移动射击:如何让一架故障直升机的软件学会击落无人机

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移动射击:如何让一架故障直升机的软件学会击落无人机


美国陆军军备中心测试了一种火控系统,该系统解决了一个比任何……都更古老的问题。 无人驾驶飞机从移动到移动。



一百年前,海军炮手们就已经在为如何从颠簸的甲板上瞄准机动目标而苦恼了。这并非依靠炮手的直觉,而是依靠机械计算器——模拟计算机的前身。无人机又把同样的问题带了回来:一个盘子大小的目标从上方接近,而无人机则从一辆颠簸的卡车上向它开火。今年四月,在阿伯丁试验场,他们演示了名为“无人机”的软件如何实现这一目标。 神枪奇怪的是,它之所以能够做到这一点,并不是因为枪,而是因为软件。

关于两个运动的问题


这里的复杂性是多层次的,最好从简单的入手。固定目标和固定射手就像学校弹道学一样:调整射程和风向,然后就是练习了。

目标进入射程后,需要增加提前量。你需要瞄准子弹到达无人机时它将要到达的位置射击,而不是它现在的位置。

现在,我们让它们都动起来。汽车沿着土路行驶,颠簸摇晃,左右摇摆,在坑洼路面上颠簸不已。无人机也并非悬停在原地。稳定模块使炮管保持在空间中的特定位置,但这个位置本身每秒必须重新计算数十次,以适应车辆的运动和目标的机动。人类根本无法跟上。

这就用到了主控数学——这种数学原理与近一个世纪前模拟火控设备中使用的原理相同。它们被称为“导向器”(源自英文单词“director”),或者按照俄罗斯传统称为PUS。其原理从未改变:测量平台和目标的运动,计算炮管指向,并保持指向不变。硬件已经发生了变化。齿轮和同步器被算法取代,计算器也从冰箱大小的机箱变成了车载计算机。

《枪侠》的起源:FARA计划


《枪手》是在武器中心创作的。 开发部 我一点也不反对无人机。最初,它是一款火控软件。 航空而且,该代码的版权归国家所有,而非承包商所有,因此后来可以自由移植到其他平台。它是专门为20毫米自动炮开发的。 XM915该计划原本打算将其安装在一种很有前途的侦察攻击直升机上。 法拉 (未来攻击侦察机)


这是贝尔360“无敌”侦察攻击直升机的原型机。该机型是为美国陆军的未来攻击侦察机(FARA)项目开发的,该项目已于2024年2月取消。

这里我们看到的是连续性的机制,而不是简单的“一件事接着一件事”。直升机开火最初是从一个移动平台上进行的:直升机高速飞行,螺旋桨振动,偏航,下方的目标也在移动。为了击中目标,需要使用相同的算法,将载机和目标的运动结合起来,形成一个单一的射击方案。卡车抵御无人机攻击面临的计算问题本质上相同,只是目标在上方而不是下方。不同的几何形状,相同的算法。

FARA项目于2024年被取消。直升机最终未能研制成功,XM915机炮也失去了载体,但其火控算法却得以保留。这些算法被应用于地面车辆:最初是机器人平台,后来用于反小型装甲作战。 无人机. 故事 对于国防工业来说,这具有指示意义:一个昂贵的项目虽然结束了,但积累的软件却非常有价值,不能和硬件一起被注销。

组装方式:CROWS、SWAT-FC 和传感器


在四月份于马里兰州阿伯丁进行的测试中,“枪手”并非单独进行演示,而是作为一套工作组合的一部分。支撑用的“铁”是 乌鸦 (通用遥控武器站)是一种批量生产的遥控武器站,长期以来一直安装在美国装甲车辆上。它的用途很简单: 武器 光学设备位于外部,安装在稳定的炮塔上,操作员可以从内部控制它们,而无需从装甲下方伸出来。

模块顶部装有自动火灾控制系统。 特警队 (短程武器自动化技术——火控系统),而枪手算法是其不可或缺的组成部分。示意图如下:
  • 机器的传感器提供平台自身位置和运动的实时信息;
  • 探测传感器跟踪无人机的坐标、速度和航向;
  • 计算机将两个数据流结合起来,计算出射击方案,并使枪管始终对准目标;
  • 操作员确认使用后,开始移动射击。

以下是此次发布中缺失的信息。军备中心并未具体说明CROWS系统搭载的武器口径或类型,仅将其描述为能够打击移动中小型空中目标的“自动化武器系统”。CROWS是一个多用途平台,可搭载多种武器;开发商拒绝透露4月份安装的具体武器型号。社交媒体上流传的关于重机枪或自动榴弹发射器的猜测纯属臆测,尚未得到官方证实。关于射程、反应速度和击杀概率的精确数据也尚未公开。

