美軍直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)使用分析

李五洲

近年隨著微電子、微機(jī)電技術(shù)發(fā)展，小型化無人機(jī)體現(xiàn)出巨大的實(shí)用性與作戰(zhàn)潛力，多架無人機(jī)或搭載不同功能模塊的無人機(jī)可組合形成無人機(jī)蜂群，具有鮮明的“無人、分布、協(xié)同”特征，再輔以人工智能技術(shù)，疊加自動識別、在線決策等“自主、智能”特性，無人機(jī)蜂群可以功能相對單一的低成本單元非對稱式抵消傳統(tǒng)大型多功能平臺優(yōu)勢，成為空中作戰(zhàn)的新型力量，獲得各國軍方廣泛關(guān)注。

直升機(jī)具有反應(yīng)速度快、突擊能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)勢，較固定翼飛機(jī)對氣象條件要求低，對固定機(jī)場依賴程度小，野戰(zhàn)生存能力強(qiáng)，可擔(dān)負(fù)立體攻擊、快速機(jī)動、垂直機(jī)降、勤務(wù)支援等多種任務(wù)，是陸軍重要空中力量。無人機(jī)蜂群與直升機(jī)結(jié)合，開展有人直升機(jī)/無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)，一方面可拓展直升機(jī)作戰(zhàn)任務(wù)范圍、提升作戰(zhàn)突襲效果、降低人員裝備風(fēng)險，另一方面可拓展無人機(jī)蜂群使用范圍、增強(qiáng)無人機(jī)蜂群使用靈活性，獲得裝備“1+1>2”的作戰(zhàn)效果。

美軍無人機(jī)蜂群特點(diǎn)鮮明

多架無人機(jī)共同使用時，可以用無人機(jī)編隊(duì)、無人機(jī)集群、無人機(jī)蜂群等概念描述，三者概念相近，涵義有一定區(qū)別。

無人機(jī)編隊(duì)是指兩架以上無人機(jī)在空中按規(guī)定的間隔、距離和高度差組成的編隊(duì)。無人機(jī)編隊(duì)成員間的間隔、距離與高度差通常較有人機(jī)編隊(duì)成員要求寬松、靈活，無人機(jī)也可與有人戰(zhàn)斗機(jī)、有人直升機(jī)等飛行器組成混合編隊(duì)。

無人機(jī)集群通常是由遂行同一任務(wù)、受統(tǒng)一指揮并保持視距聯(lián)系或戰(zhàn)術(shù)聯(lián)系的若干無人機(jī)編隊(duì)、或無人機(jī)編隊(duì)與無人機(jī)組成的無人機(jī)編組。

無人機(jī)蜂群通常指由較多數(shù)量無人機(jī)組成、遂行同一任務(wù)、具有較高自主和協(xié)同能力的無人機(jī)編隊(duì)，多采用微小型無人機(jī)。

大中型無人機(jī)功能相對完備，即使編隊(duì)方式使用，同時出動數(shù)量也有限，少見幾十架共同執(zhí)行任務(wù);單架微小型無人機(jī)性能相對單一，采用編隊(duì)方式使用可以利用數(shù)量或組合彌補(bǔ)性能單一的短板，更重要的是可以利用低探測性和數(shù)量多等特點(diǎn)獲得非對稱優(yōu)勢。因此，編隊(duì)協(xié)同多以大中型無人機(jī)研究為主，無人機(jī)蜂群則是數(shù)量較多的微小型無人機(jī)組成的無人機(jī)集群，以較大數(shù)量規(guī)模集體行動，為具有較高智能的無人機(jī)集群。

微小型無人機(jī)初級編隊(duì)門檻比較低，具有一定無人機(jī)技術(shù)能力和制作能力的組織或個人，利用消費(fèi)級無人機(jī)就可組織一定規(guī)模的無人機(jī)蜂群，出于惡意方式使用越來越容易;但面向軍事用途的高自主、高協(xié)同、高智能特征無人機(jī)蜂群研發(fā)，仍以各國軍方為主。

對外公開的無人機(jī)蜂群研究主要是美軍的“小精靈”“低成本無人機(jī)集群技術(shù)”“微型無人機(jī)高速發(fā)射演示”“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機(jī)”等項(xiàng)目，分析上述項(xiàng)目無人機(jī)蜂群具有鮮明的作戰(zhàn)特點(diǎn)。

體積小載荷有限已公開無人機(jī)可按十克級（蟬無人機(jī)）、百克級（山鶉無人機(jī)）、千克級（郊狼無人機(jī)）、十千克級、百千克級（小精靈無人機(jī)）形成量級層次;整體來看，無人機(jī)蜂群以微小型無人機(jī)為主，大多體積小、重量輕，便于大規(guī)?？罩型斗?可探測性低，便于隱蔽作戰(zhàn)、突防使用;可攜帶載荷重量有限，通常飛行具有受限、工作時長受限。

