执笔 白喜波、陈宏蔚
无人机“蜂群”作战构想图（图注）
美国电影《天使陷落》中有过这样一幕让观众们记忆犹新：美国总统在钓鱼时遭到像“蜂群”一样的大批无人机袭击。这些无人机十分默契，行动迅速。即使是训练有素、装备精良的总统卫队面对蜂拥而来的无人机群也毫无还手之力，顷刻之间就全军覆没。接二连三的爆炸场面让观众目瞪口呆，无论荧幕内外，大家都第一次领教了无人机“蜂群”的威力。
大家知道，美国电影中的军备往往和现实有一定关联，要么是预演未来，要么是反映当下。那么，真实的美军无人机“蜂群”究竟战力几何？
《天使陷落》中的无人机“蜂群”空中编队（图注）
《天使陷落》中的无人机“蜂群”实施打击（图注）
本文导读：
1.美军提出无人机“蜂群”概念想干啥？
2.美军无人机“蜂群”概念是怎么一路走来的？
3.美军有哪些无人机“蜂群”项目？
4.美军无人机“蜂群”有啥过人之处？
5.美军无人机“蜂群”有哪些弱点？
6.如何应对美军无人机“蜂群”？
一、美军提出无人机“蜂群”概念想干啥？
美军无人机“蜂群”概念提出是在军事智能化快速发展、武器装备成本增加、战场环境愈发恶劣背景下的一种新尝试，主要是基于以下三点考虑。
1.追求颠覆性技术，谋求未来战争主动权
美军一向重视军事科技、作战概念在军力发展中的重要作用。发端于上个世纪的互联网、GPS等技术就是由美国国防部高级研究计划局（DARPA）最早提出使用的。为了与竞争对手保持一代甚至两代的技术代差，美军在落实第三次抵消战略中，迫切需要诸如无人机“蜂群”这种颠覆性技术，从而抵消对手日益增强的军事实力，获得更大的战争主动权。正如美国空军负责采购、技术和后勤的副部长威尔·罗珀所说：“我喜欢‘蜂群’技术，我认为这就是未来战争的样子。”
2.迫于预算压力，着力提高国防投入效费比
根据“奥古斯丁定律”，即美国的国防开支呈线性增长，而美国军用飞机的价格呈现为指数级增长，因此国防开支能够采购的军用飞机数量势必有所下降。例如，从2001-2008年，美国空军预算提高了27%，但由于战斗机成本上升，其数量却减少近20%。这无助于美军在面对装备大量信息化武器装备的对手前取得绝对优势。为应对该挑战，此前美空军尝试提升战机的多功能性，使其胜任更多任务，其结果是战机研制周期延长、成本剧增，反而加剧了这个矛盾。美军为了维持其军事优势，不得不寻求新的技术突破口。无人机“蜂群”可将先进战机这种复杂多用途系统，分解成大量功能单一系统，大幅降低研发和采购成本，使美空军大量部署该类武器成为现实，进而夺取空中优势。
3.瞄准现实威胁，提高应对其他大国反介入/区域拒止能力
美军认为，中俄等国家在反介入/区域拒止方面能力提升迅速，而美军传统单作战平台所能执行的任务能力有限，生存能力受到越来越大的挑战。美军大力发展无人机“蜂群”，逐步从单平台作战向大规模“蜂群”作战方向发展，就是为了将其部署在反介入/区域拒止区域，提高对方防御难度，降低自身受威胁程度，从而提高其全球介入能力，实现在反介入/区域拒止条件下的自由行动。
二、美军无人机“蜂群”概念是怎么一路走来的？
无人机“蜂群”的概念最初来源于生物界。1953年，法国生物学家Grasse在对昆虫群落的行为研究中发现，蚂蚁、蜜蜂等昆虫个体结构非常简单，但蚁群或“蜂群”却呈现出明显的智能行为，可完成远超个体能力的复杂任务。随着人工智能技术的加持，生物界的集群智能现象被美军视为一项重大颠覆性技术来源。截至目前，美军无人机“蜂群”发展主要经历了提出概念、理论研究、项目验证、概念深化四个阶段。
1.提出概念阶段
2000年，DARPA率先启动了无人机“蜂群”空中战役研究计划。2002年，美国空军实验室（AFRL）研究认为，采用多无人机集群作战适合搜索、侦察等简单任务。2005年，美国国防部在《无人机系统路线图2005-2030》中，指出“全自主集群”是无人机自主控制的最高等级。2014年，美国防部提出第三次抵消战略，并于次年将无人机“蜂群”作其五大关键技术之一，至此无人机“蜂群”作战概念被官方正式提出。
