未來戰(zhàn)爭,我們所面對的敵人很可能不再是有血有肉的士兵,而是成群結(jié)隊的無人機。成千上萬的微型無人機成群出去,仿佛籠罩在戰(zhàn)場上空的烏云,向?qū)Ψ桨l(fā)動暴風驟雨般的攻擊,這已不再是科幻大片中的場景——無人機峰群作戰(zhàn)正在加速變?yōu)楝F(xiàn)實。
前不久,我國實現(xiàn)119架固定翼無人機集群飛行,刷新固定翼無人機集群試驗紀錄。這意味著無人機蜂群離作戰(zhàn)應(yīng)用又近了一步。也許在不久的將來,好萊塢科幻片《獨立日:卷土重來》中的海量無人機集群作戰(zhàn)的場景將變?yōu)楝F(xiàn)實。
與以往智能無人武器“單槍匹馬”作戰(zhàn)不同的是,無人機蜂群是以智能化無人控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)為支撐的集群式作戰(zhàn)武器。這種新型武器和戰(zhàn)術(shù)勢必將成為改變未來戰(zhàn)爭規(guī)則的重要推手。從理論上說,機群可以擊敗任何現(xiàn)有武器,并能夠提供足夠精確的火力,造成大規(guī)模毀滅。可以說,未來戰(zhàn)場,誰擁有最大、最強的無人機機群,誰就能贏得戰(zhàn)爭。為了搶占未來戰(zhàn)爭的制高點,目前,美國、俄羅斯等大國都在加速無人機蜂群作戰(zhàn)以及反無人機蜂群作戰(zhàn)的研究。
蜂群來襲,重新定義以數(shù)量取勝的戰(zhàn)爭規(guī)則
戰(zhàn)爭實踐表明,兵力的數(shù)量和質(zhì)量同等重要,數(shù)量與質(zhì)量之間是相互彌補和相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。早在進化階段,人類就從動物界學習和認識到,集群作戰(zhàn)可發(fā)揮出遠超個體累加的戰(zhàn)斗力。
然而,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,特別是信息化戰(zhàn)爭時代的來臨,在伊拉克、利比亞等國的戰(zhàn)爭中,讓人們看到高技術(shù)武器裝備在戰(zhàn)場的巨大優(yōu)勢,以數(shù)量取勝的戰(zhàn)爭規(guī)則逐步被忽略。而不斷涌現(xiàn)的F-22、F-35、DDG-1000等各類昂貴的新型戰(zhàn)機、新型艦艇和高超音速武器、電磁軌道炮、智能武器等新概念武器,展現(xiàn)出超凡的戰(zhàn)斗性能,更是加深了這一印象。事實上,正是由于無人機、人工智能、通信技術(shù)、圖像識別等現(xiàn)代前沿科技領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,讓被忽略的數(shù)量優(yōu)勢有機會在未來戰(zhàn)場上大放異彩。
在無人機蜂群作戰(zhàn)中,大量無人機基于開放式體系架構(gòu)進行綜合集成,以通信網(wǎng)絡(luò)信息為中心,以系統(tǒng)的群智涌現(xiàn)能力為核心,以平臺間的協(xié)同交互能力為基礎(chǔ),以單平臺的節(jié)點作戰(zhàn)能力為支撐,構(gòu)建具有抗毀性、低成本、功能分布化等優(yōu)勢和智能特征的作戰(zhàn)體系。成千上萬的無人機自主協(xié)同,實現(xiàn)飛行控制、態(tài)勢感知、目標分配和智能決策,依靠整體戰(zhàn)斗力,應(yīng)對復(fù)雜、強對抗、高度不確定的空中戰(zhàn)場環(huán)境。
設(shè)想一下:在城市作戰(zhàn)中,小型無人機編隊到處收集情報,對重點目標進行定點清除;坦克、導彈陣地、機場等可能會被從各個方向不期而至的微型攻擊無人機摧毀;在海上,成千上萬的小型無人機可以掃蕩軍艦。雖然許多都會被擊落,但總有一些能夠突破防御網(wǎng),摧毀雷達,讓軍艦失去防御能力。
