無人機(jī)集群作戰(zhàn)方式及集群防御研究

前 言

前美國國家安全政策核心智庫——新美國安全中心(CNAS)曾在2014年發(fā)表過一份關(guān)于作戰(zhàn)機(jī)器人的研究報告，該報告表明了未來戰(zhàn)場是屬于機(jī)器人的，未來的作戰(zhàn)模式也將變?yōu)闄C(jī)器人的集群作戰(zhàn)。也正如過去100年所證明的那樣，無人機(jī)的作戰(zhàn)用途正逐步擴(kuò)大。無人機(jī)最初起源于第一次世界大戰(zhàn)，但當(dāng)時無人機(jī)并未參與實(shí)戰(zhàn)。在越南戰(zhàn)爭期間，無人機(jī)被用于執(zhí)行監(jiān)視任務(wù)，在阿富汗戰(zhàn)爭與伊拉克戰(zhàn)爭期間，無人機(jī)開始進(jìn)行打擊行動的行動。目前，無人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類作戰(zhàn)中，并開啟了一種集群作戰(zhàn)的新模式。

無人機(jī)集群作戰(zhàn)方式

無人機(jī)集群作戰(zhàn)主要用于以下三種方式：攻擊、防御以及提供情報、監(jiān)視與偵查（ISR）等支持功能。

無人機(jī)集群攻擊

無人機(jī)集群對于攻擊任務(wù)是有利的，因?yàn)樗梢允褂么罅康臐撛谀繕?biāo)以壓制敵人的防御武器與系統(tǒng)。在集群攻擊中，無人機(jī)是分散的，這使得敵方防御手段變得困難和昂貴。如果10架無人機(jī)同時攻擊一個目標(biāo)，其中7架被擊落，3架仍能完成任務(wù)。由于集群作戰(zhàn)中的單個無人機(jī)不需要高存活率，它們相較于獨(dú)立的武器系統(tǒng)成本較低，甚至幾十架無人機(jī)集群可能比一架有人駕駛飛機(jī)更有效，也更便宜。

在2020年的納戈?duì)栔Z-卡拉巴赫地區(qū)沖突中，盡管亞美尼亞擁有更多的現(xiàn)代化裝備和軍隊(duì)，但其還是遭到了阿塞拜疆的制裁。造成這種情況的一個主要原因是，阿塞拜疆軍隊(duì)使用了包括土耳其Bayraktar TB-2在內(nèi)的許多類型的武器化無人機(jī)，該無人機(jī)集群攻擊終止了近250輛裝甲車和40個防空系統(tǒng)。無人機(jī)蜂群嚴(yán)重破壞了亞美尼亞的陸地和防空能力后，阿塞拜疆軍隊(duì)實(shí)施了機(jī)械化步兵行動，以奪取爭議領(lǐng)土。阿塞拜疆作為一支最初被認(rèn)定為處于劣勢的軍隊(duì)，使用無人機(jī)集群來提高自身的進(jìn)攻能力，從而實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)翻盤。

Bayraktar TB-2無人機(jī)

無人機(jī)集群防御

盡管無人機(jī)的潛在攻擊用途受到了極大的關(guān)注，但它們也可以同樣適用于防御，尤其是當(dāng)對手也使用蜂群戰(zhàn)術(shù)時。美國海軍曾進(jìn)行過模擬實(shí)驗(yàn)，以確定其艦船抵抗無人機(jī)集群攻擊的能力，結(jié)果令人警醒：如果有八架無人機(jī)攻擊一艘艦船，那么平均有三架能穿透它的防御系統(tǒng)——包括“密集陣”近防系統(tǒng)。而當(dāng)進(jìn)攻的無人機(jī)數(shù)量增加時，結(jié)果會變得更糟。于是，美國海軍目前正在研究使用無人機(jī)集群防御來阻止無人機(jī)集群進(jìn)攻。

“密集陣”近防系統(tǒng)

