陳方舟，　黃靖皓，　趙陽輝

(1. 國防科技大學 人文與社會科學學院， 湖南 長沙 410074;　2. 中央軍委裝備發(fā)展部 檔案館, 北京 100094)

?

美軍無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展分析

陳方舟1,2，黃靖皓1，趙陽輝1

(1. 國防科技大學 人文與社會科學學院， 湖南 長沙 410074;2. 中央軍委裝備發(fā)展部 檔案館, 北京 100094)

摘要在現(xiàn)有軍力投射模式困境的基礎(chǔ)上，美軍提出了以無人機為核心的“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)，代表了未來無人戰(zhàn)爭的發(fā)展趨勢。針對美軍無人機“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展特點及其存在的問題，探究了以集成型高技術(shù)為引領(lǐng)的作戰(zhàn)模式變革及應(yīng)對策略，展望了未來“人-機一體化”新型作戰(zhàn)指揮平臺的形成，旨在為我國發(fā)展無人技術(shù)及其系統(tǒng)集成提供借鑒和啟示。

關(guān)鍵詞無人機；“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)；新型指揮作戰(zhàn)平臺;人-機一體化

自第二次世界大戰(zhàn)開始，武器裝備發(fā)展呈現(xiàn)出大規(guī)模和精確化的趨勢。就常規(guī)武器而言，大量使用高技術(shù)、占據(jù)軍事技術(shù)優(yōu)勢已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的制勝因素。長期以來，美軍依賴高投入研制成功了精確制導(dǎo)武器、高密度通信網(wǎng)絡(luò)、遠程傳感器等高技術(shù)武器裝備，在以海灣戰(zhàn)爭為代表的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中展現(xiàn)出了空前的威力。

然而，隨著軍事高技術(shù)在世界范圍內(nèi)的傳播與擴散，美軍的傳統(tǒng)軍力投射模式受到威脅，要繼續(xù)確保技術(shù)優(yōu)勢，就不得不持續(xù)大幅度提高國防開支，由此將可能承受Norm Augustine[1]在1984年所預(yù)言的“成本上漲”損失。因此，尋求新的技術(shù)突破口是美軍保持作戰(zhàn)優(yōu)勢的必由之路，其中，利用已有的無人機技術(shù)構(gòu)建“系統(tǒng)族群”，由單一系統(tǒng)合力完成復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)，將實現(xiàn)低開支、低風險、高效率的開發(fā)目標，而這一新的作戰(zhàn)技術(shù)也將催生新的作戰(zhàn)指揮平臺，進而導(dǎo)致未來戰(zhàn)爭作戰(zhàn)模式的變革。

1無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的優(yōu)勢

無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)(Uninhabited Swarm Fighting System)同時整合了無人技術(shù)優(yōu)勢和系統(tǒng)族群優(yōu)勢，在原有網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)模式的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了無人作戰(zhàn)的彈性(resiliency)和多樣性(diversity)，在保持自身作戰(zhàn)能力的同時，向敵方施予壓力。具體來說，美軍的無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)主要具備以下4個方面的優(yōu)勢。

1) 偵察-攻擊優(yōu)勢。在信息時代，由美國主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)思想已經(jīng)遍及世界，美國認為，其他國家已經(jīng)逐步具備了遠距離偵察美軍并施予精確打擊的能力，這將對美軍的艦船和空軍基地等軍事設(shè)施造成威脅。2013年，美國國家安全中心指出，無人系統(tǒng)所具備的遠作戰(zhàn)距離、高持久性能和低風險系數(shù)能夠支撐美軍應(yīng)對這一威脅，并構(gòu)建新的作戰(zhàn)理念[2]。在新的作戰(zhàn)理念中，無人技術(shù)為開展“蜂群”作戰(zhàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在作戰(zhàn)裝備的高度密集性、協(xié)同性、智能性和靈活反應(yīng)上。由于采取“蜂群”技術(shù)的基本原則是分散使用大量低成本的無人武器，因此，這一作戰(zhàn)理念能夠?qū)崿F(xiàn)對敵方區(qū)域的廣泛占領(lǐng)，使數(shù)量再一次成為戰(zhàn)爭勝負的決定因素，而人在操縱無人武器時所使用的算法將確保偵察信息的準確性和攻擊過程中的精確性，不僅使偵察與攻擊具有更高的可靠性，而且也降低了原有的犧牲成本。

