摩爾定律與反小型無人機(jī)作戰(zhàn)

張策

1965年，英特爾公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一戈登·摩爾做出了一個著名的預(yù)測：“芯片中集成的晶體管元器件數(shù)量每24個月大約會翻一倍，其性能也將提升一倍。”他的預(yù)測揭示了信息技術(shù)發(fā)展的速度。而后的50年，不僅驗證了他的預(yù)測非常正確，而且這個被稱之為摩爾定律的預(yù)測也被應(yīng)用到聯(lián)合作戰(zhàn)領(lǐng)域，定義了聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境的發(fā)展變化。集成電路和微處理器的不斷小型化、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，并通過技術(shù)擴(kuò)散和改進(jìn)，將強(qiáng)大的計算技術(shù)滲透到現(xiàn)代生活的各個方面。

集成電路的眾多現(xiàn)代應(yīng)用之一是控制小型無人飛行器系統(tǒng)。由此產(chǎn)生了新的軍事詞匯：無人機(jī)作戰(zhàn)。商業(yè)化的小型無人機(jī)已經(jīng)越來越成為一種優(yōu)選型武器，特別是非國家行為體在有限資源條件下更青睞于小型無人機(jī)。小型無人機(jī)的快速發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用，對遂行聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)時防御小型無人機(jī)攻擊提出了眾多挑戰(zhàn)。其中最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一是如何讓反無人機(jī)作戰(zhàn)運(yùn)用跟上無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的步伐。

歷史發(fā)展的脈絡(luò)

簡單說，摩爾定律通過小型化來描述某一技術(shù)的潛在增長性。晶體管的指數(shù)級微型化的特性是摩爾定律建立的基礎(chǔ)。晶體管是集成電路和微處理器的基本組成部分，它又起到幾乎每一件電子技術(shù)中計算核心的作用。在過去50年中，晶體管尺寸的每一次減小，計算能力都大大增強(qiáng)，而生產(chǎn)成本卻大大降低。消費者購買芯片的可承受性增加，導(dǎo)致了廣泛的市場效應(yīng)。

今天，晶體管和微處理器技術(shù)無處不在，它們觸及現(xiàn)代生活的各個方面，既包括美軍聯(lián)合部隊的武器系統(tǒng)，也包括其作戰(zhàn)對手的武器系統(tǒng)。盡管當(dāng)時摩爾在預(yù)測時對此尚有疑問，但信息技術(shù)時代的光芒不亞于18世紀(jì)的工業(yè)革命已經(jīng)成為人們的共識。

過去50年來，各個領(lǐng)域的武器裝備技術(shù)都發(fā)生了迅猛變化，但小型無人機(jī)的發(fā)展速度卻尤其令人吃驚。各種各樣的小型無人機(jī)在戰(zhàn)場上的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，并展現(xiàn)出顯著的作戰(zhàn)效果和全面發(fā)展的能力。事實上，這種認(rèn)知并不完全準(zhǔn)確，因為今天的小型無人機(jī)能力提升得益于全球性眾多小型研究團(tuán)隊和開發(fā)項目。在軍事領(lǐng)域，無人機(jī)作戰(zhàn)研究的重心仍然主要集中在復(fù)制載人飛行器能力的大型無人機(jī)，而50磅以下的無人機(jī)基本上已經(jīng)淪落為業(yè)余愛好者的領(lǐng)域。

提出摩爾定律的戈登·摩爾

隨著門檻降低，近幾年小型無人機(jī)的數(shù)量暴漲

今天，遙控飛機(jī)愛好者們在世界各地的車庫和地下室里，把芯片技術(shù)每一個微型化和處理能力的進(jìn)步，都想方設(shè)法融入到他們的業(yè)余愛好之中。更小型的雷達(dá)具有更大的探測范圍和更輕的重量;更先進(jìn)的小型攝像機(jī)被嵌入，可以將采集的實時數(shù)據(jù)傳送給佩戴虛擬現(xiàn)實頭盔的操控人員;強(qiáng)大的微處理器和全球定位系統(tǒng)接收器大大提高了飛行器性能，可以進(jìn)行復(fù)雜的推進(jìn)配置，還可通過預(yù)編航路規(guī)劃程序，實現(xiàn)超出無線電控制范圍的自主飛行能力。所有這些技術(shù)進(jìn)步，不斷降低小型無人機(jī)研發(fā)的入門級成本，使全球遙控飛行器市場迅猛擴(kuò)張。

