無人機蜂群戰術及對抗策略研究

孫凱 崔學志

摘 要：隨著科學技術不斷發展，無人機的預警、指揮、偵察、攻擊、電子戰等功能不斷完善、融合和強化，在戰術運用上，也逐漸從單機作戰向集群網絡化作戰發展。無人機作為聯合作戰空天一體化打擊的重要一環，必將對未來戰爭模式產生重要影響。本文圍繞無人機蜂群作戰機理，研究對抗策略，具有重要的軍事意義。

關鍵詞：無人機;蜂群;對抗

中圖分類號：E844 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0210-02

0 引言

2018年1月8日，俄駐敘利亞防空部隊成功攔截了敘反政府武裝的13架無人機群襲擊，該戰例是目前已知的直接應用于戰爭的最大規模無人機攻擊，被國內外部分媒體稱為蜂群戰術。其實本戰例中無人機采用的是簡單群襲作戰方式，尚未達到蜂群水平，但隨著無人機蜂群智能技術的逐漸創新和完善，無人機群襲作戰或將徹底改變未來整個戰爭形態。

1 無人機蜂群概念

1.1 無人機蜂群定義

按照美軍定義，無人機蜂群是由一定數量的小尺寸、低智能、低成本的無人機組成，集群中的無人機個體，可以根據需求攜帶不同的任務載荷，通過網絡化協同作戰，完成戰場偵察、通信中繼、電子干擾或定點打擊等任務。通過智能組網，使得小型無人機群的整體作戰效能遠遠大于單個大型無人機，而大型無人機同樣也可以通過組網集群作戰方式獲得更加強大的作戰能力。美諾·格公司就曾提出構想：由15架X-47B組成無人機集群編隊，續航時間50個小時，作戰范圍1750海里，可執行遠距離戰場監視、情報偵察、警戒巡邏、對陸海攻擊等任務。必要時，X-47B還可與有人戰斗機組成察打高度融合的集群作戰單元，這種新型作戰概念，無疑會使未來的無人機集群作戰樣式更加豐富、應用更加廣泛。

1.2 無人機蜂群技術機理

無人機蜂群作戰的技術原理是“集群智能”，即眾多低智能個體通過簡單的交互作用和協作行為，可以表現出整體優勢進而完成復雜任務。其機理是在群體行動中，相鄰的單個個體之間行為會相互影響，通過局部有限個體的交流，使得整體可以通過內部簡單協作完成較為復雜任務。該技術具有個體簡單、控制分散、聯系有限、群體智能等特點。

集群智能的實現得益于神經網絡通信技術和多智能體系的發展。移動自組網技術是由移動節點自行組成的多跳臨時性網絡，采用網絡拓撲結構，具有開放性體系架構，具有無中心和自組織的網絡特性，尤其適用于無人機集群內部協同作戰需求。而多智能體系則是分布式人工智能理論的一個分支，其核心是分而治之，關鍵是集群感知、信息融合與集群控制，目前主要有蟻群算法（ACO）和人工蜂群算法（ABC）兩種控制模式，均可實現任務規劃、航跡規劃、協同打擊和作戰評估。蟻群算法是基于螞蟻發現食物和到達路徑行為發展而來，人工蜂群算法是基于蜜蜂采蜜行為發展而來，這兩種算法各有特點，數值仿真結果表明，蟻群算法具有很高的有效性和應用價值[1]。