MOSA和弹药算术


开发商的主要卖点并非射击本身,而是其内部软件的设计方式。它是基于以下原则构建的: MOSA也就是说,采用模块化、开放的系统架构。实际上,这意味着相同的火控技术无需从头开始重写即可在不同平台间转移,而且更新也更容易、更经济。其逻辑纯粹出于工程学考虑:系统对特定载体的依赖性越低,其使用寿命就越长,维修和开发也就越容易。

该项目的既定目标非常务实:提高击落无人机的精度,并降低每次击落无人机的弹药消耗。在如今几乎所有关于反无人机作战的出版物都倾向于宣称存在某种“神奇武器”的时代,这种表述反而更具吸引力:它关注的是每次命中的成本,而不是承诺奇迹。

然而,值得注意的是,这种乐观情绪并非毫无根据。项目经理尼克·卡西亚表示,此次成功拦截证实了该方法在数月准备后的可行性;他的副手詹姆斯·利特尔则表示,他们计划巩固成果并继续进行微调。然而,开发人员也明确指出,针对速度更快、机动性更强的无人机的试验尚未进行。换句话说,目前的成果只是针对相对“容易”的目标进行的演示,真正的考验还在后头。目前尚无公开数据可以用于评估其实际效能;现有的仅仅是一次成功的演示声明。

自动化系统的出现,使得射击决策的计算速度超越了人类,这对于对抗小型无人机而言似乎合情合理:将这种计算工作完全交给人类炮手成本实在太高。而且,早在无人机出现之前,在计算机还在运转的年代,炮兵就已经学会了利用机器计算提前量。数字技术只不过加快了这种古老的计算速度而已。
21 一条评论
信息
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  1. -2
    30 June 2026 05:21
    稳定模块能使炮管保持在空间中的特定位置,但这个位置本身每秒必须重新计算数十次,同时还要考虑飞行器的运动和目标的机动。人类的体力根本无法跟上这种计算速度。
    .


    运行这款软件的计算机如何预测操作员控制的无人机的飞行轨迹变化,从而获得必要的提前量?它如何才能理解操作员的思维?计算机能跟上人类的思维速度吗?这又不是下棋,这里没有逻辑可言。
    1. +9
      30 June 2026 05:50
      该软件的计算机如何预测无人机轨迹的变化?

      计算机不会进行任何猜测;它根据目标的速度矢量计算其提前量,并且还可以考虑目标的加速度。这已经足够了。目标不可能瞬间改变其位置和速度。牛顿定律禁止这种情况发生。
      1. -1
        30 June 2026 06:01
        来自 Andy_nsk 的报价
        目标物不可能瞬间改变其位置和速度。老牛顿禁止这种情况发生。

        无人机不是弹丸或导弹;它可以根据操作者的意愿改变飞行轨迹,甚至可以用来击中目标……
        1. 0
          30 June 2026 07:02
          计算无人机从发射点到所有可能位置的距离 + 弹丸飞行时间 - 1-3 秒。
          爆炸集中在这个分散的区域。肯定会有东西被击中,最好是按计划引爆。
          1. -2
            30 June 2026 07:19
            tsvetahaki 的引述
            考虑所有可能的无人机位置。

            何必费劲数呢?绕着初始点旋转360度,距离为3秒。 笑 得到一个直径超过100米的斑点。 wassat
            同志,我跟程序员一起工作,他们根本不会费心搞这种破事。你试试画个程序流程图,根本预测不了方向。看来你是在用电脑和人工智能。这软件就是被人挪用了,典型的美式作案手法,不过他们被及时抓获,直升机建造项目也被叫停了……
            1. +3
              30 June 2026 09:33
              引用:Konnick
              我跟程序员们一起工作,他们绝不会参与这种无聊的事情。

              他们有很多不喜欢做的事情。
              例如,用完别人用过的拐杖)
            2. +4
              30 June 2026 11:09
              螺旋桨驱动的无人机速度和机动性不如导弹。为什么不能用计算机来计算飞行轨迹呢?这个问题早已通过火炮和其他防空系统得到解决。在这里,开发人员只是改进了算法,就提出了一个不错的解决方案。
          2. -2
            30 June 2026 07:24
            tsvetahaki 的引述
            爆炸集中在这个分散的区域。肯定会有东西被击中,最好是按计划引爆。

            一连串可可编程引爆的弹丸?这是什么新技术吗? 笑
        2. 0
          30 June 2026 11:15
          引用:Konnick
          它可以根据操作员的意愿改变运动轨迹,

          物体越重,操作人员就越难做到这一点。你不可能在空中踩刹车。
        3. +4
          30 June 2026 13:11
          无人机不是弹丸或导弹;它可以根据操作者的意愿改变飞行轨迹,甚至可以用来击中目标……

