遠(yuǎn)望智庫特約研究員?董琦
俄烏戰(zhàn)爭表明,無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭重要的作戰(zhàn)樣式,對(duì)傳統(tǒng)防空作戰(zhàn)構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)。美國作為無人機(jī)蜂群領(lǐng)域的先驅(qū)者與領(lǐng)跑者,作戰(zhàn)理念先進(jìn),實(shí)戰(zhàn)能力較強(qiáng),值得深入研究。
無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)是由多個(gè)低成本小型無人機(jī)按集群的行動(dòng)方式,在人的監(jiān)督控制或交互協(xié)同下,利用自身體積小、便于突防等優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)多機(jī)編組、實(shí)時(shí)通信、協(xié)同作戰(zhàn),從而在戰(zhàn)場上執(zhí)行復(fù)雜多變的作戰(zhàn)任務(wù)。
俄烏戰(zhàn)爭中,俄軍多次通過無人機(jī)蜂群實(shí)施導(dǎo)彈突防作戰(zhàn),烏軍亦在美英等國指導(dǎo)下多次嘗試使用無人機(jī)蜂群對(duì)克里米亞等地的俄軍目標(biāo)實(shí)施攻擊。2023年7月18日,俄軍派出36架無人機(jī)蜂群協(xié)同多種高精度導(dǎo)彈打擊烏克蘭敖德薩港口,而烏軍亦派出28架無人機(jī)攻擊俄軍克里米亞的軍事基地。這些情況表明,無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭重要的作戰(zhàn)樣式,而美國作為無人機(jī)蜂群領(lǐng)域的先驅(qū)者與領(lǐng)跑者,作戰(zhàn)理念先進(jìn),實(shí)戰(zhàn)能力較強(qiáng),值得深入研究。
一、美小型無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)構(gòu)想的產(chǎn)生
無人機(jī)以其成本低、靈活性強(qiáng)、隱蔽性高、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小等巨大優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。但單架低成本戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)受體積、質(zhì)量以及任務(wù)載荷限制,往往難以完成復(fù)雜的軍事任務(wù)。而成百上千架具有自主能力的無人機(jī),通過相互間信息交換和有限的人工干預(yù),模擬生物群體的無中心局部交互、反應(yīng)式規(guī)則和自組織行為,實(shí)現(xiàn)單體智能的協(xié)同聚集,群體智能的全局涌現(xiàn),可以形成單個(gè)無人機(jī)平臺(tái)所不具有的分布式感知和殺傷能力。此外,由于傳統(tǒng)防空系統(tǒng)防空作戰(zhàn)成本高昂,小型無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)成本低廉,因此傳統(tǒng)防空系統(tǒng)應(yīng)對(duì)小型無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)效費(fèi)比差,而且傳統(tǒng)防空系統(tǒng)對(duì)小型無人機(jī)蜂群的發(fā)現(xiàn)探測打擊能力也極其有限,因此,小型無人機(jī)蜂群對(duì)傳統(tǒng)防空作戰(zhàn)構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)。
