國外巡飛武器系統集群化發展研究

郝雅楠 劉霄倩 孫宇健 張京男/文

隨著未來作戰任務的日趨復雜，以及作戰平臺自主能力的不斷提高，作戰平臺集群化正在加速發展。巡飛武器系統集群化作戰，具有成本低、數量大、靈活組網、生存性強等優勢，有望成為未來戰場中的重要組成部分。本文重點研究了巡飛武器系統集群化發展態勢、關鍵技術及作戰影響，為我國裝備體系建設提供決策參考。

概念內涵界定

巡飛武器系統集群化是指將大量小型成本低的巡飛武器系統，通過開放式架構和高效管理控制實現相互之間的組網協同，進行多點壓制或摧毀敵方防空系統等作戰任務。巡飛武器系統集群化，能夠有效擴展巡飛武器系統的感知范圍，提升打擊效果，完成復雜的作戰任務。其中，巡飛武器系統是小型無人機技術與制導彈藥技術結合的產物，是一種能夠投放到預定空域并滯留一段時間的精確彈藥，主要用來完成戰場偵察、目標指示、精確打擊、中繼通信、毀傷效果評估等作戰任務。集群作戰是指一組具備智能自主能力的作戰平臺通過有人/無人操作裝置的輔助，基于高速鏈路和網絡技術，在操作員監控下，完成作戰任務的過程。在研究中，集群作戰有時也稱為“蜂群”作戰，兩者有一定相通性。

國外巡飛武器系統集群化發展態勢

目前，國外對集群作戰的研究與試驗主要基于巡飛武器系統、無人機等無人系統，而且對無人機集群作戰的研究占多數。由于巡飛武器系統是無人機技術與制導彈藥技術結合的產物，無人機集群的作戰概念、關鍵技術對巡飛武器系統同樣適用，因此本文在開展巡飛武器系統集群作戰研究時也一并考慮無人機集群作戰的進展。總體來看，集群作戰研究已經開展了20多年，近5 年開始加速發展，有望在2025 年前后初步實現實戰應用。

美軍發展現狀。21 世紀初，美軍就對集群作戰進行了仿真研究，但真正大規模開展系統層實物研究是2014 年美國國防部提出“第三次抵消戰略”之后，集群作戰的核心任務是有效應對潛在對手的反介入/區域拒止能力提升。在這一需求牽引下，美軍開展了基于“郊狼”無人機、“山鶉”無人機、“彈簧刀”巡飛武器系統等集群作戰項目，在集群作戰概念、技術探索、仿真驗證、編隊飛行等方面取得了一定突破，但總體仍處于技術研發驗證階段。

海軍研究局開展的“郊狼”項目中，美軍完成了40 秒內在海上連續發射30 架無人機以及無人機群的編組和機動飛行試驗。“郊狼”無人機發射之后，使用低功率無線電頻率網絡建立彼此之間的通信關系，共享位置信息和其他信息。所有無人機將形成“母子”關系，其中1 架起總體指揮作用，其余無人機則為下屬無人機。作為彼此通信的一部分，每架無人機都會感知其他無人機的位置并共享自身位置。該試驗驗證了編隊飛行、隊形變換、協同機動等能力。后續，美軍還將進一步開展技術研發和蜂群驗證。

國防部戰略能力辦公室開展的“山鶉”項目中，美軍用3 架“超級大黃蜂”戰斗機投放103 架“山鶉”小型無人機，這些無人機質量僅0.3 千克，續航時間約20 分鐘，最大飛行速度110 千米/小時，通過組網協同形成的蜂群，在地面站指揮下協同飛行，驗證了無人機蜂群集體決策、自我修正、自適應編隊能力。

國防高級研究計劃局通過“進攻性蜂群戰術”項目，著力點為執行城市作戰任務的無人機蜂群生成、評估、集成戰術。目前正在設計、研發一種蜂群開放系統架構；通過“拒止環境協同作戰”項目，研發先進算法和軟件，使蜂群協同完成發現、跟蹤、識別、攻擊等任務。

美國宇航環境公司在2018年4月，演示了采用“美洲豹”無人機和“彈簧刀”巡飛武器系統組合實現的自主目標“搜索—打擊”系統。在執行任務時，“美洲豹”無人機利用高分辨率晝夜照相機識別目標，并自動將目標信息傳輸給“彈簧刀”巡飛武器系統；巡飛武器系統在接收到目標信息后立即發射，在后續飛行中持續獲取“美洲豹”無人機傳送的目標位置信息，根據操作人員指令執行打擊任務。

經過20 多年的發展，美軍在集群作戰方面積累了豐富的研究成果，特別是近5 年密集開展演示驗證，極大加快了實戰應用進程。美國空軍在《小型無人機系統飛行規劃2016—2036》文件中預計實用性無人機蜂群將在2025—2035 年服役。屆時，集群作戰將為巡飛武器系統的作戰應用提供新方向，形成戰場上新的非對稱作戰優勢，對未來智能化戰爭的作戰模式產生深遠影響。

其他國家和地區發展現狀。近年來，俄羅斯、歐洲等國家和地區也高度重視集群作戰概念和關鍵技術，加大研發投入和演示驗證，推動自主決策、資源管理、協同導航等技術取得了實質性進展。

俄羅斯開展了第六代戰斗機與無人機蜂群協同研究。第六代戰斗機樣機在設計時考慮了與無人機蜂群協同作戰，如由1～2 架六代機與20～30 架無人機協同，執行空戰、偵察、對地打擊等任務，計劃于2025 年實現首飛。同時，為應對蜂群作戰的潛在威脅，俄羅斯還開展了反無人機蜂群研究，并于2016 年完成了新型武器設計工作，通過電子干擾使所有蜂群無人機上的電子器件失效，從而中斷無人機與控制中心的通信，項目后續進展并未公布。

