朱成賢，毛勇，徐曉

(江南機(jī)電設(shè)計研究所，貴州 貴陽 550009)

0 引言

隨著人工智能技術(shù)在軍事領(lǐng)域上的不斷發(fā)展，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不斷的得到廣泛使用，從海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭到阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭，再到當(dāng)前的敘利亞戰(zhàn)爭，無人機(jī)、無人地面車輛等無人平臺在信息化戰(zhàn)爭中成為戰(zhàn)場不可或缺的重要角色，未來戰(zhàn)場上將活躍著大量的智能化無人兵器，使戰(zhàn)爭模式發(fā)生巨大改觀，人工智能和無人自動化裝備將成為未來高科技戰(zhàn)爭制勝的關(guān)鍵[1-3]。目前，針對智能無人戰(zhàn)車的研制是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，不斷涌現(xiàn)出了大量無人作戰(zhàn)裝備，其中相當(dāng)一部分也經(jīng)歷了戰(zhàn)爭的考驗，體現(xiàn)了其戰(zhàn)場中的價值[4-6]。

本文從無人戰(zhàn)車應(yīng)用情況開展研究，在作戰(zhàn)方式向非接觸、非對稱、零傷亡變革的背景下，分析了未來無人戰(zhàn)車的作戰(zhàn)應(yīng)用，提出了智能無人戰(zhàn)車的發(fā)展構(gòu)想，為后續(xù)無人武器裝備的研制提供參考。

1 無人戰(zhàn)車研究情況

1.1 作戰(zhàn)型無人戰(zhàn)車

無人戰(zhàn)車的研制是服務(wù)于戰(zhàn)爭和最終達(dá)到遏制戰(zhàn)爭的目的，在國際局部戰(zhàn)爭的復(fù)雜環(huán)境下，作戰(zhàn)型無人戰(zhàn)車得以施展和應(yīng)用，以俄羅斯為代表的“天王星-9”無人戰(zhàn)車(如圖1所示)表現(xiàn)最為突出，在敘利亞戰(zhàn)爭中俄軍派出了“天王星-9”無人戰(zhàn)車配合士兵開展了軍事行動。該車搭載的武器包括30 mm口徑自動火炮，7.62 mm機(jī)槍，反坦克導(dǎo)彈以及激光照射警告系統(tǒng)和發(fā)現(xiàn)、識別及跟蹤目標(biāo)的設(shè)備。在一次作戰(zhàn)中該車抵近武裝分子據(jù)點(diǎn)100～120 m，該無人戰(zhàn)車用機(jī)槍和反坦克導(dǎo)彈進(jìn)行攻擊，戰(zhàn)斗進(jìn)行20 min，擊斃70余名武裝分子，而參戰(zhàn)的敘利亞政府軍無人陣亡，顯示出無人戰(zhàn)車的巨大優(yōu)勢。俄羅斯的“平臺M”,MRK-27-BT等幾款輕型無人戰(zhàn)車(如圖2所示)也同樣有著不錯的表現(xiàn)，也同樣搭配著輕重兩型武器，火力支援和作戰(zhàn)能力較強(qiáng)；從這幾款無人戰(zhàn)車的平臺驅(qū)動類型來看，都是履帶式驅(qū)動，這與無人戰(zhàn)車的惡劣作戰(zhàn)環(huán)境有著密切的關(guān)系。