2.理论研究阶段
在此阶段，各研究机构主要研究探讨无人机“蜂群”在未来战场中如何发挥作用。例如，2014年10月，美国智库新美国安全中心在《战场机器人Ⅱ：即将到来的“蜂群”》报告中，首次系统提出无人系统“蜂群”战术。2015年9月，美国空军在发布《空军未来作战概念》顶层战略文件，提出2035年无人机“蜂群”配合高超音速空地导弹作战想定。2016年5月，在首份专门针对小型无人机系统的《2016-2036年小型无人机系统飞行规划》，提出了无人机“蜂群”在低对抗环境和强对抗环境的作战概念：在低对抗环境下，无人机“蜂群”由C-130运输机投送，执行情报侦察、监视及目标指示任务；而在强对抗环境中，无人机“蜂群”将由B-2隐身轰炸机投送，而且新增加了对空/对地电子攻击、压制摧毁敌防空火力等功能。该规划还指出，无人机“蜂群”应参照蜜蜂等生物的集体行动模式，通过自组网执行任务，“蜂群”中的无人机既可以相同，也可以不同，既可以有中心，也可以无中心。2016年8月，美国防部发布《2017-2042财年无人系统综合路线图》，首次将人工智能和机器学习列为影响无人系统发展的一个支撑因素。
3.项目验证阶段
在此阶段，无人机蜂群的发展驶入快车道，各部门纷纷将前期研究成果进行验证。例如，2016年5月，在陆上完成30秒内发射30架“郊狼”小型无人机的试验；2016年10月，美军3架海军F/A-18超级大黄蜂战斗机在高速飞行中投放了103架“灰山鹑”无人机；2019年11月，C-130A运输机载飞并发射“小精灵”无人机，完成首飞；2020年1月，进攻性蜂群使能项目（OFFSET）完成第三次外场试验，完成了城市突袭任务。
4.概念深化阶段
近年来，美军先后提出多种新型作战概念，其中均提到无人机“蜂群”，呈现出多种概念交融发展的态势。例如，在穿透性制空概念中，强调利用隐身机与无人机“蜂群”，在不夺取制空权的情况下，穿透敌方防空体系实施打击；在分布式作战概念中，强调不再由当前的高价值多用途平台独立完成作战任务，而是将能力分散部署到诸如无人机“蜂群”这种多种平台上，由多个平台联合形成作战体系共同完成任务；在马赛克战概念中，强调通过融入大量低成本、模块化、功能单一的无人作战系统，如通过有人机控制大规模无人机“蜂群”进行侦察、打击和评估。
三、美军有哪些无人机“蜂群”项目？
目前，美国国防部战略能力办公室(SCO)、DARPA、海军研究局(ONR)、海军研究实验室（NRL）、AFRL等五家单位都在开发无人机“蜂群”作战技术。有代表性的主要有以下项目：
1.SCO的“灰山鹑”项目
该项目于2014年启动。“灰山鹑”无人机尺寸约为138 mm×67mm，质量约为0.3kg，续航时间大于20分钟，飞行速度75-110km/h，采用锂电池推进，属于一次性微型无人机。目前已先后完成了F-16和F/A-18的搭载发射试验。2016年，项目演示了103架“灰山鹑”空中快速投放和按指令组群飞行，创下国外军用无人机“蜂群”最大规模飞行纪录。试验中，“灰山鹑”“蜂群”未预先编写飞行程序，展现了集体决策、自修正和自适应编队的自主协同飞行能力。
“灰山鹑”无人机（图注）
2.DARPA的“小精灵”项目
该项目提出于2015年。“小精灵”无人机质量约320kg，最大速度不小于0.8马赫，主要从敌防区外的大型平台发射，可执行情报监视侦察、电子攻防等任务，其作战构想是突防一定距离后以“蜂群”方式对威胁进行探测或干扰，并与防区外的其他“小精灵”或F-35战斗机通信。其突出特点是可回收，预计使用寿命为20次飞行。原定于今年春季进行的第二次飞行试验受疫情影响推迟到了7月，下次实验预计将在明年进。届时，DARPA希望可以达到每架C-130在30分钟内回收4架“小精灵”的能力，且最多可以回收16架。与“灰山鹑”不同，“小精灵”目前没有融合人工智能或自主行为。
