蜂群無人機遠海作戰推演及展望

CMANO兵棋推演軟件簡

CMANO（現代海空行動）是一款模擬現代戰爭的兵棋推演軟件，使用者從軍事指揮官的角度，在特定的想定劇本中進行軍事作戰行動模擬。在Steam游戲社區上，CMANO只是作為一款商業游戲，但是CMANO系列的發布引起了軍方的關注，之后開發了供專業用戶使用的CMANO Pro版，經過迭代發展已能滿足軍方的需求并得以應用，比如美國空軍、美國海軍、澳大利亞國防部、德國空軍、英國國防科學技術實驗室等。

想定設置

作戰背景：紅藍雙方為爭奪某海域主導權展開了斗爭。藍方派遣航母戰斗群侵入，企圖封控某海域。受電磁環境和飛機作戰半徑限制，紅方此次借助運輸機將無人機投送至戰場進行作戰，紅方的任務是在藍方構建的拒止環境下利用無人機蜂群進攻藍方航母戰斗群，目的在于盡最大可能撕毀藍方防御，迫使藍方退出南海海域。任務設置如下：

紅方任務：摧毀藍方飛行編隊中的電子戰飛機及預警機，盡可能消耗藍方航母及其護衛船只的防御彈藥，在有利條件下打擊藍方飛機和艦船。不同作戰單元任務如下：

①預警機任務：起飛兩架預警機進行早期預警偵察，分別對應“red AEW mission 1”和“red AEW mission 2”任務航線，預警機升空后對空域進行偵探，發現藍方單位時給地面指揮所提供情報。

②運輸機任務：收到情報后，出動10架運輸機搭載無人機沿“red transport mission”航線飛行，到達區域1后拋灑200架無人誘餌機和30架無人干擾機，到達區域2拋灑50架無人攻擊機。

③無人機任務：

區域1：在高度層3000ft、6000ft、12000ft，分別投放50架、50架、100架無人誘餌機，充當誘餌消耗航母戰斗群的武器彈藥。

區域1：在高度層32000 ft投放30架無人干擾機，飛向“red mission 4”任務區，在區域4實施干擾任務，為其他無人機的進攻進行掩護。

區域2：在高度層18000 ft投放50架無人攻擊機，飛向“red mission 6”任務區，對航母戰斗群展開攻擊。紅方任務區如圖1所示。

藍方任務：進入目標海域并封控1小時，盡可能保護藍方航母，消滅來襲的無人機。不同作戰單元任務如下：

①預警機任務：推演一開始藍方將會先起飛兩架E2-D預警機，分別進入“blue yujing 1”“blue yujing 2”任務區進行偵察監視。

②艦載機任務：航母戰斗群由于一半飛機能立即加入戰斗，另一半飛機至少需要準備三個小時，所以戰斗開始只有一中隊和二中隊能升空作戰，三中隊和四中隊在飛機準備好之后將會加入空戰戰斗。

一中隊任務：預警機起飛后，一中隊緊接起飛10架F/A-18E、1架F/ A-18F和1架E-A18G進入“blue mission 1”任務區，負責掩護航母順利進入目標海域（區域3）。

二中隊任務：航母戰斗群進入區域4時，二中隊起飛10架F/A-18E、1架F/A-18F和1架E-A18G進入“blue mission 2”任務區（區域3），負責清空目標海域內的飛機。

三中隊任務：當航母戰斗群到達區域2時，將會激活三中隊的任務“blue mission 3”，一旦三中隊飛機準備好就會加入戰斗，支援二中隊控制目標海域內的空域。

四中隊任務：當航母戰斗群進入區域3將會激活四中隊的任務“blue mission 4”，四中隊的飛機將會加入覆蓋區域4的“blue mission 4”任務，進一步擴大控制空域。

③巡洋艦和驅逐艦的任務：巡洋艦和驅逐艦在航母戰斗群前進過程中始終保持隊形不變，為航母提供火力支援掩護，一旦空中飛機無法攔截紅方的飛機或者導彈，將會由巡洋艦和驅逐艦發射導彈進行補充攔截，確保航母免遭紅方飛機或者導彈的襲擊，藍方任務區如圖2所示。

推演過程

整個推演過程可以分為四個階段：

1.運輸投送階段：紅方運輸機將執行誘餌任務、偵察任務和攻擊任務的三批次無人機投放到指定空域，無人機向任務區域抵近。

2.初步接戰階段：紅藍雙方相互發現，藍方以機動能力強的優勢，率先展開攻擊，并優先打擊紅方干擾機和誘餌機，此時紅方攻擊機進入誘餌機所在區域，在干擾機和誘餌機的掩護下繼續向前抵近。

