董康生，胡偉波，沈雁鳴，唐上欽

（1.中國空氣動力研究與發(fā)展中心 計算空氣動力研究所，四川 綿陽 621000；2.空軍工程大學(xué) 航空工程學(xué)院，陜西 西安 710038）

0 引言

縱觀近幾場信息化條件下的局部戰(zhàn)爭，從2001年美軍首開利用MQ-1B“捕食者”無人機發(fā)射精確制導(dǎo)武器攻擊地面目標(biāo)［1］，到2020 年1 月運用MQ-9“死神”無人機刺殺伊朗伊斯蘭革命衛(wèi)隊指揮官蘇萊曼尼［2］，軍用無人裝備憑借其零人員傷亡、飛行包線寬廣、費效比低等優(yōu)勢，展現(xiàn)出愈發(fā)強大的軍事潛力和廣闊的發(fā)展前景，并對現(xiàn)代空軍作戰(zhàn)樣式產(chǎn)生了深遠的影響，已經(jīng)成為世界各主要軍事強國重點發(fā)展的空中軍事裝備和力量［3-5］。得益于近年來人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，世界各國大力推進人工智能技術(shù)在無人裝備上的應(yīng)用［6-8］，如2016 年美軍實驗室人工智能空戰(zhàn)系統(tǒng)Alpha AI 控制無人機擊敗有人駕駛戰(zhàn)機［9］。美軍國防部高級研究計劃局

DARPA（American defense advanced research projects agency）僅在2019 年就投入了34.4 億美元研究人工智能技術(shù)的軍事化應(yīng)用［10-11］。人工智能技術(shù)為無人裝備的發(fā)展注入了新的血液，并將打破世界現(xiàn)有軍力平衡，變革戰(zhàn)爭形態(tài)，加速推動無人智能化戰(zhàn)爭的到來。

當(dāng)前，美軍在無人裝備智能化空戰(zhàn)發(fā)展戰(zhàn)略、作戰(zhàn)樣式、裝備研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新以及局部作戰(zhàn)行動中不斷進行探索嘗試，積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗和前沿技術(shù)，已在無人智能化作戰(zhàn)力量建設(shè)和實踐運用方面形成了優(yōu)勢局面［12］，對我軍克敵制勝帶來嚴(yán)峻的威脅與挑戰(zhàn)。同時，為繼續(xù)搶占未來無人智能化戰(zhàn)場領(lǐng)先優(yōu)勢，美軍在新型無人化裝備、技術(shù)和項目方面進行了大量探索和布局，對未來無人智能化作戰(zhàn)力量建設(shè)和實踐運用具有重要的借鑒和啟示意義。

本文首先深入分析了當(dāng)前美軍現(xiàn)役無人機裝備的優(yōu)缺點，接著梳理了美軍正在發(fā)展的智能化無人裝備項目，介紹了其發(fā)展動態(tài)、關(guān)鍵技術(shù)和研究目標(biāo)，隨后總結(jié)了未來美軍無人智能化裝備的發(fā)展趨勢，最后提出了應(yīng)對未來智能化空戰(zhàn)的策略建議，為無人裝備發(fā)展和作戰(zhàn)行動運用提供有益參考。

1 美軍現(xiàn)役無人機裝備特點分析

從20 世紀(jì)60 年代起，美國空軍與國家偵察辦公室（national reconnaissance office，NPO）合作，秘密開展了大量無人機項目［13］，如今已經(jīng)形成了包括偵察、電子對抗、攻擊等多層次多種類的無人機作戰(zhàn)體系，投入使用的各類無人機超過75 種，總數(shù)量超過6 000 架（不包括20 kg 以下的微小型無人機）［14-15］。作為無人智能化空中作戰(zhàn)裝備的主體，無人機的智能化主要體現(xiàn)在其自主能力方面，即無人機依據(jù)自身知識以及對環(huán)境的感知，獨立確定行動方案的能力。美國國防部《2005-2035 無人機系統(tǒng)路線圖》將無人機自主能力劃分為10 個等級，主要包括遠程控制、自動控制、自主控制3 個層級［16］，如圖1 所示。當(dāng)前，以“捕食者”、“死神”和“全球鷹”等為代表的美軍現(xiàn)役無人機基本都屬于遠程控制和自動控制2 個較低層次，盡管這些無人機智能化程度尚處在初級階段，但是已在現(xiàn)代多次局部戰(zhàn)爭和軍事行動中廣泛應(yīng)用。

