美軍無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)

李瑞景 趙家樂(lè)

小精靈項(xiàng)目

一直以來(lái)，美軍都“執(zhí)世界軍事變革之牛耳”，甚至在部分領(lǐng)域?qū)ζ渌麌?guó)家形成“代差”。在無(wú)人技術(shù)領(lǐng)域，美國(guó)同樣是時(shí)代的“弄潮兒”。自越戰(zhàn)時(shí)期開(kāi)始，美國(guó)就將大量無(wú)人機(jī)應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察。1995年，美國(guó)更是率先裝備了世界上第一款察打一體的MQ-1“捕食者”無(wú)人偵察機(jī)。如今，隨著智能化、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等尖端科技的相繼突破，美軍又在無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)領(lǐng)域啟動(dòng)了一批頂尖項(xiàng)目。

尚處試驗(yàn)階段的“小精靈”項(xiàng)目

2015年9月，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）發(fā)布了“小精靈”項(xiàng)目的招標(biāo)計(jì)劃，計(jì)劃研發(fā)新世紀(jì)的“分布式空戰(zhàn)技術(shù)”。或許受到來(lái)自海軍作戰(zhàn)領(lǐng)域“分布式殺傷力”和軟件結(jié)構(gòu)領(lǐng)域“分布式系統(tǒng)”的啟發(fā)，DARPA希望研發(fā)出一款應(yīng)用于空戰(zhàn)的分布式戰(zhàn)法，以此維持美軍在戰(zhàn)略上的主動(dòng)權(quán)與不對(duì)稱優(yōu)勢(shì)。

“分布式空戰(zhàn)技術(shù)”是指利用智能化自主控制技術(shù)，將無(wú)人機(jī)集群中的每一架無(wú)人機(jī)都變成一把利劍，以實(shí)現(xiàn)分布式空戰(zhàn)的預(yù)期目標(biāo)。這與“田忌賽馬”有著異曲同工之妙：通過(guò)不斷的局部勝利來(lái)獲取整體優(yōu)勢(shì)。該無(wú)人機(jī)蜂群具備敵區(qū)域外偵察、通訊組網(wǎng)和電子壓制等功能，具備建立分布式系統(tǒng)的能力，并且可以對(duì)執(zhí)行任務(wù)后幸存的無(wú)人機(jī)進(jìn)行回收。

當(dāng)前，無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)還存在諸多技術(shù)瓶頸，如低成本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精確數(shù)字飛控與導(dǎo)航、小型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等，而如何實(shí)現(xiàn)低成本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則是無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)研發(fā)面臨的最大問(wèn)題。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)蜂群是由數(shù)量龐大的無(wú)人機(jī)組成的，制造成本不小，這就導(dǎo)致作戰(zhàn)成本居高不下。但是無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)方式與傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式相比仍具有巨大優(yōu)勢(shì)，這就引起了諸多技術(shù)強(qiáng)國(guó)的濃厚興趣。然而，無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)巨大的研制成本讓諸多國(guó)家望而卻步，即便是財(cái)大氣粗的DARPA，在面對(duì)“小精靈”項(xiàng)目高昂的成本時(shí)，也一籌莫展。

不過(guò)，解決的方法總是會(huì)有的。這時(shí)，“設(shè)備載荷與機(jī)體一體化設(shè)計(jì)”就成為突破瓶頸的關(guān)鍵。現(xiàn)階段的諸多小型無(wú)人機(jī)均已實(shí)現(xiàn)了“設(shè)備載荷與機(jī)體一體化設(shè)計(jì)”，如美國(guó)RQ-11B“渡鴉”無(wú)人機(jī)、“黃蜂3”微型無(wú)人機(jī)和“沙漠鷹”無(wú)人機(jī)等。如今，此項(xiàng)技術(shù)在這些小型無(wú)人機(jī)項(xiàng)目上已經(jīng)發(fā)揮得淋漓盡致。那么通過(guò)將這項(xiàng)成熟的無(wú)人機(jī)一體化技術(shù)運(yùn)用于無(wú)人機(jī)集群低成本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的攻關(guān)上，就可以有效解決無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)成本高昂的問(wèn)題。

暫留民用領(lǐng)域的“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目

或許是受到類似于“蝗蟲(chóng)過(guò)境”情景的啟發(fā)，美國(guó)海軍研究辦公室提出了“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目，希望可以開(kāi)發(fā)出一種具備發(fā)射管快速拋射能力、集群內(nèi)部數(shù)據(jù)鏈共享能力和自主協(xié)同能力的無(wú)人機(jī)集群。試想一下，面對(duì)無(wú)人機(jī)“蝗蟲(chóng)過(guò)境”般的集群攻擊，即便是目前世界上最強(qiáng)的防御體系——“宙斯盾防御系統(tǒng)”，也可能力不從心，更何況是其他海軍戰(zhàn)艦防御系統(tǒng)呢！