“小精灵”无人机（图注）
3.DARPA的“进攻性‘蜂群’使能战术”项目
该项目启动于2016年12月，运用多达250台小型空中、地面无人系统组成的集群，帮助小型地面分队完成城市作战环境下的各类复杂任务。通过吸纳和集成最新的集群自主和人-群协同技术，该项目希望通过研究并攻克无人集群的复杂技术，包括但不限于集群规模、单体复杂性、群体复杂性、集群异构性、人-群交互等五个方面，从而释放“蜂群”的巨大作战潜力，取得城市作战能力的突破性进展。2020年4月，DARPA已经将该项目推进到第五次冲刺，并将合同授予九个单位。
进攻性“蜂群”使能战术项目（图注）
“进攻性‘蜂群’使能战术”项目推进示意图（图注）
4.ONR的“郊狼”项目
该项目启动于2015年，是海军研究办公室的“低成本无人机技术“蜂群””项目。该项目旨在从军舰等平台的管状发射器内，快速发射大量低成本无人机。“郊狼”无人机长910mm，翼展1470mm，质量5.9kg，飞行速度110km/h，续航时间1.5小时。2016年5月，在陆上完成30秒内发射30架“郊狼”小型无人机的试验，验证了其编队飞行、协同机动和队形变换能力。2018年6月，海军授予雷神公司2968万美元合同，生产“低成本无人机“蜂群”技术创新海军原型机”。
“郊狼”无人机（图注）
5.NRL的“蝉”项目
该项目启动于2011年，在2017年的海空天博览上，展示了最新的MK5“蝉”式无人机原型。该无人机质量只有65g，从美国海军的P-3飞机上的发射管发射，每个发射管可携带32个无人机。无人机可以达到5米的定位精度。可携带天气、气压、温湿度等传感器或声学探测、生化探测等微型电子设备，通过数据链互连成自组织网络，在目标区域组建稳定的“无人探测‘蜂群’”。
“蝉”无人机（图注）
6.ARFL的“忠诚僚机”项目
该项目发起于2015年，主要聚焦有人机和无人机“蜂群”的协同问题，其具体途径是将旧的F-16等有人机进行无人化改造，并与F-35战机进行配对作战演示。通过有人机对无人机“蜂群”进行指挥控制，使其进入有人机难以进入的恶劣的高风险作战环境，以降低人员伤亡率。2020年5月5日，波音生产出首架“忠诚僚机”无人机。
四、美军无人机“蜂群”有啥过人之处？
从以上分析来看，美军无人机“蜂群”作战的核心理念是将不同功能的无人机通过网络化协同，形成战场中传感器和打击武器的数量优势，并利用该优势消耗敌防空弹药，瘫痪敌防空体系，迫使敌无力招架，进而执行渗透侦察、诱骗干扰、饱和攻击、有/无人协同作战等作战任务。同传统的平台中心式的大型多功能作战平台相比，美军无人机“蜂群”具有诸多特点和优势：
1.量级层次全面
美军无人机“蜂群”可按十克级（“蝉”）、百克级（“灰山鹑”）、千克级（“郊狼”）、百千克级（“小精灵”）形成量级层次；整体来看，无人机“蜂群”多以微小型为主要形式，大多体积小、重量轻，便于大规模空中投放；可探测性低，便于隐蔽作战、突防使用。
2.突防能力强大
主要体现在难发现和难拦截两个方面。美军的无人机“蜂群”多采用微小型，雷达反射面积小，红外特征弱，飞行速度慢，低空飞行受地球曲率影响大，现有传统体制雷达发现这类“低慢小”目标存在重大技术难点。在拦截方面，作为一种新型空中威胁，现有防空武器对其都存在先天不足，由于“蜂群”数量庞大、成本低廉，用昂贵的地空导弹进行一一拦截十分不现实，而高炮命中率又很低，无法做到全歼尽毁。美国海军研究院曾做过仿真实验，一艘宙斯盾驱逐舰与20-50架的无人机“蜂群”对抗，只能拦截前面7架左右，体现了无人机“蜂群”强大的突防能力。
3.生存能力突出
无人机“蜂群”整体体系化生存，不依赖单机个体存在，不依赖个别节点运行。战斗过程中，即使部分无人机被摧毁或功能丧失，其他无人机仍能组成功能完备的系统，继续执行相关任务。而传统大型空中平台一旦遭到打击，作战功能就完全丧失。