圖1 無人機自主能力等級參考示意圖Fig.1 Level of autonomous ability for unmanned aerial vehicle（UAV）

1.1 主要優(yōu)點

美軍在科索沃戰(zhàn)爭、海灣戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭等軍事沖突和數(shù)次斬首行動中大量使用了無人機，并應(yīng)用于戰(zhàn)略偵察與監(jiān)視、空中對抗與打擊、信息支援與保障等多種軍事任務(wù)中［17］。表1 列出了美軍歷次軍事行動中投入使用的無人機型號及其智能化特點。據(jù)統(tǒng)計，在伊拉克戰(zhàn)爭中，一半以上的目標(biāo)毀傷信息是由無人機提供的，任務(wù)完成率達到76.6%。從美軍現(xiàn)役無人機的這些作戰(zhàn)應(yīng)用和實戰(zhàn)情況來看，主要有以下幾方面的優(yōu)勢。

表1 美軍無人機投入的軍事行動及其智能化特點Table 1 UAVs of US army deployed in various military operations and their intelligent features

（1）全天候?qū)崟r偵察能力

美軍現(xiàn)役無人機大多安裝了多種先進的傳感器，例如，高分辨率紅外系統(tǒng)、彩色攝像機和合成孔徑雷達等，能夠?qū)崟r全天候大范圍偵察監(jiān)視，同時具有可變焦距和高分辨率的特點。以“死神”MQ-9為例，其可在3 200 m 外識別行駛中的車輛牌照［18］。

（2）良好的隱身性能

美軍新投入使用的無人機機身大量采用復(fù)合材料，雷達發(fā)射面積小，隱身性能大幅提高。以美軍保密級別較高的隱身偵察無人機RQ-180 為例，其機身采用飛翼布局，后緣構(gòu)型簡潔，蒙皮覆蓋新型隱身材料，使得其行動很難被探測到。

（3）優(yōu)異的遠程作戰(zhàn)能力

以“全球鷹”為代表的美軍無人機具有長航程和高航時的特點，最大航程達到26 000 km，能連續(xù)飛行40 h 以上，可實現(xiàn)從美國本土飛往全球任何地區(qū)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，是該類型無人機中最長單次飛行時間和最大航程記錄保持者［19］。

（4）快速精確打擊能力

以MQ-9 為代表的美軍無人機可以攜帶多種打擊武器，包括“地獄火”導(dǎo)彈、“響尾蛇”導(dǎo)彈、GBU-12激光制導(dǎo)炸彈和GB-38 聯(lián)合直接攻擊彈藥炸彈。配合先進的偵察和制導(dǎo)設(shè)備，具備全方位和全天候攻擊能力，可實現(xiàn)多次精確打擊能力，常被用于定點斬首行動，如2020 年1 月對伊朗少將蘇萊曼尼的獵殺（圖2）。同時得益于MQ-9 先進的衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈天線，其作戰(zhàn)反應(yīng)靈敏，從美軍克里奇基地發(fā)出指令到萬里之外的無人機做出反應(yīng)，其間隔不會超過1.2 s［20］。

圖2 MQ-9 獵殺伊朗蘇萊曼尼過程示意圖Fig.2 Schematic of hunting Soleimani by MQ-9

1.2 主要缺點

面對未來無人智能化的軍事作戰(zhàn)需求，當(dāng)前美軍主戰(zhàn)無人機也存在較為明顯的缺點。

（1）機動性不足

當(dāng)前，軍用現(xiàn)役無人機出于續(xù)航和隱身雙重考慮，大多采用大展弦比固定翼和飛翼布局，導(dǎo)致機動性能不足，不適合近距空戰(zhàn)和制導(dǎo)武器規(guī)避。僅在中東地區(qū)，美軍就有5 架MQ-1、4 架MQ-9、1 架RQ-4 無人機被擊落。

