胡雷剛 ，李宗璞， 邱占奎

（1，陸軍航空兵學(xué)院無人機中心 北京 101123;2，空軍工程大學(xué) 西安 710000）

根據(jù)無人機蜂群研究進展，梳理了無人機蜂群基本特性，在此基礎(chǔ)上歸納了當前無人機蜂群主要的五種作戰(zhàn)運用方式，進而分析了無人機蜂群的作戰(zhàn)優(yōu)勢和薄弱環(huán)節(jié)，為無人機蜂群的抗擊作戰(zhàn)提供了基本思路。

無人機蜂群是將一定數(shù)量的低成本、小型化、具有一定智能及相應(yīng)功能模塊的無人機按程序編成以實現(xiàn)一定功能的網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)術(shù)集群。其目的在于進一步發(fā)揮信息網(wǎng)絡(luò)的聚能集成擴大低成本、模塊化、無人化平臺的規(guī)模優(yōu)勢，利用具有一定智能的無人平臺組成體系合力完成復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)，實現(xiàn)低成本、低風險、高效能的多重目標。其以功能相對單一的低成本單元抵消傳統(tǒng)大型多功能平臺的非對稱優(yōu)勢，獲得了廣泛關(guān)注。外軍，特別是美軍，對無人機蜂群進行了大量的研究、試驗和演示驗證，技術(shù)日趨成熟，無人機蜂群作戰(zhàn)逐步從概念走向現(xiàn)實。

無人機蜂群的基本特性

對外公開的無人機蜂群研究主要是美軍的“小精靈”、“低成本無人機集群技術(shù)”、“微型無人機高速發(fā)射演示”、“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”等項目，綜合上述項目中無人機特點，無人機蜂群呈現(xiàn)以下基本特性：

體積小

無人機蜂群以微小型無人機為主，大多體積小，如“低成本無人機‘蜂群'技術(shù)研究”（Low-Cost Unmanned Aerial Vehicle Swarming Technology，LOCUST，“蝗蟲”）項目“郊狼”無人機為機翼和螺旋槳可折疊，長0.79m，高度0.3m，翼展1.47m，成本約1.5萬美元；“微型無人機高速發(fā)射演示”項目“山鶉（Perdix）”無人機為全復(fù)合材料、鋰電池推進一次性微型無人機，長約16.5cm，翼展30cm；“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機”（CICADA，“蟬”）為一次性微型無人機，單機重65g或更輕，機身3D打印，自身無動力裝置，滑翔比約3.5，每架成本約250美元。

數(shù)量多

無人機蜂群可投放或發(fā)射的無人機數(shù)量多，如“郊狼”無人機2016年進行了艦載快速發(fā)射30架規(guī)模的集群試驗，已實現(xiàn)40秒發(fā)射30架“郊狼”無人機，理想目標是6秒發(fā)射30架；“山鶉”無人機已于2014年9月開始配裝F-16戰(zhàn)斗機試投，已進行數(shù)百次試驗；2016年10月3架F/A-18F“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機在0.6Ma飛行中投放103架“山鶉”；“蟬”無人機2017年4月利用P-3“獵戶座”偵察機投放最新型號無人機進行蜂群飛行測試，每個發(fā)射管可攜帶、釋放32架無人機。

載荷有限

微小型無人機自身重量有限，可攜帶載荷重量也有限，如“小精靈”無人機質(zhì)量約320kg、最低指標載荷27.3kg、最佳指標設(shè)計載荷54.5kg，“郊狼”無人機重5.4～6.4kg、載荷1.8～2.7kg，“山鶉”無人機重0.3kg，“蟬”無人機單機重65g或更輕，機身3D打印，主要組成部件（包括機翼）為電路板，亦稱“飛行電路板”，載荷即融在機身電路板內(nèi)。

分布協(xié)同

無人機蜂群數(shù)量多，單無人機載荷有限，為完成復(fù)雜任務(wù)通常采用組合多種載荷模塊，分布協(xié)同，如“小精靈”無人機可由空中平臺防區(qū)外發(fā)射，快速滲透進入敵防區(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)；2016年10月“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機投放103架試驗中，“山鶉”無人機演示了集體決策、自修正和自適應(yīng)編隊飛行；“蟬”無人機攜帶天氣、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，可由空中平臺“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”。