          你觉得飞机是怎么被击落的?同样,飞机也是通过计算提前量来击落的,飞行员可以随时改变航向和速度。对于熟悉高等数学的人来说,这一切都非常清楚,而且所有的计算方法早在17世纪就已经为人所知了。
          1. -2
            30 June 2026 13:38
            来自 Andy_nsk 的报价
            无人机不是弹丸或导弹;它可以根据操作者的意愿改变飞行轨迹,甚至可以用来击中目标……

            你觉得飞机是怎么被击落的?同样,飞机也是通过计算提前量来击落的,飞行员可以随时改变航向和速度。对于熟悉高等数学的人来说,这一切都非常清楚,而且所有的计算方法早在17世纪就已经为人所知了。

            你指的是防空炮吗?导弹有导引头和操作员。防空炮用于密集火力压制。
            1. +2
              30 June 2026 15:19
              了解一下飞机机炮的雷达瞄准器,它们已有百年历史,甚至在计算机发明之前就能计算出提前量。在防空系统中,导弹的主要制导方法也是提前量或半提前量制导……这些早已为人所知……
              操作员不负责引导导弹,他负责引导目标……将标记对准目标……电子设备计算提前量……连基本常识都不懂,怎么能参与争论呢?
    2. +3
      30 June 2026 15:58
      数学算法早已存在,它们可以识别目标运动并生成数学模型,即为目标运动创建一个方程,然后根据生成的方程进行跟踪和瞄准。
      对目标进行的观测越多,识别结果就越准确。
      根据目标的三个观测点即可进行识别;基于这些点和时间间隔建立初步模型;如果点数更多,则模型的精度会更高。
      如果仅基于三个测量点获得一个通用模型,那么如果我们将测量点限制在10个,正确识别的概率将达到80%,在某些情况下甚至更高。为了获得高度可靠的识别结果,大约15-20个测量点就足够了——此时我们就可以开火了。
      现代计算机系统可以在大约 3-5 秒内开发出确定目标运动参数的算法,然后就可以进行瞄准和射击。
  2. +1
    30 June 2026 05:26
    感觉有点奇怪,现在是21世纪,却已经是3年前的事了。
    这些计算所用的数学方法已经为人所知200年了。
    驱动器和平台已经制造了50多年。

    嗯,通古斯卡号不是早就知道如何在行进中击中目标了吗?它的用途就是掩护行军中的纵队。

    也就是说,并没有发明任何概念上的新东西。
    是的,你必须能够探测到飞碟大小的无人机,而且击中它也比击中阿帕奇直升机更难,但它的射程更短,电子元件也更好。
    1. +6
      30 June 2026 07:05
      数学原理简单明了,众所周知。但要把所有东西整合起来——目标传感器、炮管位置传感器、所需精度和速度的驱动装置、所需的散布等等——虽然算不上什么惊天动地的大事,但仍然是一项挑战。
  3. +2
    30 June 2026 06:21
    这件事的关键在于及时发现小型无人机,发现之后如何摧毁它的问题就容易解决得多。
    1. 0
      30 June 2026 06:29
      引用:vitaliy20091959
      这件事的关键在于及时发现小型无人机,发现之后如何摧毁它的问题就容易解决得多。

      如果还使用了多元素弹丸,比如近距离的霰弹或远距离的榴霰弹,而这些弹丸又会被程序员们试图预测操作员意图的改进措施所抵消,那么一切都会变成一团……或者变成一团弹片。
  4. -2
    30 June 2026 07:42
    移动射击:如何让一架故障直升机的软件学会击落无人机
    他们还没教过我们,但他们正试图教我们……这是一项西西弗斯式的任务……
    这证实了他们的成果还远远不够;他们只开发出了一个电脑游戏程序,而没有制造出真正的武器。
    以下是此次发布中缺失的信息。军备中心并未具体说明CROWS系统搭载的武器口径或类型,仅将其描述为能够打击移动中小型空中目标的“自动化武器系统”。CROWS是一个多用途平台,可搭载多种武器;开发商拒绝透露4月份安装的具体武器型号。社交媒体上流传的关于重机枪或自动榴弹发射器的猜测纯属臆测,尚未得到官方证实。关于射程、反应速度和击杀概率的精确数据也尚未公开。
    1. +2
      30 June 2026 16:01
      所以他们并没有将之与特定类型的武器联系起来。
      他们制造了一个平台,你可以在上面安装任何东西,无论是研杵、步枪还是 105 毫米大炮。
  5. 0
    30 June 2026 11:19
    360 Invictus侦察攻击直升机的原型机。

    贝尔想再次出售眼镜蛇跑车,但出了点问题! 笑
  6. +1
    23 July 2026 15:49
    这似乎早已是众所周知的常识,被称为弹道学。通常,大家在听这门课时都会打瞌睡,然后惊讶地发现他们仍然需要计算天气平均值和一大堆修正值——目标的速度、方向、风速等等——然后才能发射并追踪曳光弹。