（2）抗干擾能力不足

美軍無人機發(fā)生過多次因敵方電磁干擾而被俘獲的事例，如2019 年伊朗曾利用電磁干擾設(shè)備捕獲了美軍部署在其周邊的MQ-1“捕食者”無人機，伊朗還曾利用干擾技術(shù)俘獲了美軍保密程度極高、技術(shù)極為先進的RQ-170 無人機［21］。

（3）自主性不足

由于人工智能發(fā)展水平的限制，現(xiàn)役軍用無人機只能實現(xiàn)自主定點巡航、自主起降以及一定程度的自主加油等基本任務(wù)，其他諸如目標(biāo)打擊、空中格斗等復(fù)雜軍事任務(wù)難以獨立完成，自主執(zhí)行任務(wù)能力較差。

（4）協(xié)同性不足

當(dāng)前，無人機主要依賴地面控制站進行操作指揮，且通常一個操作員只能操控一架無人機，無法同時控制多架無人機實現(xiàn)協(xié)同編隊飛行，而且無人機與有人機和其他無人機之間直接信息共享不足，不具有執(zhí)行編隊協(xié)同作戰(zhàn)的能力。

2 美軍無人智能化空戰(zhàn)前沿技術(shù)發(fā)展動態(tài)

美軍已經(jīng)明確，大力發(fā)展無人機裝備是應(yīng)對當(dāng)今大國軍事競爭的重要措施［17］。立足未來智能化空戰(zhàn)的需求牽引，美軍提出了許多新式作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)理論，美國防高級研究計劃局、國防部戰(zhàn)略能力辦公室和各軍種都積極開展了許多新質(zhì)作戰(zhàn)力量的研究和技術(shù)驗證，如“小精靈”、“山鶉”、“低成本無人機蜂群”、“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”和“空中博格”［22-25］等。除這些已經(jīng)較為熟知的項目，美軍近年來軟硬件并重發(fā)展，又提出了以下新質(zhì)作戰(zhàn)項目，包括側(cè)重硬件層面的無人機空中加油、“忠誠僚機”［26］和彈群協(xié)同［27］；側(cè)重軟件層面的算法戰(zhàn)［28-29］和先進戰(zhàn)場管理［30］，不斷促進無人機作戰(zhàn)概念向集群化、智能化、協(xié)同化發(fā)展，積極推動無人機向空中主戰(zhàn)裝備邁進。

2.1 無人機空中加油

無人機空中加油可以是有人機對無人機進行空中授油，也可以是無人機對有人機實施空中加油。美國海軍于2007 年公布了“無人作戰(zhàn)航空系統(tǒng)驗證機”，同年，諾格公司開始了艦載隱身無人機X-47B 的研制工作，X-47B 先后完成了自主著艦以及觸艦復(fù)飛、與有人機編隊飛行、自主空中受油等復(fù)雜試驗。2015 年，美海軍在此基礎(chǔ)上啟動了“艦載空中加油系統(tǒng)”項目，開始驗證無人機對有人機的空中加油技術(shù)。

美國海軍以CBARS（carrier based aerial refueling system）項目為依托，研發(fā)了專用艦載空中無人加油機“黃貂魚”MQ-25。從2019 年MQ-25 首次試飛以來，已經(jīng)開展了近30 次飛行試驗，其中包括2021 年6 月對F/A-18F 艦載戰(zhàn)斗機的空中加油試驗，2021 年8 月對E-2D“鷹眼”預(yù)警機的空中加油試驗以及2021 年9 月對F-35C 隱身戰(zhàn)斗機的空中加油測試，驗證了加油機的空中對接/分離技術(shù)、主動流動控制技術(shù)等。未來，MQ-25 無人機自主空中加油技術(shù)的成熟應(yīng)用可極大緩解美海軍現(xiàn)役艦載戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)半徑偏小的問題，使航母戰(zhàn)斗群能夠擴大作戰(zhàn)范圍，降低戰(zhàn)時被發(fā)現(xiàn)和突襲的風(fēng)險。此外，艦載無人加油機在提升艦載機聯(lián)隊作戰(zhàn)出勤率、實施前線偵察/監(jiān)視、掩護有人作戰(zhàn)飛機等方面也能發(fā)揮重要作用。

