無人機蜂群作戰不再是科幻

葉君 陳朕

無人機蜂群可廣泛應用于對陸、對海、對空各種戰場環境。2021年5月6日，以色列國防軍在攻擊加沙地帶時，使用了人工智能控制的作戰無人機蜂群，一群小型無人機被用來定位、識別和攻擊哈馬斯，而這被認為是無人機蜂群第一次被用于戰爭。

以色列的這次無人機蜂群應用屬于對陸攻擊的城市封控與定點清除范疇，對無人機蜂群的技術要求較高，屬于較為復雜的一種無人機蜂群應用。無人機蜂群需在城市環境下實現避障飛行控制，同時還要對指定的地面人員目標進行識別、跟蹤與攻擊，這需要無人機蜂群具備圖像檢測與人臉識別技術。因此這次軍事應用說明部分國家的無人機蜂群技術已經發展至實戰運用階段。

在無人機蜂群領域，美國軍方很早就進行了布局，各軍種均開展了相關的研究項目，但側重點各有不同。

其中，比較有代表性的項目有DARPA（美國國防先進研究計劃局）主導的“小精靈”項目和OFFSET（進攻性蜂群使能戰術）項目，海軍研究局主導的LOCUST（低成本無人機蜂群）項目以及國防部主導的“灰山鶉”項目。

DARPA在2015年9月推出“小精靈”項目，計劃研制具備自組網和智能協同能力的無人機蜂群系統，通過載機（轟炸機、運輸機等平臺）在防區外采用齊射方式，攜帶偵察或電子戰等不同載荷的無人機集群，通過集群內部的信息共享與協同，突破敵方防御系統，執行偵察與電子攻擊任務，并在任務完成后對幸存的無人機進行回收。

“小精靈”無人機作戰半徑可達900千米，續航時間3小時，最大飛行速度0.8馬赫。2019年，該項目開展了空中發射和回收飛行試驗，通過在C-130運輸機加裝自動對接系統，實現30分種內回收4架無人機。

DARPA還在2017年啟動了OFFSET項目，旨在構建一個支持開放式系統架構的活躍的集群戰術開發生態系統。該系統具備先進的人-集群接口，基于沉浸式交互技術以及分布式機器人系統集成與算法開發，設計為城市作戰的蜂群無人系統戰術。

OFFSET項目研究分為三個階段，最終目標是完成250個以上的無人系統在8個城市街區自主執行6小時的任務。整個OFFSET項目周期42個月，其中第一階段18個月，第二、第三階段分別12個月。

美國海軍研究局在2014年4月公布了LOCUST項目，研發可快速連續發射的無人機蜂群，無人機之間利用近距離通信網絡共享態勢信息，協同執行掩護、攻擊和防御任務。

該項目使用雷神公司的“郊狼”無人機，長0.91米，翼展1.47米，起飛質量5.4～6.3千克，可攜帶約0.9千克的載荷，飛行速度110千米/小時，續航時間90分鐘，配裝電動推進系統，每架約1.5萬美元。2016年5月，美國海軍研究局進行了陸基試射實驗，30架無人機在30秒內由路基平臺成功連續發射，驗證了無人機蜂群的編隊飛行、隊形變換、協同機動能力。

美國國防部戰略能力辦公室在2014年啟動了“無人機蜂群”項目，旨在通過有人機空射“灰山鶉”微型無人機蜂群執行低空態勢感知和干擾任務。

“灰山鶉”無人機長約16.5厘米，翼展30厘米，投放質量約0.3千克，續航時間大于20分鐘，飛行速度可達110千米/小時。2016年10月，美軍在加州的“中國湖靶場”上空進行無人機拋灑試驗，3架海軍F/A-18F戰斗機成功拋灑出103架“灰山鶉”無人機，創下軍用無人機蜂群最大規模飛行紀錄。此次實驗無人機蜂群未預置飛行程序，發射后自主巡地，協同完成任務，展現了自修正、自適應編隊飛行能力和集體決策能力，表明美軍空射無人機蜂群正朝實戰化方向邁進。

與此同時，國內很多科研院所和院校也都開展了無人機蜂群相關研究，有些研究側重于蜂群規模數量，有些研究則側重蜂群自主作戰。

中國電子科技集團公司在2016年珠海航展完成了67架固定翼無人機蜂群編隊飛行，隨后又分別在2017年和2018年將蜂群數量提升至119架和200架，實現了密集彈射起飛、空中集結、多目標分組、編隊合圍、集群行動等動作。