2015年12月，美國聯(lián)邦航空管理局確定，0.55～55磅的遙控?zé)o人機(jī)定義為“小型無人飛行器系統(tǒng)”，并開始規(guī)范它們的活動，以管理在美國上空飛行的越來越多的小型無人機(jī)。作為無人機(jī)增長規(guī)模和速度的重要指標(biāo)，美國聯(lián)邦航空管理局預(yù)測，到2021年美國將有多達(dá)440萬注冊的小型無人機(jī)，這意味著在近5年內(nèi)其數(shù)量增漲了400%。

恐怖主義與低成本高效益武器

隨著過去20年國際恐怖主義的穩(wěn)步上升，全世界受恐怖主義影響的極端組織和個人都積極尋求低成本、易獲取的技術(shù)手段，將其轉(zhuǎn)化為達(dá)成其恐怖目的的武器?？梢灶A(yù)見，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識到小型無人機(jī)將會成為一種經(jīng)濟(jì)高效的武器。在2017年“中東媒體研究所”的一份報告中，詳細(xì)敘述了十幾年來恐怖組織使用小型無人機(jī)的追求和發(fā)展過程。從2004年黎巴嫩真主黨使用小型無人機(jī)對以色列進(jìn)行20分鐘的偵查開始，到近期“伊斯蘭國”武裝分子在伊拉克和敘利亞多次使用小型無人機(jī)對美國特種作戰(zhàn)部隊投擲手榴彈，都印證了這一點。

然而，對于未來的擔(dān)憂更指向美國國內(nèi)，因為美國國土安全部已經(jīng)向美國公民提出警告，恐怖組織正在積極追求“新的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)，例如可以在事發(fā)地區(qū)之外使用的無人飛行器系統(tǒng)和化學(xué)制劑實施攻擊”。雖然在航空業(yè)發(fā)展初期，防空作戰(zhàn)武器系統(tǒng)就不斷發(fā)展，防御大型無人機(jī)的技戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)不再是現(xiàn)代防空作戰(zhàn)能力的突出問題，但小型無人機(jī)卻提出了一種新的和特殊的威脅。由于其體積小、機(jī)動性強(qiáng)，足以躲避大多數(shù)監(jiān)視和預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，而且它們很安靜，因此更加難以探測。

在美國，除了需要在聯(lián)邦航空局的登記外，沒有購買軍用級小型無人機(jī)的限制。經(jīng)常通過互聯(lián)網(wǎng)購買物品的人會發(fā)現(xiàn)，你可以很方便地購買一個擁有攝像系統(tǒng)的四翼無人機(jī)，這種無人機(jī)能夠用手機(jī)控制飛行12分鐘，只需不到180美元的價格即可送貨到家。而使用高頻遙控、續(xù)航時間超過20小時、飛行速度50英里/小時、有效載荷22磅的高性能無人機(jī)，網(wǎng)上價格也只有17000美元?？紤]到小型無人機(jī)的軍事應(yīng)用性和潛在作戰(zhàn)能力，美軍聯(lián)合部隊連同國家安全機(jī)構(gòu)，已經(jīng)密切關(guān)注在國內(nèi)和國外提高反制小型無人機(jī)的能力。

恐怖分子用無人機(jī)丟下的炸彈炸翻了一輛伊拉克政府軍的裝甲悍馬

變革與挑戰(zhàn)

