美軍無人機「蜂群」有多強,怎麼破

執筆 白喜波、陳宏蔚

無人機「蜂群」作戰構想圖

美國電影《天使陷落》中有過這樣一幕讓觀眾們記憶猶新：美國總統在釣魚時遭到像「蜂群」一樣的大批無人機襲擊。這些無人機十分默契，行動迅速。即使是訓練有素、裝備精良的總統衛隊面對蜂擁而來的無人機群也毫無還手之力，頃刻之間就全軍覆沒。接二連三的爆炸場面讓觀眾目瞪口呆，無論熒幕內外，大家都第一次領教了無人機「蜂群」的威力。

大家知道，美國電影中的軍備往往和現實有一定關聯，要麼是預演未來，要麼是反應當下。那麼，真實的美軍無人機「蜂群」究竟戰力幾何？

《天使陷落》中的無人機「蜂群」空中編隊

《天使陷落》中的無人機「蜂群」實施打擊

本文導讀：

1.美軍提出無人機「蜂群」概念想幹啥？

2.美軍無人機「蜂群」概念是怎麼一路走來的？

3.美軍有哪些無人機「蜂群」項目？

4.美軍無人機「蜂群」有啥過人之處？

5.美軍無人機「蜂群」有哪些弱點？

6.如何應對美軍無人機「蜂群」？

一、美軍提出無人機「蜂群」概念想幹啥？

美軍無人機「蜂群」概念提出是在軍事智能化快速發展、武器裝備成本增加、戰場環境愈發惡劣背景下的一種新嘗試，主要是基於以下三點考慮。

1.追求顛覆性技術，謀求未來戰爭主動權

美軍一向重視軍事科技、作戰概念在軍力發展中的重要作用。發端於上個世紀的網際網路、GPS等技術就是由美國國防部高級研究計劃局（DARPA）最早提出使用的。為了與競爭對手保持一代甚至兩代的技術代差，美軍在落實第三次抵消戰略中，迫切需要諸如無人機「蜂群」這種顛覆性技術，從而抵消對手日益增強的軍事實力，獲得更大的戰爭主動權。正如美國空軍負責採購、技術和後勤的副部長威爾·羅珀所說：「我喜歡『蜂群』技術，我認為這就是未來戰爭的樣子。」

2.迫於預算壓力，著力提高國防投入效費比

根據「奧古斯丁定律」，即美國的國防開支呈線性增長，而美國軍用飛機的價格呈現為指數級增長，因此國防開支能夠採購的軍用飛機數量勢必有所下降。例如，從2001-2008年，美國空軍預算提高了27%，但由於戰鬥機成本上升，其數量卻減少近20%。這無助於美軍在面對裝備大量信息化武器裝備的對手前取得絕對優勢。為應對該挑戰，此前美空軍嘗試提升戰機的多功能性，使其勝任更多任務，其結果是戰機研製周期延長、成本劇增，反而加劇了這個矛盾。美軍為了維持其軍事優勢，不得不尋求新的技術突破口。無人機「蜂群」可將先進戰機這種複雜多用途系統，分解成大量功能單一系統，大幅降低研發和採購成本，使美空軍大量部署該類武器成為現實，進而奪取空中優勢。

3.瞄準現實威脅，提高應對其他大國反介入/區域拒止能力

美軍認為，中俄等國家在反介入/區域拒止方面能力提升迅速，而美軍傳統單作戰平臺所能執行的任務能力有限，生存能力受到越來越大的挑戰。美軍大力發展無人機「蜂群」，逐步從單平臺作戰向大規模「蜂群」作戰方向發展，就是為了將其部署在反介入/區域拒止區域，提高對方防禦難度，降低自身受威脅程度，從而提高其全球介入能力，實現在反介入/區域拒止條件下的自由行動。