無人機蜂群的運用方式

無人機蜂群可有效提升己方通信、指揮、情報偵察、態(tài)勢感知能力和攻擊能力，同時能壓制和阻塞敵方的通信網(wǎng)絡(luò)、防空系統(tǒng)，毀傷敵方，未來作戰(zhàn)中可能擔負的主要作戰(zhàn)任務(wù)有：

潛入式偵察

無人機蜂群以微小型無人機為主，發(fā)揮其低探測、低空/超低空飛行等隱身性，可有效突破敵方防空體系，滲透潛入敵方重點、要害區(qū)域，利用各種偵察探測設(shè)備開展前沿偵察、監(jiān)視。例如“小精靈”無人機可從防區(qū)外發(fā)射，實施快速滲透偵察；“蟬”無人機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。

先導(dǎo)式突防

無人機蜂群成本較低，自身可作為誘餌或者模擬假目標，引誘敵方防空探測設(shè)備開機暴露自身位置及無線電信息，無人機可將誘騙偵測到的情報反饋至己方進行打擊，或者直接由無人機蜂群配備的反輻射武器實施攻擊。無人機蜂群成本較低可承受大量損耗，可主動暴露自身佯動威脅目標或直接攻擊目標，誘騙、迫使對方防御，吸引防空火力，消耗敵方高價值武器，為后續(xù)突防或攻擊減少威脅。如1982年貝卡谷空戰(zhàn)中，以色列撒播誘餌無人機誘騙敘利亞防空雷達開機，獲取敵方防空情報信息，經(jīng)預(yù)警機傳遞給以色列戰(zhàn)斗機發(fā)起有針對性攻擊，短時間瓦解了敘利亞防空體系。

飽和式攻擊

無人機蜂群憑借其隱蔽性、數(shù)量、成本優(yōu)勢，可對敵防空系統(tǒng)或空中目標發(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，實現(xiàn)傳統(tǒng)武器難以達到的作戰(zhàn)意圖。如，在用“郊狼”無人機蜂群模擬突防“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)量無人機突破“宙斯盾”系統(tǒng)；在俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊中，若恐怖分子加大無人機數(shù)量規(guī)模，則較大概率對俄基地造成毀傷。

精確化獵殺

無人機蜂群功能可組合搭配，可根據(jù)需要靈活配備偵察探測、目標識別、火力攻擊等載荷，或部分無人機直接加裝戰(zhàn)斗部，滲透突破敵防空體系，深入敵方核心區(qū)域，對重點目標或威脅目標實施一體化偵察打擊，相比于大中型無人機察打一體，具有靈活精準、突破能力強等優(yōu)勢。如，2017年11月有公開演示形似“殺人蜂”微型無人機攜帶3g高能炸藥通過人臉識別精準殺傷目標，若成功應(yīng)用于無人機蜂群，可在城市建筑間或人群中定點清除、精準攻擊，達到常規(guī)武器無法產(chǎn)生的效果。

蜂群間對抗

未來，隨著無人機機動性能、智能水平的提高，可采用無人機蜂群反制敵方無人機或蜂群，利用蜂群低成本、分布式優(yōu)勢及察打配合能力，獨立或輔助傳統(tǒng)防空系統(tǒng)進行防空探測，避免過早暴露防空探測系統(tǒng)，適時對敵無人機實施打擊，或者對多目標蜂群分配任務(wù)同時打擊，替代部分高價值防空導(dǎo)彈，提高應(yīng)對飽和攻擊的防御和反制能力。

綜上，無人機蜂群可與有人機、艦艇或地面作戰(zhàn)單元等實施廣泛深入的協(xié)同，一方面能進入高危險區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，或消耗敵方武器，降低高價值武器或人員威脅損失；另一方面能配備各類任務(wù)載荷，拓展偵察、攻擊能力，或分擔部分任務(wù)，或掩護高價值武器、有生力量安全，提高體系作戰(zhàn)能力。無人機蜂群可將單一無人機的近距情報偵察、目標定位指示、通信中繼、電子戰(zhàn)等單一任務(wù)擴展到反介入/區(qū)域拒止高對抗環(huán)境下的超視距偵察監(jiān)視、防空壓制、協(xié)同攻擊、反無人機、空中組網(wǎng)等。