2.2 忠誠僚機

“忠誠僚機”是指將無人機與有人機進行編組，有人機通過編組任務(wù)系統(tǒng)下達指控命令，無人機依據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)作戰(zhàn)任務(wù)，充當(dāng)有人機僚機的一種新型作戰(zhàn)概念。2015 年，美國空軍研究實驗室啟動了“忠誠僚機”的概念研究，早期的驗證平臺為F-16戰(zhàn)斗機改裝后的無人靶機QF-16。2018 年，美國空軍實驗室與克瑞托斯防務(wù)公司聯(lián)合提出了XQ-58A“女武神”無人機忠誠僚機項目。

XQ-58A 無人機主要負(fù)責(zé)戰(zhàn)場監(jiān)視、偵察和遠程作戰(zhàn)任務(wù)。從2019 年3 月到2020 年1 月期間，XQ-58A 總共進行了4 次飛行試驗，先后驗證了其高空飛行能力、火箭輔助發(fā)射和降落傘著陸技術(shù)。2020 年12 月，XQ-58A 與F-22 和F-35完成了首次編隊飛行，XQ-58A 充當(dāng)通訊節(jié)點實現(xiàn)了2 款戰(zhàn)斗機之間的數(shù)據(jù)通信。2021 年3 月，XQ-58A 完成了首次內(nèi)埋式彈艙空射小型無人機試驗?，F(xiàn)代空戰(zhàn)中，無人機受限于智能化水平無法完全自主應(yīng)對，采用“忠誠僚機”的概念，既可以充分發(fā)揮現(xiàn)有裝備的軍事潛力，又可以利用飛行員的智力優(yōu)勢，與無人機的人工智能形成互補，提高無人機的威脅評估、任務(wù)規(guī)劃、戰(zhàn)術(shù)決策等方面能力，增強作戰(zhàn)任務(wù)的適應(yīng)性和可靠性。

2.3 彈群協(xié)同

彈群協(xié)同是智能化自主彈藥集群一個新的發(fā)展方向。美空軍于2016 年啟動了“灰狼”項目，旨在開發(fā)低成本的巡航導(dǎo)彈并驗證彈藥網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同打擊技術(shù)。為加快機載精確制導(dǎo)彈藥聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，2019 年3 月“灰狼”項目被自主彈藥集群技術(shù)演示驗證項目“金帳汗國”（Golden Horde）取代，美軍轉(zhuǎn)而在成熟現(xiàn)役裝備上進行彈群協(xié)同驗證。

美國空軍計劃在“小直徑炸彈”、AGM-158 和ADM-160 導(dǎo)彈上測試彈群協(xié)同技術(shù)，“金帳汗國”項目在2020 年經(jīng)歷了數(shù)次推遲和失敗后，于2021 年2月順利發(fā)射了4 枚“合作型小直徑炸彈”，并同時命中4 個不同的目標(biāo)（如圖3 所示），驗證了彈間聯(lián)網(wǎng)、目標(biāo)合作識別和目標(biāo)自主協(xié)同打擊等技術(shù)。2021年5 月又完成了2 架F-16 協(xié)同發(fā)射6 枚導(dǎo)彈的試驗。后續(xù)“金帳汗國”將被“羅馬競技場”項目替代，并融入數(shù)字工程技術(shù)，以加速美空軍武器向合作式自主組網(wǎng)技術(shù)轉(zhuǎn)型。隨著精確制導(dǎo)彈藥聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，在未來作戰(zhàn)中，協(xié)同運用不同類型的制導(dǎo)武器進行突防打擊，可在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境和目標(biāo)動態(tài)改變條件下，實現(xiàn)現(xiàn)役機載精確制導(dǎo)武器自主規(guī)劃任務(wù)、自主規(guī)劃航跡、自主攻擊目標(biāo)、自主信息反饋，確保對指定區(qū)域的可靠彈藥投送和有效毀傷，全維度提升對敵突防能力，是摧毀敵方一體化防空系統(tǒng)的有效手段。