二、美軍無人機「蜂群」概念是怎麼一路走來的？

無人機「蜂群」的概念最初來源於生物界。1953年，法國生物學家Grasse在對昆蟲群落的行為研究中發現，螞蟻、蜜蜂等昆蟲個體結構非常簡單，但蟻群或「蜂群」卻呈現出明顯的智能行為，可完成遠超個體能力的複雜任務。隨著人工智慧技術的加持，生物界的集群智能現象被美軍視為一項重大顛覆性技術來源。截止目前，美軍無人機「蜂群」發展主要經歷了提出概念、理論研究、項目驗證、概念深化四個階段。

1.提出概念階段

2000年，DARPA率先啟動了無人機「蜂群」空中戰役研究計劃。2002年，美國空軍實驗室（AFRL）研究認為，採用多無人機集群作戰適合搜索、偵察等簡單任務。2005年，美國國防部在《無人機系統路線圖2005-2030》中，指出「全自主集群」是無人機自主控制的最高等級。2014年，美國防部提出第三次抵消戰略，並於次年將無人機「蜂群」作其五大關鍵技術之一，至此無人機「蜂群」作戰概念被官方正式提出。

2.理論研究階段

在此階段，各研究機構主要研究探討無人機「蜂群」在未來戰場中如何發揮作用。例如，2014年10月，美國智庫新美國安全中心在《戰場機器人Ⅱ：即將到來的「蜂群」》報告中，首次系統提出無人系統「蜂群」戰術。2015年9月，美國空軍在發布《空軍未來作戰概念》頂層戰略文件，提出2035年無人機「蜂群」配合高超音速空地飛彈作戰想定。2016年5月，在首份專門針對小型無人機系統的《2016-2036年小型無人機系統飛行規劃》，提出了無人機「蜂群」在低對抗環境和強對抗環境的作戰概念：在低對抗環境下，無人機「蜂群」由C-130運輸機投送，執行情報偵察、監視及目標指示任務；而在強對抗環境中，無人機「蜂群」將由B-2隱身轟炸機投送，而且新增加了對空/對地電子攻擊、壓制摧毀敵防空火力等功能。該規劃還指出，無人機「蜂群」應參照蜜蜂等生物的集體行動模式，通過自組網執行任務，「蜂群」中的無人機既可以相同，也可以不同，既可以有中心，也可以無中心。2016年8月，美國防部發布《2017-2042財年無人系統綜合路線圖》，首次將人工智慧和機器學習列為影響無人系統發展的一個支撐因素。

3.項目驗證階段

在此階段，無人機蜂群的發展駛入快車道，各部門紛紛將前期研究成果進行驗證。例如，2016年5月，在陸上完成30秒內發射30架「郊狼」小型無人機的試驗；2016年10月，美軍3架海軍F/A-18超級大黃蜂戰鬥機在高速飛行中投放了103架「灰山鶉」無人機；2019年11月，C-130A運輸機載飛並發射「小精靈」無人機，完成首飛；2020年1月，進攻性蜂群使能項目（OFFSET）完成第三次外場試驗，完成了城市突襲任務。

4.概念深化階段

近年來，美軍先後提出多種新型作戰概念，其中均提到無人機「蜂群」，呈現出多種概念交融發展的態勢。例如，在穿透性制空概念中，強調利用隱身機與無人機「蜂群」，在不奪取制空權的情況下，穿透敵方防空體系實施打擊；在分布式作戰概念中，強調不再由當前的高價值多用途平臺獨立完成作戰任務，而是將能力分散部署到諸如無人機「蜂群」這種多種平臺上，由多個平臺聯合形成作戰體系共同完成任務；在馬賽克戰概念中，強調通過融入大量低成本、模塊化、功能單一的無人作戰系統，如通過有人機控制大規模無人機「蜂群」進行偵察、打擊和評估。