如“低成本無人機(jī)‘蜂群技術(shù)研究”項(xiàng)目郊狼無人機(jī)為機(jī)翼和螺旋槳可折疊，長0.79米，高度0.3米，翼展1.47米，重5.4?6.4千克、載荷1.8?2.7千克;“微型無人機(jī)高速發(fā)射演示”項(xiàng)目山鶉（Perdix）無人機(jī)為全復(fù)合材料、鋰電池推進(jìn)一次性微型無人機(jī)，長約16.5厘米，翼展30厘米，重0.3千克;“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機(jī)”（CICADA，蟬）為一次性微型無人機(jī)，機(jī)身3D打印，自身無動力，單機(jī)65克甚至更輕。

數(shù)量多體系生存無人機(jī)蜂群無人機(jī)數(shù)量多，蜂群整體體系化生存，不依賴單機(jī)個體存在，不依賴個別節(jié)點(diǎn)運(yùn)行;作戰(zhàn)使用中部分無人機(jī)被摧毀或功能喪失，蜂群整體功能減弱有限，個別無人機(jī)損傷蜂群整體仍能保持功能完備，較多無人機(jī)損傷時蜂群整體功能可能遭到削弱，但仍可保持相對完備。

如蟬無人機(jī)可攜帶天氣、溫度、濕度、氣壓傳感器或聲學(xué)探測、生化探測等微型電子設(shè)備，由空中平臺“布撒”投放，降落地面后通過數(shù)據(jù)鏈互連成自組織網(wǎng)絡(luò)，在指定區(qū)域形成穩(wěn)定的“無人探測蜂群”，部分蟬無人機(jī)毀傷，蜂群仍能開展區(qū)域探測功能。

組合化功能搭配無人機(jī)蜂群借助數(shù)量優(yōu)勢組合多種載荷，可以實(shí)現(xiàn)但不限于預(yù)警探測、廣域監(jiān)視、前沿偵察、電子對抗、飽和攻擊、戰(zhàn)術(shù)誘餌、主動防御、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)等多種功能;無人機(jī)蜂群數(shù)量多、任務(wù)載荷多樣性，組合搭配靈活性，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用具有很大創(chuàng)新空間。

如可參照小精靈無人機(jī)空中平臺防區(qū)外發(fā)射，快速滲透進(jìn)入敵防區(qū)，攜帶偵察、監(jiān)視或電子戰(zhàn)載荷，分布式協(xié)同遂行任務(wù);若在任務(wù)載荷中配備目標(biāo)特征模擬裝置可以模擬假目標(biāo)實(shí)施誘騙干擾，配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力，已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計(jì)劃借助蜂群無人機(jī)開展心理戰(zhàn)。

飛行中的郊狼無人機(jī)

自組織智能協(xié)同無人機(jī)蜂群通過有限智能個體的協(xié)同合作體現(xiàn)為集體智能，可實(shí)現(xiàn)自主編隊(duì)，甚至分組避障，部分毀傷條件下重構(gòu)編隊(duì)，如山鶉無人機(jī)可集體決策、自修正和自適應(yīng)編隊(duì)飛行。目前蜂群無人機(jī)多采用鏈路控制飛行或GPS導(dǎo)航飛行，隨著圖像導(dǎo)航、自主重構(gòu)等技術(shù)成熟應(yīng)用，無人機(jī)蜂群將會更加智能化，抗摧毀、抗干擾性更強(qiáng)。

美軍直升機(jī)與無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)模式

直升機(jī)通過旋轉(zhuǎn)翼面獲得升力，通過調(diào)整轉(zhuǎn)速改變升力，并為直升機(jī)提供前進(jìn)動力，特有的升力方式使得直升機(jī)可以垂直起降、懸停、側(cè)飛和后飛，在作戰(zhàn)使用中具有以下優(yōu)勢。第一，直升機(jī)擅長低空、超低空飛行，目前直升機(jī)最大飛行高度都在4000米以下，就戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能而言，在低空超低空領(lǐng)域更能發(fā)揮直升機(jī)的性能優(yōu)勢，有利于遂行低空超低空突擊任務(wù)，可利用地形、高大樹木或建筑物等掩護(hù)隱蔽作戰(zhàn)，縱深突擊作戰(zhàn)能力強(qiáng)。第二，直升機(jī)不依賴機(jī)場跑道，機(jī)動性強(qiáng)，能快速準(zhǔn)備、快速機(jī)動，可在短時間內(nèi)對敵實(shí)施快速攻擊，然后迅速脫離。

