美軍無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展分析

陳方舟，　黃靖皓，　趙陽(yáng)輝

(1. 國(guó)防科技大學(xué) 人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410074;　2. 中央軍委裝備發(fā)展部 檔案館, 北京 100094)

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美軍無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展分析

陳方舟1,2，黃靖皓1，趙陽(yáng)輝1

(1. 國(guó)防科技大學(xué) 人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410074;2. 中央軍委裝備發(fā)展部 檔案館, 北京 100094)

摘要在現(xiàn)有軍力投射模式困境的基礎(chǔ)上，美軍提出了以無(wú)人機(jī)為核心的“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)，代表了未來(lái)無(wú)人戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)美軍無(wú)人機(jī)“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)及其存在的問(wèn)題，探究了以集成型高技術(shù)為引領(lǐng)的作戰(zhàn)模式變革及應(yīng)對(duì)策略，展望了未來(lái)“人-機(jī)一體化”新型作戰(zhàn)指揮平臺(tái)的形成，旨在為我國(guó)發(fā)展無(wú)人技術(shù)及其系統(tǒng)集成提供借鑒和啟示。

關(guān)鍵詞無(wú)人機(jī)；“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)；新型指揮作戰(zhàn)平臺(tái);人-機(jī)一體化

自第二次世界大戰(zhàn)開(kāi)始，武器裝備發(fā)展呈現(xiàn)出大規(guī)模和精確化的趨勢(shì)。就常規(guī)武器而言，大量使用高技術(shù)、占據(jù)軍事技術(shù)優(yōu)勢(shì)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的制勝因素。長(zhǎng)期以來(lái)，美軍依賴高投入研制成功了精確制導(dǎo)武器、高密度通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程傳感器等高技術(shù)武器裝備，在以海灣戰(zhàn)爭(zhēng)為代表的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中展現(xiàn)出了空前的威力。

然而，隨著軍事高技術(shù)在世界范圍內(nèi)的傳播與擴(kuò)散，美軍的傳統(tǒng)軍力投射模式受到威脅，要繼續(xù)確保技術(shù)優(yōu)勢(shì)，就不得不持續(xù)大幅度提高國(guó)防開(kāi)支，由此將可能承受Norm Augustine[1]在1984年所預(yù)言的“成本上漲”損失。因此，尋求新的技術(shù)突破口是美軍保持作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的必由之路，其中，利用已有的無(wú)人機(jī)技術(shù)構(gòu)建“系統(tǒng)族群”，由單一系統(tǒng)合力完成復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)，將實(shí)現(xiàn)低開(kāi)支、低風(fēng)險(xiǎn)、高效率的開(kāi)發(fā)目標(biāo)，而這一新的作戰(zhàn)技術(shù)也將催生新的作戰(zhàn)指揮平臺(tái)，進(jìn)而導(dǎo)致未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)模式的變革。

1無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)(Uninhabited Swarm Fighting System)同時(shí)整合了無(wú)人技術(shù)優(yōu)勢(shì)和系統(tǒng)族群優(yōu)勢(shì)，在原有網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)模式的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人作戰(zhàn)的彈性(resiliency)和多樣性(diversity)，在保持自身作戰(zhàn)能力的同時(shí)，向敵方施予壓力。具體來(lái)說(shuō)，美軍的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)主要具備以下4個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

1) 偵察-攻擊優(yōu)勢(shì)。在信息時(shí)代，由美國(guó)主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)思想已經(jīng)遍及世界，美國(guó)認(rèn)為，其他國(guó)家已經(jīng)逐步具備了遠(yuǎn)距離偵察美軍并施予精確打擊的能力，這將對(duì)美軍的艦船和空軍基地等軍事設(shè)施造成威脅。2013年，美國(guó)國(guó)家安全中心指出，無(wú)人系統(tǒng)所具備的遠(yuǎn)作戰(zhàn)距離、高持久性能和低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)能夠支撐美軍應(yīng)對(duì)這一威脅，并構(gòu)建新的作戰(zhàn)理念[2]。在新的作戰(zhàn)理念中，無(wú)人技術(shù)為開(kāi)展“蜂群”作戰(zhàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在作戰(zhàn)裝備的高度密集性、協(xié)同性、智能性和靈活反應(yīng)上。由于采取“蜂群”技術(shù)的基本原則是分散使用大量低成本的無(wú)人武器，因此，這一作戰(zhàn)理念能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)敵方區(qū)域的廣泛占領(lǐng)，使數(shù)量再一次成為戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的決定因素，而人在操縱無(wú)人武器時(shí)所使用的算法將確保偵察信息的準(zhǔn)確性和攻擊過(guò)程中的精確性，不僅使偵察與攻擊具有更高的可靠性，而且也降低了原有的犧牲成本。

