无人机铺天盖地出动的蜂群战术有多厉害

396 0 2016-11-03 赛为智能1111

战争实践表明,兵力的数量和质量同等重要,数量与质量之间是相互弥补和相互转化的关系。在国防和军队建设、军事斗争准备过程中,如何做到数量和质量之间的平衡,是科学也是艺术。

早在进化阶段,人类就从动物界学习和认识到,集群作战可发挥出远超个体累加的战斗力。自有组织的战争和武装冲突出现后,根据任务需求、战场环境和威胁特征,采用合理的兵力编组形式,通过更高效的战场协同,可以更好地实现集群作战的规模效应。

随着无人机、自主系统、人工智能、大数据、网络等现代前沿科技领域的迅猛发展并基于其研究成果,美军正在研发无人机“蜂群”战术,由大型空中平台搭载和释放大量的无人机,编成战斗集群,无人机群自主协同,实现飞行控制、态势感知、目标分配和智能决策,依靠整体战斗力,应对复杂、强对抗、高度不确定的空战场环境。

大量无人机编组、集中使用的战场优势是明显的,正如蜂群的威胁要远大于几只马蜂。


蜂群战术依靠数量优势转化为质量优势


美国国防部长办公室发布的《无人机系统路线图(2005-2030)》指出,2025年后,无人机将具备集群战场态势感知和认知能力,能够完全自主和自行组织作战。近年来,美军通过项目、计划和作战概念驱动,进行了大量的相关研究、试验和演示验证。

美国国防部高级研究计划局(DARPA)实施的“小精灵”项目,就是把具备自主协同和分布式作战能力、可回收的小型无人机组成蜂群,执行情报监视侦察、压制防空系统、电磁战、网络战和其他可拓展的任务,减小造价高昂的多用途有人空中平台在强对抗战场环境下承担的风险,同时降低作战使用成本,提高战术使用灵活性。通用原子公司为“小精灵”项目研发的无人机,质量大约320公斤,可由大型空中平台或“死神”无人机搭载、发射。

美国国防部战略能力办公室(SCO)为蜂群战术研发的“山鹑”微型无人机,依据商用标准,由3D打印部件组装而成,适合快速制造,成本低廉,一次性使用,可由战斗机搭载和发射。它可以在空中自行编组,自主协同作战,已完成500余次飞行测试,包括由一架F-16战斗机发射了20架“山鹑”无人机。“山鹑”无人机蜂群适合对空中目标发动饱和攻击,具有很大的作战成本优势。

美国空军研究实验室(AFRL)启动了“编群战术空间”计划,研究了无人机之间的协同作战,包括侦察、搜索与跟踪、电子战、心理战、对地打击、战术牵制等,演示验证了12架无人战机的自主协同飞行、搜索和模拟打击。此外,在AFRL的“协同空域作战”概念中,提出了无人机接受有人机的指挥控制,与有人机协同作战,可执行更复杂的任务,如目标识别、战场态势评估、制空、跨平台联合制导等。

美国海军研究局(ONR)开展了“低成本无人机蜂群技术”项目,完成了40秒钟内在海上连续发射30架无人机以及无人机群的编组和机动飞行试验。项目采用的陆基或舰基多管发射装置,可以每秒一架的速度发射上百架小型无人机。无人机群可执行巡飞、情报、吸引火力、通讯干扰等任务。无人机由雷神公司研制,成本控制在1万美元,质量在6公斤左右,一次性使用,能够搭载多种有效载荷。

研发X-47B舰载无人战机的诺斯罗普·格鲁曼公司提出构想:15架X-47B自组织编队飞行,空中加油后续航时间达50个小时,作战半径1750海里,可执行情报监视侦察、巡逻、对陆海攻击等任务,提高航母在强对抗的海战场的安全性和生存力,降低有人舰载机执行此类任务时承担的风险,同时提高任务成功率。

但是,X-47B造价高,航母搭载数量有限。X-47B性能先进,也更适合与有人机组成小规模混合编队,协同作战。


蜂群战术主要用于进攻作战


蜂群无人机的载弹量小,更适合打击防空反导系统或有防空反导保护、无坚固掩体防护的海上或陆上的“软”目标;若与少量大威力的巡飞弹配合使用,则可对保护严密、防护坚固的关键目标构成非常严峻的威胁。

将蜂群战术用于陆上或海上目标防御,因蜂群无人机的航速、飞行高度、机动性、有效载荷能力等性能参数不尽如人意,难以有效拦截来袭的高速战机或巡航导弹。

不过,若蜂群无人机搭载电磁干扰装置或定向能武器,就可具备一定的拦截能力,自身还可作为假目标或诱饵实施干扰,非常适合应对饱和导弹攻击。在这种情况下,为具有良好的防御效果,要求无人机蜂群能够做到快速发射和迅速编组,对其战场态势感知、协同控制等方面的能力也会有更高的要求。