三、美軍有哪些無人機「蜂群」項目？

目前，美國國防部戰略能力辦公室(SCO)、DARPA、海軍研究局(ONR)、海軍研究實驗室（NRL）、AFRL等五家單位都在開發無人機「蜂群」作戰技術。有代表性的主要有以下項目：

1.SCO的「灰山鶉」項目

該項目於2014年啟動。「灰山鶉」無人機尺寸約為138 mm×67mm，質量約為0.3kg，續航時間大於20分鐘，飛行速度75-110km/h，採用鋰電池推進，屬於一次性微型無人機。目前已先後完成了F-16和F/A-18的搭載發射試驗。2016年，項目演示了103架「灰山鶉」空中快速投放和按指令組群飛行，創下國外軍用無人機「蜂群」最大規模飛行紀錄。試驗中，「灰山鶉」「蜂群」未預先編寫飛行程序，展現了集體決策、自修正和自適應編隊的自主協同飛行能力。

「灰山鶉」無人機

2.DARPA的「小精靈」項目

該項目提出於2015年。「小精靈」無人機質量約320kg，最大速度不小於0.8馬赫，主要從敵防區外的大型平臺發射，可執行情報監視偵察、電子攻防等任務，其作戰構想是突防一定距離後以「蜂群」方式對威脅進行探測或幹擾，並與防區外的其他「小精靈」或F-35戰鬥機通信。其突出特點是可回收，預計使用壽命為20次飛行。原定於今年春季進行的第二次飛行試驗受疫情影響推遲到了7月，下次實驗預計將在明年進。屆時，DARPA希望可以達到每架C-130在30分鐘內回收4架「小精靈」的能力，且最多可以回收16架。與「灰山鶉」不同，「小精靈」目前沒有融合人工智慧或自主行為。

「小精靈」無人機

3.DARPA的「進攻性『蜂群』使能戰術」項目

該項目啟動於2016年12月，運用多達250臺小型空中、地面無人系統組成的集群，幫助小型地面分隊完成城市作戰環境下的各類複雜任務。通過吸納和集成最新的集群自主和人-群協同技術，該項目希望通過研究並攻克無人集群的複雜技術，包括但不限於集群規模、單體複雜性、群體複雜性、集群異構性、人-群交互等五個方面，從而釋放「蜂群」的巨大作戰潛力，取得城市作戰能力的突破性進展。2020年4月，DARPA已經將該項目推進到第五次衝刺，並將合同授予九個單位。

進攻性「蜂群」使能戰術項目

「進攻性『蜂群』使能戰術」項目推進示意圖

4.ONR的「郊狼」項目

該項目啟動於2015年，是海軍研究辦公室的「低成本無人機技術「蜂群」」項目。該項目旨在從軍艦等平臺的管狀發射器內，快速發射大量低成本無人機。「郊狼」無人機長910mm，翼展1470mm，質量5.9kg，飛行速度110km/h，續航時間1.5小時。2016年5月，在陸上完成30秒內發射30架「郊狼」小型無人機的試驗，驗證了其編隊飛行、協同機動和隊形變換能力。2018年6月，海軍授予雷神公司2968萬美元合同，生產「低成本無人機「蜂群」技術創新海軍原型機」。

「郊狼」無人機

5.NRL的「蟬」項目

該項目啟動於2011年，在2017年的海空天博覽上，展示了最新的MK5「蟬」式無人機原型。該無人機質量只有65g，從美國海軍的P-3飛機上的發射管發射，每個發射管可攜帶32個無人機。無人機可以達到5米的定位精度。可攜帶天氣、氣壓、溫溼度等傳感器或聲學探測、生化探測等微型電子設備，通過數據鏈互連成自組織網絡，在目標區域組建穩定的「無人探測『蜂群』」。

「蟬」無人機

6.ARFL的「忠誠僚機」項目

該項目發起於2015年，主要聚焦有人機和無人機「蜂群」的協同問題，其具體途徑是將舊的F-16等有人機進行無人化改造，並與F-35戰機進行配對作戰演示。通過有人機對無人機「蜂群」進行指揮控制，使其進入有人機難以進入的惡劣的高風險作戰環境，以降低人員傷亡率。2020年5月5日，波音生產出首架「忠誠僚機」無人機。