2) 規(guī)模作戰(zhàn)優(yōu)勢。冷戰(zhàn)時期，美軍素有采取“抵消戰(zhàn)略”的傳統(tǒng)[3]，而隨著精確制導(dǎo)武器的大規(guī)模擴散，美軍投入構(gòu)建防御體系的成本增加，實際攻擊和防御能力卻并未得到提高。在轉(zhuǎn)向發(fā)展無人“蜂群”系統(tǒng)之后，原本造價高昂的多任務(wù)系統(tǒng)被分解為若干低成本的小規(guī)模作戰(zhàn)平臺。基于任務(wù)層面的自我管理和多武器系統(tǒng)的自我控制，這些小型的作戰(zhàn)平臺能夠分散敵方的作戰(zhàn)注意力，實現(xiàn)各平臺之間的作用互補與替代，形成規(guī)模作戰(zhàn)能力，以此避免了過去一旦造成損失便不可彌補的局面。美國空軍將要配備的微型空射誘餌—干擾機(Miniature Air Launch Decoy Jammer,MALD-J)在一架戰(zhàn)機上形成小型遠程電子戰(zhàn)平臺，通過MALD模擬戰(zhàn)機信號誤導(dǎo)敵方雷達系統(tǒng)，而MALD-J則對敵方雷達和防空火力系統(tǒng)進行直接干擾[4]。在與MALD和MALD-J配合的過程中，美國空軍戰(zhàn)機的位置將不會暴露，飛行員可駕駛戰(zhàn)機抵達敵方縱深實施攻擊。這表明，無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)能夠組合各子系統(tǒng)功能，使其整體效能遠遠強于個體功能之和。

3) 靈活反應(yīng)優(yōu)勢。盡管機器無法取代人腦在解決模糊問題和新問題方面的作用，但是自動化能夠提高大數(shù)據(jù)信息的處理速度。無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的整合效能之一就是利用“蜂群”的委派控制機制，充分發(fā)揮無人武器的快速反應(yīng)功能。一方面，廣泛分散的小型作戰(zhàn)平臺將對敵方整體作戰(zhàn)系統(tǒng)進行分解，誤導(dǎo)和干擾敵方使其反應(yīng)鈍化，從而瓦解敵方的“偵察-定位-決策-行動”機制[5]。另一方面，無人“蜂群”技術(shù)將偵察結(jié)果及時反饋給指揮人員，實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)層面的應(yīng)激決策，并指揮各分散的子系統(tǒng)在戰(zhàn)區(qū)前沿迅速行動，通過不斷改變作戰(zhàn)環(huán)境和情況，使敵方難以應(yīng)對[6]。因此，無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)實現(xiàn)的靈活反應(yīng)實際上是相對于敵方的比較優(yōu)勢，而要保持速度方面的優(yōu)勢，美軍必須不斷優(yōu)化各作戰(zhàn)單位和整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)功能。

4) 成本優(yōu)勢。美國防部通常會以20～30 a為時間軸開發(fā)新的武器系統(tǒng)，由于技術(shù)自身的不成熟，使用方與開發(fā)方往往會提出不切實際的需求，而隨著時間的推移，各國武器系統(tǒng)都在不斷發(fā)展，這就導(dǎo)致了需求的不斷變化。在極端情況下，盡管需求在不斷提高，但是武器系統(tǒng)平臺的更新始終無法跟上敵方或商用開發(fā)方的創(chuàng)新腳步，最終造成巨大的國防開支浪費。而無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)所依托的是大量低成本、次復(fù)雜子系統(tǒng)，開發(fā)成本和犧牲成本遠遠小于一個多任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)，因此能夠節(jié)約開支。同時，由于在實戰(zhàn)中“蜂群”系統(tǒng)規(guī)模龐大且分布零散，敵方需對每個目標進行攻擊和防御準備，因此美軍間接提高了敵方的作戰(zhàn)成本而獲得自身的成本優(yōu)勢。

2無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的問題

與無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的優(yōu)勢相對應(yīng)，這一新概念作戰(zhàn)模式本身正面臨著一些發(fā)展問題。

1) 理念認可與技術(shù)跟進問題。截至2014年，僅5%的美國防部研究項目和采購項目與無人系統(tǒng)有關(guān)[7]，而在美軍內(nèi)部也存在著對于無人作戰(zhàn)可能阻礙或反作用于傳統(tǒng)常規(guī)作戰(zhàn)的擔憂。在諸多任務(wù)中，無人自動系統(tǒng)被視為尚未經(jīng)過檢驗的技術(shù)，一部分美軍指揮官甚至認為，如果削減了人類的工作，無人系統(tǒng)可能成為未來戰(zhàn)場上的威脅。在無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)未得到廣泛認可的情況下，“減緩”策略被采納，直接導(dǎo)致了無人技術(shù)發(fā)展受阻。Paul Scharre[8]指出，美軍若要跟上無人“蜂群”作戰(zhàn)模式變革的步伐，就必須開展基于進攻性戰(zhàn)略的目標研究和實驗，采用新的發(fā)展概念與組織結(jié)構(gòu)，保證制度過程與技術(shù)過程相一致。

