無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)綜合探究

謝越帆　王穎

摘要：在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭策略中，無人機(jī)的運(yùn)用已經(jīng)深入陸?？崭鱾€(gè)作戰(zhàn)模式，無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)更是在各種戰(zhàn)爭環(huán)境中具有不可估量的價(jià)值，因此我國的國防事業(yè)建設(shè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的研究。現(xiàn)結(jié)合無人機(jī)蜂群高度智能化及體系化作戰(zhàn)的特點(diǎn)，從無人機(jī)蜂群的功能特征出發(fā)，分析了當(dāng)今時(shí)代無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)優(yōu)勢，進(jìn)一步探究了無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式的創(chuàng)新實(shí)踐，最后分析了在智能時(shí)代無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的具體應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);蜂群作戰(zhàn);軍事應(yīng)用

中圖分類號(hào)：V271.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）06-0037-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.06.011

0? ? 引言

無人機(jī)蜂群在現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭當(dāng)中優(yōu)勢明顯，其能夠在各種作戰(zhàn)環(huán)境中自主完成相關(guān)的作戰(zhàn)任務(wù)，無人機(jī)蜂群的協(xié)同性[1]能夠使其分布式地完成網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)任務(wù)。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)越來越凸顯出了傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式下無法比擬的優(yōu)勢，在未來戰(zhàn)爭當(dāng)中，無人機(jī)蜂群將會(huì)承擔(dān)更加重要的角色，所以針對(duì)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的特征進(jìn)行研究顯得很有必要，這也是此文研究的價(jià)值所在。

1? ? 無人機(jī)蜂群的功能特征

1.1? ? 單體特征

組成蜂群的無人機(jī)主要是微型無人機(jī)，其配備了一系列高智能化的反應(yīng)系統(tǒng)，蜂群之間的不同組合會(huì)形成變換的結(jié)構(gòu)。但對(duì)于單一的機(jī)體來說，其又有很明顯的個(gè)體特征[2]，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）機(jī)體的小型化特征。這里的小型化不僅指的是機(jī)體的體積比較小，還指其電磁波反射截面小，光電和紅外特性弱，電磁輻射功率小，加之其表面采用隱身材料，就能夠很好地增強(qiáng)無人機(jī)的隱蔽性，不容易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。

（2）單一機(jī)體的模塊化特征。在面臨不同的作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，機(jī)體可以安裝不同的作戰(zhàn)模塊，以應(yīng)對(duì)具體的戰(zhàn)場形勢，這些模塊包含了通信傳導(dǎo)、導(dǎo)航定位、火力打擊等多元化功能，在復(fù)雜多樣的現(xiàn)代化戰(zhàn)場環(huán)境中可以隨時(shí)調(diào)度使用。

（3）單體功能的差異化。雖然無人機(jī)蜂群是由多個(gè)單一的無人機(jī)組合起來的，但是這些單一的機(jī)體功能并不完全相同，它們各自都在作戰(zhàn)任務(wù)中扮演了不同的角色，并且每一個(gè)機(jī)體通常都只負(fù)責(zé)一項(xiàng)或幾項(xiàng)功能的傳達(dá)，這也是為了更好地達(dá)到各無人機(jī)之間協(xié)同作戰(zhàn)的目標(biāo)。但需要注意的是，這并不意味某單一機(jī)體損壞之后會(huì)對(duì)整個(gè)無人機(jī)蜂群造成巨大損壞或?qū)е抡麄€(gè)蜂群系統(tǒng)癱瘓，因?yàn)闄C(jī)體的模塊化可以使其他無人機(jī)迅速代替損傷的無人機(jī)。

1.2? ? 系統(tǒng)特征

無人機(jī)蜂群的系統(tǒng)并不復(fù)雜，但系統(tǒng)特性卻很明顯，相較于有人裝載的戰(zhàn)斗機(jī)，無人機(jī)蜂群系統(tǒng)主要包含的是發(fā)射系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)以及導(dǎo)航系統(tǒng)[3]，這3個(gè)系統(tǒng)能夠幫助無人機(jī)蜂群在戰(zhàn)場順利完成很多艱難的作戰(zhàn)任務(wù)。