2 無人機蜂群作戰使用

2.1 無人機蜂群戰術特點

無人機蜂群作戰是一種全新的作戰概念，具有以下戰術特點[2]：

（1）突防能力強。無人機在作戰使用時，一般會大量投放，往往會導致密度大、覆蓋面廣，可有效分散、干擾、飽和敵防空火力。例如在美軍的一次演習中，無人機群對阿利·伯克級驅逐艦發動攻擊，艦上宙斯盾系統和艦載防空武器應對起來甚是力不從心，平均每8架就有1架漏網，如果幾十上百架來襲，根本無力防御;（2）攻擊成本極低。蜂群作戰無人機，結構簡單，智能化程度低，一般成本僅萬元級別，一枚中遠程的防空導彈就可購置幾十架無人機。投放極其快捷方便，可在數分鐘內形成蜂群攻擊規模;（3）單體目標特征小。集群目標內的單個個體相對位置不斷變化，雷達反射截面積不穩定，反射信號弱且無規律變化，可導致敵識別、鎖定、摧毀目標困難;（4）察打一體。無人機群整合了偵察、探測、通信、攻擊等多種手段，是一種察打一體高度融合的集群作戰單元;（5）作戰樣式靈活。實施蜂群作戰，可與各型高性能有人/無人機配合使用，執行各種作戰任務，從而衍生出多種作戰手段運用。

2.2 無人機蜂群作戰樣式

當前無人機蜂群作戰有兩種典型的作戰概念，即“忠誠僚機”模式、集群作戰模式，這兩種概念均為協同作戰樣式，但協同對象各不相同，“忠誠僚機”指有人機和無人機混合編隊的無人-有人協同，而“集群作戰”則是無人機集群內部的機-機協同。“忠誠僚機”（無人-有人協同）是由有人機平臺充當編隊長機，多個無人機作為僚機的作戰系統。此種協同，有人機作為指揮控制中心，是整個集群的“大腦”，負責戰場情報的收集、戰場態勢的判斷、作戰控制指令的分發等功能，而無人機則主要擔負執行功能，充當前出的“傳感器”、“射手”等角色;集群作戰（機-機自主協同）的概念是一群小型無人機自主協同作戰，利用傳感器實時定位空間信息，通過網絡節點共享內部交互信息和各機載荷數據，根據戰場態勢，按照預置的作戰程序分配任務，實施作戰行動。

3 國內外無人機蜂群研究水平

在無人技術研究應用領域，中美一直跑在前列。在軍事應用方面，美軍是第一口吃到螃蟹的人，在近幾次現代戰爭中，美軍頻頻使用無人機對敵進行偵察和打擊，創造了累累佳績，備受全球矚目。中國雖無戰爭需求而偏向于商業開發，不過外貿版的彩虹和翼龍系列察打一體無人機，憑借其優異性能和成本優勢，在中東戰場也歷經上百次戰爭考驗，口碑甚佳。

3.1 美國無人機蜂群發展現狀

近年來，美軍開展了一系列關于無人機“蜂群”的研究、試驗和演示驗證項目。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）實施的“小精靈”項目，就是把具備自主協同和分布式作戰能力的小型無人機組成蜂群，執行各種作戰任務。2018年，美在亞利桑那州育馬試驗場完成了一系列測試，并證實實體與虛擬的無人載具即使在通訊與GPS面臨嚴峻的電子攻擊時，依舊能高度自主且協同完成任務。目前該項目已經進入到第三階段，預定2019年下半年在C-130運輸機上實施多架無人機的發射和安全回收試驗。美國海軍研究局（ONR）開展了“低成本無人機蜂群技術”項目，完成了40秒鐘內在海上連續發射30架無人機以及無人機群編組和機動飛行試驗。2016年10月26日，美國海軍3架F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰斗機一共投放了103架SCO項目資助發展的“灰山鶉”（Perdix）小型無人機，演示了集體決策、自修正和自適應編隊飛行。在試驗中，“灰山鶉”無人機彼此間可進行通信聯絡，具備環境感知和互相尋找、組隊能力，整個機群無領袖，可允許任何1架無人機進入或離開整個機群系統，完成了單機隨機入隊、出隊及數據跟隨系統測試。

