胡雷刚 ，李宗璞， 邱占奎
（1，陆军航空兵学院无人机中心 北京 101123;2，空军工程大学 西安 710000）
根据无人机蜂群研究进展，梳理了无人机蜂群基本特性，在此基础上归纳了当前无人机蜂群主要的五种作战运用方式，进而分析了无人机蜂群的作战优势和薄弱环节，为无人机蜂群的抗击作战提供了基本思路。
无人机蜂群是将一定数量的低成本、小型化、具有一定智能及相应功能模块的无人机按程序编成以实现一定功能的网络化战术集群。其目的在于进一步发挥信息网络的聚能集成扩大低成本、模块化、无人化平台的规模优势，利用具有一定智能的无人平台组成体系合力完成复杂作战任务，实现低成本、低风险、高效能的多重目标。其以功能相对单一的低成本单元抵消传统大型多功能平台的非对称优势，获得了广泛关注。外军，特别是美军，对无人机蜂群进行了大量的研究、试验和演示验证，技术日趋成熟，无人机蜂群作战逐步从概念走向现实。
无人机蜂群的基本特性
对外公开的无人机蜂群研究主要是美军的“小精灵”、“低成本无人机集群技术”、“微型无人机高速发射演示”、“近战隐蔽一次性自主无人机”等项目，综合上述项目中无人机特点，无人机蜂群呈现以下基本特性：
体积小
无人机蜂群以微小型无人机为主，大多体积小，如“低成本无人机‘蜂群'技术研究”（Low-Cost Unmanned Aerial Vehicle Swarming Technology，LOCUST，“蝗虫”）项目“郊狼”无人机为机翼和螺旋桨可折叠，长0.79m，高度0.3m，翼展1.47m，成本约1.5万美元；“微型无人机高速发射演示”项目“山鹑（Perdix）”无人机为全复合材料、锂电池推进一次性微型无人机，长约16.5cm，翼展30cm；“近战隐蔽一次性自主无人机”（CICADA，“蝉”）为一次性微型无人机，单机重65g或更轻，机身3D打印，自身无动力装置，滑翔比约3.5，每架成本约250美元。
数量多
无人机蜂群可投放或发射的无人机数量多，如“郊狼”无人机2016年进行了舰载快速发射30架规模的集群试验，已实现40秒发射30架“郊狼”无人机，理想目标是6秒发射30架；“山鹑”无人机已于2014年9月开始配装F-16战斗机试投，已进行数百次试验；2016年10月3架F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机在0.6Ma飞行中投放103架“山鹑”；“蝉”无人机2017年4月利用P-3“猎户座”侦察机投放最新型号无人机进行蜂群飞行测试，每个发射管可携带、释放32架无人机。
载荷有限
微小型无人机自身重量有限，可携带载荷重量也有限，如“小精灵”无人机质量约320kg、最低指标载荷27.3kg、最佳指标设计载荷54.5kg，“郊狼”无人机重5.4～6.4kg、载荷1.8～2.7kg，“山鹑”无人机重0.3kg，“蝉”无人机单机重65g或更轻，机身3D打印，主要组成部件（包括机翼）为电路板，亦称“飞行电路板”，载荷即融在机身电路板内。
分布协同
无人机蜂群数量多，单无人机载荷有限，为完成复杂任务通常采用组合多种载荷模块，分布协同，如“小精灵”无人机可由空中平台防区外发射，快速渗透进入敌防区，携带侦察、监视或电子战载荷，分布式协同遂行任务；2016年10月“超级大黄蜂”战斗机投放103架试验中，“山鹑”无人机演示了集体决策、自修正和自适应编队飞行；“蝉”无人机携带天气、温度、湿度、气压传感器或声学探测、生化探测等微型电子设备，可由空中平台“布撒”投放，降落地面后通过数据链互连成自组织网络，在指定区域形成稳定的“无人探测蜂群”。
无人机蜂群的运用方式
无人机蜂群可有效提升己方通信、指挥、情报侦察、态势感知能力和攻击能力，同时能压制和阻塞敌方的通信网络、防空系统，毁伤敌方，未来作战中可能担负的主要作战任务有：
潜入式侦察
无人机蜂群以微小型无人机为主，发挥其低探测、低空/超低空飞行等隐身性，可有效突破敌方防空体系，渗透潜入敌方重点、要害区域，利用各种侦察探测设备开展前沿侦察、监视。例如“小精灵”无人机可从防区外发射，实施快速渗透侦察；“蝉”无人机可以无线电静默滑翔飞行3.5倍投放高度，落地后隐蔽组网侦察。
先导式突防
