無(wú)人機(jī)在蜂群作戰(zhàn)中的應(yīng)用與特點(diǎn)

黃明銳 趙國(guó)林 潘曉東

現(xiàn)代空襲作戰(zhàn)樣式正在發(fā)生深刻變革，無(wú)人化、智能化印記愈發(fā)明顯，無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)自概念提出以來(lái)就受到世界各國(guó)高度關(guān)注，已經(jīng)成為當(dāng)前軍事研究熱點(diǎn)。文章追溯了無(wú)人機(jī)蜂群概念的起源與發(fā)展，重點(diǎn)對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的流程、本質(zhì)特征及帶來(lái)的威脅進(jìn)行分析和闡述，以期為反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)提供理論參考。

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念的起源與發(fā)展

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念是技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)思想融合的產(chǎn)物。在技術(shù)方面，對(duì)“集群”的研究起始于Pierre Paul Grasse在1959年對(duì)昆蟲(chóng)集群的行為研究，研究發(fā)現(xiàn)這些行為簡(jiǎn)單、能力有限的昆蟲(chóng)個(gè)體，通過(guò)內(nèi)部分工、交流協(xié)同的集群活動(dòng)，表現(xiàn)出明顯的群體智能行為，能夠完成遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出個(gè)體能力的復(fù)雜任務(wù)。通過(guò)對(duì)群聚生物的群體行為的模擬，逐漸形成了集群智能方法，以實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)分布式自組織控制，后來(lái)這一技術(shù)被運(yùn)用于無(wú)人機(jī)平臺(tái)，推動(dòng)了無(wú)人機(jī)集群技術(shù)的發(fā)展。在戰(zhàn)術(shù)方面，這種依靠數(shù)量規(guī)模和協(xié)同配合彌補(bǔ)個(gè)體缺陷并形成局部巨大優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)術(shù)思想在人類(lèi)戰(zhàn)爭(zhēng)史上也并不罕見(jiàn)，如13世紀(jì)蒙古的騎兵、二戰(zhàn)中德國(guó)“閃擊戰(zhàn)”使用的坦克集群及潛艇的“狼群”戰(zhàn)術(shù)等都蘊(yùn)含了這一思想。新世紀(jì)以來(lái)，美軍把這種集群戰(zhàn)術(shù)思想提煉為“蜂群戰(zhàn)術(shù)”，并很快運(yùn)用于伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐，后來(lái)推廣至海、空作戰(zhàn)平臺(tái)。這些技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)思想的發(fā)展與融合為無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念的產(chǎn)生提供了技術(shù)和思想源泉。

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)階段劃分

早在2000年，美國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局就啟動(dòng)了無(wú)人機(jī)集群的研究計(jì)劃，多年來(lái)美軍多個(gè)科研機(jī)構(gòu)持續(xù)開(kāi)展無(wú)人機(jī)集群相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，論證了無(wú)人機(jī)群式作戰(zhàn)的巨大潛力，無(wú)人機(jī)集群試驗(yàn)也逐漸從執(zhí)行情報(bào)、偵察、監(jiān)視任務(wù)向執(zhí)行打擊任務(wù)拓展。2014年10月15日，美智庫(kù)新美國(guó)安全中心發(fā)布了《戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人Ⅱ:正在成軍的機(jī)器人集群》報(bào)告，首次系統(tǒng)提出無(wú)人系統(tǒng)蜂群戰(zhàn)術(shù)，并論述了無(wú)人系統(tǒng)蜂群作戰(zhàn)在數(shù)量、協(xié)同與情報(bào)、速度等方面的優(yōu)勢(shì)。美空軍發(fā)布的《2016-2036年小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃》明確：“無(wú)人機(jī)蜂群是在控制人員（空中或地面）的指揮或監(jiān)督下，通過(guò)自主組網(wǎng)遂行同一作戰(zhàn)任務(wù)的一群小型無(wú)人機(jī)。構(gòu)成蜂群的無(wú)人機(jī)可以是同構(gòu)，也可以是異構(gòu)；組群方式可以是主從型，也可以是中心型”，并明確了“蜂群”與“忠誠(chéng)僚機(jī)”和“編組”概念的區(qū)別，強(qiáng)調(diào)“蜂群”是大量小型無(wú)人機(jī)之間的機(jī)-機(jī)協(xié)同，并對(duì)小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)用于壓制/摧毀敵防空、打擊協(xié)調(diào)與偵察、超視距運(yùn)用等作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行了說(shuō)明和想定描繪。這表明美軍對(duì)蜂群作戰(zhàn)概念的認(rèn)知已趨于成熟，對(duì)蜂群遂行多樣化作戰(zhàn)任務(wù)也有所規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并逐漸呈現(xiàn)出與其他作戰(zhàn)概念相融合的趨勢(shì)。此外，美國(guó)防部發(fā)布的八版無(wú)人系統(tǒng)路線圖，均提及無(wú)人系統(tǒng)的自主性問(wèn)題，并將全自主集群作為無(wú)人機(jī)自主性10個(gè)等級(jí)中的最高等級(jí)，可以看出其集群作戰(zhàn)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全自主的智能蜂群作戰(zhàn)模式。