圖1 “天王星-9”無人戰(zhàn)車Fig.1 “Uranus-9” unmanned vehicle

此外，美國在無人戰(zhàn)車研究方面則是起步最早的，目前也是技術(shù)最先進(jìn)、研究范圍最寬、投資最大且成果顯著的國家，美軍使用的無人戰(zhàn)車(如圖3所示)方面也有多款投入戰(zhàn)場，輕型的以“劍”式無人戰(zhàn)車為代表，配備有制式5.56 mm的機(jī)槍和榴彈發(fā)射器，命中精度極高，并且還安裝了4臺攝像機(jī)以及夜視鏡等設(shè)備，使得全天候偵察與作戰(zhàn)能力大幅增強(qiáng)[7]。該無人戰(zhàn)車作戰(zhàn)中能輕易通過樓梯、巖石堆和鐵絲網(wǎng)，在雪地及河水中也能行駛自如，由于其體積較小，在阿富汗戰(zhàn)爭中用于清剿隱蔽在房屋里的武裝分子，極大地降低部隊在城市作戰(zhàn)中的傷亡率。其較重型的“角斗士”無人戰(zhàn)車具有較強(qiáng)的防護(hù)能力，在城市巷戰(zhàn)中伴隨士兵作戰(zhàn)，起到“擋箭牌”的作用[8]。美軍的無人戰(zhàn)車多為近距離清剿武裝分子為主，這與美軍遠(yuǎn)程使用精確制導(dǎo)武器打擊的作戰(zhàn)方式有關(guān)，其裝備研制緊貼實戰(zhàn)應(yīng)用。

圖2 “平臺M”，MRK-27-BT無人戰(zhàn)車Fig.2 “Platform-M”, MRK-27-BT unmanned vehicle

圖3 美軍使用的無人戰(zhàn)車Fig.3 Unmanned vehicles used by the U.S. military

1.2 輔助型無人戰(zhàn)車

輔助型無人戰(zhàn)車多用作執(zhí)行戰(zhàn)場掃雷、破障和排爆等任務(wù)，在近幾年的局部戰(zhàn)爭中應(yīng)用較多，被大家所熟知的以俄羅斯和美國的為代表(如圖4所示)，俄羅斯的“天王星-6”掃雷無人車被應(yīng)用到敘利亞戰(zhàn)爭，其掃雷效率相當(dāng)于20個工兵極大的提高了掃雷效率，杜絕了掃雷人員傷亡；美國的“魔爪”排爆無人車在科索沃、伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭中使用較為廣泛，在道路和城區(qū)排除爆炸物上起到了巨大作用，避免了人員置身危險環(huán)境[9]。

圖4 輔助型無人戰(zhàn)車Fig.4 Auxiliary unmanned vehicles

2 作戰(zhàn)應(yīng)用分析

從國外無人戰(zhàn)車作戰(zhàn)使用情況可見，經(jīng)過近年來多場局部戰(zhàn)爭的實踐，基于無人戰(zhàn)車的協(xié)同作戰(zhàn)模式越來越成熟，無人裝備已逐漸滲透到戰(zhàn)爭的各個環(huán)節(jié)，作戰(zhàn)效能日益凸顯，以無人裝備為基礎(chǔ)的無人作戰(zhàn)正成為改變未來信息化戰(zhàn)爭形態(tài)的一種全新作戰(zhàn)樣式[10-12]，在這一背景下，智能無人戰(zhàn)車作為未來新形勢戰(zhàn)爭不可或缺的一部分，其作戰(zhàn)應(yīng)用也將是未來戰(zhàn)爭的重要環(huán)節(jié)，本文從無人戰(zhàn)車在戰(zhàn)爭中的4種作戰(zhàn)應(yīng)用形式加以論述，并對智能武器可能出現(xiàn)的負(fù)面影響進(jìn)行了分析，探究未來地面無人作戰(zhàn)裝備的發(fā)展方向和智能武器的可控性。

2.1 前沿突防作戰(zhàn)

無人戰(zhàn)車的前沿突防作戰(zhàn)可分為前沿陣地作戰(zhàn)和前沿城市作戰(zhàn)，該種作戰(zhàn)模式一般是在精確制導(dǎo)武器打擊過后的作戰(zhàn)，此時敵方主要火力點(diǎn)已被摧毀，但還殘存少許敵方抵抗人員，在突防作戰(zhàn)中敵方武裝人員較為隱蔽，火力點(diǎn)位置難以確定，另外存在狙擊手的襲擾，作戰(zhàn)中人員難以快速突防，而且會有傷亡，這也是美軍在阿富汗戰(zhàn)爭中經(jīng)常遇到的情況。在這類作戰(zhàn)應(yīng)用中無人戰(zhàn)車充當(dāng)突防先鋒，通過遠(yuǎn)程遙控或自主作戰(zhàn)的形式對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行突破，無人戰(zhàn)車應(yīng)搭載紅外熱感應(yīng)儀，視覺、聲學(xué)傳感器和告警設(shè)備等，用以確定敵方隱蔽人員、火力點(diǎn)和狙擊手位置，進(jìn)而實施打擊。