自2018年起,美軍開始對(duì)其遠(yuǎn)海區(qū)域防御能力產(chǎn)生兵力投送焦慮。美軍認(rèn)為,兵力投送和區(qū)域防御的挑戰(zhàn)在于美軍在相關(guān)區(qū)域的大型保障基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量不足,于是提出在多軍兵種協(xié)同的區(qū)域防御戰(zhàn)役中,密集運(yùn)用大量低成本、可回收的無人機(jī)構(gòu)成集群,以取代傳統(tǒng)空軍為地面作戰(zhàn)部隊(duì)提供空中力量支援,于是“小型無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)”構(gòu)想開始在美軍落地生根,并不斷蓬勃發(fā)展。這一構(gòu)想的核心思想是,由大型空中平臺(tái)搭載并釋放大量小型無人機(jī),利用集群自組網(wǎng)能力應(yīng)對(duì)高復(fù)雜、強(qiáng)對(duì)抗的現(xiàn)代防空系統(tǒng)。采用小批量編隊(duì)、多作戰(zhàn)方向同時(shí)突防的方式,以無人機(jī)數(shù)量優(yōu)勢飽和攻擊敵方防空系統(tǒng),使對(duì)手難以兼顧各類威脅,輔以其他防區(qū)外進(jìn)攻武器,既可以只察擾不打,牽制對(duì)手作戰(zhàn)力量,又可以對(duì)敵實(shí)施決定性摧毀行動(dòng)。
美軍目前正積極謀劃小型無人機(jī)蜂群投放戰(zhàn)術(shù),并試驗(yàn)多種技術(shù)以協(xié)同無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)裝備,以期在未來沖突中利用小型無人機(jī)蜂群作戰(zhàn),并贏得未來戰(zhàn)爭優(yōu)勢。
美國先后開展了“近戰(zhàn)隱蔽自主無人一次性飛機(jī)”(CICADA)、“山鶉”(Perdix)微型無人機(jī)、“拒止環(huán)境下的協(xié)同作戰(zhàn)”(CODE)、“低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)”(LOCUST)、“小精靈”(Gremlins)和“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”(OFFSET)等相關(guān)項(xiàng)目。目前,美軍在無人機(jī)蜂群空中發(fā)射回收、偵察監(jiān)視、拒止環(huán)境下的協(xié)同作戰(zhàn)等關(guān)鍵技術(shù)上,皆取得了重大進(jìn)展,處于世界領(lǐng)先水平。
美軍可用于集群作戰(zhàn)的小型無人機(jī)種類多樣,可按十克級(jí)(“蟬”)、百克級(jí)(“灰山鶉”)、千克級(jí)(“郊狼”)、百千克級(jí)(“小精靈”)形成量級(jí)層次。按照功能作用又可分為誘餌型、偵察型、干擾型和察打一體型。誘餌型用于引誘對(duì)手雷達(dá)等偵察設(shè)備開機(jī)或引誘對(duì)手進(jìn)行火力打擊從而暴露偵察和火力打擊力量位置。偵察型則用于抵近偵察,鎖定目標(biāo),并進(jìn)行戰(zhàn)斗毀傷效果評(píng)估。干擾型則攜帶各種電子戰(zhàn)裝備抵近干擾。察打一體型則主要對(duì)對(duì)手的雷達(dá)、通信和指揮控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行失能性打擊,以小博大,致盲并癱瘓對(duì)手整個(gè)作戰(zhàn)體系。未來幾年,美軍更多成熟的無人機(jī)裝備和技術(shù)將服役,其實(shí)戰(zhàn)意義愈加明顯,值得高度關(guān)注。
二、美軍小型無人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用
(一)使命任務(wù)
美軍小型無人機(jī)蜂群主要執(zhí)行的作戰(zhàn)任務(wù)包括偵察、引誘、干擾和打擊。
1、偵察。集群中每架小型無人機(jī)傳感器作用范圍半徑約為10km,盡管單架無人機(jī)傳感器作用范圍較小,但數(shù)量彌補(bǔ)了感知距離,無人機(jī)蜂群能夠提供廣域偵測能力。發(fā)射后,無人機(jī)分配在預(yù)定目標(biāo)空域,各自在空域內(nèi)自主巡飛,始終保持與集群間隔,而不進(jìn)行行為協(xié)同,只有當(dāng)感知到敵方部隊(duì)后,無人機(jī)蜂群快速向敵方部隊(duì)聚集時(shí),才進(jìn)行通信交流,防止所有無人機(jī)都集中到同一目標(biāo)上空。在無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)中,敵方的1個(gè)目標(biāo)大約能被15架無人機(jī)同時(shí)偵測到。每架無人機(jī)以17km/min(馬赫數(shù)0.85)的速度運(yùn)動(dòng),提供不同角度的全方位偵測數(shù)據(jù)。大批量無人機(jī)覆蓋作戰(zhàn)空域后,就可對(duì)對(duì)手作戰(zhàn)區(qū)域進(jìn)行有效偵察,并將對(duì)手目標(biāo)信息傳遞給后方指控平臺(tái),并由指控平臺(tái)根據(jù)綜合情報(bào)信息決定下一步行動(dòng)方案。