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的流程

無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)按照功能劃分由蜂群無(wú)人機(jī)平臺(tái)、導(dǎo)航系統(tǒng)、遙測(cè)遙控系統(tǒng)和任務(wù)載荷等部分組成，主要通過(guò)控制站和自主控制實(shí)現(xiàn)航路規(guī)劃和飛行控制。雖然無(wú)人機(jī)蜂群功能各異、種類(lèi)繁多，但結(jié)合無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)特點(diǎn)，可以將其作戰(zhàn)流程大致劃分為投放準(zhǔn)備、發(fā)射集結(jié)、編隊(duì)飛行、遂行任務(wù)四個(gè)階段。

投放準(zhǔn)備階段該階段蜂群載機(jī)或發(fā)射平臺(tái)搭載無(wú)人機(jī)組群，在其他作戰(zhàn)平臺(tái)的掩護(hù)下或利用自身性能優(yōu)勢(shì)進(jìn)入待發(fā)射區(qū)域，待發(fā)射區(qū)域的選擇往往與無(wú)人機(jī)個(gè)體性能密切相關(guān)，如美“小精靈”項(xiàng)目使用的是X-61A無(wú)人機(jī)，作戰(zhàn)半徑可達(dá)556～926km，載機(jī)為C-130、B-1B等大型平臺(tái)，因此待投區(qū)的選擇通常會(huì)相對(duì)較遠(yuǎn)；而“灰山鶉”“郊狼”及其他小型類(lèi)蜂群無(wú)人機(jī)，往往航程短、速度慢，需要發(fā)射平臺(tái)抵近任務(wù)區(qū)域，甚至是突防至防區(qū)縱深進(jìn)行投放，發(fā)射區(qū)的位置距離任務(wù)目標(biāo)相對(duì)較近。此外，投放前蜂群載機(jī)會(huì)對(duì)高度、速度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確保蜂群無(wú)人機(jī)的順利放飛。

發(fā)射集結(jié)階段該階段蜂群搭載平臺(tái)在進(jìn)入發(fā)射區(qū)域后陸續(xù)發(fā)射蜂群無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)在空中預(yù)定區(qū)域集結(jié)編隊(duì)，形成蜂群。目前來(lái)看，由于發(fā)射的無(wú)人機(jī)數(shù)量較大，通常會(huì)采用多平臺(tái)/多批次發(fā)射的方式，并會(huì)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)或載荷進(jìn)行分類(lèi)，將先后放飛的無(wú)人機(jī)在空中完成集結(jié)、組網(wǎng)、編隊(duì)。因此，此階段需要消耗一定時(shí)間進(jìn)行狀態(tài)調(diào)整，如檢查無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)、調(diào)試用于與后方控制站通聯(lián)的衛(wèi)星或數(shù)據(jù)鏈通信及用于群內(nèi)通信的自組織網(wǎng)絡(luò)等。

編隊(duì)飛行階段該階段蜂群無(wú)人機(jī)按照后方控制站航路規(guī)劃或預(yù)設(shè)航線、高度向任務(wù)區(qū)域編隊(duì)飛行，并根據(jù)敵情威脅和障礙等實(shí)時(shí)情況實(shí)施規(guī)避機(jī)動(dòng)，在此期間蜂群將完成內(nèi)部的協(xié)同和任務(wù)規(guī)劃，以大編隊(duì)進(jìn)襲或是多群小編隊(duì)的形式向作戰(zhàn)目標(biāo)機(jī)動(dòng)，進(jìn)入遂行任務(wù)陣位。