直升機(jī)特有升力方式也給作戰(zhàn)使用帶來隱患：一方面體現(xiàn)在飛行高度低、速度慢，直升機(jī)作戰(zhàn)多在低空或超低空，高度一般在10?300米，時速300千米以下，噪聲較大，距離6?7千米左右可目視或光學(xué)器材發(fā)現(xiàn)，常規(guī)武器如機(jī)槍、火炮、火箭筒等均能對直升機(jī)造成威脅;另一方面表現(xiàn)在自身防護(hù)能力弱，即使對于增加了底部裝甲厚度的武裝直升機(jī)，23毫米以上口徑彈藥即可將其擊穿或摧毀，尾梁、尾槳、旋翼等防護(hù)較弱部位，常規(guī)步兵武器即能對其造成嚴(yán)重?fù)p傷，殺傷力更強(qiáng)的防空導(dǎo)彈對直升機(jī)更是致命威脅。此外，直升機(jī)還存在航程受限、戰(zhàn)斗暴露時間長、易受惡劣氣候影響、空中受彈面積大等弱點(diǎn)。

由于上述隱患，通常戰(zhàn)術(shù)原則要求，直升機(jī)進(jìn)入?yún)^(qū)域，必須有地面兵力或火力為其提供有效低空掩護(hù);這給直升機(jī)作戰(zhàn)使用帶來了局限性，無人機(jī)蜂群與直升機(jī)的組合，特別是直升機(jī)載無人機(jī)蜂群，可充分發(fā)揮兩者長處，協(xié)同作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)兩者單一使用無法達(dá)到的效果。

在低空和超低空領(lǐng)域更能發(fā)揮直升機(jī)的性能優(yōu)勢

有人直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同，無人機(jī)蜂群可攜帶各類探測設(shè)備，能夠進(jìn)行信息處理、導(dǎo)航和通信，執(zhí)行偵察、通信、電子干擾和火力攻擊等任務(wù)。

滲透偵察 無人機(jī)蜂群以微小型無人機(jī)為主，在有人直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)中，可發(fā)揮其低噪聲、低探測、低空/超低空飛行等特性，可有效突破敵方防空體系，滲透潛入敵方重點(diǎn)、要害區(qū)域，利用各種偵察探測設(shè)備分布協(xié)同開展前沿偵察、監(jiān)視，為后方超低空飛行直升機(jī)提供前方高時效性情報?？蓞⒄招【`無人機(jī)可從防區(qū)外發(fā)射，實(shí)施快速滲透偵察;蟬無人機(jī)可以無線電靜默滑翔飛行3.5倍投放高度，落地后隱蔽組網(wǎng)偵察。

協(xié)同突防 敵防空火力威脅較大時，無人機(jī)蜂群與有人直升機(jī)協(xié)同突防，一種方式是無人機(jī)蜂群可做大規(guī)?？罩腥肭盅饎樱龜撤揽栈鹆?，直升機(jī)在敵防空火力探測飽和或間隙超低空快速突防;另一種方式是無人機(jī)蜂群組合攜帶探測設(shè)備和攻擊彈藥，探測到敵防空火力后，或自主自殺式攻擊敵探測雷達(dá)、防空火力等部位，為直升機(jī)突防清除威脅。在用郊狼無人機(jī)蜂群模擬突防宙斯盾系統(tǒng)中，若將8架增加到20架、50架，則將有更多數(shù)量無人機(jī)突破宙斯盾系統(tǒng)。

靈活干擾 利用直升機(jī)超低空飛行突擊能力強(qiáng)的優(yōu)勢，可將攜帶干擾設(shè)備的無人機(jī)蜂群投放至前沿陣地，無人機(jī)蜂群發(fā)揮低可探測性、自組織編隊(duì)優(yōu)勢，潛進(jìn)至敵縱深部位，利用大規(guī)模數(shù)量優(yōu)勢，分布式實(shí)施靈活干擾，為我方突防、攻擊等戰(zhàn)斗行動創(chuàng)造時機(jī)和條件。如小精靈無人機(jī)可攜帶干擾設(shè)備滲透敵防區(qū)實(shí)施干擾。

協(xié)同攻擊 無人機(jī)蜂群憑借其隱蔽性、數(shù)量、成本優(yōu)勢，在無人機(jī)蜂群與有人直升機(jī)協(xié)同中，可潛入式探測，然后協(xié)同引導(dǎo)直升機(jī)攻擊敵方目標(biāo);也直接可對敵防空系統(tǒng)或空中目標(biāo)發(fā)起飽和攻擊，規(guī)模超出敵預(yù)警系統(tǒng)探測、跟蹤或攻擊能力，突破其防御體系，實(shí)現(xiàn)單純直升機(jī)作戰(zhàn)難以達(dá)到的作戰(zhàn)意圖。參照俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機(jī)蜂群襲擊戰(zhàn)例，若恐怖分子加大無人機(jī)數(shù)量規(guī)模，則較大概率對俄基地造成毀傷。

