张双雄 李晶晶 尹帅 王思力 王苏

摘  要：随着无人机技术和人工智能的不断发展，无人机蜂群作战正从概念走向实战，将是未来面向拒止作战的重要手段。文章以美军典型蜂群项目为研究对象，系统地梳理了各项目发展概况及其具体技战术参数，深入分析了无人机蜂群作战特点，并对分布式侦察、饱和式干扰、高效能诱饵、集群式攻击等无人机蜂群典型作战运用进行了详细阐述，对后期的反无人机蜂群作战相关研究具有重要促进意义。

关键词：无人机;蜂群;作战;典型运用

中图分类号：E926.3      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）12-0022-03

Abstract：With the continuous development of UAV technology and artificial intelligence，UAV bee colony combat is moving from concept to actual combat，which will be an important means for rejecting combat in the future. This paper takes the typical bee colony project of the U.S. Army as the research object，systematically sorts out the development situation of each project and its specific technical and tactical parameters，deeply analyzes the characteristics of UAV bee colony operation，and expounds the typical operation application of UAV bee colony，such as distributed reconnaissance，saturated jamming，high-efficiency bait，cluster attack，etc. It is of great significance to the later research on anti UAV bee colony combat

Keywords：UAV;bee colony;fight;typical application

0  引  言

无人机蜂群是指具备一定思维能力并可自主协同执行任务的低成本小型无人机集群，是分布式、低成本化、网络化作战模式的典型代表，其在优化整合无人机技术优点和系统族群长处的基础上，凸显了传统作战能力无法比拟的作战优势，代表着未来战争无人化作战和智能化作战的发展趋势。理论研究和实验证明，未来这些空中“嗡嗡”的无人机蜂群，必将以其不对称的规模优势、成本优势颠覆传统空防作战规则。如何实现对其的预警探测是处置应对的关键，也是作者所参与课题的研究目的，而无人机蜂群作战分析是研究无人机蜂群预警探测问题的起点。

1  美军无人机蜂群发展概况

近几年，由于无人机蜂群快速迈入实战，引起了世界各军事强国的高度重视，纷纷加大科研创新力度，其中以美国起步最早，研究更为成熟，取得了一些卓有成效的研究成果。其中，较为典型的项目有：一是美国国防部高级研究计划局于2015年9月推出的“小精灵”项目，旨在通过将具备自主协同、分布式作战能力、可回收的小型无人机组成蜂群，执行情报监视侦察、防空压制干扰等任务。该项目于2019年实施“小精灵”蜂群空中发射及回收飞行试验，将大型运输机和无人机加载自动对接系统，以实现30分钟内回收4架无人机，截至目前，其具体的试验情况尚未公开披露;二是美国防部战略能力办公室于2014年开始进行试验的“灰山鹑”项目，旨在利用有人机平台空中发射低成本的“灰山鹑”无人机蜂群遂行空中态势感知和干扰任务，具有很大的成本优势。2016年10月，美军利用3架F/A-18E/F战机成功投放103架“灰山鹑”无人机组成的蜂群，创下军用无人机蜂群最大规模飞行纪录;三是美国海军研究局于2014年4月公布的“低成本无人机蜂群”项目，旨在研发可快速连续投放的无人机蜂群，无人机相互之间利用近距离射频网络共享战场态势信息，协同执行战斗任务，以数量优势压制敌人。2016年5月，美国海军研究局采用雷锡恩公司的“郊狼”电动螺旋桨无人机进行了试射实验，在30秒內由陆基平台连续发射30架“郊狼”无人机，成功验证了无人机蜂群的编队控制和协同机动能力。

上述美军蜂群项目使用的无人机性能参数如表1所示。

除上述蜂群项目外，美军还另开展了不少配套支撑项目，如近战隐蔽自主一次性飞机、拒止环境中协同作战、分布式作战管理、进攻性蜂群使能战术等项目，这些项目在功能上相互独立、各有所长，在体系上又相互补充、融合发展，其最新研究进展如表2所示。

2  作战特点

无人机蜂群不是多无人机的简单编队，作战能力也不是诸多平台的简单叠加，而是多无人机通过自组织和行为调控等科学机制的聚集后，群体作战能力得到质的提升，完成单平台无法完成的复杂任务，因此无人机蜂群所展现的作战能力不容小觑。

