美軍無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)運(yùn)用及反制分析*

馬帥帥 錢葉魁

（陸軍炮兵防空兵學(xué)院 鄭州 450052）

1 引言

隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，“大數(shù)據(jù)”“人工智能”等字眼已經(jīng)不再陌生，無(wú)人化作戰(zhàn)也拉開(kāi)了序幕。無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)作為無(wú)人化作戰(zhàn)的重要標(biāo)志之一，已經(jīng)走進(jìn)了現(xiàn)代化作戰(zhàn)的舞臺(tái)，成為了各國(guó)相繼研究的課題。相信在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)，無(wú)人空戰(zhàn)的前景會(huì)愈發(fā)清晰，無(wú)人機(jī)蜂群將會(huì)給作戰(zhàn)帶來(lái)革命性影響。因此，要不斷加強(qiáng)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究，進(jìn)一步探索應(yīng)對(duì)的手段和方法。

2 美軍無(wú)人機(jī)蜂群研究現(xiàn)狀

2.1 美軍“小精靈”無(wú)人機(jī)蜂群項(xiàng)目

美國(guó)國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）于2015年9月推出“小精靈”項(xiàng)目，將具備自主協(xié)同能力的多家小型無(wú)人機(jī)組成蜂群，采用分布式組網(wǎng)的方式，完成監(jiān)視、干擾等任務(wù)，同時(shí)也代替有人機(jī)完成各種高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)，進(jìn)而節(jié)省了一大批軍費(fèi)支出，減少了作戰(zhàn)成本。此外，該項(xiàng)目又稱之為空射回收低成本無(wú)人機(jī)群項(xiàng)目，其中，“空射”是由于小型無(wú)人機(jī)航程有限，故選擇大中型飛機(jī)進(jìn)行空中發(fā)射，被稱之為空射?！盎厥铡庇锌上?、可回收的兩層意思，可消耗的含義是指，在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，小精靈無(wú)人機(jī)蜂群中的無(wú)人機(jī)在規(guī)定戰(zhàn)技指標(biāo)內(nèi)的損失是允許的；可回收的含義是指，在作戰(zhàn)任務(wù)完成之后，安全回艙的無(wú)人機(jī)可以重新編組、排序，便于執(zhí)行下次作戰(zhàn)任務(wù)?！暗统杀尽笔窃擁?xiàng)目所需成本遠(yuǎn)低于有人機(jī)損耗的成本。

以2019年“小精靈”無(wú)人機(jī)蜂群試驗(yàn)的情況為例，試驗(yàn)過(guò)程的相關(guān)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 2019年美軍“小精靈”無(wú)人機(jī)蜂群試驗(yàn)情況

2.2 美軍“灰山鶉”無(wú)人機(jī)蜂群項(xiàng)目

美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室（SCO）于2014年研發(fā)了“灰山鶉”項(xiàng)目，該無(wú)人機(jī)采用3D技術(shù)打印部件組裝而成，具有制作速度快、可大量生產(chǎn)、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)有人機(jī)搭載和發(fā)射的方式，大量投放至戰(zhàn)場(chǎng)，進(jìn)行飽和式攻擊，使敵防空系統(tǒng)癱瘓，射擊通道擁堵，以此達(dá)到掩護(hù)有人機(jī)攻擊地面重要目標(biāo)的效果。除此之外，灰山鶉無(wú)人機(jī)蜂群還可以攜帶小型炸彈，用來(lái)打擊地面武裝人員和輕型車輛等目標(biāo)。試驗(yàn)表明，若一次投放上百架灰山鶉無(wú)人機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)時(shí)，目標(biāo)活動(dòng)區(qū)域內(nèi)任何目標(biāo)都無(wú)法承受其打擊。

2.3 美軍“低成本無(wú)人機(jī)蜂群”項(xiàng)目

美國(guó)海軍研究局（ONR）于2014年4月公布了“低成本無(wú)人機(jī)蜂群”（LOCUST）項(xiàng)目，研發(fā)快速連續(xù)發(fā)射的無(wú)人機(jī)蜂群，主要完成配合有人機(jī)進(jìn)攻和掩護(hù)任務(wù)。該項(xiàng)目試驗(yàn)平臺(tái)為雷神公司“郊狼”小型無(wú)人機(jī)，“郊狼”無(wú)人機(jī)長(zhǎng)91cm，重5.9kg，時(shí)速110km，續(xù)航時(shí)間為90min，由引戰(zhàn)系統(tǒng)和電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)組成，每架約1.5萬(wàn)元。