按照摩爾定律，小型無人飛行器系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展將持續(xù)加速。根據(jù)近幾年市場調(diào)查，該領(lǐng)域相關(guān)數(shù)據(jù)也充分印證了這一觀點。2014年的一份報告顯示，2001年度共公布了5份新的無人飛行器系統(tǒng)專利，2003年度為12份，2005年度為22份，在報告的調(diào)查周期中，每24個月就有一次近乎完美的指數(shù)增長，到2014年新專利的數(shù)目達(dá)到372份。即使每一項專利僅代表無人飛行器系統(tǒng)在能力上的一個微小而可量化的增長，但也充分體現(xiàn)出小型無人機(jī)的進(jìn)化率是多么令人畏懼。

集成電路的應(yīng)用之一是控制小型無人飛行器系統(tǒng)

美軍在聯(lián)合部隊內(nèi)建立和部署反小型無人機(jī)作戰(zhàn)能力的努力也非常積極。即使是對“反無人飛行器系統(tǒng)”的非正式互聯(lián)網(wǎng)搜索，也能顯示出2016年美國政府在該行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展方面的顯著提升。諸如搜索短語“聯(lián)合應(yīng)急行動需求”和政府資助的“反無人飛行器系統(tǒng)競賽”，可以找到大量相關(guān)信息，內(nèi)容主要集中于評估對無人機(jī)的硬殺傷技術(shù)。這些搜索結(jié)果也揭示了該行業(yè)迅猛發(fā)展的狀況，幾十種新技術(shù)的研發(fā)加上對原有技術(shù)的改進(jìn)，大大提升了反無人機(jī)作戰(zhàn)能力。其中大量武器系統(tǒng)裝備到美軍部隊，并在戰(zhàn)場上得到充分的檢驗評估。

在軍工企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的支持下，美國中央司令部正以慎重的行動迎接反小型無人機(jī)的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對小型無人機(jī)的直接威脅，中央司令部已經(jīng)在整個戰(zhàn)區(qū)部署了100套不同型號的反小型無人飛行器系統(tǒng)，從便攜式裝備到大型固定基地系統(tǒng)，都由在中央戰(zhàn)區(qū)執(zhí)行任務(wù)的聯(lián)合部隊進(jìn)行實戰(zhàn)環(huán)境下的檢驗評估。在收集了足夠數(shù)量的評估數(shù)據(jù)后，武器備選采購范圍將大大縮小，并最終確定用于大規(guī)模生產(chǎn)和部署的武器系統(tǒng)。如果不是小型無人機(jī)發(fā)展速度如此之快，這個武器采購過程將相對簡單。

不幸的是，正當(dāng)目前實驗的反小型無人飛行器系統(tǒng)正在進(jìn)行野戰(zhàn)評估的時候，設(shè)計師和工程師團(tuán)隊已經(jīng)在進(jìn)行下一代小型無人機(jī)系統(tǒng)的研制工作。在任何一家書店的科技期刊中，都可以看到大量關(guān)于人工智能、自動化系統(tǒng)、蜂群戰(zhàn)術(shù)等文章。鑒于目前的發(fā)展速度，完全有可能下一代小型無人飛行器系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)部署到戰(zhàn)場，而反小型無人飛行器系統(tǒng)還沒完成評估。這個越來越難擊中的飛行目標(biāo)正是摩爾定律所暗示的挑戰(zhàn)。若說反小型無人機(jī)的發(fā)展在某方面比小型無人機(jī)更困難，那可能就是制定實用的反小型無人飛行器系統(tǒng)的作戰(zhàn)條令。