2.1  作战优势

2.1.1  以数量取胜

从无人机蜂群作战机理看，其核心是充分利用无人机低成本、补充快的技术优势，在局部战场上创造出压倒性的数量优势，以自组织网络为依托，通过灵活多变的“聚”与“散”，动态集中作战效能，形成敏捷、高效、精确的无人化作战体系，精确选择目标，快速突防，多维攻击，进而实现以小博大、以量取胜的作战意图。

2.1.2  费效比高

蜂群式无人机采用的是次复杂子系统，在开发成本方面远远低于多任务复杂系统，如美海军研究局采用的“郊狼”无人机造价成本仅1.5万美元，美国国防部战略能力办公室数年内试验使用的几百架“灰山鹑”无人机总价成本仅不到2 000万美元。随着材料、控制等核心技术的不断发展，蜂群式无人机的造价成本将持续降低，相对于价值昂贵的传统防空武器来说，其具有不对称的成本优势，既不必忧虑参战人员的安全风险，也不必担心高价值的作战单元被击落毁伤。

2.1.3  系统效能优

无人机蜂群系统架构拥有无中心及动态拓扑的特点，众多微小型无人机通过自组网交互信息形成一个高弹性的整体，当内部某个单元消失或增加一个新个体时，新的拓扑结构会快速收敛稳定，自主保持系统功能的完整性，这使得无人机蜂群具备优越的战场体系生存率，即使蜂群中有任何无人机损毁或丧失功能，均不会对整个蜂群产生致命影响，其他无人机可迅速重新配置，自行填补空缺，保障任务继续执行，极大提高了任务的完成概率。

2.1.4  成体系作战

利用无人机蜂群功能分布化的特点，将综合性作战平台的侦察监视、电子干扰、火力攻击等能力“化整为零”，分散至众多低成本、功能单一的作战平台中，并根据实际作战任务配置相应载荷于蜂群无人机上，组成集诱、侦、扰、打功能为一体的异构蜂群，形成一个完善的作战体系，通过众多异构、异型的单体来实现原本高耦合的系统功能，利用规模倍增效益促使无人机蜂群的作战能力呈几何式增长。作战过程中蜂群以自身为饵诱敌防空系统处置应对，同步利用异构蜂群内侦察载荷收集目标情报信息，随之以干扰载荷、攻击载荷或平台自身对其进行连续自主攻击，作战节奏快、效率高，突防能力极强。

2.2  作战缺陷

尽管美军无人机蜂群项目融合了众多高新技术，克服了诸多难题，但是在实战运用方面仍然存在一些问题和不足。

2.2.1  单机能力弱

蜂群式无人机大多单体体积小、速度慢、续航能力较弱、机动性能不强，难以在作战区域外的远距离投放，如“灰山鹑”无人机速度仅为75～110 km/h，飞行时间不足45分钟。此外，受无人机平台大小限制，单机的任务载荷作用效果有限，难以对攻击目标产生有效危害。这些因素大大降低了单机的实战能力，客观需要数目众多的无人机相互协作，并依靠载机平台实施作战。

2.2.2  对导航通信依赖大

无人机蜂群在执行任务过程中，不仅要依靠基地平台指令信息以及天基导航信息来实现自身的定位和对目标的任务实施，还需要通过数据链路进行相互通信进而实行协同作战。这些导航通信信号是完全开放的，且强度非常微弱，易受到干扰、破坏，这种情况下无人机蜂群将失去编队能力，进而无法发挥作用，甚至出现碰撞、攻击友机和被敌方操控等情况。

2.2.3  指挥控制难

为了适应战场任务环境态势，满足各项任务目标需求，规模庞大的无人机蜂群在执行任务过程中必须进行自适应编队控制，以实现编队的集结、保持、重组，进而确保任务的顺利实施。它需要考虑到的性能指标和约束条件繁多而复杂，且内部单元状态、战场环境态势变化等都是动态变化、无法预知的，而蜂群编队的命令执行优先等级、任务协同分配、危险规避等都需要在前期解决，这给无人机蜂群作战的实现带来了极大困难，同时任务飞行过程中的指令响应存在延迟，会造成编队控制的滞后，致使实时作战的难度进一步提升。

