無人機集群作戰(zhàn)方式及集群防御研究

前 言

前美國國家安全政策核心智庫——新美國安全中心(CNAS)曾在2014年發(fā)表過一份關于作戰(zhàn)機器人的研究報告，該報告表明了未來戰(zhàn)場是屬于機器人的，未來的作戰(zhàn)模式也將變?yōu)闄C器人的集群作戰(zhàn)。也正如過去100年所證明的那樣，無人機的作戰(zhàn)用途正逐步擴大。無人機最初起源于第一次世界大戰(zhàn)，但當時無人機并未參與實戰(zhàn)。在越南戰(zhàn)爭期間，無人機被用于執(zhí)行監(jiān)視任務，在阿富汗戰(zhàn)爭與伊拉克戰(zhàn)爭期間，無人機開始進行打擊行動的行動。目前，無人機已經(jīng)廣泛應用于各類作戰(zhàn)中，并開啟了一種集群作戰(zhàn)的新模式。

無人機集群作戰(zhàn)方式

無人機集群作戰(zhàn)主要用于以下三種方式：攻擊、防御以及提供情報、監(jiān)視與偵查（ISR）等支持功能。

無人機集群攻擊

無人機集群對于攻擊任務是有利的，因為它可以使用大量的潛在目標以壓制敵人的防御武器與系統(tǒng)。在集群攻擊中，無人機是分散的，這使得敵方防御手段變得困難和昂貴。如果10架無人機同時攻擊一個目標，其中7架被擊落，3架仍能完成任務。由于集群作戰(zhàn)中的單個無人機不需要高存活率，它們相較于獨立的武器系統(tǒng)成本較低，甚至幾十架無人機集群可能比一架有人駕駛飛機更有效，也更便宜。

在2020年的納戈爾諾-卡拉巴赫地區(qū)沖突中，盡管亞美尼亞擁有更多的現(xiàn)代化裝備和軍隊，但其還是遭到了阿塞拜疆的制裁。造成這種情況的一個主要原因是，阿塞拜疆軍隊使用了包括土耳其Bayraktar TB-2在內(nèi)的許多類型的武器化無人機，該無人機集群攻擊終止了近250輛裝甲車和40個防空系統(tǒng)。無人機蜂群嚴重破壞了亞美尼亞的陸地和防空能力后，阿塞拜疆軍隊實施了機械化步兵行動，以奪取爭議領土。阿塞拜疆作為一支最初被認定為處于劣勢的軍隊，使用無人機集群來提高自身的進攻能力，從而實現(xiàn)了作戰(zhàn)翻盤。

Bayraktar TB-2無人機

無人機集群防御

盡管無人機的潛在攻擊用途受到了極大的關注，但它們也可以同樣適用于防御，尤其是當對手也使用蜂群戰(zhàn)術時。美國海軍曾進行過模擬實驗，以確定其艦船抵抗無人機集群攻擊的能力，結(jié)果令人警醒：如果有八架無人機攻擊一艘艦船，那么平均有三架能穿透它的防御系統(tǒng)——包括“密集陣”近防系統(tǒng)。而當進攻的無人機數(shù)量增加時，結(jié)果會變得更糟。于是，美國海軍目前正在研究使用無人機集群防御來阻止無人機集群進攻。

“密集陣”近防系統(tǒng)

無人機集群用于防御時，其通過大量散布誘餌來制造混亂或破壞進攻。美國CNAS作者Paul Scharre在《戰(zhàn)場上的機器人:即將到來的蜂群》(Robotics on the Battlefield Part II: The Coming Swarm)報告中描述了微型空射誘餌如何用來欺騙敵方雷達，報告中還提出了一種用無人機蜂群涌入敵方機場阻止飛機起飛的戰(zhàn)術，該戰(zhàn)術可以用來保護區(qū)域領土不被敵方直升機或飛機飛越，但任務難度會隨著需保護的區(qū)域增大而增加。

美國空軍在2020年進行了無人機集群防御演習，負責部隊發(fā)展的前國防部副助理部長戴維·奧赫馬內(nèi)克(David Ochmanek)從演習中有以下幾點發(fā)現(xiàn)：

像F-35這樣具有雷達特征的飛機可以在無人機集群作戰(zhàn)后釋放，因為蜂群可充當誘餌并消耗對手導彈。

領先飛行的蜂群可以進行敵方電子信號與防空區(qū)域探探測，為后續(xù)的蜂群提供相關信息。

無人機集群作戰(zhàn)理論上可以由人工智能控制，因此指揮官可以專注于其他任務。

無人機集群監(jiān)視與偵查

無人機最早就是為了完成情報、監(jiān)視與偵查而誕生的，所以無人機集群可大范圍的替代有人機執(zhí)行偵查任務，尤其是在地形不明朗的山谷與叢林中，無人機集群監(jiān)視偵查更可發(fā)揮出自身優(yōu)勢。