作戰(zhàn)條令與適用性

作戰(zhàn)理論中的概念通常都存在一定的爭議，因為對不同的人往往意味著不同的理解。美軍的作戰(zhàn)條令主要分為三個層次：軍種、多軍種和聯(lián)合。多軍種作戰(zhàn)條令是在兩個以上軍種認(rèn)定的情況下使用，而聯(lián)合作戰(zhàn)條令則由參謀長聯(lián)席會議主席發(fā)布，供所有軍種使用。一般說來，作戰(zhàn)條令既具有指導(dǎo)性，也具有可操作性。作戰(zhàn)條令應(yīng)該來自于各級作戰(zhàn)部隊的實踐經(jīng)驗，并將其本質(zhì)內(nèi)涵加以提煉升華，用規(guī)范性語言進(jìn)行清晰的表達(dá)，而后再把它們作為可實現(xiàn)的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)性程序重新應(yīng)用于各級作戰(zhàn)部隊。這一描述符合參謀長聯(lián)席會議主席備忘錄520.01A中闡述的作戰(zhàn)條令制定過程，強(qiáng)調(diào)聯(lián)合作戰(zhàn)條令必須反映“現(xiàn)存的實踐”，并從中找出“吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)”。它還表明了聯(lián)合作戰(zhàn)力量是如何通過共同的理解和期望，達(dá)成行動的協(xié)同。

獲取、記錄和傳播現(xiàn)存實踐的一個先決條件是建立現(xiàn)存實踐本身。換句話說，當(dāng)事情沒有以任何特定的方式真實發(fā)生時，很難描述事情通常是如何發(fā)生的。也就是說，現(xiàn)有實踐必須具有一定的持久性。如果事情發(fā)生和變化的時間周期短于條令制定時間周期，那么所產(chǎn)生的任何理論都有局限性。而無人機(jī)技術(shù)和反無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使作戰(zhàn)理論很難跟上技術(shù)進(jìn)步的步伐。這對于制定聯(lián)合作戰(zhàn)條令來說是一個極大的挑戰(zhàn)。美軍對新提交的聯(lián)合作戰(zhàn)條令，首先必須經(jīng)過來自聯(lián)合指揮體系中戰(zhàn)區(qū)司令部、軍種部和其他相關(guān)機(jī)構(gòu)的264名代表的審查通過。在過去的20年中，聯(lián)合作戰(zhàn)條令修訂的時間周期從1996年的21個月，縮短到17個月，隨著“適應(yīng)性作戰(zhàn)條令倡議”的實施，從2018年夏天開始美軍將條令修訂周期進(jìn)一步縮短到12個月。即使有了這些重大意義的改進(jìn)，如何快速地從獲取反無人機(jī)的實踐經(jīng)驗到轉(zhuǎn)化為作戰(zhàn)條令中指導(dǎo)原則和技戰(zhàn)術(shù)程序，仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。

無人機(jī)的快速發(fā)展對無人機(jī)防御技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)

美軍構(gòu)建反無人飛行器系統(tǒng)理論體系采取的方法是在一定的時間范圍內(nèi)平衡其內(nèi)容的具體性和準(zhǔn)確性。也就是說，當(dāng)前作戰(zhàn)條令只是有目的性地提供一個知識框架，允許對在較短時間內(nèi)形成的前沿理念進(jìn)行有效的交流，同時又避免一些可能在條令正式出版時便會變得不準(zhǔn)確的特殊性內(nèi)容。在聯(lián)合部隊內(nèi)部，陸軍在地面作戰(zhàn)領(lǐng)域研究得到了充分的信任，因為它奠定了反小型無人飛行器系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)。2016年10月，隨著第一個試驗性反小型無人飛行器系統(tǒng)進(jìn)行部署，陸軍頒布了一個非正式的《反無人飛行器系統(tǒng)戰(zhàn)略》，其目的是“整合和協(xié)調(diào)反無人飛行器系統(tǒng)在整個陸軍中的行動，并通告給聯(lián)合部隊、跨機(jī)構(gòu)組織和盟國伙伴”。雖然它不是第一個對反小型無人機(jī)進(jìn)行的研究項目，但卻是第一個被廣泛傳播和用權(quán)威性文件闡述這一問題的研究成果。它不僅在其13頁內(nèi)容中建立了理論體系的基本術(shù)語和概念界定，而且在反小型無人機(jī)能力的開發(fā)中也提出了短期和長期的優(yōu)先項目。標(biāo)準(zhǔn)軍事術(shù)語及其定義的價值不可能超越基本作戰(zhàn)理論構(gòu)建。在第一批聯(lián)合出版物正式頒布之前，國防部詞典在1948年就己出版，允許“聯(lián)合作戰(zhàn)力量采用清晰明確、通俗易懂的通用語言，組織、計劃、培訓(xùn)和實施作戰(zhàn)行動?！?/p>