首先，無人機(jī)蜂群系統(tǒng)的發(fā)射平臺(tái)比較多樣化，通常來說，無人機(jī)的發(fā)射平臺(tái)都在艦艇平臺(tái)和一些大型飛機(jī)上，當(dāng)接到作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，可以向發(fā)射平臺(tái)下達(dá)指令，平臺(tái)再將指令下達(dá)給無人機(jī)蜂群組系統(tǒng)，且同一個(gè)發(fā)射平臺(tái)往往能夠連續(xù)發(fā)射出多個(gè)無人機(jī)蜂群組指令。

其次，無人機(jī)蜂群系統(tǒng)的作戰(zhàn)方式靈活多變，無人機(jī)被發(fā)射出去以后，可以迅速裝載上作戰(zhàn)需要的模塊以及各種荷載，高質(zhì)量完成精準(zhǔn)打擊、敵情偵察、空中支援、電子對(duì)抗等任務(wù)。

最后，無人機(jī)蜂群系統(tǒng)還具有控制適應(yīng)性強(qiáng)的特征，對(duì)于無人機(jī)的管控來說，通常其可以被安裝在多個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)上，能夠全方位地對(duì)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)進(jìn)行系統(tǒng)化管控。

1.3? ? 編組特征

無人機(jī)蜂群具有很強(qiáng)的分布式和集群特點(diǎn)[4]，這兩個(gè)概念最早來自于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。前者是由多個(gè)互通不獨(dú)立的計(jì)算機(jī)服務(wù)器組成的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都互有聯(lián)系，具有典型的并發(fā)性和分布性，其可以通過網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)組件，通過交換信息協(xié)作而完成相應(yīng)的任務(wù)。后者各節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)調(diào)基本不需要，是同一類組件的多個(gè)實(shí)例在邏輯上形成的整體，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和高可用性，其錯(cuò)誤修復(fù)能力很強(qiáng)。無人機(jī)蜂群兼?zhèn)溥@兩種系統(tǒng)的多個(gè)特點(diǎn)和能力。在無人機(jī)蜂群網(wǎng)絡(luò)中，異構(gòu)是其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，這種結(jié)構(gòu)可以使無人機(jī)在復(fù)雜多樣的戰(zhàn)場環(huán)境中隨時(shí)變換出與戰(zhàn)場環(huán)境相適應(yīng)的作戰(zhàn)隊(duì)形，組成的無人機(jī)群往往是具備不同表達(dá)能力的機(jī)組，其編組特征表現(xiàn)出了多樣性和高靈活性，蜂群各無人機(jī)所表達(dá)的功能不同，既可協(xié)同互補(bǔ)，又可自我調(diào)度，同時(shí)各子機(jī)還可相互替換和相互屏蔽，這種特殊的編組特征給予了蜂群式無人機(jī)高效完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力。

2? ? 無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)優(yōu)勢

這里講的“無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)”概念絕對(duì)不是將多個(gè)無人機(jī)簡單疊加組合在一起進(jìn)行作戰(zhàn)，無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)化的組合作戰(zhàn)方式，即多個(gè)無人機(jī)利用自行組合以及智能調(diào)控的方式，能夠形成一個(gè)密集的智能作戰(zhàn)機(jī)制，從而使得作戰(zhàn)能力達(dá)到質(zhì)的飛躍，很多單一作戰(zhàn)平臺(tái)不能完成的作戰(zhàn)目標(biāo)對(duì)于無人機(jī)蜂群來說都可以順利完成。