遂行任務(wù)階段由于蜂群的結(jié)構(gòu)和任務(wù)各不相同，既可以是遂行單一任務(wù)的大集群，也可以是由遂行不同任務(wù)的小集群的組合，在進(jìn)入任務(wù)區(qū)后，無(wú)人機(jī)將按照作戰(zhàn)任務(wù)或組織分工，遂行相應(yīng)作戰(zhàn)行動(dòng)，如實(shí)施抵近偵察、防空壓制、目標(biāo)引導(dǎo)和毀傷效果評(píng)估等。

美小精靈項(xiàng)目使用的是X-61A無(wú)人機(jī)，作戰(zhàn)半徑可達(dá)556～926千米，載機(jī)為C-130、B-1B等大型平臺(tái)，因此待投區(qū)的選擇通常會(huì)相對(duì)較遠(yuǎn)

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的本質(zhì)特征

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念是在美國(guó)國(guó)防預(yù)算受限的大背景下提出的，旨在降低高性能武器平臺(tái)的研發(fā)成本，其實(shí)質(zhì)是將高價(jià)值、高性能的空中作戰(zhàn)系統(tǒng)分解成數(shù)量龐大的小型、低成本無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)，使這些無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)平臺(tái)具備自主決策和群體智能行為能力，以整體作戰(zhàn)能力去遂行各種任務(wù)的作戰(zhàn)方式。

以量取勝的“飽和式”作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)蜂群的“量”是其尋求作戰(zhàn)效果“質(zhì)”的突破的基礎(chǔ)。數(shù)量規(guī)模大是無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)最顯著的特征，也正是因?yàn)槠潺嫶蟮臄?shù)量基數(shù)，人們才對(duì)蜂群作戰(zhàn)概念有了更深刻的印象。相較于有人機(jī)的飛行編隊(duì)，無(wú)人機(jī)蜂群在數(shù)量級(jí)上有質(zhì)的飛躍，在較短時(shí)間內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)多方向、多批次、高密度的飽和打擊，通過(guò)數(shù)量規(guī)模的疊加效應(yīng)，形成局部壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)，從而達(dá)到提高突防概率和摧毀目標(biāo)的目的。

形散神聚的“分布式”作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)是典型的分布式作戰(zhàn)，反映的是“形散神聚”的作戰(zhàn)理念。同分布式作戰(zhàn)思想一樣，蜂群強(qiáng)調(diào)作戰(zhàn)編組的“去中心化”，這使得蜂群個(gè)體之間相互獨(dú)立且沒(méi)有作戰(zhàn)中心，即使部分個(gè)體被干擾或摧毀，也不會(huì)影響其他個(gè)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。龐大的蜂群個(gè)體間，有分工又有協(xié)作，以作戰(zhàn)目標(biāo)為中心展開(kāi)作戰(zhàn)行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效能的高效聚合。

成本低廉的“消耗式”作戰(zhàn)低成本、低損耗和可回收性是無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念得以出現(xiàn)并高速發(fā)展的重要因素，相較于動(dòng)輒數(shù)億的有人機(jī)，無(wú)人機(jī)蜂群將成本進(jìn)行了分散和切割，確保了蜂群個(gè)體成本的低廉。同時(shí)，較于巡航導(dǎo)彈、空地彈等不可回收的精確打擊彈藥，無(wú)人機(jī)蜂群可以回收反復(fù)利用，表現(xiàn)出較高的經(jīng)濟(jì)性；而較于價(jià)值昂貴的傳統(tǒng)防空武器，蜂群的不對(duì)稱(chēng)成本優(yōu)勢(shì)更加凸顯，甚至可以用于吸引防空火力和消耗防空彈藥。

