无人机蜂群或将改变未来战争形态

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来源：军事文摘

作者：张传良、陈晓芳

俄罗斯人在关键时刻击落了7架无人机，并干扰了剩下的6架无人机。尽管“伊斯兰国”和阿富汗塔利班曾使用无人机运送临时爆炸有效载荷，但当晚对赫梅米姆的未遂袭击让密切关注无人机战争的观察人士感到不安，因为这是有记录以来非国家行动者在战斗行动中发动的第一次大规模无人机袭击。2018年、2019年和2020年，俄罗斯在叙利亚的设施遭到更多无人机袭击，到目前为止，俄罗斯在叙利亚共击落了150多架无人机。

2019年9月14日，25架大规模无人机分两波袭击了沙特阿美公司位于阿布凯克和库拉伊斯的国有沙特阿美石油加工设施。对阿布凯克设施在袭击前后的卫星图像的分析表明，有19次单独的袭击。值得注意的是，沙特的防空系统，包括威力强大的MIM-104爱国者号和克罗塔林号，都未能阻止这些无人机和巡航导弹的攻击。这展示了一群从多个方向飞来的无人机和巡航导弹如何不被发现，并压倒常规防空系统。

尽管多年来美国和以色列在不同的作战角色中广泛使用无人机，但土耳其在叙利亚和利比亚，以及阿塞拜疆在2020年纳戈尔诺-卡拉巴赫战争中对抗亚美尼亚，才真正突显了未来使用无人机将如何演变战争。通过电子网络协调使用武装无人机和游荡弹药对付坦克和防空系统是非常有效的。

这一点在阿塞拜疆摧毁亚美尼亚S-300和SHORAD网络以及战术战场地区(TBA)200多辆军用车辆的空袭中尤为明显。与2014年以来俄罗斯在乌克兰类似地使用无人驾驶飞机（UAV）的情况相比，这种交战量高出一个数量级。在那里与俄罗斯地面进攻性武器系统一起工作的联网无人机，可以消除乌克兰主要的陆军纵队和补给站。

随着世界关注这些里程碑式的事件，较小的国家正在展示先进的作战能力，军用无人机的使用将迅速扩大。

然而，对赫梅伊姆空军基地和沙特石油设施的无人机袭击，以及在乌克兰、叙利亚、利比亚和纳戈尔诺-卡拉巴赫协同使用无人机，显示出未来空战朝着“无人机蜂群”概念演变的迹象。特别是，对叙利亚境内俄罗斯军队的大规模无人机袭击，突显出恐怖主义使用无人机所带来的巨大风险。

这样的小型无人机团队通力合作，不仅为美国、俄罗斯等大国提供了改变游戏规则的能力，也为小国和非国家参与者提供了改变游戏规则的能力，这些国家和非国家参与者将以高度不对称的角色使用无人机群。值得注意的是，低成本的、不成熟的无人机协同作战，通过数量来达到对目标的饱和攻击，对防空单位造成了高昂的成本损失。

虽然防卫系统能够抵御一小撮简易无人机实施的非常松散的协调攻击，但近乎对等状态的竞争对手可以部署一支更先进、更密集、更灵活、更具适应性和网络化的部队。

那么到底什么是无人机群？蜂群机器人技术是一种协调多个自主机器人的方法，该系统由大量物理机器人组成，并由最少的人工干预来控制。这些通过机器人之间的互动和凝聚力，以及机器人与环境的互动，表现出集体自组织（SO）行为。

通过对昆虫、鱼类、鸟类和动物的群体行为进行生物学研究，可以实现群算法。遍布全球的研发重点集中在分布式人工集群智能功能的开发、技术应用的商品化，以降低成本影响并提高集群中各个代理之间的自主程度。

在壮观的灯光秀中，大规模的无人机都是由中央控制的，而在真正的蜂群中，每一架无人机都会跟随机载人工智能自行飞行，以保持队形并避免碰撞。模仿自然界的算法，没有真正的领导者和追随者，蜂群中的所有代理人都有自己的“思想”，能够进行集体决策、自适应编队飞行和自我修复。这种机群的好处是，如果有一架无人机掉队，或有几架出现坠毁，机群可以重新编队继续承担任务，直到最后只剩一架无人机在空中。

随着时间的推移，军队已经融入了更多的通信、训练和组织，他们能够以越来越复杂的方式作战，利用更先进的理论形式，每一次进化都优于前一次。今天的军队主要是进行机动战。在这里，蜂群将是战争的下一次进化，蜂群表现出近战的分散性，同时也表现出机动战的机动性。它们具有不同程度的自主性和人工智能。自主性将军事触角延伸到防守严密的战区，作战范围和持久性比有人系统更强；而人工智能则确保了危险和自杀性任务，从而允许更大胆的作战概念（CONOPs）。两者都能在面对增加的威胁水平和快速渗透有争议的空域时获得更大的成功。