這種作戰(zhàn)模式需要作戰(zhàn)人員與無人戰(zhàn)車相互配合來完成，作戰(zhàn)人員處于危險范圍以外進(jìn)行遠(yuǎn)程操控?zé)o人戰(zhàn)車來完成作戰(zhàn)動作，其中無人戰(zhàn)車搜索和鎖定目標(biāo)可自主完成，但其最終開火權(quán)限由人員掌握。未來將在戰(zhàn)場態(tài)勢感知的關(guān)鍵技術(shù)上加以突破[13]，使其智能判斷戰(zhàn)場敵方作戰(zhàn)單元威脅程度，向突防作戰(zhàn)人員給出危險點(diǎn)分布、威脅等級和推薦最優(yōu)作戰(zhàn)策略等。這種為作戰(zhàn)人員掃清障礙、提供智能作戰(zhàn)決策的突防作戰(zhàn)將是無人戰(zhàn)車未來絕大一部分作戰(zhàn)應(yīng)用情況。

2.2 敵后隱蔽偽裝作戰(zhàn)

這種作戰(zhàn)情況敵后隱蔽偽裝作戰(zhàn)類似于特種部隊的敵后作戰(zhàn)，而參與的對象變成了無人戰(zhàn)車，通過空投的方式將無人戰(zhàn)車投放到敵方目標(biāo)位置附近，進(jìn)行機(jī)動隱蔽部署，并且無人戰(zhàn)車以集群作戰(zhàn)為主，其一是預(yù)先下達(dá)攻擊目標(biāo)命令的主動攻擊模式，另一種是在預(yù)定地點(diǎn)部署后的隱蔽偽裝、潛伏待機(jī)作戰(zhàn)，待機(jī)保持探測狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后可自主激活展開作戰(zhàn)，2種作戰(zhàn)模式均需要無人戰(zhàn)車具備較高的智能化，具備戰(zhàn)場態(tài)勢感知、自主決策規(guī)劃作戰(zhàn)路徑、自毀和偽裝隱蔽能力。這種作戰(zhàn)應(yīng)用的主要作戰(zhàn)目標(biāo)包括敵方戰(zhàn)略縱深關(guān)鍵目標(biāo)(如機(jī)場、橋梁、發(fā)電站和通信基站等)、敵后方運(yùn)輸要道軍事目標(biāo)等，通過無人裝備來代替特種作戰(zhàn)人員來完成危險任務(wù)，并實現(xiàn)打擊的突然性和高效性。

該型無人戰(zhàn)車在自主性上需要更大的突破，作戰(zhàn)人員僅參與任務(wù)目標(biāo)的命令下達(dá)，無人戰(zhàn)車在投放到位后，需要自主的在作戰(zhàn)區(qū)域展開、隱蔽，判斷目標(biāo)并發(fā)動攻擊。這類無人戰(zhàn)車應(yīng)攻克智能識別目標(biāo)、判斷復(fù)雜環(huán)境下危險源、自主定位布防和群體協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù)，使其具有一定的思考判斷能力，但在攻擊策略上需要謹(jǐn)慎賦予其自主開火權(quán)，同時需具有緊急人為干預(yù)加以控制的能力。

2.3 偵察巡邏作戰(zhàn)