4.智能协同优势
无人机“蜂群”基于集群智能，通过协同控制，可实现自组织编队、自适应飞行、集体决策。另外，无人机“蜂群”可以实时感知战场态势，并根据态势进行机动的协同控制以及快速灵活的机动编组，以应对瞬息万变的复杂战场环境。如DARPA正在进行的“拒止环境协同作战”项目（Collaborative Operations in Denied Environment，CODE），试图利用自主技术，使无人机“蜂群”可以协同并适应任务需求和不断变化的环境，如下图所示。此外，美军无人协同和有人-无人协同能力仍是优先发展项，多个项目已交付或即将交付实用化。
智能协同示意图（图注）
5.任务载荷丰富
无人机“蜂群”任务载荷模块化，可根据作战需要灵活配置，功能可覆盖侦察、监视、探测、电子攻防、火力打击等方面，从而能够执行多样化任务，适应不同战场环境，达到较高作战效能。
6.理念技术先进
一直以来，美军对无人机“蜂群”战术及作战能力的创新研发尤为重视，对无人机“蜂群”理念和技术不断推陈出新。如DARPA“进攻性‘蜂群’使能战术”项目为了融入最新的技术成果，通过举办每6个月一次的“集群冲刺”挑战赛来吸纳更多单位参与到项目中，每次竞赛分别关注“蜂群”战术、“蜂群”自主性、人-群协同等关键技术中的一个或多个，参赛单位可以将其最新技术嵌入到项目的框架中，从而使项目始终保持先进。美国海军陆战队创新无人机“蜂群”运用方法，已完成由单人操控新型自杀式攻击无人机“蜂群”。
五、美军无人机“蜂群”有哪些弱点？
美军无人机“蜂群”概念重新定义了以数量取胜的战争规则和制胜机理，创新空中力量的作战运用，在世界处于领先地位。但由于理念超前，无人机“蜂群”在服役道路上仍有大量问题需要解决。
1.导航通信问题
无人机“蜂群”电磁特征明显，高度依赖导航链路、机间链路和控制链路，其中任一条链路遭到切断，无人机“蜂群”都会有瘫痪的风险。通过实兵验证，大功率的干扰压制和导航诱骗对无人机“蜂群”效果较为明显。伊朗成功俘获多架美军无人机，俄罗斯驻叙利亚部队多次挫败敌方无人机集群袭击，原因就在于成功地对无人机“蜂群”破网断链。近年来，美国研究人员尝试用航空应答器解决GPS拒止环境下无人机导航问题，于2018年推出了一种新的方法，可以在GPS失效的条件下为飞行器提供一种备份导航系统并进行了测试。然而，其地面天线系统十分笨重，目前这项技术还只能在有这种天线系统的机场发挥作用；且测试结果表明，该技术依然会受到天气因素的限制。
2.机动能力问题
美军无人机“蜂群”大多采用的是微小型无人机，飞行速度慢，续航时间短，配置任务载荷后，机动能力会进一步降低。这就意味着载机平台必须突防到距离敌方较近的空域，完成“临门一脚”释放无人机“蜂群”，导致被发现和拦截的可能增大，进而使无人机“蜂群”的实战意义大打折扣。因此，如何实现小重量、小体积、高能量的无人机能量配备，目前仍是限制其实战应用的一个重要问题。
3.航迹规划问题
由于微小型无人机续航能力弱，执行任务前通常要为其规划一条从起点至目标点的最优航迹。然而，由于战场情况瞬息万变，对无人机“蜂群”航迹进行优化是一件极其复杂的事情。在实战过程中，如果解决航迹规划算法对环境变化的实时适应，是无人机“蜂群”航迹规划需要深入研究的重点问题。
4.理技融合问题
无人机“蜂群”是军事理论和军事技术互相交叉融合所形成的研究领域，这就要求打破军事理论和军事技术泾渭分明的局面，例如协同作战算法、可损耗机体设计、小型高性能推进系统等技术问题和无人机“蜂群”的投放、进入战场、交战、退出战场、回收等作战理论问题，看似截然两分，似乎分别是科学家和指挥官的责任范畴，实际上则是紧密联系、互相影响的关系。能否培养一群既懂理论又懂技术的专业化队伍，对涉及无人机“蜂群”技术、战术等复杂问题进行集中攻关，并将无人机“蜂群”有机融入美军指挥系统和力量体系，促进技术和战术的深度融合，以发挥其最大作战效能，将是美军下一步对无人机“蜂群”研究面临的重大课题。