四、美軍無人機「蜂群」有啥過人之處？

從以上分析來看，美軍無人機「蜂群」作戰的核心理念是將不同功能的無人機通過網絡化協同，形成戰場中傳感器和打擊武器的數量優勢，並利用該優勢消耗敵防空彈藥，癱瘓敵防空體系，迫使敵無力招架，進而執行滲透偵察、誘騙幹擾、飽和攻擊、有/無人協同作戰等作戰任務。同傳統的平臺中心式的大型多功能作戰平臺相比，美軍無人機「蜂群」具有諸多特點和優勢：

1.量級層次全面

美軍無人機「蜂群」可按十克級（「蟬」）、百克級（「灰山鶉」）、千克級（「郊狼」）、百千克級（「小精靈」）形成量級層次；整體來看，無人機「蜂群」多以微小型為主要形式，大多體積小、重量輕，便於大規模空中投放；可探測性低，便於隱蔽作戰、突防使用。

2.突防能力強大

主要體現在難發現和難攔截兩個方面。美軍的無人機「蜂群」多採用微小型，雷達反射面積小，紅外特徵弱，飛行速度慢，低空飛行受地球曲率影響大，現有傳統體制雷達發現這類「低慢小」目標存在重大技術難點。在攔截方面，作為一種新型空中威脅，現有防空武器對其都存在先天不足，由於「蜂群」數量龐大、成本低廉，用昂貴的地空飛彈進行一一攔截十分不現實，而高炮命中率又很低，無法做到全殲盡毀。美國海軍研究院曾做過仿真實驗，一艘宙斯盾驅逐艦與20-50架的無人機「蜂群」對抗，只能攔截前面7架左右，體現了無人機「蜂群」強大的突防能力。

3.生存能力突出

無人機「蜂群」整體體系化生存，不依賴單機個體存在，不依賴個別節點運行。戰鬥過程中，即使部分無人機被摧毀或功能喪失，其他無人機仍能組成功能完備的系統，繼續執行相關任務。而傳統大型空中平臺一旦遭到打擊，作戰功能就完全喪失。

4.智能協同優勢

無人機「蜂群」基於集群智能，通過協同控制，可實現自組織編隊、自適應飛行、集體決策。另外，無人機「蜂群」可以實時感知戰場態勢，並根據態勢進行機動的協同控制以及快速靈活的機動編組，以應對瞬息萬變的複雜戰場環境。如DARPA正在進行的「拒止環境協同作戰」項目（Collaborative Operations in Denied Environment，CODE），試圖利用自主技術，使無人機「蜂群」可以協同並適應任務需求和不斷變化的環境，如下圖所示。此外，美軍無人協同和有人-無人協同能力仍是優先發展項，多個項目已交付或即將交付實用化。

智能協同示意圖

5.任務載荷豐富

無人機「蜂群」任務載荷模塊化，可根據作戰需要靈活配置，功能可覆蓋偵察、監視、探測、電子攻防、火力打擊等方面，從而能夠執行多樣化任務，適應不同戰場環境，達到較高作戰效能。

6.理念技術先進

一直以來，美軍對無人機「蜂群」戰術及作戰能力的創新研發尤為重視，對無人機「蜂群」理念和技術不斷推陳出新。如DARPA「進攻性『蜂群』使能戰術」項目為了融入最新的技術成果，通過舉辦每6個月一次的「集群衝刺」挑戰賽來吸納更多單位參與到項目中，每次競賽分別關注「蜂群」戰術、「蜂群」自主性、人-群協同等關鍵技術中的一個或多個，參賽單位可以將其最新技術嵌入到項目的框架中，從而使項目始終保持先進。美國海軍陸戰隊創新無人機「蜂群」運用方法，已完成由單人操控新型自殺式攻擊無人機「蜂群」。