在雙方交戰(zhàn)區(qū)域和邊境地區(qū)，掌握敵情或軍事部署尤為重要，使用無人機(jī)進(jìn)行偵察巡邏作戰(zhàn)容易暴露目標(biāo)，而且受制于不能長航時全天候工作。而無人戰(zhàn)車則具有待機(jī)工作時間長，并且搭載有武器可進(jìn)行適時警示和還擊的優(yōu)點(diǎn)；此外機(jī)動部署能力強(qiáng)、具有一定的偽裝隱蔽能力，戰(zhàn)車偵察、作戰(zhàn)時難以被發(fā)現(xiàn)，在偽裝偵察和區(qū)域巡邏作戰(zhàn)上優(yōu)勢較為明顯，特別是對于地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣等人員難以逾越的區(qū)域，智能無人戰(zhàn)車將逐漸代替人員進(jìn)行作戰(zhàn)應(yīng)用，人員則主要位于哨所或營地進(jìn)行監(jiān)視無人戰(zhàn)車傳回的信息，當(dāng)偵察發(fā)現(xiàn)異常時可進(jìn)行人工干預(yù)并下達(dá)指令進(jìn)行異常區(qū)域的重點(diǎn)偵察，同時無人戰(zhàn)車能夠智能學(xué)習(xí)和感知異常狀況并向后方人員傳遞預(yù)警信息，這可以較為輕松的使人員在全局范圍掌握作戰(zhàn)區(qū)域信息，這種無人戰(zhàn)車的關(guān)鍵技術(shù)主要是機(jī)器的自主學(xué)習(xí)和感知，這也是未來人工智能技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

2.4 地、空無人協(xié)同作戰(zhàn)

當(dāng)前戰(zhàn)場作戰(zhàn)已側(cè)重體系化作戰(zhàn)，空、天、地協(xié)同立體作戰(zhàn)(如圖5所示)已是各國作戰(zhàn)演練的重點(diǎn)，這些目前還是基于有人參與的飛機(jī)、地面裝備、人員的協(xié)同作戰(zhàn)，未來的戰(zhàn)場人員將越來越多的處于后方參與指揮，不再介入高風(fēng)險的戰(zhàn)斗，戰(zhàn)場對抗也集中在非接觸式的遠(yuǎn)程精確打擊武器、無人防御武器和無人裝備之間的較量[14]。對于智能無人戰(zhàn)車的作戰(zhàn)也將納入無人作戰(zhàn)的體系中來，不再是孤立的自主作戰(zhàn)，針對作戰(zhàn)任務(wù)，戰(zhàn)時將與空中無人偵察機(jī)、無人攻擊機(jī)和太空中的衛(wèi)星進(jìn)行協(xié)同，實現(xiàn)偵察信息的交互、打擊目標(biāo)的信息交互數(shù)據(jù)共享，在多信息交互的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)作戰(zhàn)打擊效率的最大化，并且應(yīng)對戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境干擾、雷達(dá)干擾、GPS干擾等更加有效。地、空的協(xié)同作戰(zhàn)將使智能無人戰(zhàn)車在作戰(zhàn)中發(fā)揮出更大的作用，作戰(zhàn)應(yīng)用更加靈活。另外，作戰(zhàn)人員不再局限于單一兵種，而是多軍種人員在后方大廳共同遠(yuǎn)程指揮無人作戰(zhàn)裝備進(jìn)行作戰(zhàn)，這種作戰(zhàn)下的無人戰(zhàn)車則更多的接收空中無人機(jī)或天基衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的戰(zhàn)場信息和作戰(zhàn)指令，使無人戰(zhàn)車在抗干擾、精確導(dǎo)航和作戰(zhàn)實時性上均有了技術(shù)上的提升和突破。

2.5 智能武器可控性

當(dāng)前大多數(shù)的無人作戰(zhàn)單元是在后方人員的操控下來完成作戰(zhàn)動作，但隨著未來作戰(zhàn)應(yīng)用方向的多樣化，部分作戰(zhàn)應(yīng)用(如上文中的敵后隱蔽偽裝作戰(zhàn))需要賦予智能武器極大的自主權(quán)限，包括自主攻擊的權(quán)限，這種智能武器的自主權(quán)在某些場合是必要的，但系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下仍存在失控的風(fēng)險，有時極可能造成沖突升級或危及己方安全[15]。在設(shè)計智能無人戰(zhàn)車時，保留無人系統(tǒng)“一鍵停止”的功能尤為必要，人不可能完全脫離作戰(zhàn)回路，無人裝備的可控性也是伴隨著無人作戰(zhàn)武器的發(fā)展而越來越被重視的基本點(diǎn)。

