详解为什么集群无人机是趋势关键技术是什么下
2023-03-17 来源：北京机械信息网
【详解】为什么集群无人机是趋势 关键技术是什么？（下）
军事需求引领无人机集群技术
正如无人机的诞生首先源于战场上的军事需求，无人机集群的概念也是从国防领域率先开始理论研究和实践验证。为什么要采用集群方式运用无人机，这会带来哪些好处，这个问题看似简单，我们自古以来就知道：双拳难敌四手、好汉架不住群狼，打架还是要打群架，但是要在理论上解释这个问题也是有一定难度。
有趣的是今年流行的两个科幻电影《星际迷航3》《独立日2》以及英剧《黑镜》不约而同的展现了无人机集群作战概念和作战样式。
美国国防智库曾经在《战场机器人时代》的报告里试图从理论上对此加以证明。
在战争理论中，有一个基础性理论Lanchester定律。战斗力=参战单位总数×单位战斗效率，以m(t)、n(t)表示在战斗开始后t时刻蓝方、红方在战斗中尚存的作战单位数，可用下列微分方程组来描述战斗过程中双方兵力随时间的损耗关系：
式中α、β分别为蓝方、红方在单位时间内每一战斗单位毁伤对方战斗单位的数目。假设交战开始时刻蓝方、红方的初始战斗单位数为m(0)=M,n(0)=N，从上述微分方程组可知，在交战过程中双方战斗单位数符合下列状态方程：
α[M-m(t)]=β[N-n(t)]
当交战双方的初始战斗单位数与毁伤率系数之间满足αM=βN时,m(t)与n(t)同时趋于零，战斗不分胜负。当αM<βN时,蓝方将首先被消灭。交战一方的有效战斗力，正比于其战斗单位数的平方与每一战斗单位平均战斗力（平均毁伤率系数）的乘积，如果蓝方武器系统的单个战斗单位的平均效能为红方的4倍，则红方在数量上集中2倍于蓝方的兵力就可抵消蓝方武器在质量上的优势。
根据Lanchester平方率，作战单元数量是比单元作战能力更重要的战争胜负决定因素，无人机集群能够实现对敌优势战机更大的胜率。将原本造价高昂的多任务系统分解为若干低成本的小规模作战平台，可以比传统武器系统更具成本效益的方式挫败对手。
另外一个依据事关武器的成本，我们知道战争本质上跟做生意一样，需要考虑成本和费效比。上世纪末，Norm Augustine根据对数十年来战斗机价格的统计（扣除通货膨胀因素）得出一个Augustine定律，即飞机的单价是指数增长的。
如下图，同时国防预算通常是线性增长的，所以一个直接的结果就是各国空军所拥有的的飞机数量越来越少。极端的，如果这一定律继续有效，那么简单计算即可得到一个奇葩的结果：到2054年，美国军队只能拥有一架飞机，于是只能在每周内给空军用三天半，给海军用三天半，至于海军陆战队，只能等闰年的时候在多出来的那天开出来遛遛。
所以，未来军队对飞行器的需求，一定是海量无人机的集群，就像二战时期伦敦上空的鹰和东京上空的B29机群一样。
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