3.2 國內無人機蜂群發展現狀

2017年12月，中國一企業主辦方在廣州使用1180架民用無人機，運用蜂群智能控制技術手段，在數據鏈和智能化系統操控下同步飛行，在夜空中亮燈形成“財富”兩個漢字矩陣，滯空時間長達9分鐘，每個陣列點誤差不超過2厘米，同時具備個體自動著陸修復和隨機并入系統的能力。中國的這次無人蜂群秀向外界展示了軍事應用的可能性，最起碼在技術上已不存在任何問題。另外，中電科此前也進行過119架微型無人機蜂群測試，完成了密集彈射起飛、空中集結、多目標分組、編隊合圍、集群行動等一系列動作。

目前，就中美等大國來說，已基本上掌握了無人機集群智能控制技術，初步具備了自動化蜂群作戰能力，一旦發生戰爭，無人機蜂群作戰必將如期而至的出現在戰場上。

4 無人機蜂群對抗策略研究

雖然無人機蜂群攔截比較困難，需考慮成本、效益等諸多因素，但無人機蜂群作戰能力與集群內編成無人機的數質量情況和戰技術性能是成正向變化的。當前，小型無人機在航行里程、續航時間、突防速度、載荷攜帶等方面還存在較多弱項。因此可利用無人機群襲作戰航程短、速度慢、機動差、通信依賴度高等技術缺陷，在現有裝備技術基礎上盡快建立軟硬結合的反無人機作戰手段，摧毀其蜂巢（投送平臺和控制中心）、破壞其指揮鏈路（通信指揮網路）、消滅其終端設備（無人機），以有效應對無人機群襲威脅[3]。

（1）打擊首腦中心。蜂群無人機大部分航程較短，需要飛機、艦船等平臺投送和控制干預，因此，加強預警識別，快速分辨平臺載機和控制機，摧毀無人機“蜂巢”是一種釜底抽薪的做法。（2）電子干擾壓制。蜂群無人機的戰場態勢感知能力幾乎全部依靠無線電通信和GPS來實現，因此可通過電磁干擾、信息壓制、GPS欺騙等方法，破壞其集群感知能力，阻斷集群控制鏈路。在具體實施上，為了彌補距離衰減影響，可使用改裝的炮彈或導彈，向蜂群拋射大量小型干擾源。（3）信息植入控制。由于蜂群指揮通信網絡一般為開放式體系架構，可通過破解其網絡加密協議，利用無線通信節點，入侵無人機指揮控制系統，改變蜂群作戰編程或發送控制指令，對無人機群實施反控制，令蜂群無人機集體“叛變”。（4）密集武器攔截。采用速射的爆破殺傷式武器攔截無人機群是較為傳統的攔截方法，主要使用空空導彈或高炮發射的帶有前向爆炸型碎片殺傷彈頭，考慮成本和效益問題，非緊急情況，不建議用地空導彈實施攔截作戰。（5）發展格斗無人機。將反無人機武器安裝在格斗無人機上，以無人機對抗無人機，是一種效益平衡型的對抗手段。（6）高功率微波武器。利用微波能量可瓦解無人機電子系統的作戰機理，采用具有區域性殺傷能力的微波武器，對高密度無人機集群進行無差別范圍攻擊是一種更加有效的攔截手段。

5 結語

未來戰爭，大量不同類型、不同性能的無人機組成的蜂群，被投放到戰場執行各種作戰任務，定會成為一種必然趨勢。本文通過敘利亞戰場無人機蜂群雛形運用，引出了無人機蜂群定義，分析了其關鍵技術，研究了其作戰問題運用，提出了對抗策略和建議。

參考文獻

[1] 朱江明.無人機蜂群戰術將徹底改變戰爭形態[J].南方人物周刊，2017（1）：1-5.

[2] 張新村，姚雪琛，趙鵬.淺析無人機'蜂群'戰術[J].軍民兩用技術與產品，2017（24）：28.

[3] 華戍防務.“群”起而攻之 CMANO：智能型無人機蜂群作戰模式推演[Z].全球無人機網，2018-01-15.