國防科技大學在2017年實現了21架無人機集群自主作戰試驗。試驗區域內設置了多種類型汽車運動目標，空中設置了氣球障礙，無人機蜂群實現了完全自主的編隊飛行、障礙規避、地面目標識別與跟蹤、自組織決策與任務分配等戰術動作。

結合目前的研究進程，無人機蜂群作戰的關鍵技術，歸納起來有三個主要方面。

（1）無人機平臺技術

無人機蜂群具備車載、艦載、機載等方式，不論何種搭載方式都要求其裝載數量多、發射速度快，能迅速在空中集結成群。

這就對無人機平臺提出了很高要求，如車載與機載無人機蜂群，通常采用與火箭彈相似的發射方式。對于固定翼無人機平臺，需進行折疊翼設計；目前，對于旋翼無人機平臺，則需進行更復雜的機體折疊設計，以滿足箱式或筒式發射巢放置，發射后在空中快速展開。

（2）蜂群通信組網技術

無人機蜂群在可能的對抗環境中，面臨自組織網絡節點損失、通信系統受敵干擾壓制等情況。因此，蜂群自組織網絡需重點突破兩點，一個是網絡抗毀動態重構，即在多節點失效的情況下，需保障網絡中無人機蜂群剩余節點之間的正常通信；另一個是綜合通信抗干擾，即無人機蜂群在遭遇通信干擾情況下仍能夠維持蜂群內的協同信息交互。

（3）自適應任務重規劃技術

無人機蜂群在執行任務過程中，任務、環境等條件隨時可能發生變化，原有的預先規劃方案難以再滿足高動態環境的作戰需求。當任務、環境等發生變化時，如發現新目標、出現新威脅、發生無人機毀傷等，需要無人機蜂群能夠在線自適應進行任務重規劃，通過任務時序的重組合、任務航路的重規劃，來滿足無人機蜂群在時間、時序、空間、任務等多個層面上與高動態環境的協調要求，從而保證無人機蜂群在作戰過程中的沖突消解和處理能力。

目前，無人機技術已經得到快速發展，技術的發展推動著戰術和戰法的進步，關于未來無人機蜂群作戰，以下四個方面值得關注。

（1）增強智能水平，擴展任務多樣性

無人機蜂群作戰總體來說是一種利用大規模無人裝備替換現有裝備的作戰模式，其應用范圍覆蓋包括空戰、海戰、城市戰等在內的各種作戰場景，只有當無人機蜂群具備了足夠的智能化水平，才能完全替代人員對復雜戰場態勢進行感知、決策與行動，靈活遂行各種復雜任務。

（2）靈活部署回收，提升作戰機動性

未來無人機蜂群戰場遍布陸海空天，目前無人機蜂群大多為地面發射、地面回收，少量可實現空中拋灑，但無法空中回收。需進一步研究車載、艦載、機載等發射與回收能力，實現無人機蜂群在戰場的快速部署、快速任務、快速補充、快速轉移，大大提升作戰機動性。

（3）降低平臺成本，支持大規模消耗

無人機蜂群作戰的一個重要特點是大規模可消耗，以海上反潛為例，需求的無人機蜂群規模為百架級別，對于不考慮回收的作戰場景，允許任務中部分平臺的損毀消耗，因此會嚴格限制無人機平臺成本，同時，現有無人機任務載荷追求功能大而全，質量重、價格高，不適宜直接用于無人機蜂群，需研發新的低成本輕質化任務載荷。

（4）支持異構互聯，發揮體系戰優勢

隨著無人機蜂群的不斷推廣應用，同樣會面臨現有無人機的問題，各類無人機蜂群型號譜系多、互聯互操作性差、使用保障困難。未來的戰爭越發講究裝備體系對抗，裝備之間互聯互通互操作是基礎，為此，無人機蜂群需建立統一的互操作規范，統一規劃異構無人機蜂群間的通信頻段、組網體制以及自組織決策與規劃機制，實現異構蜂群間的互聯互通。

總之，無人機蜂群作為一種新的作戰理念，其技術發展非常迅速，未來甚至能顛覆現有戰場規則。中國目前在無人機生產制造方面具有強大的實力，因此必須緊跟發展趨勢，加大對無人機蜂群作戰的研究力度，突破核心關鍵技術，實現“彎道超車”。