2016年5月，30架“郊狼”無(wú)人機(jī)在30s內(nèi)由陸基平臺(tái)成功連續(xù)發(fā)射，驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)蜂群的協(xié)同配合，編隊(duì)飛行能力。2019年6月，美國(guó)陸軍首次部署了“郊狼”無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)，并重新命名為“咆哮者”系統(tǒng)，該系統(tǒng)由“郊狼”無(wú)人機(jī)與KPFS雷達(dá)組成，旨在應(yīng)對(duì)敵無(wú)人機(jī)打擊和威脅。

2.4 美軍“編群戰(zhàn)術(shù)空間”蜂群項(xiàng)日

2016年，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）啟動(dòng)了“編群戰(zhàn)術(shù)空間”計(jì)劃，研究了無(wú)人機(jī)之間的協(xié)同作戰(zhàn)，主要針對(duì)電子對(duì)抗、情報(bào)收集、對(duì)地打擊等項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)，并演示了12架無(wú)人機(jī)自主協(xié)同飛行、搜索和模擬打擊的全過(guò)程。此外，在美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）的“協(xié)同空域作戰(zhàn)”概念中，提出了有人機(jī)指揮無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的研究思路。

2016年5月，美國(guó)空軍發(fā)布了關(guān)于未來(lái)20年小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃，其中提出了“忠誠(chéng)僚機(jī)”的作戰(zhàn)概念，主要是利用有人機(jī)控制無(wú)人機(jī)執(zhí)行高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)的作戰(zhàn)思路，旨在更加高效迅速地執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)，以面對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜態(tài)勢(shì)。

3 作戰(zhàn)特點(diǎn)

3.1 悄無(wú)聲息的“偵察兵”

無(wú)人機(jī)蜂群是由微小型無(wú)人機(jī)構(gòu)成的，具有體積小、質(zhì)量輕、機(jī)動(dòng)噪聲低、滲透能力強(qiáng)、可攜帶各類模塊化偵察設(shè)備等特點(diǎn)。在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中，無(wú)人機(jī)蜂群能夠輕易地突破敵防空系統(tǒng)，多路協(xié)同潛入目標(biāo)區(qū)域，并且對(duì)監(jiān)視目標(biāo)能夠做到全方位、無(wú)死角偵察，偵察中獲得的情報(bào)信息也可以通過(guò)蜂群間數(shù)據(jù)鏈傳回至指揮控制中心，使指揮員全面地了解戰(zhàn)場(chǎng)局勢(shì)并進(jìn)行決策、部署。無(wú)人機(jī)蜂群還能在偵察過(guò)程中，收集沿途電磁、氣象等環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的精細(xì)化環(huán)境感知，并能夠在任何復(fù)雜地形情況下實(shí)施偵察，例如：城市作戰(zhàn)、海防作戰(zhàn)、山地作戰(zhàn)等。

3.2 火力多樣的“爆破手”

從美軍“小精靈“無(wú)人機(jī)蜂群項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示，無(wú)人機(jī)蜂群可以按照戰(zhàn)斗需要配備各式武器，進(jìn)而形成高度集成化、密切協(xié)同化的火力單元，能可多方向、多批次、不間斷式向目標(biāo)進(jìn)行攻擊，致其癱瘓損壞。在美軍開(kāi)展的“集群戰(zhàn)術(shù)空間研究”的模擬試臉中，結(jié)果充分證明了無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)攻時(shí)極為可觀的作戰(zhàn)效能。除此之外，無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)方式更加多變，可以根據(jù)敵目標(biāo)屬性及特點(diǎn)，選擇推毀效果最佳的武器裝備進(jìn)行打擊，不僅避免了彈藥消耗，還有效地對(duì)敵進(jìn)行殺傷，瞬間破壞敵行動(dòng)能力。這種無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)方式具有威懾和打擊并舉的特點(diǎn)，將在未來(lái)海空封鎖作戰(zhàn)、防空壓制、集團(tuán)目標(biāo)精確打擊等行動(dòng)中發(fā)揮重要作用。