除了強(qiáng)大的偵測能力,小型無人機(jī)蜂群還可借助搭載的多傳感器綜合平臺(tái)和人工智能技術(shù),提供其它平臺(tái)難以完成的高價(jià)值目標(biāo)與假目標(biāo)識(shí)別能力。美軍認(rèn)為,現(xiàn)代高端戰(zhàn)爭中,同等實(shí)力的對(duì)手均有能力設(shè)置大量廉價(jià)的假目標(biāo),通過電磁頻譜欺騙消耗作戰(zhàn)對(duì)手有限的高價(jià)值遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)武器。如果無法識(shí)別真假目標(biāo),打擊效能將大幅降低,并且間接促成對(duì)手的二次報(bào)復(fù)打擊能力。小型無人機(jī)蜂群的抵近偵察能力則為解決真假目標(biāo)的識(shí)別提供了解決方案。通過人工智能賦予的數(shù)據(jù)處理能力,無人機(jī)蜂群可識(shí)別目標(biāo)是真正的高價(jià)值目標(biāo)還是假目標(biāo)誘餌。辨別結(jié)果通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給離目標(biāo)最近的、最適合的武器平臺(tái)以直接發(fā)動(dòng)攻擊,有效縮短了打擊鏈長。
2、引誘。小型無人機(jī)蜂群中可根據(jù)需要部署誘餌型無人機(jī),這種誘餌型無人機(jī)可通過模擬母機(jī)的飛行狀態(tài)、雷達(dá)反射面,用“自我犧牲”的方式引開敵方雷達(dá)、導(dǎo)彈或戰(zhàn)機(jī)的追蹤。它能模擬戰(zhàn)斗機(jī)或轟炸機(jī)飛行編隊(duì)的雷達(dá)信號(hào),誘敵出擊并損耗其高價(jià)值防空武器。目前美軍較為成熟的誘餌型無人機(jī)為小型空射誘餌(MALD),單價(jià)在13到30萬美元之間,價(jià)格很低。目前美空軍現(xiàn)役飛機(jī)基本都具有掛載小型空射誘餌(MALD)的能力,美海軍亦在研發(fā)其海軍型號(hào)的小型空射誘餌(MALD-N)。美軍正在開發(fā)一種新的小型空射誘餌MALD-J,可集成到“捕食者”B和MQ-9“死神”無人機(jī)上,可大量釋放將形成低成本集群作戰(zhàn)能力。截至目前,美空軍至少已有3000多枚微型空射誘餌服役,并且還在不斷提升采辦規(guī)模,其性能同樣也在不斷提升。
3、干擾。小型無人機(jī)蜂群還可加載電子干擾裝備,執(zhí)行防區(qū)內(nèi)干擾任務(wù)。一方面,小型無人機(jī)可搭載小型雷達(dá)干擾機(jī),在精確制導(dǎo)武器發(fā)起攻擊前對(duì)對(duì)手防空系統(tǒng)進(jìn)行抵近致盲干擾,為導(dǎo)彈突防創(chuàng)造條件。另一方面,小型無人機(jī)還可攜帶電磁脈沖炸彈,飛抵相關(guān)區(qū)域后,精準(zhǔn)引爆,癱瘓對(duì)手相關(guān)區(qū)域的電子信息裝備。
4、打擊。小型無人機(jī)蜂群以大批量密集部署方式置于作戰(zhàn)空域后,通過發(fā)揮無人機(jī)蜂群的數(shù)量優(yōu)勢,全面覆蓋作戰(zhàn)區(qū)域,發(fā)現(xiàn)并篩選出高價(jià)值目標(biāo),可引導(dǎo)最近的武器系統(tǒng)執(zhí)行打擊任務(wù)。通過網(wǎng)狀密集部署的空中無人機(jī)蜂群完成識(shí)別和導(dǎo)引任務(wù),取代傳統(tǒng)空中力量支援的“發(fā)現(xiàn)-識(shí)別-導(dǎo)引-打擊”的長殺傷鏈,實(shí)現(xiàn)“以網(wǎng)代鏈”的變革,縮短打擊弧長,提高空中支援的抗干擾和抗挫能力。
此外,亦可在小型無人機(jī)蜂群中部署裝有戰(zhàn)斗部的無人機(jī),直接對(duì)目標(biāo)實(shí)施打擊。由于小型無人機(jī)攜彈量有限,因此其打擊對(duì)象一般為對(duì)手雷達(dá)、通信、指控節(jié)點(diǎn)或電子戰(zhàn)裝備,一般也不是徹底炸毀目標(biāo),而是通過有限的火力打擊使其失能或一定時(shí)間內(nèi)無法工作,從而利于傳統(tǒng)武器或飛行編隊(duì)的突防。
(二)與有人作戰(zhàn)飛機(jī)的協(xié)同