無人機(jī)集群用于防御時，其通過大量散布誘餌來制造混亂或破壞進(jìn)攻。美國CNAS作者Paul Scharre在《戰(zhàn)場上的機(jī)器人:即將到來的蜂群》(Robotics on the Battlefield Part II: The Coming Swarm)報告中描述了微型空射誘餌如何用來欺騙敵方雷達(dá)，報告中還提出了一種用無人機(jī)蜂群涌入敵方機(jī)場阻止飛機(jī)起飛的戰(zhàn)術(shù)，該戰(zhàn)術(shù)可以用來保護(hù)區(qū)域領(lǐng)土不被敵方直升機(jī)或飛機(jī)飛越，但任務(wù)難度會隨著需保護(hù)的區(qū)域增大而增加。

美國空軍在2020年進(jìn)行了無人機(jī)集群防御演習(xí)，負(fù)責(zé)部隊(duì)發(fā)展的前國防部副助理部長戴維·奧赫馬內(nèi)克(David Ochmanek)從演習(xí)中有以下幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：

像F-35這樣具有雷達(dá)特征的飛機(jī)可以在無人機(jī)集群作戰(zhàn)后釋放，因?yàn)榉淙嚎沙洚?dāng)誘餌并消耗對手導(dǎo)彈。

領(lǐng)先飛行的蜂群可以進(jìn)行敵方電子信號與防空區(qū)域探探測，為后續(xù)的蜂群提供相關(guān)信息。

無人機(jī)集群作戰(zhàn)理論上可以由人工智能控制，因此指揮官可以專注于其他任務(wù)。

無人機(jī)集群監(jiān)視與偵查

無人機(jī)最早就是為了完成情報、監(jiān)視與偵查而誕生的，所以無人機(jī)集群可大范圍的替代有人機(jī)執(zhí)行偵查任務(wù)，尤其是在地形不明朗的山谷與叢林中，無人機(jī)集群監(jiān)視偵查更可發(fā)揮出自身優(yōu)勢。

對于靜止和移動目標(biāo)的監(jiān)視，無人機(jī)蜂群可以被放置來觀察目標(biāo)和目標(biāo)的外圍進(jìn)行外部活動。這包括一個簡單的操作，如觀察一個可疑的敵人的營地，同時尋找來往于該地點(diǎn)的車輛。為了獲得廣泛的觀察，蜂群無人機(jī)可以同時捕捉不同點(diǎn)的照片，從而減少了單個無人機(jī)的任務(wù)時間。這種能力有助于監(jiān)測一個位置的活動變化，無人機(jī)集群可以在有限的時間內(nèi)快速捕捉到一個廣泛區(qū)域的圖像。在2021年5月，以色列國防軍與哈馬斯的沖突就證明了這一點(diǎn)。在沖突期間，哈馬斯從加沙地帶發(fā)射了數(shù)千枚迫擊炮和火箭彈，同時將發(fā)射地點(diǎn)隱藏在地下或民用設(shè)施中。作為回應(yīng)，以色列國防軍部署了無人機(jī)群去觀察可疑的發(fā)射地點(diǎn)。通過觀察，無人機(jī)集群探測到哈馬斯的開火時間與地點(diǎn)，使以色列國防軍能夠?qū)@些陣地進(jìn)行打擊。

該次沖突中使用的THOR無人機(jī)

反無人機(jī)集群方式

隨著越來越多的國家和組織了解如何利用無人機(jī)進(jìn)行集群作戰(zhàn)，就有必要了解如何防范它們。有以下幾種選擇，例如微波、激光、干擾系統(tǒng)、地下建筑以及同樣使用無人機(jī)進(jìn)行集群對抗。

無論是單獨(dú)使用還是配合使用，被認(rèn)為最不推薦的兩種選擇是使用機(jī)槍或防空系統(tǒng)。雖然兩者都可以提供摧毀無人機(jī)所需的火力，但機(jī)槍會受到射擊角度的限制，而且隨著距離的增加和能見度的降低(如夜間和惡劣天氣)，機(jī)槍的精確度也會下降。同時，防空系統(tǒng)在定位低空目標(biāo)的能力偏弱，因?yàn)樗鼈兊亩ㄎ皇亲柚?，而無人機(jī)可以利用這一“漏洞”靠近地面并在防空系統(tǒng)的監(jiān)控區(qū)域下飛行。