3 未來無人防空戰(zhàn)車構(gòu)想

針對智能無人戰(zhàn)車的作戰(zhàn)應(yīng)用，按照應(yīng)對目標(biāo)的不同可分為多類，以前沿突擊為任務(wù)的無人戰(zhàn)車主要搭載槍械、火箭筒、反坦克導(dǎo)彈；以干擾對抗為任務(wù)的無人戰(zhàn)車主要搭載激光、微波武器、干擾設(shè)備等；以偵察清障為任務(wù)的無人戰(zhàn)車主要搭載視覺設(shè)備、探測儀、機(jī)械臂等；以防空為任務(wù)的無人戰(zhàn)車則要搭載防空炮、防空導(dǎo)彈等。本文著重以未來無人防空戰(zhàn)車作為研究對象，探究無人防空戰(zhàn)車的作戰(zhàn)應(yīng)用和系統(tǒng)構(gòu)想。

圖5 無人戰(zhàn)車地、空協(xié)同作戰(zhàn)Fig.5 Air-ground coordination battle of unmanned vehicles

3.1 無人防空戰(zhàn)車的優(yōu)勢

隨著大國間的軍事差距將逐步的縮小，現(xiàn)在以至將來，戰(zhàn)爭將仍以局部戰(zhàn)爭為主，很難發(fā)生大國間軍事的直接較量，大國沖突演變?yōu)槠渲С值男g的對抗，在這些局部沖突中，戰(zhàn)爭一方的首輪打擊將是非接觸的、精確制導(dǎo)武器的空中打擊，防空作戰(zhàn)必不可少，正如無人戰(zhàn)車在其他作戰(zhàn)模式中的應(yīng)用一樣，在不久的將來，無人防空戰(zhàn)車以它獨(dú)有的優(yōu)勢取代目前有人操控的防空武器。其主要優(yōu)勢在于：

(1) 武器裝備單獨(dú)個體的作戰(zhàn)效果有限，未來作戰(zhàn)以集群作戰(zhàn)為主，無人防空戰(zhàn)車的區(qū)域聯(lián)防、多層攔截、多車協(xié)同作戰(zhàn)可做到信息實時交互，目標(biāo)空情信息的數(shù)據(jù)共享，作戰(zhàn)效能得到最大化的發(fā)揮。

(2) 無人防空戰(zhàn)車適合全天候值守，無需人員參與，不會出現(xiàn)誤操作、貽誤戰(zhàn)機(jī)等情況，而且裝備補(bǔ)給、能源供給等都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化管理，作戰(zhàn)、保障有序進(jìn)行。

(3) 對于智能自主式的無人防空戰(zhàn)車，其戰(zhàn)場部署和展開布防的快速性、復(fù)雜戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力、打擊多目標(biāo)分層火力分配和應(yīng)對突現(xiàn)目標(biāo)快速反應(yīng)的作戰(zhàn)能力等都是人員無法比擬的。

3.2 無人防空戰(zhàn)車的系統(tǒng)設(shè)想

未來無人防空戰(zhàn)車的作戰(zhàn)涉及到無人戰(zhàn)車的自主布防和自主作戰(zhàn)，結(jié)合當(dāng)前防空作戰(zhàn)裝備的實際作戰(zhàn)使用情況，未來無人防空戰(zhàn)車應(yīng)具備的能力設(shè)想如下：