“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目由大名鼎鼎的雷神公司負(fù)責(zé)技術(shù)研制。雷神公司是美國(guó)國(guó)家級(jí)的大型國(guó)防合約商，擁有BMG-109“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈、MIM-104“愛(ài)國(guó)者”防空導(dǎo)彈、AIM-9“響尾蛇”空空導(dǎo)彈等諸多經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)的優(yōu)秀作品，具備研發(fā)進(jìn)攻性武器和防御性武器的豐富經(jīng)驗(yàn)。

“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目是一項(xiàng)由美國(guó)海軍研究辦公室公布的無(wú)人機(jī)集群項(xiàng)目，所以美國(guó)海軍更希望其具備對(duì)艦艇的超高突防能力，以此來(lái)替代目前裝備價(jià)格高昂的反艦武器。美國(guó)作為世界第一軍事大國(guó)，雖然坐擁年6920億美元的軍費(fèi)，卻也在不斷思考著如何降低作戰(zhàn)成本。例如，“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目的經(jīng)理就曾表示，無(wú)人機(jī)集群的總成本目標(biāo)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一枚反艦導(dǎo)彈的成本。以目前“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目所使用的“郊狼”無(wú)人機(jī)為例，一架“郊狼”無(wú)人機(jī)的單價(jià)僅為1.5萬(wàn)美元，而一枚 “戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈的單價(jià)則高達(dá)130萬(wàn)美元。換算一下，一枚“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈就相當(dāng)于86架“郊狼”無(wú)人機(jī)。此外，無(wú)人機(jī)集群還具備對(duì)任務(wù)后幸存無(wú)人機(jī)的回收能力。

進(jìn)展神速的“山鶉”項(xiàng)目

“山鶉”項(xiàng)目，是由美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室主導(dǎo)的一個(gè)微型無(wú)人機(jī)項(xiàng)目。美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室不同于其他部門，它是一個(gè)統(tǒng)籌美軍各個(gè)軍種裝備研發(fā)與創(chuàng)新的部門，所以其所主導(dǎo)的“山鶉”無(wú)人機(jī)項(xiàng)目自然要考慮到美軍各個(gè)軍種的不同需求。例如，美國(guó)海軍希望無(wú)人機(jī)集群具備極高的突防能力;美國(guó)空軍強(qiáng)調(diào)無(wú)人機(jī)集群具備空戰(zhàn)能力;美國(guó)陸軍則需要無(wú)人機(jī)集群具備反裝甲目標(biāo)能力;美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)急需無(wú)人機(jī)集群具有進(jìn)行火力支援的能力。面對(duì)各個(gè)軍種的復(fù)雜需求，“山鶉”項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)自然就顯得異?？量?。

為了能夠在最大限度滿足各軍種不同需求的基礎(chǔ)上研發(fā)通用無(wú)人機(jī)集群技術(shù)，“山鶉”項(xiàng)目使用了多種新型技術(shù)。如在機(jī)體制造方面使用了3D打印技術(shù)，在機(jī)身材料方面使用了凱夫拉纖維，在電力系統(tǒng)方面使用了鋰離子聚合物電池。如果將軍事上的“裝甲衛(wèi)士”凱夫拉纖維作為3D打印的材料，其制造出的產(chǎn)品必然具備極高的韌性與硬度。而鋰離子聚合物電池與傳統(tǒng)電池相比，具有能量高、小型化、輕量化、可塑性強(qiáng)等多種優(yōu)勢(shì)。其循環(huán)使用壽命超過(guò)1000次以上，在低放電深度的情況下甚至可達(dá)幾萬(wàn)次。最重要的是，鋰離子聚合物電池具有極強(qiáng)的可塑性，可以制作成任意形狀，十分適合微型無(wú)人機(jī)裝備。

目前，“小精靈”項(xiàng)目尚處于第二階段的試驗(yàn)?！盎认x(chóng)”項(xiàng)目還暫時(shí)停留在民用領(lǐng)域，尚未投入到軍事領(lǐng)域。而“山鶉”項(xiàng)目相較于“小精靈”和“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目進(jìn)展神速。目前，“山鶉”項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了多次試驗(yàn)和技術(shù)驗(yàn)證，如在“北方利刃”軍演中進(jìn)行了150次試驗(yàn)，在“中國(guó)湖靶場(chǎng)”中完成了F/A-18F戰(zhàn)斗/攻擊機(jī)的空中拋灑試驗(yàn)。并且，“山鶉”無(wú)人機(jī)也已經(jīng)完成了在空中短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行編隊(duì)飛行與識(shí)別的試驗(yàn)。由此可見(jiàn)，“山鶉”項(xiàng)目已經(jīng)完成了多次理想的技術(shù)驗(yàn)證，充分證明了它在實(shí)戰(zhàn)中具有的可操作性，與其他項(xiàng)目比，也更有可能最早成熟。