基于陸軍反無人飛行器系統(tǒng)戰(zhàn)略的基本術(shù)語和概念，部署在一線的作戰(zhàn)部隊根據(jù)理論所闡述的通用戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序，建立了自己的實際應(yīng)用程序。這些和其他的戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)性規(guī)劃被陸軍戰(zhàn)術(shù)出版物《反無人飛行器系統(tǒng)技術(shù)》所吸取，并最終合并到《空中和導(dǎo)彈防御的多軍種戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序》野戰(zhàn)條令。由于聯(lián)合出版物側(cè)重于戰(zhàn)役和戰(zhàn)略層面的理論，2017年4月修訂的聯(lián)合出版物《抵御空中和導(dǎo)彈威脅》，只提供了一段簡短的反小型無人飛行器系統(tǒng)的論述，將讀者最終引向《空中和導(dǎo)彈防御的多軍種戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序》，因為大部分的反小型無人飛行器系統(tǒng)的指導(dǎo)原則都在此有詳細(xì)闡述，這方面理論的進(jìn)一步發(fā)展還有待于更高層次的實踐。

各國開始重視發(fā)展反制無人機(jī)的能力

按照這種思路美軍作戰(zhàn)條令制定的最終結(jié)果是一個集概念、術(shù)語、定義、思考和通用程序于一體的框架，該框架既有特定的針對性和適用性，又著眼反小型無人機(jī)技術(shù)發(fā)展保留了相關(guān)的不確定性。由于是在聯(lián)合、多軍種和軍種級別上解決軍事問題，因此在反小型無人機(jī)原則中很少引用特定的武器裝備技術(shù)。作戰(zhàn)條令只提供大的理論框架，通過厘清概念的基本方法，使戰(zhàn)區(qū)指揮官和一線部署部隊根據(jù)戰(zhàn)場實際情況采取適用的具體方法。

結(jié) 語

正如小型無人飛行器可能會在戰(zhàn)場上停留相當(dāng)長一段時間，作戰(zhàn)條令制定過程中所發(fā)生的變化也會持續(xù)一段時間。如果摩爾定律繼續(xù)發(fā)揮作用，新技術(shù)越來越多地被用來應(yīng)對新的威脅，保持井噴式發(fā)展勢頭，便只能用最粗略的作戰(zhàn)運(yùn)用綱要指導(dǎo)具體實踐。因此，盡管美軍持續(xù)努力簡化作戰(zhàn)條令制定過程，但仍然強(qiáng)調(diào)要適應(yīng)新的戰(zhàn)場情況，戰(zhàn)場指揮重任還將落在一線作戰(zhàn)人員肩上。

美軍認(rèn)為，最有效的反小型無人飛行器系統(tǒng)的作戰(zhàn)原則掌握在一線作戰(zhàn)的人員手中，因為條令制定者不能夠等待作戰(zhàn)環(huán)境來匹配他們期望的作戰(zhàn)原則;必須將他們的期望和作戰(zhàn)原則發(fā)展過程適應(yīng)于新的作戰(zhàn)環(huán)境。在現(xiàn)代戰(zhàn)場上，技術(shù)的發(fā)展速度甚至快于文件的記錄速度，用基于非技術(shù)的作戰(zhàn)理論發(fā)展進(jìn)程與之匹配肯定不是一種好的選擇。因此美軍強(qiáng)調(diào)持續(xù)推進(jìn)，保持靈活性和適應(yīng)性將是聯(lián)合部隊發(fā)展的關(guān)鍵，以避免落后于技術(shù)和被對手超越。

責(zé)任編輯：劉靖鑫