美軍無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)構(gòu)想的一個(gè)重要方面,是將無人機(jī)蜂群與有人作戰(zhàn)飛機(jī)一起使用。有人作戰(zhàn)飛機(jī)主要對(duì)無人機(jī)蜂群進(jìn)行直接指揮控制,以減少指揮控制傳遞層級(jí),減少對(duì)手電子干擾威脅。這類有人作戰(zhàn)飛機(jī)主要包括F-35、F-22、B-2、B-21等隱身飛機(jī),是大國對(duì)抗中面對(duì)高端對(duì)手電磁頻譜威脅的一種較為理想的應(yīng)對(duì)方式。目前與有人作戰(zhàn)飛機(jī)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)的無人機(jī)主要是隱身無人偵察機(jī)和察打一體無人機(jī),其典型代表分別為RQ-180隱身無人偵察機(jī)和XQ-58A“女武神”忠誠僚機(jī)。
RQ-180隱身無人偵察機(jī)將充當(dāng)防區(qū)內(nèi)作戰(zhàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和信息網(wǎng)關(guān)。RQ-180可對(duì)從F-35和B-21的MADL數(shù)據(jù)鏈以及F-22的隱形飛行內(nèi)數(shù)據(jù)鏈(IFDL)等系統(tǒng)所收集的視距數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)(IFDL無法直接與MADL通信)進(jìn)行融合,再以其專有的數(shù)據(jù)鏈波形將所融合的數(shù)據(jù)重新分配給相應(yīng)的作戰(zhàn)平臺(tái),從而為打擊平臺(tái)提供目標(biāo)位置、狀態(tài)與相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)。這將大幅提升F-35與F-22等不兼容作戰(zhàn)平臺(tái)的互通能力以及超視距作戰(zhàn)能力,再配合戰(zhàn)略轟炸機(jī)與隱身轟炸機(jī),所具備的大型目標(biāo)縱深打擊能力不容小覷。
作為F-35的忠誠僚機(jī),通常6架XQ-58A“女武神”與1架F-35組成編隊(duì),XQ-58A無人機(jī)可攜帶多達(dá)4枚約113kg重的GBU-39/B型小直徑精確制導(dǎo)炸彈,輔助F-35執(zhí)行攻擊任務(wù)。XQ-58A還可攜帶并發(fā)射多型小型自主式無人機(jī)系統(tǒng),為F-35與XQ-58A作戰(zhàn)編隊(duì)的情報(bào)收集和偵察、反無人機(jī)、電子戰(zhàn)與打擊能力提供對(duì)敵防空火力壓制支持。
(三)兵力投送
受單架小型無人機(jī)飛行距離限制,因此,大批量小型無人機(jī)的前沿投送將成為關(guān)鍵問題。美軍設(shè)想采用以下方式實(shí)現(xiàn)前沿投送:
1、大型運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程投送。采用C-130等大型運(yùn)輸機(jī)在抵達(dá)潛在作戰(zhàn)對(duì)手防空識(shí)別區(qū)邊沿時(shí),釋放大中型無人機(jī);大中型無人機(jī)在預(yù)定位置再大批量釋放低成本小型無人機(jī)蜂群,小型無人機(jī)蜂群在對(duì)手防區(qū)內(nèi)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。
2、隱身戰(zhàn)機(jī)穿透性投送。采用B-21隱身轟炸機(jī)或F-35隱身戰(zhàn)斗機(jī)攜帶隱身“忠誠僚機(jī)”突入到對(duì)手防區(qū),再在作戰(zhàn)任務(wù)邊緣批量釋放投送小型無人機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。
3、海上艦船及無人潛航器投送。在“海德拉”、“有效載荷”等無人潛航器內(nèi)預(yù)置小型可消耗無人機(jī),然后通過商用艦船作為母艦,在對(duì)手防區(qū)外投放無人潛航器,無人潛航器潛入對(duì)手近海防區(qū)后,美軍遠(yuǎn)程將之激活,并指令小型可消耗無人機(jī)在對(duì)手近海及海岸執(zhí)行偵察、目標(biāo)定位和巡飛打擊任務(wù)。
4、敵特滲透預(yù)先布置。預(yù)先在潛在作戰(zhàn)對(duì)手防區(qū)內(nèi)布置特戰(zhàn)人員,或使用特戰(zhàn)人員滲透,在對(duì)手關(guān)鍵雷達(dá)、通信和指控目標(biāo)區(qū)域附近釋放批量小型無人機(jī),執(zhí)行對(duì)防空系統(tǒng)的擊殺任務(wù)。
編輯:黃飛
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