集群協(xié)同的“網(wǎng)絡(luò)化”作戰(zhàn)蜂群的作戰(zhàn)能力被分散在數(shù)量龐大的個(gè)體無(wú)人機(jī)上，組織、指揮和管控這些分散的作戰(zhàn)單元協(xié)同作戰(zhàn)，需要有統(tǒng)一的態(tài)勢(shì)感知、指揮決策和任務(wù)規(guī)劃，以通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈、作戰(zhàn)云為代表的信息技術(shù)為蜂群作戰(zhàn)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。在作戰(zhàn)過(guò)程中，信息網(wǎng)絡(luò)是蜂群的中樞神經(jīng)，是“平臺(tái)分散，效能聚合”得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。無(wú)人機(jī)蜂群數(shù)量龐大，在一定空間內(nèi)構(gòu)成了流動(dòng)性、分散性很強(qiáng)的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，還涉及到海量平臺(tái)間的感知、協(xié)同、編組等一系列問(wèn)題，因此，蜂群必須以信息網(wǎng)絡(luò)為支撐，將廣域分布的大量無(wú)人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建在一個(gè)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)平臺(tái)間的信息交互和功能耦合，其本質(zhì)仍是以網(wǎng)絡(luò)為中心的信息作戰(zhàn)。

人機(jī)交互的“智能化”作戰(zhàn)根據(jù)蜂群作戰(zhàn)概念的設(shè)想，未來(lái)的無(wú)人機(jī)蜂群將在AI和大數(shù)據(jù)的加持下，擁有高度自主控制、決策和機(jī)器學(xué)習(xí)能力，具備完成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的自主分析、作戰(zhàn)任務(wù)的自主規(guī)劃、自動(dòng)化的指揮控制及集群智能的能力。但就無(wú)人機(jī)蜂群核心技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)較長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期蜂群作戰(zhàn)仍屬于“前臺(tái)無(wú)人后臺(tái)有人”的人在回路中或上的作戰(zhàn)模式。面對(duì)復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和作戰(zhàn)任務(wù)，機(jī)器難免會(huì)發(fā)生一些錯(cuò)誤，為避免無(wú)人機(jī)蜂群出現(xiàn)失控風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)的人為調(diào)控依然不可或缺，這使得蜂群作戰(zhàn)往往具備很強(qiáng)的人機(jī)交互性。智能化的作戰(zhàn)平臺(tái)與及時(shí)的人為干預(yù)高效融合，使人機(jī)感知協(xié)同、態(tài)勢(shì)分析協(xié)同、決策協(xié)同及指控的協(xié)同成為現(xiàn)實(shí)，作戰(zhàn)效能進(jìn)一步被釋放。

無(wú)人機(jī)蜂群帶來(lái)的威脅

無(wú)人機(jī)蜂群的低成本、小型化、規(guī)?；?、定制化等特性，為豐富其作戰(zhàn)運(yùn)用提供了可能，未來(lái)的無(wú)人機(jī)蜂群將廣泛運(yùn)用于偵察、干擾、打擊、評(píng)估等作戰(zhàn)活動(dòng)，給防空作戰(zhàn)帶來(lái)多樣化挑戰(zhàn)。

無(wú)處不在的立體式偵察無(wú)人機(jī)蜂群可深入敵縱深或抵近敵前沿實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間的情報(bào)、偵查和監(jiān)視任務(wù)，通過(guò)空間的廣域覆蓋和信息互享，實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的準(zhǔn)確感知，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)更趨透明。蜂群無(wú)人機(jī)可掛載各種傳感器隱蔽進(jìn)入任務(wù)區(qū)域，大量分散的傳感器可以編組協(xié)作，按照空域、時(shí)域、頻域等情況劃分任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)區(qū)域的電磁監(jiān)測(cè)。同時(shí)，傳感器的廣域分布也利于電磁信息的主動(dòng)探測(cè)、被動(dòng)接收以及定位精度的提高，可以彌補(bǔ)衛(wèi)星、航空偵察等遠(yuǎn)距偵察手段的不足，實(shí)現(xiàn)與其他信息源的融合、驗(yàn)證。