(1) 無人防空戰(zhàn)車需具備自主導(dǎo)航定位能力，當(dāng)前的防空武器是由人員參與進(jìn)來根據(jù)作戰(zhàn)調(diào)配前往布防地點(diǎn)開展戰(zhàn)備部署和作戰(zhàn)，只需要在布防點(diǎn)的定位，而在無人參與的情況下就需要戰(zhàn)車具有自主的導(dǎo)航和定位能力，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)信息，確定布防區(qū)域，自主的向目標(biāo)區(qū)域部署，并自主選擇合適的布防點(diǎn)展開，實現(xiàn)布防過程和展開過程的無人化。

(2) 無人防空戰(zhàn)車需具備自主決策能力，戰(zhàn)場信息瞬息萬變，末端突現(xiàn)目標(biāo)也在增多，打擊目標(biāo)的時機(jī)很短暫，這就需要無人戰(zhàn)車具備戰(zhàn)場態(tài)勢的感知和打擊目標(biāo)的快速決策，這方面也是有人參與的防空武器在快速反應(yīng)上所欠缺的一點(diǎn)，將是未來無人防空戰(zhàn)車必備的能力。

(3) 無人防空戰(zhàn)車需具備多層次信息交互協(xié)同作戰(zhàn)能力，對于國土防空來說，遠(yuǎn)程、中程、近程和末端的多層次防空尤為必要，無人防空戰(zhàn)車有著快速的信息交融、協(xié)同作戰(zhàn)和學(xué)習(xí)能力對快速的空情信息共享和火力協(xié)同配合具有較大的作用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)集群式協(xié)同作戰(zhàn)[16]。

(4) 無人防空戰(zhàn)車的通用模塊化，當(dāng)前的防空武器發(fā)射車由于配彈的不同和發(fā)射方式的不同，造成其承載平臺、發(fā)射支撐形式、武器的裝填補(bǔ)給均有較大的差異，在配置人員的情況下，各司其職還能夠保證各型防空武器的運(yùn)作，但是在向無人化戰(zhàn)車發(fā)展時，如此眾多的承載、展開支撐和裝填補(bǔ)給形式對無人快速作戰(zhàn)的實現(xiàn)帶來了極大的不利條件，其平臺支撐的模塊化、互換性和裝填統(tǒng)一化對未來的無人戰(zhàn)車一體化作戰(zhàn)非常重要，如下圖6所示，展示了當(dāng)前防空作戰(zhàn)裝備的作戰(zhàn)示意圖和未來使用通用無人承載平臺開展無人防空作戰(zhàn)的示意圖，未來無人防空裝備將充分體現(xiàn)其通用化、模塊化的設(shè)計思路。

圖6 防空作戰(zhàn)示意圖Fig.6 Schematic diagram of air defense operations

本文無人防空戰(zhàn)車的系統(tǒng)設(shè)想從無人防空戰(zhàn)車作戰(zhàn)所需要的能力入手，根據(jù)當(dāng)前防空武器遠(yuǎn)、中、近和末端的防御區(qū)域分布，遠(yuǎn)程以垂直發(fā)射車攔截為主，中程以傾斜發(fā)射車攔截為主，近程和末端以彈炮結(jié)合戰(zhàn)車為主的情況，未來各區(qū)域無人防空作戰(zhàn)系統(tǒng)的構(gòu)建，將逐漸發(fā)展為以通用無人平臺為載體，上裝防空武器接口模塊化設(shè)計，以平臺基礎(chǔ)模塊化互換，在不同區(qū)域間集成覆蓋不同作戰(zhàn)區(qū)域的武器平臺，形成無人平臺趨于統(tǒng)一的無人防空戰(zhàn)車。

4 結(jié)束語

無人戰(zhàn)車雖然起步較晚，但未來卻有著很大的發(fā)展?jié)摿?，它們的身影已出現(xiàn)在現(xiàn)代戰(zhàn)場的很多作戰(zhàn)場景中，未來的前景和用途也將不斷的擴(kuò)展，不會局限在當(dāng)前戰(zhàn)場上的應(yīng)用方向和未來的防空領(lǐng)域。不遠(yuǎn)的將來，使用領(lǐng)域更廣、更加智能化自主化的無人作戰(zhàn)裝備會成為主角，成為信息化戰(zhàn)場上的重要力量。