3.3 靈活強(qiáng)力的“干擾源”

在無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)中，微小型無(wú)人機(jī)能利用自身天然的隱蔽性潛入敵區(qū)域，并采用超低空飛行方式，以避開(kāi)敵方雷達(dá)偵測(cè)范圍，靈活的接近敵目標(biāo)，近距離釋放干擾，有效地使敵方電子設(shè)備和系統(tǒng)喪失或降低效能，為隱蔽作戰(zhàn)企圖和提高生存能力創(chuàng)造有利條件。而且微小型無(wú)人機(jī)蜂群可以攜帶不同頻段的電子干擾設(shè)備，能充分發(fā)揮其數(shù)量多、頻率分布廣的優(yōu)勢(shì)，可以完全干擾敵方雷達(dá)偵察覆蓋區(qū)域，短暫使敵方雷達(dá)無(wú)法工作。

3.4 密不透風(fēng)的“掩護(hù)群”

貝卡谷地空戰(zhàn)中，以色列通過(guò)釋放大量無(wú)人機(jī)作為誘餌，誘導(dǎo)敘利亞雷達(dá)探測(cè)設(shè)備開(kāi)機(jī)，通過(guò)無(wú)人機(jī)蜂群掩護(hù)式突防的作戰(zhàn)方式，消耗敘利亞防空武器系統(tǒng)兵器彈藥，并清楚掌握敘利亞的防空部署及陣地位置，為下步空襲轟炸指定了目標(biāo)。另外，美空軍計(jì)劃讓F-35飛行員在飛行中控制1個(gè)小型無(wú)人機(jī)蜂群，充當(dāng)“忠誠(chéng)僚機(jī)”的身份，讓微小型無(wú)人機(jī)攜帶各類偵察設(shè)備，利用自身優(yōu)勢(shì)執(zhí)行監(jiān)視、偵察和打擊任務(wù)，或者作為造價(jià)便宜且更加高效的防空系統(tǒng)誘餌，協(xié)助F-35在完美的態(tài)勢(shì)感知戰(zhàn)場(chǎng)中輕松開(kāi)火，通過(guò)兩者密切配合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“低風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)”的精確打擊和有利突擊。

4 威脅分析

無(wú)人機(jī)蜂群具有數(shù)量多、成本低、機(jī)動(dòng)性靈活、受環(huán)境條件影響小、能夠出其不意的對(duì)目標(biāo)實(shí)施“覆蓋式”空襲等特點(diǎn)，被稱為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的“玲瓏殺手”，對(duì)現(xiàn)代防空體系構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

4.1 威脅一：預(yù)警探測(cè)難度大

傳統(tǒng)的防空雷達(dá)系統(tǒng)主要被設(shè)計(jì)用于探測(cè)速度快、飛行高度高、尺寸較大的空中飛行器，而無(wú)人機(jī)蜂群屬于“低、小、慢”目標(biāo)，且本身采用電池能源和復(fù)合材料，紅外特征比較弱，且防空雷達(dá)系統(tǒng)易受地面背景雜波影響，無(wú)法從雷達(dá)和紅外特征信號(hào)以及運(yùn)動(dòng)特征中有效識(shí)別該類目標(biāo)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的捕獲。同時(shí)當(dāng)前無(wú)人機(jī)蜂群多可實(shí)施多頻段、近距離強(qiáng)電磁干擾，使防空系統(tǒng)的預(yù)警雷達(dá)、指揮和通信系統(tǒng)、防空導(dǎo)彈系統(tǒng)受到干擾，或者短時(shí)間阻塞雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)通道，使防空系統(tǒng)的偵察設(shè)備短暫失效，降低對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群的探測(cè)效率。