3  典型作战运用

3.1  分布式侦察

无人机蜂群分布式侦察是通过大量搭载光电、红外、电磁等传感器的微型无人机组成分布式网络结构的无人机蜂群，抵近敌目标区域协同进行全方位、全纵深的情报侦察和监视，利用蜂群无人机之间的位置共享、探测信息共享、多源/多模信息融合快速实现对目标的发现、识别、跟踪，进而实现全面准确的实时战场态势感知。

相较于传统侦察模式，无人机蜂群分布式侦察基于蜂群无人机的良好隐身特性以及低成本、低风险的技术优势，搭载各类传感器的无人机蜂群可抵近敌前沿或深入敌纵深实施点多面广的近距侦察，通过群内协同交互迅速实现对目标的多基线测量、交叉定位、信号特征增强、交叉印证，既提高了情报侦察的效率和准确性又降低了风险成本。

3.2  饱和式干扰

无人机蜂群饱和式干扰即使用大量隐身性好、机动性强的小型无人机，通过搭载干扰载荷，突防抵近敌目标区域，实施分布式网络化干扰作战。相较于传统基于大型集中式平台的干扰作战，其机动性能更强、抗毁性更好，而且可对敌纵深内的目标进行近距离多方位干扰，干扰效果更佳、区域更广。

飽和式干扰按照是否使用干扰载荷分类，可分为积极饱和式干扰和消极饱和式干扰两种。消极饱和式干扰是以无人机平台自身为干扰源，利用超大规模无人机蜂群充当干扰壁垒进行被动干扰，迅速饱和敌防空系统探测和瞄准信道，致使其容限过载而无力应对蜂群后的主要攻击火力流，进而取得战场优势;积极饱和式干扰是利用无人机搭载的各类相应载荷对敌电子设备实施电磁压制干扰，利用大量携带各类不同功率或频率干扰载荷的无人机蜂群突防抵近敌目标区域，集群向敌通信、指挥、预警等电子设备实施对立体化空间的全方位、全频段、全功率饱和式干扰，由于距离目标近、规模数量大、频段分布广，可在短时间内对敌电子设备实现阻塞压制，促使其工作效能降低甚至丧失。

3.3  高效能诱饵

高效能诱饵是指充分发挥蜂群无人机的不对称成本优势，在敌方意想不到的时间和方向施放这些低成本的无人机，用于发射无线电信号或反射大量雷达回波，进而伪装成有人机、战术导弹等高威胁目标抵近敌目标区域，制造空袭假象。

此作战运用，一方面可用于隐蔽攻击时间和主攻方向;另一方面可诱使敌雷达开机，既暴露敌雷达工作频率和目标位置，又占用了其探测和瞄准通道，迫使其防空火力应对处置，可谓一举多得，为后续作战力量提供极大安全保障，作战效能十分优越。

3.4  集群式攻击

集群式攻击是指大量体积小、隐身性好的蜂群无人机以各类攻击载荷或自身机体平台为武器，以预先战场环境情报信息为支撑，规避敌主要预警探测装置，隐蔽抵近敌重要军事目标，采用大密度、连续进袭的突防手段，在某个时刻自主从多个攻击阵位、多个攻击角度同时对敌目标实施的大规模集群攻击。

由于蜂群无人机的自身平台载重十分有限，其无法携带大量常规杀伤性武器，且攻击载荷作用距离短，因此在对目标实施集群攻击时，为取得较好的作战效果，主要采取以下两种攻击模式：一是智能精确攻击模式，蜂群内部互相协作，自主选择重点目标及关键要害部位进行近距离精确攻击，以小火力实现“四两拨千斤”的效果;二是全向式集群攻击模式，蜂群无人机同步对同一目标进行多点、多方位的大规模集群攻击，形成火力聚合增幅效益，提升杀伤威力，实现以量取胜的作战效果。

4  结  论

随着无人机和智能化技术的发展进步，无人机蜂群作战将是未来战争中的重要作战样式，也将是各国进行军事实力角逐的焦点。就现阶段而言，美国仍然处于领先地位，具有明晰的发展战略、具体的战术运用以及强有力的技术支撑。因此，我国必须要加大对无人机蜂群作战有关方面的研究力度，攻关关键技术，不断提升反无人机蜂群作战能力，以在未来战场中取得对抗优势。

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作者簡介：张双雄（1986—），男，汉族，湖南祁阳人，助教，硕士研究生，研究方向：无人机。