微波射頻

與機(jī)槍和防空系統(tǒng)不同，微波頻譜中的射頻(RF)能量發(fā)射具有更優(yōu)秀的防御作用。美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了戰(zhàn)術(shù)高功率微波作戰(zhàn)響應(yīng)器(THOR)，這是一種可由C-130運(yùn)輸并由兩個人在數(shù)小時內(nèi)組裝的電磁武器。THOR可瞬間發(fā)射出廣泛的射頻能量擊中大量無人機(jī)，并摧毀其電路使其墜毀。該方案在數(shù)百架無人機(jī)的研究實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)有效。受到THOR初步成果的鼓舞，美國空軍正在尋求通過名為Mjolnir的系統(tǒng)來擴(kuò)展該技術(shù)。該系統(tǒng)在更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)采用了射頻飽和技術(shù)，并增加了無人機(jī)探測能力。目前THOR和Mjolnir還處于技術(shù)萌芽階段。

激光武器

一些國家正在進(jìn)行激光技術(shù)針對無人機(jī)集群打擊的研究。高功率的激光器可以將目標(biāo)加熱到元件和電路失效的程度。當(dāng)與跟蹤雷達(dá)相配時，激光系統(tǒng)可以非常準(zhǔn)確地打擊目標(biāo)。然而，云霧或煙塵會使激光能量擴(kuò)散，并削弱打擊效果。所以，在惡劣的天氣條件或低能見度地區(qū)，用激光武器進(jìn)行反無人機(jī)集群可能是不可靠的。此外，用反射涂層覆蓋無人機(jī)可能會有效地保護(hù)它們免受激光攻擊。

干擾系統(tǒng)

無人機(jī)集群防御的一個更傳統(tǒng)的方法是使用干擾系統(tǒng)來阻擋操作者用來控制無人機(jī)的無線電頻率。這對低質(zhì)量的無人機(jī)尤其有效。如果執(zhí)行得當(dāng)，干擾會擾亂飛行路線，導(dǎo)致無人機(jī)偏離或墜毀。然而，無人機(jī)可以被編程為慣性導(dǎo)航，使其在發(fā)現(xiàn)干擾企圖時能夠降落或返回其操作者身邊。同時一些高端供應(yīng)商也在制造具有抗干擾通信功能的無人機(jī)。干擾系統(tǒng)是一種對付普通無人機(jī)的廉價對策，但在對付具有復(fù)雜抵抗能力的無人機(jī)時，其有效性將明顯下降。

地下建筑防御

抵御無人機(jī)集群攻擊的一個被動方法是將潛在的關(guān)鍵設(shè)施和武器系統(tǒng)建在地下。然而，在地下建設(shè)需要大量的時間和資金，這對于目前處于無人機(jī)或監(jiān)視威脅之下或缺乏資金的組織來說可能是不可取的。

無人機(jī)防御

正如上文所說，無人機(jī)集群作戰(zhàn)的方式有防御作戰(zhàn)。防御型無人機(jī)可以摧毀一些入侵的蜂群，因?yàn)樗鼈優(yōu)槿肭值姆淙禾峁┝烁嗟哪繕?biāo)，可以擾亂蜂群的任務(wù)并削弱其攻擊。防御型無人機(jī)可能有受到其他反無人機(jī)系統(tǒng)射擊的風(fēng)險，但如果它們價格低廉，這種風(fēng)險就沒有那么大的影響。盡管如此，使用防御性無人機(jī)需要操作人員隨時待命，如果沒有其他蜂群防御系統(tǒng)的支持，就不太可能打敗整個蜂群。

總之，不同的反無人機(jī)集群方案都有自身的缺陷，如何合理根據(jù)戰(zhàn)況以及自身?xiàng)l件使用打擊方式是每個國家與組織需要自行考慮的。

結(jié)論

隨著無人機(jī)能力的不斷發(fā)展，無人機(jī)集群技術(shù)也將不斷發(fā)展。多國政府將考慮在其軍事武器庫中增加無人機(jī)蜂群，這將促使各國對如何實(shí)施集群防御進(jìn)行進(jìn)一步研究。因此，我國需要了解無人機(jī)集群在不同戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中所扮演的不斷變化的角色并關(guān)注它對國防安全的影響。

審核編輯：郭婷