这种向无人驾驶的转变正在全世界范围内发生。而动能和非动能有效载荷投送的最优选路线是通过空中。传统上，在美国这样的空军重地，数十年来，空中作战一直依靠能力越来越强的多功能有人机来执行关键的作战和非作战任务。然而，对手从更远距离探测和交战这些飞机的能力已经提高，这使得飞行器的设计、操作和更换成本上升。因此，如果能够派遣大量具有协调和分布能力的小型无人驾驶航空系统(UASs)，就能以更低的成本为世界各地的军队提供更好的作战方式。这些系统嵌入有人驾驶元素后，将作为一个“系统之系统”有效地饱和攻击对手的目标。在这里，有人与无人协同作战（MUM-T）作为一种力量倍增器，具有自主性和协作性，作战人员的角色转变为指挥，而不是控制机群。一旦释放一个完全自主的无人机群(AFADS)与分布式人工智能，其将在没有人类干预的情况下定位、识别和攻击目标。

虽然新技术，特别是人工智能和边缘计算，将推动无人机群的发展，但关键因素仍将是蜂群软件。朝着这个方向，所有的集体行为最好都能归入“群”这个概念。然而，协作自治有三个行为的转变梯队——蜂群，即可辨别数量的无人机自主执行抽象指令，但还达不到真正的蜂群行为。攻击叙利亚境内俄罗斯空军基地和沙特油田的无人机就利用了这个梯队。大量无人机完全通过蜂群算法实时聚集，是协作自主的最高状态。通过紧急群集或核心群集行为利用协作自主性。这些平台将在MUM-T模式下运行，与战斗机一起高速飞行，并携带导弹、ISR和电子战有效载荷。预计“忠诚的翼人”将以地面设施为目标，击落敌机，并在有争议的空域抵御SAM和电子攻击。

美国是世界上蜂群技术的领导者，并开展了一系列蜂群无人机和弹药计划。它在2017年展示了Perdix蜂群：三架F/A-18“超级大黄蜂 ”战斗机在空中共释放103架Perdix无人机。

这些无人机在一个预先选定的点编队，然后出动，执行4种不同的任务。其中3项任务是在目标上空盘旋，而第4项任务是在天空中形成一个100米宽的圆圈。该演示展示了Perdix的集体分布式智能、自适应编队飞行和自我修复能力。

这样的无人机群有很多用途。无人机可以由战斗机释放，为地面部队提供侦察、猎杀敌军并报告其位置；可以干扰敌方通信，形成广域飞行通信网络，或对某一地区进行持续监视；可以装载小型炸药，攻击单个敌军士兵；在空对空战斗中，它们可以假装成比自身大得多的目标，欺骗敌方飞机、地面车辆和导弹上的雷达。

美国国防高级研究计划局(DARPA)也展示了X-61A “Gremlin”空中发射无人机。DARPA的Gremlins项目背后的想法是将C-130这样的货运飞机变成能够发射和回收小型无人机群的母舰。这将为军方提供一个世界性的可能性，允许部署成群的小型、廉价、可重复使用的无人机，这些无人机具有不同的传感器和传统飞机的有效载荷。

美国海军和海军陆战队的低成本无人机蜂群技术（LOCUST）项目是另一个正在进行的蜂群开发，该项目从管式发射器发射小型无人机，以执行不同级别的任务。

美国陆军也在研究无人机群和基于强化学习（RL）的人工智能算法，用于多域作战场景下的战术战场区域，在这种情况下，机群将与异构移动平台进行动态耦合和协调，以超越敌人的能力。

美国还在试验利用集群无人机系统智能弹药进行导弹部署的协同智能弹药投送，有效载荷可以从GMLRS或ATACMS平台发射和部署。有效载荷由多个可部署的智能无人机组成，能够向指定目标投送小型爆炸形成的穿甲弹（EFP）。美国空军的 “黄金部落”，作为发展下一代进攻技术的 “先锋计划 ”的一部分，将把小直径炸弹(SDB)等弹药联网，按照一套预定的规则发射后协同作战，从而提高效能。

此外，美国空军的“Skyborg”计划旨在设计和部署一支由忠诚的僚机无人战机（UCAV）组成的人工智能舰队。作为“Skyborg ”的一部分，Kratos XQ-58A、Sierra 5GAT和波音公司的ATS正在进行研制试验。

英国可能会在2021年中期，拥有世界上第一支作战的蜂群无人机部队，以执行包括在敌方防线内执行自杀式袭击和压倒对手防空系统的任务。英国皇家空军的216中队已被赋予测试和部署未来无人机群能力的任务。英国还宣布了“蚊子”项目，该项目是英国皇家空军轻量级经济适用新型作战飞机（LANCA）无人忠诚僚机计划的一部分。该计划的目标是在2023年之前研制出一种网络化的无人忠诚僚机。英国还测试了一个自主的无人机群，每个无人机都携带了消耗性主动诱饵的变体作为电子战有效载荷。利用包含电子战干扰器的装备，无人机能够对作为假想敌方综合防空网络代用品的雷达发起模拟非动能攻击。