歐洲防務局啟動了“歐洲蜂群”項目，研發無人機蜂群任務自主決策、資源管理、協同導航、傳感器網絡、信息融合等關鍵技術。英國國防部長于2019年2 月提出無人機蜂群研制項目，以遂行擾亂和壓倒敵方防空系統等作戰任務，支持有人機的領先優勢，計劃于2022 年完成。但從其表述推測，該無人機蜂群并不是一個獨立的無人機蜂群，更像是與有人機伴飛的無人僚機。波蘭防務公司于2017 年推出了“蜂群”機動型察打一體化系統。該系統包括兩輛偵察指揮車和兩輛攻擊車，集成了現有的“飛眼”微型無人機和“戰友”微型巡飛武器系統。其中，每輛偵察指揮車攜帶3 架“飛眼”無人機，無人機可通過加密數據鏈提供實時圖像，具備情報、監視與偵察能力；每輛攻擊車可以攜帶20枚“戰友”巡飛武器系統，用于精確打擊“飛眼”無人機識別的目標。該系統并非真正意義上的集群作戰，但初步實現了無人機與巡飛武器系統的協同，為實現集群作戰積累了技術和經驗。

從目前進展來看，集群作戰從概念走向部署還有較大的難度。為此，俄羅斯、歐洲更多聚焦于有人機與無人機蜂群協同研究，以降低研制難度，加快實戰部署。

巡飛武器系統集群化關鍵技術

當前，集群作戰需要重點解決的關鍵問題包括：大規模無人作戰平臺管理與控制、多無人作戰平臺自主編隊飛行、集群感知與態勢共享、集群突防與攻擊等方面。

在復雜戰場環境下，集群執行作戰任務時通常出動無人機架數較多，需要具備大規模無人作戰平臺管理與控制能力來綜合考慮任務和空間要求。圍繞該能力，美國國防高級研究計劃局通過“分布式作戰管理”項目研發輔助決策系統，來幫助作戰指揮人員生成詳細作戰計劃、實施飛行控制。

集群作戰需要具有自主編隊能力，既要實現巡飛武器系統編隊控制，又要實現集群感知與規避。編隊控制要考慮集群在執行任務過程中，如何形成并保持一定的幾何構型，以適應平臺性能、戰場環境、戰術任務等要求的控制技術。集群感知與規避要提高集群主動安全能力和生存能力。巡飛武器系統本身要具備裝備間局部環境感知能力，能夠對周圍集群內其余彈進行狀態估計與跟蹤，從而實現對集群內它機軌跡的跟蹤與避碰，保持集群編隊構型，實現協同飛行。圍繞該技術，美國國防部戰略能力辦公室通過“山鶉”無人機蜂群項目，演示驗證了103 架小型無人機按指令編隊飛行、自主重構，為技術成熟奠定了基礎。

集群感知與態勢共享是集群控制與決策的依據，需要提升協同目標探測、協同目標狀態融合估計、協同態勢理解與共享等技術，可以基于巡飛武器系統彈載傳感器實現集群戰場態勢感知，獲得更廣的觀測范圍、更高的定位精度和魯棒性，實現態勢信息共享，形成統一的通用作戰視圖。

集群突防與攻擊是實現集群作戰的核心能力。巡飛武器系統之所以要組成集群協同作戰，就是要在高強度對抗的戰場環境中提高系統的整體生存能力，在可能損失部分導彈的條件下仍能確保任務完成。在面臨來自地面防空系統和空中敵方戰機的高威脅環境中，集群必須首先能夠突破敵方的嚴密防空圈，到達任務區域，其次對目標發起協同攻擊，確保摧毀敵方重要目標，實現既定作戰目標。

巡飛武器系統集群化作戰影響

未來，隨著集群作戰概念的不斷完善和豐富，相關技術的不斷成熟和加速應用，巡飛武器系統集群化將加快邁向實戰應用，并對未來裝備的設計理念、作戰模式、作戰效能產生重大影響。

在設計理念方面，巡飛武器系統的集群化發展為解決未來巡飛武器系統高性能與低成本的矛盾提供了一種新途徑。巡飛武器系統集群通常具有較高的效費比，成本低，打擊能力強，同時還可以快速消耗對方的地空導彈等高價值攻擊武器，以規模優勢給對手造成慘重損失。此外，這些集群在穿透攻擊目標的雷達系統及攔截裝置方面也有更大優勢。

在作戰模式方面，巡飛武器系統的集群化發展為自主協同攻擊，給智能化作戰模式奠定了堅實基礎。既能大幅提升多彈協同作戰的效能，推動自主協同攻擊作戰模式的成熟；又能通過集群行為的自主控制，大幅降低對作戰人員的依賴和負擔，推動作戰的智能化進程。

在作戰效能方面，巡飛武器系統的集群化發展對戰場態勢的快速感知、復雜多目標的快速響應及突防與生存能力的提升具有重要作用：一是利用彈群的信息快速擴散機理，實現對整個戰場態勢的快速感知能力；二是利用群的數量優勢，基于自主任務規劃能力，實現對復雜多目標的快速作戰響應；三是利用彈群飽和攻擊的數量優勢，提升巡飛武器系統的突防與戰場生存能力。

在相關戰法與技術的推動下，巡飛武器系統集群將更加充分地發揮巡飛壓制、自主偵察、精確打擊、效果評估、智能組網等作戰能力，快速有效地構建閉環的實時毀傷鏈，顯著縮短發現目標到毀傷目標的時間，大幅提高實時打擊能力，在未來高技術競爭和應對未來智能化戰爭中展現出更大的軍事價值。