4.2 威脅二：空中攔截難度大

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的策略就是以數(shù)量和規(guī)模優(yōu)勢(shì)取得戰(zhàn)術(shù)勝利，部分無(wú)人機(jī)的損失并不會(huì)給整個(gè)蜂群的作戰(zhàn)能力帶來(lái)較大影響，即使無(wú)人機(jī)蜂群受到外界因素導(dǎo)致其集群方式被打亂、破壞時(shí)，新的集群方式會(huì)重組并保持穩(wěn)定。另外，防空系統(tǒng)在對(duì)抗大量無(wú)人機(jī)蜂群時(shí)，由于小微型無(wú)人機(jī)雷達(dá)反射面積很小，紅外特征比較弱，雷達(dá)發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)來(lái)不及用導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。更為致命的是，在面對(duì)“蜂群”時(shí)，由于火力通道與目標(biāo)數(shù)量不匹配，防御系統(tǒng)經(jīng)常難以進(jìn)行有效的火力分配，造成防空火力系統(tǒng)攔截能力失衡，導(dǎo)致部分無(wú)人機(jī)群組突破防線，威脅重要目標(biāo)安全。

4.3 威脅三：人員心理壓力大

無(wú)人機(jī)蜂群作為現(xiàn)代防空作戰(zhàn)中新型的大規(guī)模殺傷武器，攔截難度較大，現(xiàn)役防空雷達(dá)系統(tǒng)大多難以發(fā)現(xiàn)，無(wú)法做到有效攔截。隨著人工智能的融入，無(wú)人機(jī)蜂群在空襲作戰(zhàn)中既可實(shí)施電子偵察，又能對(duì)敵進(jìn)行集群打擊，還能利用其自身攜帶的大量電子設(shè)備實(shí)施電磁壓制，對(duì)敵方雷達(dá)的探測(cè)、跟蹤造成較大影響，迫使指揮員在防空作戰(zhàn)中無(wú)法有效應(yīng)對(duì)，增加人員心理壓力，嚴(yán)重制約著防空體系作戰(zhàn)能力的有效發(fā)揮。

4.4 威脅四：作戰(zhàn)效費(fèi)比降低

無(wú)人機(jī)蜂群采用的是次復(fù)雜子系統(tǒng)，且體型較小，作戰(zhàn)功能單一，在開(kāi)發(fā)成本方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多任務(wù)復(fù)雜系統(tǒng)，所以造價(jià)較低。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，無(wú)人機(jī)蜂群中的微小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)平均成本在1000美元～10000美元之間。例如；在美軍“低成本無(wú)人機(jī)蜂群”（LOCUST）項(xiàng)目中要求“郊狼”無(wú)人機(jī)的單價(jià)低于1.5萬(wàn)美元，這就使得整個(gè)蜂群的作戰(zhàn)成本很低，在空襲作戰(zhàn)中，不用過(guò)多考慮損耗的問(wèn)題。同時(shí)，蜂群本身也可作為假目標(biāo)或誘餌實(shí)施干擾，大量消耗敵方的攔截武器，增大攔截成本，使對(duì)方難以承受經(jīng)濟(jì)消耗，作戰(zhàn)效費(fèi)比將大大降低。

5 反制戰(zhàn)法

5.1 蜂群式打擊

一是強(qiáng)電磁推毀。美國(guó)《大眾科技》雜志曾指出，電磁脈沖炮可能是對(duì)付無(wú)人機(jī)蜂群的最佳選擇，而且在未來(lái)十年之內(nèi)有希望量產(chǎn)。強(qiáng)電磁攻擊能夠推毀無(wú)人機(jī)蜂群內(nèi)部電子元件，使其無(wú)法工作，此外，強(qiáng)電磁發(fā)射成本低、射速高、毀傷能力強(qiáng)，適合持續(xù)大量殺傷無(wú)人機(jī)蜂群；二是運(yùn)用激光武器。2009年開(kāi)始，美軍開(kāi)展激光殺傷無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)，美國(guó)波音公司已經(jīng)成功研制出“緊湊型激光武器”，發(fā)射2kW～10kW的激光束，在試驗(yàn)中僅用15s就使無(wú)人機(jī)失去行動(dòng)能力，且單次消耗成本僅幾美元；三是微小型導(dǎo)彈硬推毀。美國(guó)研制的“spike長(zhǎng)釘導(dǎo)彈”、“pike長(zhǎng)矛導(dǎo)弾”造價(jià)低廉，可單兵操作，對(duì)散布面積廣的機(jī)動(dòng)目標(biāo)有極大殺傷力；四是蜂群對(duì)抗。2017年1月，美海軍研究生院開(kāi)展10對(duì)10的無(wú)人機(jī)蜂群對(duì)抗空戰(zhàn)試驗(yàn)，旨在探尋蜂群間對(duì)抗模式，只有這樣的對(duì)抗式防御，才能更有效地抵御無(wú)人機(jī)蜂群。