无人机蜂群成本较低，自身可作为诱饵或者模拟假目标，引诱敌方防空探测设备开机暴露自身位置及无线电信息，无人机可将诱骗侦测到的情报反馈至己方进行打击，或者直接由无人机蜂群配备的反辐射武器实施攻击。无人机蜂群成本较低可承受大量损耗，可主动暴露自身佯动威胁目标或直接攻击目标，诱骗、迫使对方防御，吸引防空火力，消耗敌方高价值武器，为后续突防或攻击减少威胁。如1982年贝卡谷空战中，以色列撒播诱饵无人机诱骗叙利亚防空雷达开机，获取敌方防空情报信息，经预警机传递给以色列战斗机发起有针对性攻击，短时间瓦解了叙利亚防空体系。
饱和式攻击
无人机蜂群凭借其隐蔽性、数量、成本优势，可对敌防空系统或空中目标发起饱和攻击，规模超出敌预警系统探测、跟踪或攻击能力，突破其防御体系，实现传统武器难以达到的作战意图。如，在用“郊狼”无人机蜂群模拟突防“宙斯盾”系统中，若将8架增加到20架、50架，则将有更多数量无人机突破“宙斯盾”系统；在俄罗斯驻叙利亚基地遭受无人机蜂群袭击中，若恐怖分子加大无人机数量规模，则较大概率对俄基地造成毁伤。
精确化猎杀
无人机蜂群功能可组合搭配，可根据需要灵活配备侦察探测、目标识别、火力攻击等载荷，或部分无人机直接加装战斗部，渗透突破敌防空体系，深入敌方核心区域，对重点目标或威胁目标实施一体化侦察打击，相比于大中型无人机察打一体，具有灵活精准、突破能力强等优势。如，2017年11月有公开演示形似“杀人蜂”微型无人机携带3g高能炸药通过人脸识别精准杀伤目标，若成功应用于无人机蜂群，可在城市建筑间或人群中定点清除、精准攻击，达到常规武器无法产生的效果。
蜂群间对抗
未来，随着无人机机动性能、智能水平的提高，可采用无人机蜂群反制敌方无人机或蜂群，利用蜂群低成本、分布式优势及察打配合能力，独立或辅助传统防空系统进行防空探测，避免过早暴露防空探测系统，适时对敌无人机实施打击，或者对多目标蜂群分配任务同时打击，替代部分高价值防空导弹，提高应对饱和攻击的防御和反制能力。
综上，无人机蜂群可与有人机、舰艇或地面作战单元等实施广泛深入的协同，一方面能进入高危险区域执行任务，或消耗敌方武器，降低高价值武器或人员威胁损失；另一方面能配备各类任务载荷，拓展侦察、攻击能力，或分担部分任务，或掩护高价值武器、有生力量安全，提高体系作战能力。无人机蜂群可将单一无人机的近距情报侦察、目标定位指示、通信中继、电子战等单一任务扩展到反介入/区域拒止高对抗环境下的超视距侦察监视、防空压制、协同攻击、反无人机、空中组网等。
无人机蜂群的优势与弱点
无人机蜂群的优势
由于数量多、灵活编队、协同作战、低探测性、低成本、易生产等特点，无人机蜂群具有很强的隐蔽性、攻击性和强健性，可满足未来战争中机动、灵活、多样的作战需求，具有显着的作战优势。
（1）可探测性低，突防能力强
无人机蜂群分布式自组织编队，可以低空/超低空飞行，能够重新编队、智能分组躲避障碍物，有些无人机能静默飞行/滑翔，都加大了敌方预警系统探测难度，“蝉”无人机降落地面后，甚至可脱离防空系统监视。无人机蜂群节点平台大多体积小、雷达反射面积小，敌方难以远距离探测，可压缩敌反应时间。如“郊狼”以250km/h速度攻击，“宙斯盾”系统雷达发现后，仅有15s拦截时间。2018年1月俄罗斯驻叙利亚基地遭受无人机蜂群袭击，即是恐怖分子从50km外发起的袭击，虽然不是严格意义上由高端AI平台组网构成的无人蜂群，也未造成俄地面力量的重大损失。但至少说明，利用民用电子技术、简单材料、初级编程也可有效实施远距离（100km左右发射）突防并在一定程度上达成集群攻击效果。
（2）个体数量多，规模优势大
无人机蜂群可组织较大规模行动，无人机数量超出敌方预警系统探测、跟踪、锁定门限，能有效突破防空，实施饱和攻击。在“郊狼”无人机蜂群模拟突防“宙斯盾”系统中，若以更大规模蜂群突防攻击，或者配合其他武器协同攻击，可产生更高的毁伤效果。俄罗斯驻叙利亚基地部署电子战部队和“铠甲-S1”防空系统。“铠甲-S1”包括12枚射程为20km地空导弹和2门30mm口径自动火炮，可同时跟踪20个目标、对其中4个目标实施打击。2018年1月遭受无人机蜂群袭击时，电子战部队只能控制6架，其余7架只能通过“铠甲-S1”防空系统击落，若数量超过20架，则超出了其跟踪能力。而在通信等基本条件满足的情况下，亿航GHOSTDRONE 2.0等商业无人机可由“一个工程师一台电脑一键启动”即可实现千架规模的编队复杂表演。在战术运用中，如果进一步采取多个方向集群协同进攻、或辅以其他远程精确打击手段、或由空中电子战力量实施电子对抗/防辐射攻击相配合，则防空方将在预警侦察、跟踪识别、拦截抗击等作战全过程、多环节处于劣势。