在戰(zhàn)場上,遇到這樣黑壓壓一片的無人機蜂群,恐怕沒有誰愿意去招惹。以無人機蜂群為代表的群化武器,以其卓越的作戰(zhàn)能力,被美軍視為可改變未來戰(zhàn)爭規(guī)則的“顛覆性技術(shù)”。
無人機集群作戰(zhàn)具備巨大優(yōu)勢
無人機蜂群之所以被視為可改變未來戰(zhàn)爭規(guī)則的“顛覆性技術(shù)”,在于其與F-22等高端武器裝備相比,具有許多優(yōu)勢。
相比其他常規(guī)武器,無人機蜂群的一大優(yōu)勢就是功能分布化,可進行專業(yè)化分工。將單個完備作戰(zhàn)平臺所具備的各項功能如偵察監(jiān)視、電子干擾、打擊與評估等能力“化整為零”,分散到大量低成本、功能單一的作戰(zhàn)平臺中,通過大量異構(gòu)、異型的個體來實現(xiàn)原本復(fù)雜的系統(tǒng)功能,系統(tǒng)的倍增效益將使無人機集群具備遠超單一平臺的作戰(zhàn)能力。一方面,由于每架無人機的功能相對單一,可大幅降低研發(fā)和采購成本。尤其是隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,批量生產(chǎn)一只蜜蜂大小的微型機器人單價只需要1美元。因此軍方借此可以低成本地部署數(shù)以億計的昆蟲作戰(zhàn)機器人。從另一方面來說,由于無人機成本較低,在作戰(zhàn)中,敵方應(yīng)對大量的無人機需要消耗數(shù)十倍甚至上百倍的成本來進行防御,這將在戰(zhàn)爭中為己方帶來顯著的成本優(yōu)勢。
無人機的另一大優(yōu)勢是體系生存能力大幅提高。無人機機群是一個集群,是一個自行組織的系統(tǒng),其中所有的元素都是平等的,機群中沒有領(lǐng)導者或指揮官。正是因為無人機集群具有“無中心”和“自主協(xié)同”的特性,集群中的個體并不依賴于某個實際存在的、特定的節(jié)點來運行。在對抗過程中,當部分個體失去作戰(zhàn)能力時,整個無人機集群仍然具有一定的完整性,仍可繼續(xù)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù),這就大大增加了無人機集群對戰(zhàn)場的適應(yīng)能力和抗風險能力。
以美國海軍大量裝備的“宙斯盾”系統(tǒng)為例,這套世界上最成熟也是最好的艦載武器系統(tǒng)集成了AN/SPY-1相控陣雷達、多類傳感器、干擾器、誘餌彈、“標準”系列防空導彈、127毫米艦炮和2座“密集陣”近防武器系統(tǒng)。如果以伯克級驅(qū)逐艦為平臺,甲板上還另外配備了6挺重機槍。但這套強大的防空系統(tǒng)在應(yīng)對無人機蜂群攻擊時仍顯得力不從心,這一令人大跌眼鏡的結(jié)論來源于美國海軍數(shù)百次的模擬試驗。結(jié)果表明,裝備了“宙斯盾”系統(tǒng)的伯克級驅(qū)逐艦?zāi)軌蛴行Оl(fā)揮攔截無人機蜂群的武器系統(tǒng)只有“密集陣”近防系統(tǒng)和重機槍。更致命的是,防御系統(tǒng)往往難以合理分配火力,從而導致部分無人機能夠避開攔截,對艦艇發(fā)動攻擊。試驗中,當由8架無人機組成的集群進行攻擊時,平均有2.8架無人機能夠避開攔截系統(tǒng)。即使對艦載防空系統(tǒng)進行了升級(例如采用了更好的傳感器、更多的機槍和“密集陣”系統(tǒng)),仍有至少1架無人機能夠避開攔截。這還只是8架無人機組成集群的情況,如果無人機數(shù)量增加到30架,甚至50架,結(jié)果可想而知。
超級大國競相發(fā)展無人機蜂群技術(shù)
