無人機蜂群作戰分析

張雙雄 李晶晶 尹帥 王思力 王蘇

摘 ?要：隨著無人機技術和人工智能的不斷發展，無人機蜂群作戰正從概念走向實戰，將是未來面向拒止作戰的重要手段。文章以美軍典型蜂群項目為研究對象，系統地梳理了各項目發展概況及其具體技戰術參數，深入分析了無人機蜂群作戰特點，并對分布式偵察、飽和式干擾、高效能誘餌、集群式攻擊等無人機蜂群典型作戰運用進行了詳細闡述，對后期的反無人機蜂群作戰相關研究具有重要促進意義。

關鍵詞：無人機;蜂群;作戰;典型運用

中圖分類號：E926.3 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）12-0022-03

Abstract：With the continuous development of UAV technology and artificial intelligence，UAV bee colony combat is moving from concept to actual combat，which will be an important means for rejecting combat in the future. This paper takes the typical bee colony project of the U.S. Army as the research object，systematically sorts out the development situation of each project and its specific technical and tactical parameters，deeply analyzes the characteristics of UAV bee colony operation，and expounds the typical operation application of UAV bee colony，such as distributed reconnaissance，saturated jamming，high-efficiency bait，cluster attack，etc. It is of great significance to the later research on anti UAV bee colony combat

Keywords：UAV;bee colony;fight;typical application

0 ?引 ?言

無人機蜂群是指具備一定思維能力并可自主協同執行任務的低成本小型無人機集群，是分布式、低成本化、網絡化作戰模式的典型代表，其在優化整合無人機技術優點和系統族群長處的基礎上，凸顯了傳統作戰能力無法比擬的作戰優勢，代表著未來戰爭無人化作戰和智能化作戰的發展趨勢。理論研究和實驗證明，未來這些空中“嗡嗡”的無人機蜂群，必將以其不對稱的規模優勢、成本優勢顛覆傳統空防作戰規則。如何實現對其的預警探測是處置應對的關鍵，也是作者所參與課題的研究目的，而無人機蜂群作戰分析是研究無人機蜂群預警探測問題的起點。

1 ?美軍無人機蜂群發展概況

近幾年，由于無人機蜂群快速邁入實戰，引起了世界各軍事強國的高度重視，紛紛加大科研創新力度，其中以美國起步最早，研究更為成熟，取得了一些卓有成效的研究成果。其中，較為典型的項目有：一是美國國防部高級研究計劃局于2015年9月推出的“小精靈”項目，旨在通過將具備自主協同、分布式作戰能力、可回收的小型無人機組成蜂群，執行情報監視偵察、防空壓制干擾等任務。該項目于2019年實施“小精靈”蜂群空中發射及回收飛行試驗，將大型運輸機和無人機加載自動對接系統，以實現30分鐘內回收4架無人機，截至目前，其具體的試驗情況尚未公開披露;二是美國防部戰略能力辦公室于2014年開始進行試驗的“灰山鶉”項目，旨在利用有人機平臺空中發射低成本的“灰山鶉”無人機蜂群遂行空中態勢感知和干擾任務，具有很大的成本優勢。2016年10月，美軍利用3架F/A-18E/F戰機成功投放103架“灰山鶉”無人機組成的蜂群，創下軍用無人機蜂群最大規模飛行紀錄;三是美國海軍研究局于2014年4月公布的“低成本無人機蜂群”項目，旨在研發可快速連續投放的無人機蜂群，無人機相互之間利用近距離射頻網絡共享戰場態勢信息，協同執行戰斗任務，以數量優勢壓制敵人。2016年5月，美國海軍研究局采用雷錫恩公司的“郊狼”電動螺旋槳無人機進行了試射實驗，在30秒內由陸基平臺連續發射30架“郊狼”無人機，成功驗證了無人機蜂群的編隊控制和協同機動能力。

上述美軍蜂群項目使用的無人機性能參數如表1所示。

除上述蜂群項目外，美軍還另開展了不少配套支撐項目，如近戰隱蔽自主一次性飛機、拒止環境中協同作戰、分布式作戰管理、進攻性蜂群使能戰術等項目，這些項目在功能上相互獨立、各有所長，在體系上又相互補充、融合發展，其最新研究進展如表2所示。

2 ?作戰特點

無人機蜂群不是多無人機的簡單編隊，作戰能力也不是諸多平臺的簡單疊加，而是多無人機通過自組織和行為調控等科學機制的聚集后，群體作戰能力得到質的提升，完成單平臺無法完成的復雜任務，因此無人機蜂群所展現的作戰能力不容小覷。