潛伏攻擊 發(fā)揮無人機(jī)蜂群智能特性，可借助直升機(jī)超低空飛行抵近敵前沿陣地，投放無人機(jī)蜂群至敵防區(qū)，無人機(jī)可降落在指定路徑或區(qū)域內(nèi)潛伏，利用聲學(xué)或光學(xué)探測器實(shí)時偵察監(jiān)視，參照蟬無人機(jī)落地后形成探測網(wǎng)絡(luò);無人機(jī)蜂群智能分析探測數(shù)據(jù)識別特定目標(biāo)，對符合圖像或聲學(xué)特征的特定目標(biāo)自主發(fā)起攻擊，達(dá)到隱蔽、突襲的目的。

美軍直升機(jī)與無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢

低空超低空飛行，突防能力強(qiáng)。直升機(jī)攜帶無人機(jī)蜂群可低空超低空飛行，無人機(jī)蜂群投放后可分布式自組織編隊(duì)低空/超低空飛行，能夠重新編隊(duì)、智能分組躲避障礙物，有些無人機(jī)能靜默飛行/滑翔，都加大了敵方預(yù)警系統(tǒng)探測難度，蟬無人機(jī)降落地面后，甚至可脫離防空系統(tǒng)監(jiān)視。無人機(jī)蜂群節(jié)點(diǎn)平臺大多體積小、雷達(dá)反射面積小，敵方難以遠(yuǎn)距離探測，可壓縮敵反應(yīng)時間。如郊狼以250千米/小時速度攻擊，宙斯盾系統(tǒng)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)后，僅有15秒攔截時間。2018年1月俄羅斯駐敘利亞基地遭受恐怖分子從50千米外發(fā)起的無人機(jī)蜂群襲擊。

任務(wù)載荷類型多，功能覆蓋廣。直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同中，無人機(jī)蜂群任務(wù)載荷模塊化，可根據(jù)需求靈活配置，功能可覆蓋偵察、監(jiān)視、探測、攻擊等方面。無人機(jī)蜂群自身靈活性，加上任務(wù)載荷的多樣性，給直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域廣，例如，若在任務(wù)載荷中配備目標(biāo)特征模擬裝置可以模擬假目標(biāo)實(shí)施誘騙干擾，配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力，已有公開報道美軍特種作戰(zhàn)司令部計(jì)劃借助蜂群無人機(jī)開展心理戰(zhàn)。

購買一枚魚叉導(dǎo)彈的資金可購買幾十架郊狼無人機(jī)

個體便宜數(shù)量多，非對稱性強(qiáng)。微小型無人機(jī)平臺成本低，部分可回收重復(fù)使用，相比于傳統(tǒng)飛機(jī)、武器全壽命周期費(fèi)用低，如一枚魚叉導(dǎo)彈120萬美元可購買80架郊狼無人機(jī)，且不需要長時間服役的維修費(fèi)用。直升機(jī)可攜帶數(shù)量眾多的微小型無人機(jī)，投放后構(gòu)成無人機(jī)蜂群，組織較大規(guī)模行動，一方面可滿足戰(zhàn)場高損耗、高消耗要求，另一方面可快速消耗敵方防空導(dǎo)彈、高效摧毀敵方雷達(dá)等高價值武器裝備，具有非對稱作戰(zhàn)成本優(yōu)勢。如無人機(jī)數(shù)量超出敵方預(yù)警系統(tǒng)探測、跟蹤、鎖定門限，能有效突破防空，實(shí)施飽和攻擊。

自主智能潛力大，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用新。無人機(jī)蜂群可重構(gòu)、自組織編隊(duì)、自適應(yīng)飛行、集體決策等自主智能特性應(yīng)用潛力巨大，給直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用很大創(chuàng)新空間，結(jié)合實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境和需求，在偵察監(jiān)視、飽和突防、智能干擾、智能攻擊等方面可不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新。

結(jié)語

有人直升機(jī)具有反應(yīng)速度快、突擊能力強(qiáng)、使用范圍廣的作戰(zhàn)優(yōu)勢，但其飛行高度低、防護(hù)能力弱也給其使用帶來安全隱患，無人機(jī)蜂群具有數(shù)量眾多、功能多樣的非對稱優(yōu)勢明顯，兩者結(jié)合協(xié)同使用更有利于發(fā)揮各自長處，本文在無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)特性、直升機(jī)作戰(zhàn)特點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，探討了美軍直升機(jī)與無人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式，為直升機(jī)與無人機(jī)蜂群低空超低空作戰(zhàn)使用奠定了基礎(chǔ)。

責(zé)任編輯：張傳良