靈活多變的電子干擾無(wú)人機(jī)蜂群可以利用突防的隱蔽性和機(jī)動(dòng)性，隱蔽接近敵方或進(jìn)入適當(dāng)干擾陣位，在作戰(zhàn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或適當(dāng)時(shí)機(jī)，通過(guò)組合搭載的各種電子對(duì)抗設(shè)備，借助數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)或區(qū)域?qū)嵤╇姶鸥蓴_。這種干擾既可以是多方位的有源干擾，也可以是定向的無(wú)源干擾，甚至可以將蜂群本身作為干擾源，在主要支援方向上通過(guò)大規(guī)模的集結(jié)，形成干擾屏障，降低敵電子設(shè)備的工作效能，為后續(xù)作戰(zhàn)行動(dòng)提供電子支援。

規(guī)模壓制的飽和攻擊無(wú)人機(jī)蜂群“成本低、數(shù)量多”的特性使其非常適用于飽和攻擊，蜂群無(wú)人機(jī)既可以是具備打擊能力的無(wú)人機(jī)，也可以是“自殺式”無(wú)人機(jī)，通過(guò)大密度、多方向的連續(xù)突襲，以數(shù)量的不對(duì)稱(chēng)優(yōu)勢(shì)使地面防空系統(tǒng)迅速陷入飽和狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行有效探測(cè)、識(shí)別和火力分配，陷入疲于應(yīng)付的境地。2012年美海軍使用無(wú)人機(jī)集群對(duì)“伯克”級(jí)驅(qū)逐艦進(jìn)行攻擊試驗(yàn)，數(shù)百次的模擬結(jié)果表明，當(dāng)8架無(wú)人機(jī)組成的集群進(jìn)行攻擊時(shí)，平均有2.8架無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)“宙斯盾”系統(tǒng)的突防。

先發(fā)制人的火力誘騙在空襲初始階段，無(wú)人機(jī)蜂群可以充分發(fā)揮其成本優(yōu)勢(shì)，利用反射雷達(dá)回波效果較好的材料或掛載輻射電磁信號(hào)的載荷，對(duì)高價(jià)值空中平臺(tái)的RCS特征進(jìn)行模擬，通過(guò)誘餌蜂群實(shí)現(xiàn)火力誘騙。一是用于佯攻。在次要作戰(zhàn)方向佯動(dòng)，制造大規(guī)?？找u假象，吸引敵防空火力，遲滯敵指揮決策；二是用于雷達(dá)誘騙。模擬有人機(jī)空襲，誘使敵雷達(dá)開(kāi)機(jī)，暴露工作頻率和具體位置，為后續(xù)打擊行動(dòng)提供情報(bào)支撐，如1982年的貝卡谷地之戰(zhàn)，以軍以誘餌無(wú)人機(jī)為先導(dǎo)，成功誘使敘利亞制導(dǎo)雷達(dá)開(kāi)機(jī)，為重創(chuàng)敘利亞防空導(dǎo)彈群創(chuàng)造了條件。

形式多樣的特種作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)蜂群的可定制性，使其可以根據(jù)作戰(zhàn)需求靈活搭配載荷或改裝機(jī)體，遂行多樣化的作戰(zhàn)任務(wù)。例如，無(wú)人機(jī)蜂群以其集群智能、隱蔽等優(yōu)勢(shì)可對(duì)火力打擊目標(biāo)區(qū)執(zhí)行火力引導(dǎo)和戰(zhàn)毀評(píng)估，實(shí)時(shí)傳導(dǎo)打擊畫(huà)面，評(píng)估打擊效果，提高打擊效率；也可充當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)，用于通信中繼，提高通信距離和穩(wěn)定性；還可以用于遂行特種作戰(zhàn)任務(wù)，如斬首行動(dòng)，破襲敵指揮所、導(dǎo)彈發(fā)射裝置等點(diǎn)狀重要目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

唯物辯證法指出，“事物的發(fā)展總的方向和趨勢(shì)是由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)?！编笥谏a(chǎn)力和科技水平的限制，當(dāng)前我們對(duì)蜂群作戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)還存在一定局限性，但毋庸置疑的是，這種大規(guī)模的分布式無(wú)人作戰(zhàn)理念已經(jīng)對(duì)現(xiàn)代防空體系構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，只有摸清其特點(diǎn)規(guī)律，掌握其制勝機(jī)理，才能在未來(lái)防空作戰(zhàn)中占據(jù)主動(dòng)。