對于靜止和移動目標的監(jiān)視，無人機蜂群可以被放置來觀察目標和目標的外圍進行外部活動。這包括一個簡單的操作，如觀察一個可疑的敵人的營地，同時尋找來往于該地點的車輛。為了獲得廣泛的觀察，蜂群無人機可以同時捕捉不同點的照片，從而減少了單個無人機的任務時間。這種能力有助于監(jiān)測一個位置的活動變化，無人機集群可以在有限的時間內(nèi)快速捕捉到一個廣泛區(qū)域的圖像。在2021年5月，以色列國防軍與哈馬斯的沖突就證明了這一點。在沖突期間，哈馬斯從加沙地帶發(fā)射了數(shù)千枚迫擊炮和火箭彈，同時將發(fā)射地點隱藏在地下或民用設施中。作為回應，以色列國防軍部署了無人機群去觀察可疑的發(fā)射地點。通過觀察，無人機集群探測到哈馬斯的開火時間與地點，使以色列國防軍能夠?qū)@些陣地進行打擊。

該次沖突中使用的THOR無人機

反無人機集群方式

隨著越來越多的國家和組織了解如何利用無人機進行集群作戰(zhàn)，就有必要了解如何防范它們。有以下幾種選擇，例如微波、激光、干擾系統(tǒng)、地下建筑以及同樣使用無人機進行集群對抗。

無論是單獨使用還是配合使用，被認為最不推薦的兩種選擇是使用機槍或防空系統(tǒng)。雖然兩者都可以提供摧毀無人機所需的火力，但機槍會受到射擊角度的限制，而且隨著距離的增加和能見度的降低(如夜間和惡劣天氣)，機槍的精確度也會下降。同時，防空系統(tǒng)在定位低空目標的能力偏弱，因為它們的定位是阻止，而無人機可以利用這一“漏洞”靠近地面并在防空系統(tǒng)的監(jiān)控區(qū)域下飛行。

微波射頻

與機槍和防空系統(tǒng)不同，微波頻譜中的射頻(RF)能量發(fā)射具有更優(yōu)秀的防御作用。美國空軍研究實驗室開發(fā)了戰(zhàn)術高功率微波作戰(zhàn)響應器(THOR)，這是一種可由C-130運輸并由兩個人在數(shù)小時內(nèi)組裝的電磁武器。THOR可瞬間發(fā)射出廣泛的射頻能量擊中大量無人機，并摧毀其電路使其墜毀。該方案在數(shù)百架無人機的研究實驗中被證實有效。受到THOR初步成果的鼓舞，美國空軍正在尋求通過名為Mjolnir的系統(tǒng)來擴展該技術。該系統(tǒng)在更遠的范圍內(nèi)采用了射頻飽和技術，并增加了無人機探測能力。目前THOR和Mjolnir還處于技術萌芽階段。

激光武器

一些國家正在進行激光技術針對無人機集群打擊的研究。高功率的激光器可以將目標加熱到元件和電路失效的程度。當與跟蹤雷達相配時，激光系統(tǒng)可以非常準確地打擊目標。然而，云霧或煙塵會使激光能量擴散，并削弱打擊效果。所以，在惡劣的天氣條件或低能見度地區(qū)，用激光武器進行反無人機集群可能是不可靠的。此外，用反射涂層覆蓋無人機可能會有效地保護它們免受激光攻擊。

干擾系統(tǒng)

無人機集群防御的一個更傳統(tǒng)的方法是使用干擾系統(tǒng)來阻擋操作者用來控制無人機的無線電頻率。這對低質(zhì)量的無人機尤其有效。如果執(zhí)行得當，干擾會擾亂飛行路線，導致無人機偏離或墜毀。然而，無人機可以被編程為慣性導航，使其在發(fā)現(xiàn)干擾企圖時能夠降落或返回其操作者身邊。同時一些高端供應商也在制造具有抗干擾通信功能的無人機。干擾系統(tǒng)是一種對付普通無人機的廉價對策，但在對付具有復雜抵抗能力的無人機時，其有效性將明顯下降。

地下建筑防御

抵御無人機集群攻擊的一個被動方法是將潛在的關鍵設施和武器系統(tǒng)建在地下。然而，在地下建設需要大量的時間和資金，這對于目前處于無人機或監(jiān)視威脅之下或缺乏資金的組織來說可能是不可取的。

無人機防御

正如上文所說，無人機集群作戰(zhàn)的方式有防御作戰(zhàn)。防御型無人機可以摧毀一些入侵的蜂群，因為它們?yōu)槿肭值姆淙禾峁┝烁嗟哪繕?，可以擾亂蜂群的任務并削弱其攻擊。防御型無人機可能有受到其他反無人機系統(tǒng)射擊的風險，但如果它們價格低廉，這種風險就沒有那么大的影響。盡管如此，使用防御性無人機需要操作人員隨時待命，如果沒有其他蜂群防御系統(tǒng)的支持，就不太可能打敗整個蜂群。

總之，不同的反無人機集群方案都有自身的缺陷，如何合理根據(jù)戰(zhàn)況以及自身條件使用打擊方式是每個國家與組織需要自行考慮的。

結(jié)論

隨著無人機能力的不斷發(fā)展，無人機集群技術也將不斷發(fā)展。多國政府將考慮在其軍事武器庫中增加無人機蜂群，這將促使各國對如何實施集群防御進行進一步研究。因此，我國需要了解無人機集群在不同戰(zhàn)術環(huán)境中所扮演的不斷變化的角色并關注它對國防安全的影響。

審核編輯：郭婷