圖3 “金帳汗國”試驗中四枚導(dǎo)彈協(xié)同命中4 個不同目標(biāo)Fig.3 Four missiles cooperatively hitting four different targets in the flight test of Golden Horde

2.4 算法戰(zhàn)

“算法戰(zhàn)”是從軟件層面出發(fā)，利用圖像識別、機器學(xué)習(xí)、尋優(yōu)決策等先進智能算法，挖掘人工智能算法在態(tài)勢感知、情報分析、指揮決策和火力打擊等方面的巨大潛力，用算法方式破解戰(zhàn)爭攻防問題，從而達到在戰(zhàn)爭中制勝的目的。美軍“算法戰(zhàn)”概念于2017 年提出，同年4 月美國防部簽發(fā)了名為“Project Maven”的備忘錄項目，并組建了“算法戰(zhàn)”跨職能小組，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)美軍“算法戰(zhàn)”相關(guān)概念及技術(shù)應(yīng)用研究活動。

“算法戰(zhàn)”跨職能小組的首項任務(wù)是利用機器視覺算法從戰(zhàn)術(shù)無人航空系統(tǒng)獲取的視頻圖像中自主識別感興趣的目標(biāo)，快速生成可用信息，提升軍事決策能力。2017 年底，該計劃開發(fā)的算法已經(jīng)在中東某秘密地點部署應(yīng)用，可對“全球鷹”無人機所拍視頻進行目標(biāo)識別，對人員、車輛、建筑等物體的識別準(zhǔn)確率提升到80%。2020 年12 月，美國空軍將先進算法部署在U-2 偵察機上，實現(xiàn)了人工智能自主偵察戰(zhàn)場態(tài)勢、搜索戰(zhàn)斗目標(biāo)。“算法戰(zhàn)”作為一種新的作戰(zhàn)理念和技術(shù)手段，將加速海量戰(zhàn)場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用情報，代替或輔助作戰(zhàn)人員更加精準(zhǔn)、高效、可靠地完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2.5 先進作戰(zhàn)管理

為了充分利用最新的云共享網(wǎng)絡(luò)和人工智能輔助技術(shù)，分散化裝備態(tài)勢感知能力和指揮控制能力，提高強對抗環(huán)境下的作戰(zhàn)管理與指控能力，美軍于2019 年啟動了“先進作戰(zhàn)管理系統(tǒng)”（advanced battle management system，ABMS）項目。圖4 給出了美軍ABMS 系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境組成圖。先進戰(zhàn)場管理系統(tǒng)不僅是未來聯(lián)合全域指揮控制的關(guān)鍵，而且還是全域作戰(zhàn)中包括“動態(tài)兵力運用”（dynamic force employment，DFE）等新型作戰(zhàn)概念的基礎(chǔ)。

圖4 ABMS 軟件開發(fā)環(huán)境組成圖Fig.4 Components of development environment for ABMS software

美軍于2019 年12 月至2020 年9 月開展了3 次ABMS 聯(lián)合演示試驗，完成了從少量平臺及作戰(zhàn)單元參與的小規(guī)模演練到多平臺、多作戰(zhàn)司令部參與的分散地域大跨度演練，再到美國本土外的大規(guī)模聯(lián)合演練。3 次演示試驗分別測試了多軍種無縫連接及態(tài)勢共享、基于安全云的多域態(tài)勢共享和基于人工智能的指揮控制技術(shù)，測試了ABMS 應(yīng)對不確定復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的適應(yīng)性及有效性。2021 年5月，ABMS 成功部署在KC-46 多用途加油機上，實現(xiàn)了F-22 和F-35 戰(zhàn)斗機之間的雙向通信。ABMS 系統(tǒng)不僅能支持美軍進行全域聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制，而且還能為未來實現(xiàn)與盟國間的網(wǎng)絡(luò)互連和聯(lián)合全域指揮控制提供系統(tǒng)支持，能在更大跨度的聯(lián)合全域指控組織中發(fā)揮重要作用。