2) 技術(shù)集成與整合問題。盡管“蜂群”作戰(zhàn)理念來源于對自然界中蜜蜂和螞蟻族群的仿真，但是前者的形成機制與包含內(nèi)容更為復(fù)雜。由于無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)包含豐富的異構(gòu)主體(Heterogeneous Agents)，同時實施攻擊和防御功能，因此，這一作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)由外部設(shè)計產(chǎn)生，目的是加強支撐技術(shù)的高度集成與整合。然而，到目前為止，對無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)的作用機理研究僅限于相對獨立的4種形式：近戰(zhàn)(Melee)、聚合(Massing)、機動(Maneuver)和群集(Swarming)[9]，尚未形成符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭特點的技術(shù)-戰(zhàn)術(shù)集成體系，使網(wǎng)絡(luò)化與自動化用于協(xié)調(diào)無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)中的各個作戰(zhàn)單位，達到任務(wù)多樣化與技術(shù)一體化的統(tǒng)一。

3) “脆弱的穩(wěn)定”(Fragile Stability)與決策時間問題。無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)在為美軍不斷爭取時間優(yōu)勢的同時，也帶來了“閃電戰(zhàn)爭”(Flash Wars)的風險。面對這一風險，各國只能著力發(fā)展無人武器裝備技術(shù)，進而可能引起新一輪的軍備競賽，如在冷戰(zhàn)中一樣形成“脆弱的穩(wěn)定”。在爭奪先發(fā)優(yōu)勢的過程中，雙方不僅要保證初次打擊的效果，還要建立二次打擊能力，這就造成了決策速度與行動速度之間的張力。無人武器裝備能夠提高特定任務(wù)的行動速度，但是實際操縱和決定作戰(zhàn)行為的還是人，過快的作戰(zhàn)速度將會影響武器裝備與人之間的信息交換和相互反饋，因此，在應(yīng)對未來低穩(wěn)定性攻擊的過程中，戰(zhàn)略專家和操縱人員需重視無人裝備的彈性機制，為決策人員預(yù)留充裕的分析和決策時間。

3構(gòu)建人-機一體無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)

即使是在高技術(shù)廣泛用于軍事領(lǐng)域的條件下，人依然是戰(zhàn)爭的決定因素。盡管無人技術(shù)正在趨于復(fù)雜并逐步完善，但是在分析、決策等諸多方面依然無法達到人類的智能水平，其本身也無法適用于一切作戰(zhàn)任務(wù)，因此，在美國國家安全中心的報告中，構(gòu)建人-機一體的無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)已成為未來的主要發(fā)展方向。

人-機一體的無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)概念主要包含2方面的意義。

1) 實現(xiàn)人與無人系統(tǒng)之間的交互，是在分別發(fā)揮人與無人系統(tǒng)各自優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，通過整合選擇最佳作用路徑，針對不同任務(wù)采取靈活的決策-行動機制，有效擴展各武器裝備系統(tǒng)的作戰(zhàn)半徑。2012年，美國陸軍在AH-64D阿帕奇(Apache)Block III武裝直升機上配備了與無人機系統(tǒng)兼容的無人機戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈組件(unmanned aerial systems tactical common data link assembly, UTA)，協(xié)助直升機乘員操縱MQ-1“灰隼”(Gray Eagle)無人機執(zhí)行空中偵察任務(wù)。在一項任務(wù)中，直升機乘員利用雙向高帶寬數(shù)據(jù)鏈控制無人機的飛行路線及任務(wù)負載，并在飛行中實時接收無人機發(fā)回的高清戰(zhàn)場圖像，保障“地獄火”激光制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈在作戰(zhàn)過程中的精確攻擊[10]。UTA組件所構(gòu)建起的人-機交互系統(tǒng)提高了直升機乘員、地面陸軍分隊指揮官和無人機對戰(zhàn)場態(tài)勢的感知水平，三者共同構(gòu)成了“蜂群”作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。

2) 加強各人-機系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，是將海軍、空軍、陸軍及海軍陸戰(zhàn)隊所配備的人-機系統(tǒng)統(tǒng)籌為一個可進行協(xié)同作戰(zhàn)的大系統(tǒng)(見表1)，在各子系統(tǒng)內(nèi)部建立人-機交互組，在各系統(tǒng)之間形成符合聯(lián)合作戰(zhàn)要求的“蜂群”。

表1　各軍兵種在無人“蜂群”作戰(zhàn)系統(tǒng)中所承擔的任務(wù)