2.1? ? 聚散靈活

相比于有人機(jī)，無人機(jī)具有很明顯的廣域分散、動(dòng)態(tài)聚合的特點(diǎn)，在無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)機(jī)理中，其具備系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)，能夠在戰(zhàn)場上智能化地聚集和散開，這就非常有利于面對(duì)現(xiàn)代海陸空戰(zhàn)場上復(fù)雜的形勢，而且無人化的智能控制系統(tǒng)對(duì)于遠(yuǎn)程打擊戰(zhàn)略目標(biāo)同樣適用，當(dāng)戰(zhàn)場上形勢發(fā)生變化時(shí)，無人機(jī)蜂群更是能夠靈活應(yīng)變，最終在戰(zhàn)場上展現(xiàn)出以小博大、群體進(jìn)攻的作戰(zhàn)能力。

2.2? ? 效費(fèi)比高

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來說，無人機(jī)蜂群所組成的系統(tǒng)為次復(fù)雜子系統(tǒng)，這類系統(tǒng)具有很大的成本優(yōu)勢，特別是相較于傳統(tǒng)的多任務(wù)復(fù)雜系統(tǒng)來說，二者完成同樣的作戰(zhàn)目標(biāo)，前者產(chǎn)生的成本費(fèi)用就要低得多。

如美國研制出的“郊狼”無人機(jī)，其造價(jià)才15 000美元左右，這樣的成本對(duì)于有人機(jī)來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法通過控制得到的，而且隨著無人機(jī)制造、材料、技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，目前的蜂群式無人機(jī)更是呈現(xiàn)出了制造和維護(hù)成本持續(xù)下降的趨勢，因此無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的效費(fèi)比[5]是比較高的。

另外，在具體的作戰(zhàn)環(huán)境下，蜂群式無人機(jī)可以不用考慮參戰(zhàn)人員的人身安全，更不必考慮到機(jī)體損耗以后所需要的換機(jī)成本，體現(xiàn)出了在作戰(zhàn)力量方面極大的不對(duì)稱成本優(yōu)勢。

2.3? ? 系統(tǒng)效能優(yōu)良

沒有確定的中心以及具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是蜂群式無人機(jī)系統(tǒng)的重要特點(diǎn)之一，這一特點(diǎn)能夠讓無人機(jī)蜂群在作戰(zhàn)過程中具有良好的自組織和自調(diào)節(jié)能力，其系統(tǒng)性和穩(wěn)定性得到了很大的保障?？梢赃@樣說，密集型的大量無人機(jī)通過復(fù)雜的系統(tǒng)聯(lián)系交織在一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中如果出現(xiàn)新的單元或有單元消失，或者說從單一無人機(jī)損壞到新的無人機(jī)補(bǔ)充上去這一過程中，系統(tǒng)的完整性并不會(huì)受到影響，這種快速恢復(fù)系統(tǒng)效能的特性能夠讓無人機(jī)蜂群在面對(duì)復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境時(shí)具備更強(qiáng)大的應(yīng)對(duì)能力。

3? ? 無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式創(chuàng)新探究

無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式比較靈活和智能化，不僅可以進(jìn)行集群作戰(zhàn)，而且可以依托智能控制平臺(tái)各自完成不同的作戰(zhàn)任務(wù)。

3.1? ? 探究無人機(jī)蜂群智能自主作戰(zhàn)模式

在智能化時(shí)代，“智能戰(zhàn)場”[6]的概念是未來戰(zhàn)爭理論的發(fā)展趨勢，所以無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)可以通過構(gòu)建多功能平臺(tái)，讓無人機(jī)蜂群組各自依托于這個(gè)智能平臺(tái)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各無人機(jī)單體之間作戰(zhàn)信息的交互傳遞。當(dāng)一個(gè)無人機(jī)單體在作戰(zhàn)當(dāng)中遇到特殊情況或者不明敵情時(shí)，可以將信息迅速傳遞到智能控制平臺(tái)當(dāng)中，平臺(tái)可以智能化地根據(jù)戰(zhàn)情給各無人機(jī)下達(dá)作戰(zhàn)指令，從而發(fā)揮出無人機(jī)蜂群的群體智能優(yōu)勢，最終建立起一套集偵察、控制、打擊和調(diào)節(jié)于一體的作戰(zhàn)模式，構(gòu)建出能夠快速適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境變化和快速進(jìn)行應(yīng)變的自主作戰(zhàn)系統(tǒng)。