3 美軍無人智能化空戰(zhàn)裝備發(fā)展趨勢

從上述美軍在研智能空中作戰(zhàn)項目，可以總結(jié)概括出美軍未來無人智能化空中作戰(zhàn)裝備的發(fā)展趨勢及其主要支撐技術(shù)，如圖5 所示。

圖5 無人空戰(zhàn)裝備智能化發(fā)展趨勢及其支撐技術(shù)Fig.5 Trend of the intelligent unmanned aerial equipment and the corresponding supportive techniques

3.1 裝備成本低廉化

未來大規(guī)模無人機集群作戰(zhàn)需要形成規(guī)模效應(yīng)及飽和優(yōu)勢，為了提高作戰(zhàn)效費比，必然要求參戰(zhàn)無人機具備低成本和可消耗的特點。美軍從氣動結(jié)構(gòu)一體化、氣動控制、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、陶瓷基復(fù)合材料等基礎(chǔ)氣動和材料技術(shù)出發(fā)，嘗試從多個技術(shù)路線降低無人機的成本。一是無人機小型化。小型化的無人機不僅可以大幅降低生產(chǎn)和損傷成本，同時也能夠提高無人機的反偵察能力和戰(zhàn)場生存能力。二是無人機可回收技術(shù)。美軍“小精靈”項目將可回收性作為考察無人機集群作戰(zhàn)效能的一項重要指標(biāo)，以期降低成本，并提高集群快速執(zhí)行2 次任務(wù)的能力。三是數(shù)字化技術(shù)，利用數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)對平臺快速迭代升級，是美軍實現(xiàn)大幅度降低無人機研制和生產(chǎn)成本的重要途徑。

3.2 任務(wù)功能模塊化

當(dāng)前，美軍大多無人機都屬于偵察或察打一體無人機，然而未來多樣化的作戰(zhàn)需求對無人機的性能提出了不同的要求，因此，可更換功能部件的模塊化設(shè)計將是未來無人機平臺的重要發(fā)展方向。模塊化以無人機平臺的核心機身和處理單元為基礎(chǔ)，采用面向功能的分解方法，將無人機平臺的各項任務(wù)能力劃分成不同的功能模塊，如載荷、動力和軟件模塊。在執(zhí)行具體任務(wù)時，無人機可以根據(jù)需求選擇不同的任務(wù)載荷，甚至可更換發(fā)動機，使得同一平臺適應(yīng)多種作戰(zhàn)任務(wù)，實現(xiàn)“一機多用”的裝備發(fā)展理念。通過構(gòu)建開放式系統(tǒng)構(gòu)架、建立標(biāo)準(zhǔn)化接口和協(xié)議、開發(fā)系統(tǒng)互操作指南等方法，可以為實現(xiàn)無人機平臺模塊化提供重要技術(shù)支撐。波音的空中力量編組系統(tǒng)（airpower teaming system，ATS）項目正在將這種理念付諸實施，其設(shè)計的概念機可以靈活更換機頭，以及搭載不同的偵察設(shè)備或油箱（圖6）。此外，模塊化設(shè)計還能夠快速整合最新的成熟技術(shù)，減少開發(fā)全新平臺所帶來的技術(shù)風(fēng)險和成本，拆解技術(shù)進步的時間。

圖6 ATS 項目無人機更換機頭概念示意圖Fig.6 Schematic of changing UAV nose in ATS project

3.3 信息集成一體化

隨著無人機系統(tǒng)復(fù)雜性的不斷提高，無人機與其他作戰(zhàn)裝備協(xié)同作戰(zhàn)的難易程度以及自身操縱維護的難度也隨之相應(yīng)增加。在這種背景下，對無人機通信技術(shù)的聯(lián)通性和融合性提出了更高的要求。信息集成一體化技術(shù)是解決這一問題的有效途徑，具體包括可靠數(shù)據(jù)鏈路、抗電磁干擾、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、動態(tài)組網(wǎng)等技術(shù)。這一技術(shù)路線的基本思想是將無人機系統(tǒng)與分布在陸、海、空、天的各類偵察探測、指揮控制、打擊武器等平臺通過信息鏈路無縫地聯(lián)接成一個有機的整體，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息的高效融合與共享。目前，以美國為主導(dǎo)的北約國家已經(jīng)成立了制定通用信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工作小組，以期實現(xiàn)大多數(shù)武器系統(tǒng)或作戰(zhàn)平臺的信息綜合集成與互聯(lián)，為未來進行多軍種聯(lián)合多域作戰(zhàn)奠定堅實的通信基礎(chǔ)。