法国空客公司首次向未来作战航空系统(FCAS)/未来作战系统(SCAF)项目展示了协作式远程载机(RC)机群和僚机技术。

俄罗斯人在乌克兰和叙利亚有丰富的协作无人机操作经验和反击经验。过去十年，俄罗斯加大了无人机的研发力度，其目标是在2025年之前在其军队中引进一大批机器人车辆。其中一个名为“ 93群”的计划，目的是在协调饱和打击任务中实现高密度的游动。这一概念最初由茹科夫斯基空军学院和私营企业提出，涉及同时发射100多架无人机，每架无人机配备5.5磅的弹头。俄罗斯还测试了S-70 “奥霍特尼克”UCAV与其战斗机群一起扮演忠诚僚机角色，以穿透对手领空。俄罗斯还在2020年公布了代号为“格罗姆”的轻型忠诚僚机项目。俄罗斯人意识到美国和中国在机群自主性方面的领先优势，并正在进行研发和产品开发计划，以在未来十年内缩小这些领域的差距。

其他发展机群技术的国家还有以色列，以色列对此类举措的细节严加防范。然而，鉴于以色列多年来作战无人机使用的性质，有理由相信它已经成熟，并已部署在其无人机和闲置弹药舰队上，其中一些已经通过禁用叙利亚AD网络得到证明。

有趣的是，IAI提供了基于智能手机的蜂群指挥和控制应用，面向全球销售。土耳其通过TB-2等本土制造的平台，在叙利亚和利比亚证明了成熟的MALE无人机能力，也有各种蜂群无人机计划。其中最主要的是Kargu四旋翼飞机，可以在战术战场领域发挥动能攻击作用。土耳其正在争夺在未来的日子里成为全球无人机大国。然而，最近美国对其国防工业的制裁很可能会遏制来自西方的高技术诱导。

伊朗是另一个在行动上群体使用无人机的中东国家。伊朗已将无人驾驶航空器作为其军事战略的主要支柱。伊朗当局将无人机用于两个主要目的--监视和攻击，伊朗有能力在地平线上和大多数天气条件下执行任务。这包括具有投掷炸弹或发射导弹并返回基地能力的无人机，以及寻找机会目标的“神风”无人机。

伊朗当局在后者方面取得了更多的成功，这在2019年沙特油田袭击事件中可见一斑，伊朗制造的无人机和巡航导弹都被使用。虽然在车群方面可能具备基线协作自主性，但伊朗和土耳其都没有在其无人机群中显示出真正的分布式情报能力。但他们的努力清楚地表明了该技术是如何成熟和扩散的。 

在印度，印度空军自2019年以来，以“梅赫巴巴”计划开创了蜂群无人机研发的先河。这是面向深度人道主义援助和救灾（HADR）行动的。

在另一个边缘，印度陆军在2021年1月印度新德里的陆军节阅兵式上，展示了成熟的进攻能力，由75架自主无人机组成的机群拥有分布式智能和边缘计算能力，用神风攻击摧毁了各种模拟目标。在演示中，侦察无人机对目标进行调查，然后攻击和母舰无人机释放有效载荷和装有爆炸物的神风无人机，进行攻击。西方评论员指出，印度军方的演示有几个显著特点，将其与美国围绕无人机所做的努力相比较，后者往往强调的是一个大型同质机群。有人指出，印度的原创性工作，在世界上首次公开展示了异质蜂群的努力--作为该领域可能的前进方向。印度一家创业公司NewSpace Research& Technologies与印度军方就其虫群发展计划进行了合作。

印度的印度斯坦航空有限公司(HAL)推出了空射灵活资产(ALFA-S)空射蜂群无人机系统，作为其下一代作战空中协同系统(CATS)的一部分。这是一项独特的计划，它利用空中发射的远程载具和蜂群单元的网络来渗透有争议的空域。美国空军的空军研究实验室正在与印度就ALFA-S的各个方面进行合作。NewSpace Research &Technologies Pvt Ltd也是HAL的ALFA计划的合作伙伴。

HAL的CATS计划的另一个组成部分是 “勇士”忠诚僚机资产。这是面向防空和进攻性打击任务的，将与印度的Tejas LCA和即将到来的AMCA第五代作战飞机一起采用MUM-T角色。值得注意的是，印度很好地推动了本土研究的力量和政府的 “印度制造”，以拥抱颠覆性技术，这在某些领域与世界各地发生的类似努力是一样的。HAL在班加罗尔举行的AeroIndia 2021上公布了首架1:1的“勇士”模型。 

值得注意的是，虽然无人机群作为一种最终状态的“产品”可能还没有准备好，但在未来十年内，基础群技术的扩散在全世界范围内是不可避免的。在这里，作为机器人战争的下一个演变的无人机群的进展大多是保密的，尽管各国政府多年来已经给出了其进展的一瞥。问题不在于是否，而在于何时、何地将无人机群作为成熟的作战概念的一部分加以利用。

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