這個(gè)智能作戰(zhàn)系統(tǒng)能夠根據(jù)具體的作戰(zhàn)目標(biāo)智能化地指派最合適的無人機(jī)類型來完成相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù)，與此同時(shí)也要建立起人工干預(yù)系統(tǒng)，從而確保作戰(zhàn)系統(tǒng)的可控化，達(dá)到人機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)同完成作戰(zhàn)任務(wù)的效果。

3.2? ? 運(yùn)用無人機(jī)集群輔助作戰(zhàn)模式

首先是輔助完成相應(yīng)的戰(zhàn)時(shí)偵察任務(wù)，發(fā)揮出無人機(jī)不易被發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢，深入了解敵情，收集相關(guān)情報(bào)，掌握前線的作戰(zhàn)信息，通過電磁感應(yīng)收集敵方發(fā)出的電磁信息并進(jìn)行智能化破譯，為前線的作戰(zhàn)提供最有利、最精確的情報(bào)，更可以精準(zhǔn)把控?zé)o人機(jī)蜂群所處目標(biāo)地域的各種信息，對(duì)其進(jìn)行全方位的動(dòng)態(tài)化感知。

其次是輔助軍事防御系統(tǒng)對(duì)敵對(duì)信息進(jìn)行干擾誘騙，把無人機(jī)裝配在不同類型的電子發(fā)射平臺(tái)中，干擾敵方的雷達(dá)信號(hào)，幫助我方軍事力量隱蔽進(jìn)入敵后方環(huán)境，還可以建立起誘導(dǎo)無人機(jī)蜂群，當(dāng)主要作戰(zhàn)裝置遭遇敵人襲擊時(shí)，無人機(jī)蜂群可以充當(dāng)誘餌的作用，模擬被定為作戰(zhàn)裝置的電磁信號(hào)，對(duì)敵方探測信息進(jìn)行誘導(dǎo)，從而讓敵方把火力對(duì)準(zhǔn)成本低廉的無人機(jī)蜂群組，保護(hù)主要戰(zhàn)斗裝置的安全。

3.3? ? 聯(lián)合有人和無人編組的協(xié)同作戰(zhàn)模式

在現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭中，雖然無人化、智能化的趨勢越來越明顯，但戰(zhàn)爭的發(fā)起者始終是人，而且就目前來看，有人編制戰(zhàn)斗機(jī)相對(duì)無人戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)火力更大，在戰(zhàn)場上也能夠承擔(dān)起更為重要的作戰(zhàn)任務(wù)，因此無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)可以將無人與有人相結(jié)合[7]，即建立起無人與有人之間的協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)同機(jī)動(dòng)突擊與防守，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮出二者的優(yōu)勢，最終實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效益的最大化。

這里以具體的作戰(zhàn)模式為例進(jìn)行說明：在參戰(zhàn)之前，搭載著無人機(jī)的有人隱身機(jī)參與無人機(jī)蜂群的運(yùn)輸任務(wù)，這個(gè)有人機(jī)可以作為無人機(jī)的母機(jī)，當(dāng)越過敵人的偵查范圍以后，將無人機(jī)蜂群組發(fā)射出去，按照既定的作戰(zhàn)計(jì)劃完成相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù);當(dāng)任務(wù)完成以后，可完全回收的無人機(jī)重新返回隱身機(jī)內(nèi)部，然后隱身機(jī)將無人機(jī)蜂群運(yùn)輸回作戰(zhàn)控制中心。

4? ? 智能時(shí)代無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的應(yīng)用方向

各種現(xiàn)代化技術(shù)運(yùn)用于軍事領(lǐng)域以后，無人機(jī)蜂群的作用將得到最大化發(fā)揮，其既可以適應(yīng)各種惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境，又可以精準(zhǔn)地完成作戰(zhàn)任務(wù)。現(xiàn)代化的軍事戰(zhàn)爭中，無人機(jī)蜂群主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面。