3.4 平臺個體智能化

充分發(fā)揮無人機的靈活優(yōu)勢、突襲優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢，需要利用人工智能和機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，提高無人機在復(fù)雜環(huán)境中的自主感知能力、協(xié)同能力和判斷能力。美軍的多個作戰(zhàn)項目都將提高單個無人機平臺的智能化水平作為重要研究目標(biāo)，如“小精靈”、“拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)”、“空中博格”和“空戰(zhàn)演進”等項目。大幅提升無人機的智能化水平需要重點關(guān)注多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、復(fù)雜信息挖掘提取技術(shù)、動態(tài)任務(wù)規(guī)劃技術(shù)、高效決策算法等基于人工智能方法的技術(shù)［31］。一旦未來人工智能技術(shù)和群體智能理論取得突破并在無人機系統(tǒng)上推廣應(yīng)用，無人機的實時戰(zhàn)場態(tài)勢感知與評估，目標(biāo)識別與跟蹤以及攻擊策略優(yōu)化與生成等自主水平將得到極大的改善，進而使無人作戰(zhàn)飛機能夠更加靈活地適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的多樣化作戰(zhàn)任務(wù)需求。

3.5 空戰(zhàn)運用集群化

群體智能涌現(xiàn)的核心在于結(jié)構(gòu)和功能相對簡單的個體通過協(xié)同配合展現(xiàn)出高智能程度的集群行為，這種集群協(xié)同既包括有人機-無人機之間的交互協(xié)同，也包括無人機編隊之間的自主協(xié)同控制。未來空戰(zhàn)中，為取得對敵方的壓倒性優(yōu)勢，集群規(guī)模必然不斷擴大。在動態(tài)復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境下，當(dāng)前集群協(xié)同控制算法的魯棒性和實時性難以滿足高強度作戰(zhàn)需求。為突破當(dāng)前集群協(xié)同算法的瓶頸，美軍“山鶉”項目將無人機集群的協(xié)同控制能力作為重要的評價內(nèi)容之一。未來美軍還將繼續(xù)開展適用于大規(guī)模集群的高可靠性、高魯棒性、高實時性、無中心分布式的協(xié)同控制算法，解決無人機集群的編隊生成、編隊保持、編隊重組、編隊配合等問題，推動無人機集群空戰(zhàn)朝著實用化階段邁進。

4 啟示與思考

在當(dāng)前及今后較長的一段時間內(nèi)，美軍都將引領(lǐng)世界無人智能化空戰(zhàn)發(fā)展的新潮流，并朝著以智能無人裝備為支撐的空戰(zhàn)新樣式發(fā)展，人機協(xié)同、集群自主作戰(zhàn)等新型作戰(zhàn)樣式將逐步落地。這對我國未來無人智能化空戰(zhàn)理論、空戰(zhàn)能力和空戰(zhàn)裝備的發(fā)展與建設(shè)帶來諸多啟示。

4.1 加強理技融合研究，發(fā)展新型作戰(zhàn)理論樣式

軍事理論和軍事科技是推動軍事進步的雙引擎，如鳥之雙翼、車之雙輪，缺一不可，不可偏廢，而且應(yīng)該緊密配合，互為條件和支撐。一是適應(yīng)智能化作戰(zhàn)新特點開發(fā)新式作戰(zhàn)理論，深入研究無人智能裝備的技術(shù)潛力和特點，探索無人智能化作戰(zhàn)的制勝機理，發(fā)展新式作戰(zhàn)理論和樣式，尋找充分發(fā)揮無人裝備效能和彌補其能力缺陷的戰(zhàn)術(shù)方法。二是以軍事理論創(chuàng)新為牽引，推動軍事科技和軍事裝備發(fā)展。當(dāng)前，“馬賽克戰(zhàn)”、穿透性制空等新式作戰(zhàn)理論對未來裝備的無人化、智能化、集群化等指標(biāo)提出了更高的要求，指導(dǎo)著軍事裝備和科技的發(fā)展方向。因此加強對軍事理論的研究和創(chuàng)新，將有效促進未來軍事技術(shù)、裝備形態(tài)和作戰(zhàn)樣式的變革。