無人機蜂群的優(yōu)勢與弱點

無人機蜂群的優(yōu)勢

由于數(shù)量多、靈活編隊、協(xié)同作戰(zhàn)、低探測性、低成本、易生產(chǎn)等特點，無人機蜂群具有很強的隱蔽性、攻擊性和強健性，可滿足未來戰(zhàn)爭中機動、靈活、多樣的作戰(zhàn)需求，具有顯著的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

（1）可探測性低，突防能力強

無人機蜂群分布式自組織編隊，可以低空/超低空飛行，能夠重新編隊、智能分組躲避障礙物，有些無人機能靜默飛行/滑翔，都加大了敵方預(yù)警系統(tǒng)探測難度，“蟬”無人機降落地面后，甚至可脫離防空系統(tǒng)監(jiān)視。無人機蜂群節(jié)點平臺大多體積小、雷達反射面積小，敵方難以遠距離探測，可壓縮敵反應(yīng)時間。如“郊狼”以250km/h速度攻擊，“宙斯盾”系統(tǒng)雷達發(fā)現(xiàn)后，僅有15s攔截時間。2018年1月俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊，即是恐怖分子從50km外發(fā)起的襲擊，雖然不是嚴格意義上由高端AI平臺組網(wǎng)構(gòu)成的無人蜂群，也未造成俄地面力量的重大損失。但至少說明，利用民用電子技術(shù)、簡單材料、初級編程也可有效實施遠距離（100km左右發(fā)射）突防并在一定程度上達成集群攻擊效果。

（2）個體數(shù)量多，規(guī)模優(yōu)勢大

無人機蜂群可組織較大規(guī)模行動，無人機數(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，實施飽和攻擊。在“郊狼”無人機蜂群模擬突防“宙斯盾”系統(tǒng)中，若以更大規(guī)模蜂群突防攻擊，或者配合其他武器協(xié)同攻擊，可產(chǎn)生更高的毀傷效果。俄羅斯駐敘利亞基地部署電子戰(zhàn)部隊和“鎧甲-S1”防空系統(tǒng)。“鎧甲-S1”包括12枚射程為20km地空導(dǎo)彈和2門30mm口徑自動火炮，可同時跟蹤20個目標、對其中4個目標實施打擊。2018年1月遭受無人機蜂群襲擊時，電子戰(zhàn)部隊只能控制6架，其余7架只能通過“鎧甲-S1”防空系統(tǒng)擊落，若數(shù)量超過20架，則超出了其跟蹤能力。而在通信等基本條件滿足的情況下，億航GHOSTDRONE 2.0等商業(yè)無人機可由“一個工程師一臺電腦一鍵啟動”即可實現(xiàn)千架規(guī)模的編隊復(fù)雜表演。在戰(zhàn)術(shù)運用中，如果進一步采取多個方向集群協(xié)同進攻、或輔以其他遠程精確打擊手段、或由空中電子戰(zhàn)力量實施電子對抗/防輻射攻擊相配合，則防空方將在預(yù)警偵察、跟蹤識別、攔截抗擊等作戰(zhàn)全過程、多環(huán)節(jié)處于劣勢。

（3）作戰(zhàn)運用活，體系效能高

無人機蜂群的理念是將復(fù)雜、多功能的大型系統(tǒng)分解為大量低成本的模塊，無人機蜂群編隊內(nèi)部可協(xié)同工作，組合不同的載荷模塊，完成較復(fù)雜任務(wù)；無人機蜂群可與有人機、艦艇或地面部隊等作戰(zhàn)體系內(nèi)各所需節(jié)點建立靈活的協(xié)同關(guān)系，通過靈活的戰(zhàn)術(shù)配合，提高戰(zhàn)場感知能力形成體系力量，牽制消耗敵方資源應(yīng)對蜂群干擾、威脅，智能交互、協(xié)同作戰(zhàn)，延展有人機、艦艇或地面部隊的能力，提升體系作戰(zhàn)效能，同時可降低人員及高價值裝備的風險。美軍微型空射誘餌（Miniature Air Launch Decoy，MALD）可以模擬戰(zhàn)機信號配合MALD-J（Miniature Air Launch Decoy Jammer）直接實施干擾，同時掩護有人戰(zhàn)機實施縱深打擊。