4.1? ? 空襲突防作戰(zhàn)

如今，防空反導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)得到全面運(yùn)用，傳統(tǒng)模式的火力打擊已經(jīng)能夠被有效攔截，把無人機(jī)蜂群應(yīng)用在突擊作戰(zhàn)中能很好地完成突擊任務(wù)，因此在空襲突防作戰(zhàn)[8]中合理應(yīng)用無人機(jī)蜂群很有必要。

在這類作戰(zhàn)中，無人機(jī)蜂群具有3個(gè)方面的優(yōu)勢：

（1）持續(xù)襲擊干擾消耗，就是持續(xù)性地派出無人機(jī)蜂群進(jìn)行一些襲擾式任務(wù)，全面了解敵情。

（2）實(shí)現(xiàn)集群突擊防御打擊，形成密集型攻擊。

（3）進(jìn)行干擾誘騙，這一方面在前文已經(jīng)有過論述。

4.2? ? 城市進(jìn)攻作戰(zhàn)

城市化作戰(zhàn)[9]環(huán)境更加復(fù)雜，戰(zhàn)斗機(jī)的參與也會(huì)受到更大的限制，如何高效地發(fā)揮出戰(zhàn)斗機(jī)在城市作戰(zhàn)中的火力優(yōu)勢一直是各國關(guān)注的重點(diǎn)，而無人機(jī)蜂群的應(yīng)用能夠很好地解決這一難題。

在城市進(jìn)攻作戰(zhàn)中，無人機(jī)蜂群主要參與3個(gè)方面的任務(wù)：

（1）運(yùn)用無人機(jī)蜂群對(duì)敵情進(jìn)行態(tài)勢感知，全面了解敵情信息。

（2）利用無人機(jī)完成中間環(huán)節(jié)的通信，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)前線與指揮部的無干擾交流。

（3）利用無人機(jī)蜂群的密集型特點(diǎn)在戰(zhàn)斗中提供有效的火力支援。

4.3? ? 反恐作戰(zhàn)

大型反恐作戰(zhàn)任務(wù)有任務(wù)范圍廣、區(qū)域跨度大、投入人力多、涉及部門多、持續(xù)時(shí)間長、信息交換量大等特點(diǎn)，因此傳統(tǒng)的反恐作戰(zhàn)模式應(yīng)用于現(xiàn)代化作戰(zhàn)任務(wù)已經(jīng)顯得有些乏力。

無人機(jī)蜂群的運(yùn)用可以很好地釋放一批有生力量，例如無人機(jī)蜂群可以在空中實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域，并與地面攝像頭聯(lián)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控排查篩選，全方位立體獲取區(qū)域內(nèi)信息，為指揮調(diào)度及決策提供重要的信息支撐;無人機(jī)蜂群能夠長時(shí)間滯空，實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)控，掌握整體態(tài)勢，根據(jù)任務(wù)需求，通過聲、光、煙等方式及時(shí)進(jìn)行警示，在大型反恐作戰(zhàn)任務(wù)中，能夠很好地為地面人員提供有效幫助。

5? ? 結(jié)語

無人機(jī)已經(jīng)深入運(yùn)用于各種類型的作戰(zhàn)模式中，而無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)在各種戰(zhàn)爭環(huán)境當(dāng)中更是具有不可估量的價(jià)值。我國的國防事業(yè)建設(shè)應(yīng)當(dāng)注重對(duì)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的研究，在相關(guān)研究中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式的進(jìn)一步研究，從而使其完成更多原本需要人來完成的作戰(zhàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場全面無人化，讓戰(zhàn)勢控制更加智能化。

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收稿日期：2021-12-29

作者簡介：謝越帆（2000—），男，重慶萬州人，研究方向：雷達(dá)工程。

王穎（1989—），女，山西晉城人，碩士，講師，研究方向：空氣動(dòng)力學(xué)。