正是因為無人機蜂群作戰(zhàn)對未來戰(zhàn)爭規(guī)則的顛覆性影響,世界主要大國都對其傾注了極大的關(guān)注。
以未來復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境為背景,美國國防部于2013年9月發(fā)布了《無人系統(tǒng)一體化路線圖(2013-2038財年)》。該路線圈全面勾畫了未來二十五年無人系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展思路;并以美國國家戰(zhàn)略重心向亞太轉(zhuǎn)移為背景,把無人系統(tǒng)部署至反介入/區(qū)域拒止區(qū)域,實現(xiàn)在該區(qū)域的行動自由權(quán)。其中,統(tǒng)籌發(fā)展無人裝備體系主要包含:無人空天系統(tǒng)、無人海洋系統(tǒng)和無人地面系統(tǒng)等。
美空軍在2015年9月發(fā)布的《空軍未來作戰(zhàn)概念》頂層戰(zhàn)略文件中,提出了無人機蜂群配合高超音速空地導彈作戰(zhàn)的想定:2035年,美軍企圖利用高超音速導彈攻擊敵高能激光防御系統(tǒng),并首先由4架運輸機投放200架高亞音速小型無人機蜂群,抵近實施偵察和干擾。由于探測和火力通道被無人機蜂群飽和,敵激光防御系統(tǒng)未能及時發(fā)現(xiàn)高超音速空地導彈,使其很容易被摧毀。
另外,美國還在2016年5月發(fā)布了首份專門針對小型無人機系統(tǒng)的《2016-2036年小型無人機系統(tǒng)飛行規(guī)劃》,提出了無人機蜂群的作戰(zhàn)概念:在低對抗環(huán)境下,無人機蜂群由C-130運輸機投送,除執(zhí)行情報偵察、監(jiān)視任務(wù)外,還能配合中空長航時無人機實施動能打擊和為AC-130空中炮艇提供目標指示;而在強對抗環(huán)境中,無人機蜂群將由8-2隱身轟炸機投送,而且還新增加了對空/對地電子攻擊、壓制/摧毀敵防空火力等功能。
中國也正在加緊搶占無人機蜂群作戰(zhàn)這一未來戰(zhàn)爭的制高點。去年12月舉行的一次航空航天展覽會上,中國電子科技集團公司展出了一段近70架無人機一起飛行的視頻。這些無人機編隊飛行,合作完成情報搜集任務(wù),并可以協(xié)作對敵方導彈發(fā)射裝置進行“飽和攻擊”。前不久,我國更是實現(xiàn)119架固定翼無人機集群飛行,刷新固定翼無人機集群試驗紀錄。
盡管公開報道中沒有有關(guān)俄羅斯對無人機蜂群作戰(zhàn)的研究。但去年11月底的一則新聞顯示,俄羅斯聯(lián)合儀器制造公司完成了一種新型武器的設(shè)計工作,該武器具備癱瘓微型無人機蜂群系統(tǒng)的能力,證實了俄羅斯對無人機蜂群作戰(zhàn)的重視。
無人機機群的未來走向
盡管無人機機群技術(shù)還處于起步階段,但它正在快速發(fā)展。有專家預(yù)測,未來,集群將呈現(xiàn)以下三大發(fā)展趨勢:
裝備系列化趨勢:以無人機為例,集群將形成以十克級、百克級、公斤級、十公斤級、百公斤級等系列化平臺為基礎(chǔ)的作戰(zhàn)系統(tǒng)序列。
應(yīng)用多樣化趨勢:集群將逐步應(yīng)用于預(yù)警探測、廣域監(jiān)視、抵近偵察、電子對抗、飽和攻擊、主動防御、特種作戰(zhàn)等復(fù)雜、強對抗、高不確定性的戰(zhàn)場場景。
覆蓋全域化趨勢:隨著無人平臺的多樣化發(fā)展,集群概念將覆蓋到陸、海、空、天全域,從“蜂群”衍生出“狼群”“魚群”“鳥群”“星群”等作戰(zhàn)概念。
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