（3）作战运用活，体系效能高
无人机蜂群的理念是将复杂、多功能的大型系统分解为大量低成本的模块，无人机蜂群编队内部可协同工作，组合不同的载荷模块，完成较复杂任务；无人机蜂群可与有人机、舰艇或地面部队等作战体系内各所需节点建立灵活的协同关系，通过灵活的战术配合，提高战场感知能力形成体系力量，牵制消耗敌方资源应对蜂群干扰、威胁，智能交互、协同作战，延展有人机、舰艇或地面部队的能力，提升体系作战效能，同时可降低人员及高价值装备的风险。美军微型空射诱饵（Miniature Air Launch Decoy，MALD）可以模拟战机信号配合MALD-J（Miniature Air Launch Decoy Jammer）直接实施干扰，同时掩护有人战机实施纵深打击。
（4）载荷类型多，功能覆盖广
无人机蜂群任务载荷模块化，可根据需求灵活配置；发射方式多样，可由人手动发射，或车辆、舰艇、飞机、无人机搭载发射；功能可覆盖侦察、监视、探测、攻击等方面，作战空间覆盖城市、空中、海面、电磁、网络等领域。无人机蜂群自身灵活性，加上任务载荷的多样性，战术应用具有很大创新空间，例如，若在任务载荷中配备目标特征模拟装置可以模拟假目标实施诱骗干扰，配备电磁干扰装置或定向能武器就可具备拦截能力，已有公开报道美军特种作战司令部计划借助蜂群无人机开展心理战。
（5）生产成本低，补充能力强
微小型无人机平台成本低，部分可回收重复使用，相比于传统飞机、武器全寿命周期费用低，如一枚“鱼叉”导弹120万美元可购买80架“郊狼”无人机，且不需要长时间服役的维修费用；“郊狼”、“山鹑”、“蝉”等无人机采用3D打印制造部件，组装生产速度快，一方面可满足战场高损耗、高消耗要求，另一方面可快速消耗敌方防空导弹、高效摧毁敌方雷达等高价值武器装备，具有非对称作战成本优势。
无人机蜂群的弱点
相比于传统武器或大中型无人机，无人机蜂群具有独特优势和作战应用潜力，但同时因其自身和战术也存在薄弱环节：
一是远程机动弱。无人机蜂群大多为微小型无人机，速度较慢、航程较短、飞行高度有限，如“山鹑”无人机最高速度111km/h、飞行时间仅20min左右，面对相对速度较快的防空弹丸、导弹等动能武器及激光武器、电磁脉冲武器攻击时，机动能力弱。“小精灵”无人机虽然可在防区外发射、飞行距离较远，但自身机动能力也有限。
“郊狼”（Coyote）小型无人机
“山鹑”
二是依赖通信导航。目前，无人机蜂群智能水平有限，尚未实现完全自主侦察、攻击，如“山鹑”无人机集体决策、自修正和自适应编队飞行也仅在演示阶段，很长一段时间内仍需要“人工指挥+蜂群无人机”方式应用，作战应用要依赖导航飞行、定位，如“郊狼”、“蝉”主要依据预定参数按GPS导航飞行；消费级或商用无人机依赖无线链路控制，甚至通过开放链路传输指令；通过干扰导航或操控信号，可使无人机迷失或失去控制。
三是电磁防护弱。相比于传统导弹、弹丸，无人机蜂群的操控、编队和自主能力完全建立在通信模块、飞行控制模块等机载电子设备基础上，甚至“蝉”无人机机身即为电路板，机载电子设备失效或被入侵，会直接导致无人机失去丧失飞行控制和执行任务能力，因此电子设备是无人机集群、智能的基础，也是其软肋。特别是商用无人机，极易受通信条件和电磁环境影响。
四是应变能力有限。目前，无人机自主能力、集群智能有限，在关键环节仍要依靠人在回路实施分析决策，对战场环境中复杂、突变状况应对能力有限，且无人机蜂群的指挥控制中接收遥控指令、指令分发、编队自适应控制等环节，涉及响应优先级、动态规划、数据运算等因素，使得蜂群对敌方的反制措施反应存在延迟，都导致无人机蜂群应对战场快速变化能力较弱。目前无人机蜂群技术集中研究的近战、聚合、机动和群集等4种技战术形态尚未完善，难以完全无人编组下对空中目标的制空作战。■
（参考文献：略。如有需要，请联系编辑部。）