五、美軍無人機「蜂群」有哪些弱點？

美軍無人機「蜂群」概念重新定義了以數量取勝的戰爭規則和制勝機理，創新空中力量的作戰運用，在世界處於領先地位。但由於理念超前，無人機「蜂群」在服役道路上仍有大量問題需要解決。

1.導航通信問題

無人機「蜂群」電磁特徵明顯，高度依賴導航鏈路、機間鏈路和控制鏈路，其中任一條鏈路遭到切斷，無人機「蜂群」都會有癱瘓的風險。通過實兵驗證，大功率的幹擾壓制和導航誘騙對無人機「蜂群」效果較為明顯。伊朗成功俘獲多架美軍無人機，俄羅斯駐敘利亞部隊多次挫敗敵方無人機集群襲擊，原因就在於成功地對無人機「蜂群」破網斷鏈。近年來，美國研究人員嘗試用航空應答器解決GPS拒止環境下無人機導航問題，於2018年推出了一種新的方法，可以在GPS失效的條件下為飛行器提供一種備份導航系統並進行了測試。然而，其地面天線系統十分笨重，目前這項技術還只能在有這種天線系統的機場發揮作用；且測試結果表明，該技術依然會受到天氣因素的限制。

2.機動能力問題

美軍無人機「蜂群」大多採用的是微小型無人機，飛行速度慢，續航時間短，配置任務載荷後，機動能力會進一步降低。這就意味著載機平臺必須突防到距離敵方較近的空域，完成「臨門一腳」釋放無人機「蜂群」，導致被發現和攔截的可能增大，進而使無人機「蜂群」的實戰意義大打折扣。因此，如何實現小重量、小體積、高能量的無人機能量配備，目前仍是限制其實戰應用的一個重要問題。

3.航跡規劃問題

由於微小型無人機續航能力弱，執行任務前通常要為其規劃一條從起點至目標點的最優航跡。然而，由於戰場情況瞬息萬變，對無人機「蜂群」航跡進行優化是一件極其複雜的事情。在實戰過程中，如果解決航跡規划算法對環境變化的實時適應，是無人機「蜂群」航跡規劃需要深入研究的重點問題。

4.理技融合問題

無人機「蜂群」是軍事理論和軍事技術互相交叉融合所形成的研究領域，這就要求打破軍事理論和軍事技術涇渭分明的局面，例如協同作戰算法、可損耗機體設計、小型高性能推進系統等技術問題和無人機「蜂群」的投放、進入戰場、交戰、退出戰場、回收等作戰理論問題，看似截然兩分，似乎分別是科學家和指揮官的責任範疇，實際上則是緊密聯繫、互相影響的關係。能否培養一群既懂理論又懂技術的專業化隊伍，對涉及無人機「蜂群」技術、戰術等複雜問題進行集中攻關，並將無人機「蜂群」有機融入美軍指揮系統和力量體系，促進技術和戰術的深度融合，以發揮其最大作戰效能，將是美軍下一步對無人機「蜂群」研究面臨的重大課題。

5.作戰可靠性問題

根據美軍設想，無人機「蜂群」未來可在強對抗環境中與F-35等高性能有人戰機配合執行主戰任務。但是從現狀來看，美軍無人機仍然是在伊拉克、敘利亞等弱對抗環境中承擔偵察或察打一體等作戰任務。作為高度自主的作戰系統，無人機「蜂群」在激烈的戰場環境下，能否可靠區分戰鬥員和平民，如何取得人類的信任，自主規劃路線是否超出作戰區域或違背指揮員意志，能否完成既定作戰任務等等都還需要不斷研究和論證。