国外有设想:将无人机蜂群战术用于反潜。反潜无人机一般要求能够重复使用。自然,相比水面舰艇、反潜直升机和固定翼反潜机,分布式的大量无人机可同时搜索更大面积海域。但是,无论是声学或非声探潜设备,其探测能力都与设备的功率、质量等参数成正向变化关系,因此,蜂群无人机的探潜能力将会非常低下。

蜂群战术适合攻潜,在有目标指示的前提下,能够填补反潜导弹(或鱼雷)与火箭深弹之间的射程空白。蜂群无人机的数量远超反潜导弹和鱼雷,造价又低得多。更重要的是,无人机蜂群可在飞行过程中接受对疑似水下目标的重新定位,在大幅提高攻潜效率的同时,攻潜成本也会急剧下降。

使用水下航行器(UUV)组成水下蜂群用于反潜,目前看来更具可行性,也更有前途。相比无人机,由于反潜型UUV与被探测潜艇同处海水介质环境中,更有利于战场态势感知,探潜和攻潜的效能更高。在此发展方向上,保障UUV续航力的能源与推进、水下远距离通信、数据传输等关键技术尚需取得突破。

无人机与反无人机技术是相伴相生发展的。近些年来,基于动能和非动能的反无人机技术都得到了快速发展。实际上,虽然无人机的隐身性能好、目标小,但速度低、机动性和自卫能力差,因此发现后不难拦截。

但如果大量无人机发动集群进攻,可使当前任何防空反导系统的探测、跟踪和拦截能力迅速饱和,且少量无人机的损失不会影响无人机群的整体作战能力。高度智能化的无人机群能够根据战场形势,自行组织作战计划,自主分配进攻任务,携带多种类型弹药,联合进行电磁压制、网络战、释放假目标、多角度多方向打击,防御难度极大。更重要的是,进攻一方与防御一方的作战成本不成比例。


反蜂群战术的指导思想是“捣毁蜂巢”


随着隐身战机、高性能防空反导系统、远程打击武器、电磁战、网络战的发展,海空战场的对抗强度快速提高、作战环境迅速恶化,空袭和反空袭的难度都在急剧增大。这种形势不但催生了无人机蜂群战术,同时也应作为研究和思考反无人机蜂群作战的起点。

捣毁蜂巢,要比四处捕捉马蜂容易得多。反蜂群作战,立足点应放在摧毁或拒止无人机搭载平台上。

无人机群的整体作战能力与编成无人机的数量、尺寸、质量、性能是正向变化关系。蜂群编成选用小型无人机,虽然可实现同样的空中平台搭载更大数量,但在航程、航时、航速、传感器、打击武器等方面,小型无人机难以满足要求,这种状况在未来中短期内依靠技术进步难以扭转。由“捕食者”、“死神”、X-47B、“全球鹰”等无人机就可以看出,作战无人机大型化是趋势。

为保证无人机群的编成数量,只能在无人机性能上作出让步,目前,均选用小型或微型无人机,并主要由大型空中平台搭载。例如,“小精灵”项目采用C-130这类远程运输机或B-52H这类战略轰炸机来搭载、释放和回收无人机。

此外,还有使用大型飞艇作为无人机群搭载平台的设想。飞艇滞空时间长、有效载荷大、飞行高度高,可搭载更多和更大型的无人机,但其机动性、自卫能力、隐身性能均较差,需在敌防区外活动,但这对其搭载的无人机性能提出了更高要求。

无人机群搭载平台与目标的距离必须处在无人机的航程内,才能释放无人机,而小型无人机的航程往往要小于现代先进防空反导系统的探测距离,这就给先行摧毁无人机群搭载平台提供了较大的时间窗口,实际上,这可能也是防御一方仅有的机会。

C-5和C-130远程运输机、B-52H战略轰炸机这类大型空中平台的隐身性能不佳。B-1B、B-21这类隐身战略轰炸机虽然适合,但没有必要作为无人机群搭载平台,因为其可携载大量防区外发射的远程高精度制导弹药,隐蔽突防后并实施精确打击,效能和效率更高。

无人机蜂群战术要想在强对抗战场条件下具备实战价值,或者要在无人机的航程上取得突破,或者要在机载武器和传感器的小型化上取得突破,或者要在无人机群搭载平台的隐身性能上取得突破,但这些都不是在未来中短期内可以实现的。

目前,“小精灵”项目进入第二个实施阶段,旨在研发可在距离目标560公里之外释放、飞行高度在6100米至9100米、巡飞时间大于1个小时的蜂群无人机。若再考虑到有效载荷的因素,这类蜂群无人机应归属到中型无人机了。

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