4結(jié) 束 語

美軍正在發(fā)展的無人“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)仍建立在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)思想基礎(chǔ)上，分散執(zhí)行多級任務(wù)的核心是構(gòu)建相互聯(lián)結(jié)的戰(zhàn)區(qū)信息網(wǎng)，形成多層次的協(xié)同作戰(zhàn)能力。目前，美海軍的無人艇“蜂群”作戰(zhàn)技術(shù)已取得重大突破，集群作戰(zhàn)電子系統(tǒng)已初步建立；美空軍的無人飛行器偵察與攻擊系統(tǒng)也初見規(guī)模；美陸軍聯(lián)合以色列正在研制可防御敵方無人機攻擊的激光武器系統(tǒng)，使美軍欲實現(xiàn)全面的無人“蜂群”作戰(zhàn)具有一定的可能性。

對于美軍來說，通過技術(shù)手段解決本文所述3項問題，改進現(xiàn)有的作戰(zhàn)理念，真正形成可投入戰(zhàn)場的無人“蜂群”作戰(zhàn)能力，將是未來的主要發(fā)展趨勢。對于其他國家來說，加快發(fā)展無人技術(shù)、緩解美軍無人“蜂群”技術(shù)開發(fā)對自身國防開支施與的壓力，是進行作戰(zhàn)方式與作戰(zhàn)理論研究的重要方向。

參考文獻(References)

[1]柯江寧.“蜂群”攻擊：美國獲取戰(zhàn)場優(yōu)勢的秘密武器[J].現(xiàn)代軍事，2015(2)：103-105.

[2]SCHARRE P.Robotics on the battlefield-part one:range, persistence and daring [DB/OL].(2014-05-21)[2014-05-21].http://www.cnas.org/sites/default/files/publications-pdf/CNAS_RoboticsOnTheBattlefield_Scharre.pdf.

[3]PERRY W J.Technology and national security:risks and responsibilities[DB/OL].(1993-11-23)[2003-04-08].http://stanford.edu/dept/france-stanford/Conferences/Risks/Perry.pdf.

[4]陳乃光.美國MALD小型空中發(fā)射誘餌[J].現(xiàn)代兵器，1999(11)：12-25.

[5]OSINGA F.A discourse on winning and losing [DB/OL].(2013-02-15)[2007-07-13].http://www.au.af.mil/au/awc/awcgate/boyd/osinga_boydconf07_copyright2007.pdf.

[6]SCHEIDT D.Handbook of unmanned aerial vehicles[M].Berlin:Springer, 2014: 71-79.

[7]KLEIN D.US Department of Defense 2015 budget analysis [EB/OL].(2014-02-04)[2014-02-25].http://usspost.com/us-department-of-defense-2015-budget-83603/.

[8]SCHARRE P.Robotics on the battlefield-part two:the coming Swarm[R].Arlington:Center for a New American Security, 2013:11.

[9]ARQUILLA J,RONFELDT D.Swarming and the future of conflict[M].Santa Monica:The RAND Corporation,2005:1-30.

[10]吳敏杰.“阿帕奇”未來指揮無人機[N].世界新聞報，2011-11-15.

(編輯：田麗韞)

Analysis on Unmanned Swarm Fighting System of U.S. Armed Forces

CHEN Fangzhou,HUANG Jinghao,ZHAO Yanghui

(1. School of Humanities and Social Sciences, National University of Defense Technology, Changsha Hunan 410074, China;2. Archives of Equipment Development Department, CMC, Beijing 100094, China)

AbstractBased on the dilemma of existing military projection model, U.S. armed forces have developed a fighting technology featuring the unmanned aerial vehicles, which represents the development trend of future unmanned wars. Aiming at the developing characteristics and existing problems of swarm fighting technology applied for unmanned aerial vehicles in U.S. armed forces, the paper discusses the changes of operation mode featuring the integrated high-tech as well as some countermeasures, looks forward to the formation of a new-type operation command platform featuring “man-machine integration” so as to provide reference and enlightenment in the technology development and system integration of unmanned aerial vehicles for our country.

Keywordsunmanned aerial vehicles; swarm fighting systems; new-type command platform; man-machine integration

文獻標志碼A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.008

文章編號2095-3828(2016)02-0034-04

中圖分類號E81

作者簡介陳方舟(1990-)，女，碩士研究生，主要研究方向為軍事技術(shù)史。lightningcfz@163.com

基金項目國防科技大學優(yōu)秀研究生創(chuàng)新資助課題(S150801)

收稿日期2015-05-29

趙陽輝，女，副教授，碩士生導(dǎo)師。