六、如何應對美軍無人機「蜂群」？

經過多年發展，無人機「蜂群」已對美軍裝備建設、作戰運用產生了重要影響。隨著其經驗和技術的進一步積累和作戰概念的深化運用，可以預見，無人機「蜂群」投入實戰不再遙不可及。針對這一現實威脅，我們應當未雨綢繆，加緊開展針對性準備，不斷提高制衡強敵的本領。

1.注重加強頂層設計

應對無人機「蜂群」這種新型空中威脅，不能各自為戰，必須加強頂層設計，統籌多方力量。加強反無人機作戰理論研究，為應對強敵無人機「蜂群」威脅提供針對性理論指導。研究制定反無人機規劃，集中優勢資源，定期開展演習演練，不斷發現問題解決問題。調整編制體制，科學編組「軟殺傷」和「硬摧毀」力量，提高協同抗擊效果。結合我軍實際，適時論證發展符合我軍軍情的無人機「蜂群」武器系統。

2.構建多元情報保障體系

現有情報保障主要依託傳統雷達網，發現識別無人機「蜂群」較為困難。可以尋找無人機「蜂群」的「軟肋」另闢蹊徑。一方面，無人機「蜂群」對通信導航高度依賴，導致其電磁頻譜特徵明顯，另一方面，無人機「蜂群」編隊密集，光學特徵明顯。為此，應改變單純依靠傳統體制雷達做法，綜合使用無線電探測設備、光電觀測設備、新體制雷達等不同原理設備，構建多元情報保障體系，解決發現識別難的問題。

3.構建多手段攔截打擊體系

發揮軍民融合優勢，加強軍地合作，不斷豐富應對無人機「蜂群」的方法手段。對傳統「硬摧毀」力量升級改造，推廣高炮閉環校射功能，不斷提高對無人機「蜂群」射擊精度。規範「軟殺傷」力量體系，對幹擾壓制、導航欺騙等裝備的研發，按照功率和作用距離，實現其呈譜系發展。大力發展高功率微波武器、雷射武器等定向能新概念武器，積極推進其立項服役，發揮其對無人機「蜂群」的獨特殺傷效果，降低作戰成本，提高作戰效能。

4.積極推進軍民融合發展

美國推進「灰山鶉」、「小精靈」等項目，依託雷聲、通用公司等工業企業及高校力量，實現了國防需求與尖端技術的有效對接。在以無人機「蜂群」為代表的國防高新技術領域，可以更多地使用模塊化、小型傳感器等商用成果，加速技術迭代。同時，研發無人機「蜂群」也將帶動低成本有限壽命機體、發動機及人工智慧等技術發展。近年來，我國地方科研單位在無人機「蜂群」研究、應用方面發展迅速，軍民融合發展戰略的優勢必將進一步凸顯。比如，中國電科在2017年完成了119架無人機組成的「蜂群」起飛、集結、分組、編隊、打擊試驗，打破了當時全球「蜂群」無人機數量的記錄。今年，中國電科又向前邁了一大步，其推出的無人機「蜂群」系統演練了陸空發射、空中編組、精確打擊，這也是我國首個實用化無人機「蜂群」，對於今後無人機「蜂群」走向實戰有裡程碑意義。

「許述工作室」創始人簡介

許述，四川人，軍事學博士，曾在戰區級機關工作，並在《解放軍報》、《書屋》等媒體發表文章70餘篇，接受過鳳凰衛視等媒體採訪，受邀到華為等演講十餘次，出版專著《這才是美軍》（中將王洪光作序），出版第一年5次加印，在京東新書熱賣榜常居TOP3，登上三聯書店暢銷書排行榜，進入美國紐約公立圖書館和澳大利亞國家圖書館。 現在成立了工作室，專注於研究美軍。

最新與耳聞合作出版《兵道》一書（喬良和餘戈兩位老師作序推薦，王洪光中將和任國強大校，姜鳴、江曉原、楊浪等名家封面推薦），主要內容是古今中外21次重大軍事改革。