（4）載荷類型多，功能覆蓋廣

無人機蜂群任務(wù)載荷模塊化，可根據(jù)需求靈活配置；發(fā)射方式多樣，可由人手動發(fā)射，或車輛、艦艇、飛機、無人機搭載發(fā)射；功能可覆蓋偵察、監(jiān)視、探測、攻擊等方面，作戰(zhàn)空間覆蓋城市、空中、海面、電磁、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。無人機蜂群自身靈活性，加上任務(wù)載荷的多樣性，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用具有很大創(chuàng)新空間，例如，若在任務(wù)載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾，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)司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰(zhàn)。

（5）生產(chǎn)成本低，補充能力強

微小型無人機平臺成本低，部分可回收重復(fù)使用，相比于傳統(tǒng)飛機、武器全壽命周期費用低，如一枚“魚叉”導(dǎo)彈120萬美元可購買80架“郊狼”無人機，且不需要長時間服役的維修費用；“郊狼”、“山鶉”、“蟬”等無人機采用3D打印制造部件，組裝生產(chǎn)速度快，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、高效摧毀敵方雷達等高價值武器裝備，具有非對稱作戰(zhàn)成本優(yōu)勢。

無人機蜂群的弱點

相比于傳統(tǒng)武器或大中型無人機，無人機蜂群具有獨特優(yōu)勢和作戰(zhàn)應(yīng)用潛力，但同時因其自身和戰(zhàn)術(shù)也存在薄弱環(huán)節(jié)：

一是遠程機動弱。無人機蜂群大多為微小型無人機，速度較慢、航程較短、飛行高度有限，如“山鶉”無人機最高速度111km/h、飛行時間僅20min左右，面對相對速度較快的防空彈丸、導(dǎo)彈等動能武器及激光武器、電磁脈沖武器攻擊時，機動能力弱?！靶【`”無人機雖然可在防區(qū)外發(fā)射、飛行距離較遠，但自身機動能力也有限。

“郊狼”（Coyote）小型無人機

“山鶉”

二是依賴通信導(dǎo)航。目前，無人機蜂群智能水平有限，尚未實現(xiàn)完全自主偵察、攻擊，如“山鶉”無人機集體決策、自修正和自適應(yīng)編隊飛行也僅在演示階段，很長一段時間內(nèi)仍需要“人工指揮+蜂群無人機”方式應(yīng)用，作戰(zhàn)應(yīng)用要依賴導(dǎo)航飛行、定位，如“郊狼”、“蟬”主要依據(jù)預(yù)定參數(shù)按GPS導(dǎo)航飛行；消費級或商用無人機依賴無線鏈路控制，甚至通過開放鏈路傳輸指令；通過干擾導(dǎo)航或操控信號，可使無人機迷失或失去控制。

三是電磁防護弱。相比于傳統(tǒng)導(dǎo)彈、彈丸，無人機蜂群的操控、編隊和自主能力完全建立在通信模塊、飛行控制模塊等機載電子設(shè)備基礎(chǔ)上，甚至“蟬”無人機機身即為電路板，機載電子設(shè)備失效或被入侵，會直接導(dǎo)致無人機失去喪失飛行控制和執(zhí)行任務(wù)能力，因此電子設(shè)備是無人機集群、智能的基礎(chǔ)，也是其軟肋。特別是商用無人機，極易受通信條件和電磁環(huán)境影響。

四是應(yīng)變能力有限。目前，無人機自主能力、集群智能有限，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍要依靠人在回路實施分析決策，對戰(zhàn)場環(huán)境中復(fù)雜、突變狀況應(yīng)對能力有限，且無人機蜂群的指揮控制中接收遙控指令、指令分發(fā)、編隊自適應(yīng)控制等環(huán)節(jié)，涉及響應(yīng)優(yōu)先級、動態(tài)規(guī)劃、數(shù)據(jù)運算等因素，使得蜂群對敵方的反制措施反應(yīng)存在延遲，都導(dǎo)致無人機蜂群應(yīng)對戰(zhàn)場快速變化能力較弱。目前無人機蜂群技術(shù)集中研究的近戰(zhàn)、聚合、機動和群集等4種技戰(zhàn)術(shù)形態(tài)尚未完善，難以完全無人編組下對空中目標的制空作戰(zhàn)?！?/p>

（參考文獻：略。如有需要，請聯(lián)系編輯部。）