2) 規(guī)模作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。冷戰(zhàn)時(shí)期，美軍素有采取“抵消戰(zhàn)略”的傳統(tǒng)[3]，而隨著精確制導(dǎo)武器的大規(guī)模擴(kuò)散，美軍投入構(gòu)建防御體系的成本增加，實(shí)際攻擊和防御能力卻并未得到提高。在轉(zhuǎn)向發(fā)展無(wú)人“蜂群”系統(tǒng)之后，原本造價(jià)高昂的多任務(wù)系統(tǒng)被分解為若干低成本的小規(guī)模作戰(zhàn)平臺(tái)。基于任務(wù)層面的自我管理和多武器系統(tǒng)的自我控制，這些小型的作戰(zhàn)平臺(tái)能夠分散敵方的作戰(zhàn)注意力，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)之間的作用互補(bǔ)與替代，形成規(guī)模作戰(zhàn)能力，以此避免了過(guò)去一旦造成損失便不可彌補(bǔ)的局面。美國(guó)空軍將要配備的微型空射誘餌—干擾機(jī)(Miniature Air Launch Decoy Jammer,MALD-J)在一架戰(zhàn)機(jī)上形成小型遠(yuǎn)程電子戰(zhàn)平臺(tái)，通過(guò)MALD模擬戰(zhàn)機(jī)信號(hào)誤導(dǎo)敵方雷達(dá)系統(tǒng)，而MALD-J則對(duì)敵方雷達(dá)和防空火力系統(tǒng)進(jìn)行直接干擾[4]。在與MALD和MALD-J配合的過(guò)程中，美國(guó)空軍戰(zhàn)機(jī)的位置將不會(huì)暴露，飛行員可駕駛戰(zhàn)機(jī)抵達(dá)敵方縱深實(shí)施攻擊。這表明，無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)能夠組合各子系統(tǒng)功能，使其整體效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于個(gè)體功能之和。

3) 靈活反應(yīng)優(yōu)勢(shì)。盡管機(jī)器無(wú)法取代人腦在解決模糊問(wèn)題和新問(wèn)題方面的作用，但是自動(dòng)化能夠提高大數(shù)據(jù)信息的處理速度。無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的整合效能之一就是利用“蜂群”的委派控制機(jī)制，充分發(fā)揮無(wú)人武器的快速反應(yīng)功能。一方面，廣泛分散的小型作戰(zhàn)平臺(tái)將對(duì)敵方整體作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行分解，誤導(dǎo)和干擾敵方使其反應(yīng)鈍化，從而瓦解敵方的“偵察-定位-決策-行動(dòng)”機(jī)制[5]。另一方面，無(wú)人“蜂群”技術(shù)將偵察結(jié)果及時(shí)反饋給指揮人員，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)層面的應(yīng)激決策，并指揮各分散的子系統(tǒng)在戰(zhàn)區(qū)前沿迅速行動(dòng)，通過(guò)不斷改變作戰(zhàn)環(huán)境和情況，使敵方難以應(yīng)對(duì)[6]。因此，無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的靈活反應(yīng)實(shí)際上是相對(duì)于敵方的比較優(yōu)勢(shì)，而要保持速度方面的優(yōu)勢(shì)，美軍必須不斷優(yōu)化各作戰(zhàn)單位和整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)功能。

4) 成本優(yōu)勢(shì)。美國(guó)防部通常會(huì)以20～30 a為時(shí)間軸開(kāi)發(fā)新的武器系統(tǒng)，由于技術(shù)自身的不成熟，使用方與開(kāi)發(fā)方往往會(huì)提出不切實(shí)際的需求，而隨著時(shí)間的推移，各國(guó)武器系統(tǒng)都在不斷發(fā)展，這就導(dǎo)致了需求的不斷變化。在極端情況下，盡管需求在不斷提高，但是武器系統(tǒng)平臺(tái)的更新始終無(wú)法跟上敵方或商用開(kāi)發(fā)方的創(chuàng)新腳步，最終造成巨大的國(guó)防開(kāi)支浪費(fèi)。而無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)所依托的是大量低成本、次復(fù)雜子系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)成本和犧牲成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)多任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)，因此能夠節(jié)約開(kāi)支。同時(shí)，由于在實(shí)戰(zhàn)中“蜂群”系統(tǒng)規(guī)模龐大且分布零散，敵方需對(duì)每個(gè)目標(biāo)進(jìn)行攻擊和防御準(zhǔn)備，因此美軍間接提高了敵方的作戰(zhàn)成本而獲得自身的成本優(yōu)勢(shì)。

2無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的問(wèn)題

與無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相對(duì)應(yīng)，這一新概念作戰(zhàn)模式本身正面臨著一些發(fā)展問(wèn)題。