2.1 ?作戰優勢

2.1.1 ?以數量取勝

從無人機蜂群作戰機理看，其核心是充分利用無人機低成本、補充快的技術優勢，在局部戰場上創造出壓倒性的數量優勢，以自組織網絡為依托，通過靈活多變的“聚”與“散”，動態集中作戰效能，形成敏捷、高效、精確的無人化作戰體系，精確選擇目標，快速突防，多維攻擊，進而實現以小博大、以量取勝的作戰意圖。

2.1.2 ?費效比高

蜂群式無人機采用的是次復雜子系統，在開發成本方面遠遠低于多任務復雜系統，如美海軍研究局采用的“郊狼”無人機造價成本僅1.5萬美元，美國國防部戰略能力辦公室數年內試驗使用的幾百架“灰山鶉”無人機總價成本僅不到2 000萬美元。隨著材料、控制等核心技術的不斷發展，蜂群式無人機的造價成本將持續降低，相對于價值昂貴的傳統防空武器來說，其具有不對稱的成本優勢，既不必憂慮參戰人員的安全風險，也不必擔心高價值的作戰單元被擊落毀傷。

2.1.3 ?系統效能優

無人機蜂群系統架構擁有無中心及動態拓撲的特點，眾多微小型無人機通過自組網交互信息形成一個高彈性的整體，當內部某個單元消失或增加一個新個體時，新的拓撲結構會快速收斂穩定，自主保持系統功能的完整性，這使得無人機蜂群具備優越的戰場體系生存率，即使蜂群中有任何無人機損毀或喪失功能，均不會對整個蜂群產生致命影響，其他無人機可迅速重新配置，自行填補空缺，保障任務繼續執行，極大提高了任務的完成概率。

2.1.4 ?成體系作戰

利用無人機蜂群功能分布化的特點，將綜合性作戰平臺的偵察監視、電子干擾、火力攻擊等能力“化整為零”，分散至眾多低成本、功能單一的作戰平臺中，并根據實際作戰任務配置相應載荷于蜂群無人機上，組成集誘、偵、擾、打功能為一體的異構蜂群，形成一個完善的作戰體系，通過眾多異構、異型的單體來實現原本高耦合的系統功能，利用規模倍增效益促使無人機蜂群的作戰能力呈幾何式增長。作戰過程中蜂群以自身為餌誘敵防空系統處置應對，同步利用異構蜂群內偵察載荷收集目標情報信息，隨之以干擾載荷、攻擊載荷或平臺自身對其進行連續自主攻擊，作戰節奏快、效率高，突防能力極強。

2.2 ?作戰缺陷

盡管美軍無人機蜂群項目融合了眾多高新技術，克服了諸多難題，但是在實戰運用方面仍然存在一些問題和不足。

2.2.1 ?單機能力弱

蜂群式無人機大多單體體積小、速度慢、續航能力較弱、機動性能不強，難以在作戰區域外的遠距離投放，如“灰山鶉”無人機速度僅為75～110 km/h，飛行時間不足45分鐘。此外，受無人機平臺大小限制，單機的任務載荷作用效果有限，難以對攻擊目標產生有效危害。這些因素大大降低了單機的實戰能力，客觀需要數目眾多的無人機相互協作，并依靠載機平臺實施作戰。

2.2.2 ?對導航通信依賴大

無人機蜂群在執行任務過程中，不僅要依靠基地平臺指令信息以及天基導航信息來實現自身的定位和對目標的任務實施，還需要通過數據鏈路進行相互通信進而實行協同作戰。這些導航通信信號是完全開放的，且強度非常微弱，易受到干擾、破壞，這種情況下無人機蜂群將失去編隊能力，進而無法發揮作用，甚至出現碰撞、攻擊友機和被敵方操控等情況。

2.2.3 ?指揮控制難

為了適應戰場任務環境態勢，滿足各項任務目標需求，規模龐大的無人機蜂群在執行任務過程中必須進行自適應編隊控制，以實現編隊的集結、保持、重組，進而確保任務的順利實施。它需要考慮到的性能指標和約束條件繁多而復雜，且內部單元狀態、戰場環境態勢變化等都是動態變化、無法預知的，而蜂群編隊的命令執行優先等級、任務協同分配、危險規避等都需要在前期解決，這給無人機蜂群作戰的實現帶來了極大困難，同時任務飛行過程中的指令響應存在延遲，會造成編隊控制的滯后，致使實時作戰的難度進一步提升。