5.作战可靠性问题
根据美军设想，无人机“蜂群”未来可在强对抗环境中与F-35等高性能有人战机配合执行主战任务。但是从现状来看，美军无人机仍然是在伊拉克、叙利亚等弱对抗环境中承担侦察或察打一体等作战任务。作为高度自主的作战系统，无人机“蜂群”在激烈的战场环境下，能否可靠区分战斗员和平民，如何取得人类的信任，自主规划路线是否超出作战区域或违背指挥员意志，能否完成既定作战任务等等都还需要不断研究和论证。
六、如何应对美军无人机“蜂群”？
经过多年发展，无人机“蜂群”已对美军装备建设、作战运用产生了重要影响。随着其经验和技术的进一步积累和作战概念的深化运用，可以预见，无人机“蜂群”投入实战不再遥不可及。针对这一现实威胁，我们应当未雨绸缪，加紧开展针对性准备，不断提高制衡强敌的本领。
1.注重加强顶层设计
应对无人机“蜂群”这种新型空中威胁，不能各自为战，必须加强顶层设计，统筹多方力量。加强反无人机作战理论研究，为应对强敌无人机“蜂群”威胁提供针对性理论指导。研究制定反无人机规划，集中优势资源，定期开展演习演练，不断发现问题解决问题。调整编制体制，科学编组“软杀伤”和“硬摧毁”力量，提高协同抗击效果。结合我军实际，适时论证发展符合我军军情的无人机“蜂群”武器系统。
2.构建多元情报保障体系
现有情报保障主要依托传统雷达网，发现识别无人机“蜂群”较为困难。可以寻找无人机“蜂群”的“软肋”另辟蹊径。一方面，无人机“蜂群”对通信导航高度依赖，导致其电磁频谱特征明显，另一方面，无人机“蜂群”编队密集，光学特征明显。为此，应改变单纯依靠传统体制雷达做法，综合使用无线电探测设备、光电观测设备、新体制雷达等不同原理设备，构建多元情报保障体系，解决发现识别难的问题。
3.构建多手段拦截打击体系
发挥军民融合优势，加强军地合作，不断丰富应对无人机“蜂群”的方法手段。对传统“硬摧毁”力量升级改造，推广高炮闭环校射功能，不断提高对无人机“蜂群”射击精度。规范“软杀伤”力量体系，对干扰压制、导航欺骗等装备的研发，按照功率和作用距离，实现其呈谱系发展。大力发展高功率微波武器、激光武器等定向能新概念武器，积极推进其立项服役，发挥其对无人机“蜂群”的独特杀伤效果，降低作战成本，提高作战效能。
4.积极推进军民融合发展
美国推进“灰山鹑”、“小精灵”等项目，依托雷声、通用公司等工业企业及高校力量，实现了国防需求与尖端技术的有效对接。在以无人机“蜂群”为代表的国防高新技术领域，可以更多地使用模块化、小型传感器等商用成果，加速技术迭代。同时，研发无人机“蜂群”也将带动低成本有限寿命机体、发动机及人工智能等技术发展。近年来，我国地方科研单位在无人机“蜂群”研究、应用方面发展迅速，军民融合发展战略的优势必将进一步凸显。比如，中国电科在2017年完成了119架无人机组成的“蜂群”起飞、集结、分组、编队、打击试验，打破了当时全球“蜂群”无人机数量的记录。今年，中国电科又向前迈了一大步，其推出的无人机“蜂群”系统演练了陆空发射、空中编组、精确打击，这也是我国首个实用化无人机“蜂群”，对于今后无人机“蜂群”走向实战有里程碑意义。话不多说，奉上视频。
“许述工作室”创始人简介
许述，四川人，军事学博士，曾在战区级机关工作，并在《解放军报》、《书屋》等媒体发表文章70余篇，接受过凤凰卫视等媒体采访，受邀到华为等演讲十余次，出版专著《这才是美军》（中将王洪光作序），出版第一年5次加印，在京东新书热卖榜常居TOP3，登上三联书店畅销书排行榜，进入美国纽约公立图书馆和澳大利亚国家图书馆。 现在成立了工作室，专注于研究美军。
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