1) 理念認(rèn)可與技術(shù)跟進(jìn)問(wèn)題。截至2014年，僅5%的美國(guó)防部研究項(xiàng)目和采購(gòu)項(xiàng)目與無(wú)人系統(tǒng)有關(guān)[7]，而在美軍內(nèi)部也存在著對(duì)于無(wú)人作戰(zhàn)可能阻礙或反作用于傳統(tǒng)常規(guī)作戰(zhàn)的擔(dān)憂。在諸多任務(wù)中，無(wú)人自動(dòng)系統(tǒng)被視為尚未經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的技術(shù)，一部分美軍指揮官甚至認(rèn)為，如果削減了人類的工作，無(wú)人系統(tǒng)可能成為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的威脅。在無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)未得到廣泛認(rèn)可的情況下，“減緩”策略被采納，直接導(dǎo)致了無(wú)人技術(shù)發(fā)展受阻。Paul Scharre[8]指出，美軍若要跟上無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)模式變革的步伐，就必須開(kāi)展基于進(jìn)攻性戰(zhàn)略的目標(biāo)研究和實(shí)驗(yàn)，采用新的發(fā)展概念與組織結(jié)構(gòu)，保證制度過(guò)程與技術(shù)過(guò)程相一致。

2) 技術(shù)集成與整合問(wèn)題。盡管“蜂群”作戰(zhàn)理念來(lái)源于對(duì)自然界中蜜蜂和螞蟻?zhàn)迦旱姆抡妫乔罢叩男纬蓹C(jī)制與包含內(nèi)容更為復(fù)雜。由于無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)包含豐富的異構(gòu)主體(Heterogeneous Agents)，同時(shí)實(shí)施攻擊和防御功能，因此，這一作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)由外部設(shè)計(jì)產(chǎn)生，目的是加強(qiáng)支撐技術(shù)的高度集成與整合。然而，到目前為止，對(duì)無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的作用機(jī)理研究?jī)H限于相對(duì)獨(dú)立的4種形式：近戰(zhàn)(Melee)、聚合(Massing)、機(jī)動(dòng)(Maneuver)和群集(Swarming)[9]，尚未形成符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)特點(diǎn)的技術(shù)-戰(zhàn)術(shù)集成體系，使網(wǎng)絡(luò)化與自動(dòng)化用于協(xié)調(diào)無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)中的各個(gè)作戰(zhàn)單位，達(dá)到任務(wù)多樣化與技術(shù)一體化的統(tǒng)一。

3) “脆弱的穩(wěn)定”(Fragile Stability)與決策時(shí)間問(wèn)題。無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)在為美軍不斷爭(zhēng)取時(shí)間優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也帶來(lái)了“閃電戰(zhàn)爭(zhēng)”(Flash Wars)的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)，各國(guó)只能著力發(fā)展無(wú)人武器裝備技術(shù)，進(jìn)而可能引起新一輪的軍備競(jìng)賽，如在冷戰(zhàn)中一樣形成“脆弱的穩(wěn)定”。在爭(zhēng)奪先發(fā)優(yōu)勢(shì)的過(guò)程中，雙方不僅要保證初次打擊的效果，還要建立二次打擊能力，這就造成了決策速度與行動(dòng)速度之間的張力。無(wú)人武器裝備能夠提高特定任務(wù)的行動(dòng)速度，但是實(shí)際操縱和決定作戰(zhàn)行為的還是人，過(guò)快的作戰(zhàn)速度將會(huì)影響武器裝備與人之間的信息交換和相互反饋，因此，在應(yīng)對(duì)未來(lái)低穩(wěn)定性攻擊的過(guò)程中，戰(zhàn)略專家和操縱人員需重視無(wú)人裝備的彈性機(jī)制，為決策人員預(yù)留充裕的分析和決策時(shí)間。

3構(gòu)建人-機(jī)一體無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)

即使是在高技術(shù)廣泛用于軍事領(lǐng)域的條件下，人依然是戰(zhàn)爭(zhēng)的決定因素。盡管無(wú)人技術(shù)正在趨于復(fù)雜并逐步完善，但是在分析、決策等諸多方面依然無(wú)法達(dá)到人類的智能水平，其本身也無(wú)法適用于一切作戰(zhàn)任務(wù)，因此，在美國(guó)國(guó)家安全中心的報(bào)告中，構(gòu)建人-機(jī)一體的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)已成為未來(lái)的主要發(fā)展方向。