5.2 蜂巢式打擊

無(wú)人機(jī)蜂群是由微小型無(wú)人機(jī)組成，其續(xù)航飛行時(shí)間短，在美軍“小精靈”無(wú)人機(jī)蜂群項(xiàng)目中，小精靈無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)空中巡邏時(shí)間閾值為1h，目標(biāo)值為3h，所以無(wú)人機(jī)蜂群搭載平臺(tái)與目標(biāo)的距離必須在無(wú)人機(jī)航程內(nèi)，這樣才能保證無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)的發(fā)揮。目前的母機(jī)發(fā)射平臺(tái)主要有C-130、B-52和B-1，還有部分海上基地和陸地發(fā)射平臺(tái)。由于發(fā)射平臺(tái)目標(biāo)大、不易隱蔽，是整個(gè)無(wú)人機(jī)蜂群鏈條上的薄弱環(huán)節(jié)，故可以在各種預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)的幫助下發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)蜂群發(fā)射平臺(tái)，并對(duì)平臺(tái)實(shí)施火力打擊，切斷無(wú)人機(jī)蜂群的后勤保障，使其難以投放無(wú)人機(jī)蜂群，進(jìn)而達(dá)到反無(wú)人機(jī)蜂群的目的。

5.3 網(wǎng)電一體攻擊

無(wú)人機(jī)蜂群通信所使用的是開(kāi)放式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，而且信號(hào)不穩(wěn)定，極易被侵入或者壓制。針對(duì)這個(gè)弱點(diǎn)，可采用網(wǎng)絡(luò)入侵的方式進(jìn)行潛入攻擊。利用電子設(shè)備對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群實(shí)施電子干擾，切斷其指控系統(tǒng)，運(yùn)用網(wǎng)電攻擊手段向無(wú)人機(jī)蜂群注入相關(guān)控制指令，進(jìn)而控制無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行自毀，或者轉(zhuǎn)而攻擊敵方防空系統(tǒng)。美軍研究指出“黑客入侵、電磁干擾、簡(jiǎn)單的故障或軟件錯(cuò)誤都會(huì)造成安全威脅”，隨著蜂群操控系統(tǒng)的復(fù)雜程度不斷加，程序上或者算法上的漏洞將難以避免，這就給信息控制提供了“可乗之機(jī)”，以色列開(kāi)發(fā)了基于軟殺傷的“無(wú)人機(jī)防衛(wèi)者”，可實(shí)現(xiàn)10km～20km范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)低空、低速無(wú)人機(jī)，利用源自適應(yīng)干擾技術(shù)干擾無(wú)人機(jī)蜂群的指令通信或?qū)Ш叫盘?hào)，使無(wú)人機(jī)返回原點(diǎn)或關(guān)機(jī)后墜毀。俄軍“薔薇”電子戰(zhàn)系統(tǒng)就能在半徑約10km范圍內(nèi)從大量無(wú)線電信號(hào)中識(shí)別敵方無(wú)人機(jī)遙控信號(hào)，進(jìn)而可有效干擾壓制無(wú)人機(jī)蜂群。

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展的產(chǎn)物，其顛覆性的打擊形式和殺傷效果必將給防空作戰(zhàn)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的地面防空武器系統(tǒng)難以有效地對(duì)其進(jìn)行攔截和殺傷。隨著科學(xué)技術(shù)和人工智能的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)將會(huì)不斷完善，攔截的難度勢(shì)必進(jìn)一步加大，研究應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)的地面防空作戰(zhàn)，仍需不斷地深入探索和實(shí)踐。