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无人机蜂群作战样式研究
摘要:随着无人机和人工智能技术的快速发展,无人机蜂群作战逐渐成为世界各国争先研究的新型作战样式。本文介绍了美国、欧洲等国家地区的无人机蜂群发展情况,总结几种典型的无人机蜂群作战样式,分析无人机蜂群作战的优势和劣势,并对未来无人系统作战发展趋势进行了总结。
关键词:无人机蜂群;作战样式
1 概述
单体无人机由于受探测能力、武器载荷、续航时间等因素限制,难以完成较为复杂的任务,但是随着无人机在载荷小型化、低成本化、网络通信技术、自主技术、集群技术等方面的持续进步,无人机蜂群作战这种新型作战样式逐渐被人们关注和研究。
2 无人机蜂群发展情况
2.1 无人机蜂群概念
无人机蜂群是通过自主化和智能化的整体协同方式,由多架无人机组成的集群,这些无人机通过网络互联构成群组,模拟生物集群行为,共同执行某一任务,并受统一指挥。
2.2美国发展情况
在无人机蜂群领域,美国处于领先地位,近年来美国众多军事机构设立了多个无人机蜂群作战的重点项目,已取得了不少突破性的成果,并朝着实战化方向发展。
a)山鹑项目
山鹑项目是由美国防部战略能力办公室(SCO)于2014年发起并投入实验的,目的是要使战斗机能够发射可乐瓶大小的无人机去执行集群任务[1]。2014年山鹑装入F-16战斗机进行首次试验。目前SCO已对山鹑进行了500多次试验(包括多次空中投放),发展出了六代产品,累计试飞了670多架。目前,第7代山鹑无人机已完成设计,正在进行集成各种任务载荷的实验。
b)郊狼项目
郊狼无人机是美国雷声公司研发的小型低成本、多用途无人机,其具有低成本、安全可回收及半主动弹间合作能力。郊狼无人机采用发射管发射,可在不依赖GPS的环境下,基于光电/红外传感器及惯导进行导航。 郊狼无人机已被美国陆军、海军、海军陆战队采办或部署[2]。
2.3 其他国家发展情况
欧洲防务局于2016年11月启动“欧洲蜂群”项目,开展无人机蜂群的任务自主决策、协同导航等关键技术研究。英国防部积极推进无人机蜂群技术研究,开展了项目的若干演示验证试验。
俄国在2020年用“前哨”、“海雕”-10、“猎户座”三型无人机进行了首次空中蜂群试验,使俄军的分层覆盖范围达到250 km,2021年2月,首次曝光的俄国防部提议的新型“闪电”无人机蜂群项目,涉及从有人/无人平台发射多架喷气动力隐身无人机,执行侦察、电子战和打击能力,主要用于突破敌军防空系统。
3 作战样式研究
无人机/蜂群作战模式主要有侦察指示、自杀攻击、饱和压制、侦察干扰等,具体如下。
a)侦察指示
侦察指示是指无人机/蜂群携带光电、红外、合成孔径雷达等载荷,从高空、低空或超低空渗透进入战场区域,对战场区域进行大范围、多方位的侦察监视,然后通过中继通信或卫星通信的方式将情报信息回传,为后续作战行动提供情报支撑。
b)自杀攻击
自杀攻击是指无人机/蜂群携带探测载荷、战斗部或简易爆炸装置,通过远程发射抵达目标作战区域,或在抵近目标区域后投放/发射,在目标区域巡飞待战,在外部信息引导或自身携带的传感器发现目标后,向目标发起自杀式攻击。当目标为雷达等探测设备时,无人机通过配备反雷达感应器,通过侦测雷达信号锁定雷达位置,对其进行自杀式打击。
c)饱和压制
饱和压制是指利用无人机/蜂群数量多、成本低的优势,通过多批次、多架数、多方向的方式对地面目标实施攻击,目标数量接近或超过传统防空系统制导雷达跟踪通道和火力通道,从而降低红方抗击效率,甚至使红方防空系统瘫痪,实现对红方目标饱和攻击的目的。
d)侦察干扰
侦察干扰是指无人机/蜂群通过挂载干扰载荷和侦察载荷,在任务区域搜索到红方防空雷达等目标后,对防空雷达进行噪声压制干扰,或者被动接收雷达辐射信号并转发产生多假目标来压制雷达,使雷达及通信设备难以正常工作甚至失效,掩护空中进攻编队进袭。
4 无人机蜂群作战优劣势分析
结合无人机蜂群作战研究现状,分析其优劣势,具体如下:
优势方面,其一,蜂群的战斗力是分散的,体现为众多目标,迫使敌人使用更多弹药进行攻击;其二,蜂群恢复力的概念取代了平台的生存能力,只要有足够数量的个体来维持蜂群总体战斗力,损失少量个体也不要紧;其三,随着群体内个体的不断损耗,蜂群战斗力的损失是逐渐而温和的,如果是昂贵的大型平台,即便损失一个,也会导致军队战斗力陡然下降。
劣势方面,其一,网络化部队高度信赖信息能力为保障。一旦信息基础设施或信息保障能力被敌方破坏,战场上分散的无人机很容易被各个击破;其二,通信网络带宽不足早已是美军面临的一个严重问题,采用“蜂群战术”的部队,每一个无人机都身处网络化环境之中,对网络通信的需求很大;其三,信息过剩,美军强大的信息网络可以为作战人员提供方方面面的信息,但是信息太多,也会使指挥员无所从[3]。当信息的剧增造成网络拥塞时,致使相当一部分极具军事价值和时效性的数字信息在排队等候传输中“死亡”。而指挥员最需要的信息可能由于网络阻塞而迟迟未到,将极大考验指挥员的判断和决策能力。
5 无人机蜂群作战发展趋势
基于上述无人机蜂群作战分析,无人机作战发展呈现以下趋势:
1)规模化。蜂群作战的参战数量显著增加,
使得无人机蜂群可在极短时间内实现编队饱和攻击,在快速消耗敌方高价值防空武器系统的同时,保证己方物资系统的突防概率。
2)信息化。蜂群作战的战场环境严苛,瞬时性要求较高,蜂群成员之间的通信联络、数据交换难度较大。随着通信组网能力的不断提升,蜂群内部信息通联鲁棒性得到显著加强,编队队形维持、任务目标分配、航路规划避障等功能愈发系统、全面。
3)智能化。蜂群内各个单元都不处于中心地位,可以通过自组网实现内部信息高速共享,使其具备高抗毁性、强自愈能力与高效信息共享能力。无人机蜂群在执行任务过程中依靠人工智能实现自我管理、控制,可以赋予无人机蜂群独立遂行任务和快速反应能力。
6 结语
随着无人机和智能化技术的发展进步,无人机蜂群作战将是未来战争中的重要作战样式,也将是各国进行军事实力角逐的焦点。就现阶段而言,美国仍然处于领先地位,具有明晰的发展战略、具体的战术运用以及强有力的技术支撑。因此,我国必须要加大对无人机蜂群作战有关方面的研究力度,攻关关键技术,不断提升反无人机蜂群作战能力,以在未来战场中取得对抗优势。
参考文献
[1]贾高伟,侯中喜.美军无人机集群项目发展[J].国防科技,2017(8)
[2]燕清锋,肖宇波,杨建明.美军无人机蜂群作战探析[J].飞航导弹,2017(10)
[3] 武晓龙,王茜,焦晓静.美国小型无人机集群发展分析 [J].飞航导弹,2018(2)
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