人-機(jī)一體的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)概念主要包含2方面的意義。

1) 實(shí)現(xiàn)人與無(wú)人系統(tǒng)之間的交互，是在分別發(fā)揮人與無(wú)人系統(tǒng)各自優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)整合選擇最佳作用路徑，針對(duì)不同任務(wù)采取靈活的決策-行動(dòng)機(jī)制，有效擴(kuò)展各武器裝備系統(tǒng)的作戰(zhàn)半徑。2012年，美國(guó)陸軍在AH-64D阿帕奇(Apache)Block III武裝直升機(jī)上配備了與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)兼容的無(wú)人機(jī)戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈組件(unmanned aerial systems tactical common data link assembly, UTA)，協(xié)助直升機(jī)乘員操縱MQ-1“灰隼”(Gray Eagle)無(wú)人機(jī)執(zhí)行空中偵察任務(wù)。在一項(xiàng)任務(wù)中，直升機(jī)乘員利用雙向高帶寬數(shù)據(jù)鏈控制無(wú)人機(jī)的飛行路線及任務(wù)負(fù)載，并在飛行中實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)發(fā)回的高清戰(zhàn)場(chǎng)圖像，保障“地獄火”激光制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈在作戰(zhàn)過(guò)程中的精確攻擊[10]。UTA組件所構(gòu)建起的人-機(jī)交互系統(tǒng)提高了直升機(jī)乘員、地面陸軍分隊(duì)指揮官和無(wú)人機(jī)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知水平，三者共同構(gòu)成了“蜂群”作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。

2) 加強(qiáng)各人-機(jī)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，是將海軍、空軍、陸軍及海軍陸戰(zhàn)隊(duì)所配備的人-機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)籌為一個(gè)可進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)的大系統(tǒng)(見(jiàn)表1)，在各子系統(tǒng)內(nèi)部建立人-機(jī)交互組，在各系統(tǒng)之間形成符合聯(lián)合作戰(zhàn)要求的“蜂群”。

表1　各軍兵種在無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)中所承擔(dān)的任務(wù)

4結(jié) 束 語(yǔ)

美軍正在發(fā)展的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)仍建立在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)思想基礎(chǔ)上，分散執(zhí)行多級(jí)任務(wù)的核心是構(gòu)建相互聯(lián)結(jié)的戰(zhàn)區(qū)信息網(wǎng)，形成多層次的協(xié)同作戰(zhàn)能力。目前，美海軍的無(wú)人艇“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)已取得重大突破，集群作戰(zhàn)電子系統(tǒng)已初步建立；美空軍的無(wú)人飛行器偵察與攻擊系統(tǒng)也初見(jiàn)規(guī)模；美陸軍聯(lián)合以色列正在研制可防御敵方無(wú)人機(jī)攻擊的激光武器系統(tǒng)，使美軍欲實(shí)現(xiàn)全面的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)具有一定的可能性。

對(duì)于美軍來(lái)說(shuō)，通過(guò)技術(shù)手段解決本文所述3項(xiàng)問(wèn)題，改進(jìn)現(xiàn)有的作戰(zhàn)理念，真正形成可投入戰(zhàn)場(chǎng)的無(wú)人“蜂群”作戰(zhàn)能力，將是未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，加快發(fā)展無(wú)人技術(shù)、緩解美軍無(wú)人“蜂群”技術(shù)開(kāi)發(fā)對(duì)自身國(guó)防開(kāi)支施與的壓力，是進(jìn)行作戰(zhàn)方式與作戰(zhàn)理論研究的重要方向。

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(編輯：田麗韞)

Analysis on Unmanned Swarm Fighting System of U.S. Armed Forces

CHEN Fangzhou,HUANG Jinghao,ZHAO Yanghui

(1. School of Humanities and Social Sciences, National University of Defense Technology, Changsha Hunan 410074, China;2. Archives of Equipment Development Department, CMC, Beijing 100094, China)

AbstractBased on the dilemma of existing military projection model, U.S. armed forces have developed a fighting technology featuring the unmanned aerial vehicles, which represents the development trend of future unmanned wars. Aiming at the developing characteristics and existing problems of swarm fighting technology applied for unmanned aerial vehicles in U.S. armed forces, the paper discusses the changes of operation mode featuring the integrated high-tech as well as some countermeasures, looks forward to the formation of a new-type operation command platform featuring “man-machine integration” so as to provide reference and enlightenment in the technology development and system integration of unmanned aerial vehicles for our country.

Keywordsunmanned aerial vehicles; swarm fighting systems; new-type command platform; man-machine integration

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.008

文章編號(hào)2095-3828(2016)02-0034-04

中圖分類號(hào)E81

作者簡(jiǎn)介陳方舟(1990-)，女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐娛录夹g(shù)史。lightningcfz@163.com

基金項(xiàng)目國(guó)防科技大學(xué)優(yōu)秀研究生創(chuàng)新資助課題(S150801)

收稿日期2015-05-29

趙陽(yáng)輝，女，副教授，碩士生導(dǎo)師。