控制无人机飞行,目的是观察它在爬升高度、沿着轴线转弯、向前/向后运动和降落过程中的动态;使用操作员眼镜控制无人机飞行,目的是获取真实空间中的存在感、观察动态或是从第一人称视角体验起飞、沿着轴线转弯、向前/向后运动和降落。
学员在靶场(崎岖地形中)的实践课程中必须要完成的操作:4
——“8字型飞行”,无人机从出发点起飞,围绕障碍沿着事先确定的路线飞行,在空中进行“8字型”转弯,然后返回出发点并降落——大约飞3-4圈;
——绕飞障碍——起飞、通过框架(孔洞)飞行(障碍之间距离为3-4米,孔洞的高度和大小各不相同),然后保持在一定飞行高度,在开放场地转弯返回出发点,这时需要再次通过障碍上的孔洞(为了增大练习难度,可以采用随机方式摆放障碍);
——进入建筑物飞行(窗户、门缝)——起飞、飞抵建筑物,通过孔洞进入障碍物,在封闭空间内部转弯然后飞出——大约重复进行2-3次。
此外,还需进行向目标投掷攻击载荷的训练课程,作为攻击载荷可以使用教学手榴弹。为了训练投掷攻击载荷的技巧,需要开展以下训练课程:
——在悬停模式下向目标进行投掷——起飞、沿着预定路线飞行、发现目标、在目标上空一定高度悬停、下达投掷指令、监视攻击载荷下降情况、飞回出发点、降落;
——携带所需投掷弹药低速飞向目标——起飞、沿预定路线飞行、发现目标、在一定高度低速再次飞抵目标(必要情况下)、下达投掷指令、监视攻击载荷下降情况、飞回出发点、降落;
——携带所需投掷弹药高速飞向目标——起飞、沿预定路线飞行、发现目标、在一定高度再次飞抵目标(必要情况下)、下达投掷指令、监视攻击载荷下降情况、飞回出发点、降落;
——携带所需投掷弹药沿环绕轨迹飞向目标——起飞、沿预定路线飞行、发现目标、以一定高度和速度向左/向右转弯飞抵目标、下达投掷指令、监视攻击载荷下降情况、飞回出发点、降落;
——携带所需投掷弹药沿环绕轨迹(向右、向左)飞抵目标、突破障碍——起飞、沿预定路线飞行并突破自然障碍、发现目标、以一定高度和速度转弯飞抵目标、下达投掷指令、监视攻击载荷下降情况、飞回出发点、降落。
同微型无人机操作技能相比,上面这些训练课程显得更为复杂,所以要求参训学员最大程度集中注意力。为了获取向靶标区域投掷攻击载荷的稳定技能,参训学员需要重复练习数次。
微型无人机所有的飞行都需由操作员和助手组成的班组实施,助手同样来自参训学员。操作员负责准备控制器材,而助手做好无人机飞行(使用)准备工作。
无人机在每次飞行前的准备工作包括:检查控制装置(控制台)、安装电池、检查视频传输通道,同时还有投掷系统固定的可靠性等。
在完成每次练习后,教员(教练)需要对飞行情况进行讲评,提醒注意练习各种动作时的正确性、对学员各种错误进行分析,目的是在进行其他练习时防止重复出现这类错误。
同时必须要指出的是,在微型无人机操作员培训过程中,需要特别关注学员独立维护产品的问题,其中包括野战条件下的维护工作。
微型无人机操作员的培训工作以考核、允许学员独立控制作为收尾。允许成功掌握微型无人机操作员培训计划的学员参加考核。考核以系统检验练习的方式进行,期间需检验操作员的理论知识和实践技能掌握情况。考核需要在设置相应标靶(战壕、防护盾、障碍物、指定目标构成的圆圈)的靶场进行。
考核过程中对学员的理论知识和实践技能水平进行检验时,需要检查参训学员对产品用途了解、无人机飞行技术性能、部署程序、配置和装备工作的掌握情况;开阔地域对目标进行侦察时的控制技巧(飞行前准备、起飞、一定高度悬停、沿路线飞行、降落);在训练航线向目标投掷攻击载荷的技能(向战壕投掷教学用模拟手榴弹)。
向战壕投掷攻击载荷的考核控制练习,实施时需要严格遵守助手的所有指令,并处于教员(教练)的观察之下。向战壕投掷教学用模拟手榴弹时,距离无人机出发点30-400米、空投高度为50-60米。
因此,所提出的组织微型无人机操作员组训的方法,可以在诸兵种合成部队(其中包括参加特别军事行动的部队)的军人中培养这类专家,目的是让他们使用这类无人机完成所赋予任务。为了提高微型无人机操作员培训质量,培训计划中必须要包括研究使用无人机时最为有效方法的问题,并在实战条件下进行验证。
【1】Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам: монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. 204 с.
【2】Салова А.И. Методическое пособие инструктору по курсу тренировок. Жуковский: ООО «Центр комплексных беспилотных решений», 2022. 45 с.
【3】Ермаков К.С. Исследование современных подходов к обучению и разработке квалификационных требований к пилоту/оператору беспилотной авиационной системы в соответствии со стандартами ИКАО // Научный Вестник МГТУ ГА. 2023. № 01. Т. 26. С. 34—48.
【4】Салова А.И. Методическое пособие инструктору по курсу тренировок.
 
(平台编辑:黄潇潇)
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