3 ?典型作戰運用

3.1 ?分布式偵察

無人機蜂群分布式偵察是通過大量搭載光電、紅外、電磁等傳感器的微型無人機組成分布式網絡結構的無人機蜂群，抵近敵目標區域協同進行全方位、全縱深的情報偵察和監視，利用蜂群無人機之間的位置共享、探測信息共享、多源/多模信息融合快速實現對目標的發現、識別、跟蹤，進而實現全面準確的實時戰場態勢感知。

相較于傳統偵察模式，無人機蜂群分布式偵察基于蜂群無人機的良好隱身特性以及低成本、低風險的技術優勢，搭載各類傳感器的無人機蜂群可抵近敵前沿或深入敵縱深實施點多面廣的近距偵察，通過群內協同交互迅速實現對目標的多基線測量、交叉定位、信號特征增強、交叉印證，既提高了情報偵察的效率和準確性又降低了風險成本。

3.2 ?飽和式干擾

無人機蜂群飽和式干擾即使用大量隱身性好、機動性強的小型無人機，通過搭載干擾載荷，突防抵近敵目標區域，實施分布式網絡化干擾作戰。相較于傳統基于大型集中式平臺的干擾作戰，其機動性能更強、抗毀性更好，而且可對敵縱深內的目標進行近距離多方位干擾，干擾效果更佳、區域更廣。

飽和式干擾按照是否使用干擾載荷分類，可分為積極飽和式干擾和消極飽和式干擾兩種。消極飽和式干擾是以無人機平臺自身為干擾源，利用超大規模無人機蜂群充當干擾壁壘進行被動干擾，迅速飽和敵防空系統探測和瞄準信道，致使其容限過載而無力應對蜂群后的主要攻擊火力流，進而取得戰場優勢;積極飽和式干擾是利用無人機搭載的各類相應載荷對敵電子設備實施電磁壓制干擾，利用大量攜帶各類不同功率或頻率干擾載荷的無人機蜂群突防抵近敵目標區域，集群向敵通信、指揮、預警等電子設備實施對立體化空間的全方位、全頻段、全功率飽和式干擾，由于距離目標近、規模數量大、頻段分布廣，可在短時間內對敵電子設備實現阻塞壓制，促使其工作效能降低甚至喪失。

3.3 ?高效能誘餌

高效能誘餌是指充分發揮蜂群無人機的不對稱成本優勢，在敵方意想不到的時間和方向施放這些低成本的無人機，用于發射無線電信號或反射大量雷達回波，進而偽裝成有人機、戰術導彈等高威脅目標抵近敵目標區域，制造空襲假象。

此作戰運用，一方面可用于隱蔽攻擊時間和主攻方向;另一方面可誘使敵雷達開機，既暴露敵雷達工作頻率和目標位置，又占用了其探測和瞄準通道，迫使其防空火力應對處置，可謂一舉多得，為后續作戰力量提供極大安全保障，作戰效能十分優越。

3.4 ?集群式攻擊

集群式攻擊是指大量體積小、隱身性好的蜂群無人機以各類攻擊載荷或自身機體平臺為武器，以預先戰場環境情報信息為支撐，規避敵主要預警探測裝置，隱蔽抵近敵重要軍事目標，采用大密度、連續進襲的突防手段，在某個時刻自主從多個攻擊陣位、多個攻擊角度同時對敵目標實施的大規模集群攻擊。

由于蜂群無人機的自身平臺載重十分有限，其無法攜帶大量常規殺傷性武器，且攻擊載荷作用距離短，因此在對目標實施集群攻擊時，為取得較好的作戰效果，主要采取以下兩種攻擊模式：一是智能精確攻擊模式，蜂群內部互相協作，自主選擇重點目標及關鍵要害部位進行近距離精確攻擊，以小火力實現“四兩撥千斤”的效果;二是全向式集群攻擊模式，蜂群無人機同步對同一目標進行多點、多方位的大規模集群攻擊，形成火力聚合增幅效益，提升殺傷威力，實現以量取勝的作戰效果。

4 ?結 ?論

隨著無人機和智能化技術的發展進步，無人機蜂群作戰將是未來戰爭中的重要作戰樣式，也將是各國進行軍事實力角逐的焦點。就現階段而言，美國仍然處于領先地位，具有明晰的發展戰略、具體的戰術運用以及強有力的技術支撐。因此，我國必須要加大對無人機蜂群作戰有關方面的研究力度，攻關關鍵技術，不斷提升反無人機蜂群作戰能力，以在未來戰場中取得對抗優勢。

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作者簡介：張雙雄（1986—），男，漢族，湖南祁陽人，助教，碩士研究生，研究方向：無人機。