4.2 提高平臺自主能力，強化以智馭智能力研究

隨著人工智能技術(shù)優(yōu)勢的凸顯和不斷在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，反智能作戰(zhàn)已經(jīng)成為新的課題和挑戰(zhàn)。一是以智馭智，以新質(zhì)無人作戰(zhàn)平臺為支撐，通過構(gòu)建先進算法架構(gòu)、算法模型進行復(fù)雜作戰(zhàn)場景感知、決策智能訓(xùn)練，形成軟硬一體化高度融合作戰(zhàn)綜合體，遂行全域自主聯(lián)合、自主作戰(zhàn)任務(wù)，實現(xiàn)以強智能對抗弱智能的絕對優(yōu)勢。二是以變應(yīng)不變，當(dāng)前，以機器學(xué)習(xí)為代表的人工智能方法，只對特定目標(biāo)、特定場景和確定規(guī)則具有很強的適應(yīng)能力。通過機體變形、變噴涂、模塊化組裝，以及集群等方式，極大增加戰(zhàn)場的復(fù)雜度和不確定性，致使敵機不能準(zhǔn)確識別戰(zhàn)場目標(biāo)和判別戰(zhàn)場態(tài)勢，導(dǎo)致攻擊決策失效。三是反智能算法，設(shè)計智能算法尋找敵機作戰(zhàn)規(guī)律和弱點，生成反智能作戰(zhàn)方法、策略，執(zhí)行反智能作戰(zhàn)行動，例如，進行無規(guī)則假機動或戰(zhàn)術(shù)欺騙機動。

4.3 培育反無人機力量，建立反無人機作戰(zhàn)體系

美俄不但重視無人機建設(shè)，更加重視反無人機建設(shè)。隨著無人機作戰(zhàn)能力的升級和大規(guī)模的部署運用，加強反無人機作戰(zhàn)技術(shù)手段研究和任務(wù)部隊建設(shè)成為一項緊迫且重要的任務(wù)。反無人機力量建設(shè)必須從軟硬兩方面著手，以重大技術(shù)突破為依托，以實戰(zhàn)化需求為牽引。一是構(gòu)建網(wǎng)電攻擊手段，建立類“舒特”系統(tǒng)，對敵作戰(zhàn)指揮、通信鏈路、雷達預(yù)警等關(guān)鍵作戰(zhàn)節(jié)點實施網(wǎng)絡(luò)攻擊，癱瘓甚至控制敵作戰(zhàn)系統(tǒng)；二是構(gòu)建強激光、高功率微波、無人機等新型硬殺傷手段，建立嚴(yán)密的自主化反無人機作戰(zhàn)體系，對入侵的無人機實施快速有效反制與射殺；三是加強反無人機作戰(zhàn)演練演訓(xùn)，在實戰(zhàn)實訓(xùn)中加速錘煉和創(chuàng)新反無人機能力建設(shè)。

5 結(jié)束語

無人智能化裝備正在成為未來新型作戰(zhàn)樣式的主戰(zhàn)裝備，是大國新一輪軍事競爭的重要著力點之一。美軍已在“忠誠僚機”、無人機自主加油、彈群協(xié)同等新型作戰(zhàn)樣式方面完成了多次由無人智能裝備主導(dǎo)的試驗，在該領(lǐng)域始終保持著快速領(lǐng)跑的優(yōu)勢。為有效應(yīng)對美軍在無人智能化戰(zhàn)場帶來的威脅與挑戰(zhàn)，應(yīng)以軍事理論創(chuàng)新為牽引，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，強化反智能和反無人機研究，加快我國未來無人智能化空中力量的發(fā)展與建設(shè)。