3.激烈交戰階段：紅方誘餌機基本被消耗完畢，攻擊機進入攻擊區域，并將導彈發射出去，藍方在紅方攻擊機的打擊下積極防御，但是未能有效的全面攔截紅方導彈，最終導致損失3艘艦船，航母也遭到紅方導彈擊中。

4.戰斗尾聲：紅方無人機失去進攻能力，多數飛機只能圍繞航母盤旋監視，藍方的艦船不斷發射導彈擊落紅方飛機，最終藍方清空空域，紅方無人機全部被消滅。

推演戰損分析

為準確反映推演結果，表1～5分別給出了10次推演戰損的統計結果。從總體上來看，第5次實驗數據數據偏差較大，是因為這次推演紅方擊中了藍方的航母，導致航母上飛機受損，其余9次推演結果較為接近。

從表1結果看，每次推演藍方至少損耗3艦船艘，紅方導彈消耗約120枚，平均40多枚導彈才能打掉一艘艦船，被攔截或者發射后失鎖的導彈占比較大。未來可以提高導彈精度和抗干擾能力來獲取的更大作戰收益。

從表2和表4看出，每次推演藍方武器消耗大約在800左右，而紅方YJ-18導彈消耗卻不固定，說明藍方導彈的消耗與紅方發射的導彈沒有太大關系，紅方導彈發射數量取決于攻擊無人機在發射導彈前是否被藍方擊落。紅方干擾無人機不開干擾的情況下，紅方導彈消耗數量明顯減少，說明部分紅方攻擊無人機在導彈未發射前就被藍方擊落，導致后續能發射導彈的無人機數量減少。

從表2結果看，RIM（水面艦艇發射）類導彈實驗數據都一樣，說明紅方無人機和攻擊導彈數量是可以將藍方艦船導彈全部消耗完畢的，消耗之余還能對航母戰斗群造成威脅。AIM-120D導彈（中程空對空導彈）是航母上E/ A-18E掛載的導彈，在戰斗過程中攻擊紅方無人機，在飛行末端制導受紅方干擾無人機的電磁壓制，命中精度下降，消耗最大。

表5統計給出了推演過程持續時間。不難看出，整個推演用時大約需要7小時，從第2次和第5次數據看出，當紅方占據優勢時推演時間也會隨之增加。紅方不開啟干擾時，推演時間為6.194小時，低于平均推演時間7.293小時，說明紅方干擾無人機作用明顯，極大延緩了戰斗時間。

結論及未來展望

未來海戰場上，利用運輸機投送蜂群無人機進行前期作戰的方案可以優先考慮。蜂群無人機由載機平臺攜帶，在敵火力外層攻防區外投放，機群通過智能自適應組網方式，進入敵防空火力圈，逼近核心作戰區域。通過分階段實現“誘、偵、擾、攻”的一體化自主作戰，為我方戰斗機突防開辟空中走廊。未來海戰場中可能的蜂群作戰樣式如下：

分布式多平臺偵察：蜂群無人機攜帶偵察裝備飛抵指定空域，實施偵察任務。偵察裝備可采用分布式多平臺協同偵察定位，長僚機對敵艦機編隊形成共視，將輻射源數據通過數傳鏈路傳輸到指揮中心和其它應用系統。

騙敵誘餌：在不了解敵方戰場環境的情況下，如果貿然動用主力戰機介入行動，很可能會造成巨大損失。將大量誘餌式的無人機投入敵方空域，采用無中心、局部通信組網等人工智能技術實現不同的編隊構型，誘使敵方防空火力和雷達作出反應。蜂群無人機基于對目標特性的認知變化自適應調整編隊構型，實現敵防空火力范圍內的分散構型，以獲得高生存性。對于偵察獲取的高價值目標信息，則通過指揮控制無人機發回地面或空中指揮控制中心，從而達到誘使敵雷達開機、消耗防空火力的目的。

抵近式干擾與壓制：借助抵近型干擾和壓制設備，蜂群無人機組成前沿電子戰編隊。基于裝訂的目標信息和自身搭載的任務載荷，應用人工智能技術自主選擇合適的干擾和壓制策略，對蜂群無人機機群的任務進行協調分配，實現對敵海面防空系統雷達、通信系統的精確壓制和精確干擾，為后續作戰力量開辟安全走廊，并提供可靠的掩護。通信干擾與雷達壓制策略等數據通過數傳鏈路傳回指揮中心。

飽和式攻擊：基于當前目標威脅評估和自動任務分配結果，蜂群無人機通過航路規劃等方式使其在同一時間或較短的時間間隔內從多方向或單一方向進行攻擊的作戰手段。由于數量上的優勢，將超出敵艦船探測跟蹤或火力攔截能力，使艦船無法對全部導彈進行有效攔截。