無人機蜂群作戰運用分析

胡雷剛 ，李宗璞， 邱占奎

（1，陸軍航空兵學院無人機中心 北京 101123;2，空軍工程大學 西安 710000）

根據無人機蜂群研究進展，梳理了無人機蜂群基本特性，在此基礎上歸納了當前無人機蜂群主要的五種作戰運用方式，進而分析了無人機蜂群的作戰優勢和薄弱環節，為無人機蜂群的抗擊作戰提供了基本思路。

無人機蜂群是將一定數量的低成本、小型化、具有一定智能及相應功能模塊的無人機按程序編成以實現一定功能的網絡化戰術集群。其目的在于進一步發揮信息網絡的聚能集成擴大低成本、模塊化、無人化平臺的規模優勢，利用具有一定智能的無人平臺組成體系合力完成復雜作戰任務，實現低成本、低風險、高效能的多重目標。其以功能相對單一的低成本單元抵消傳統大型多功能平臺的非對稱優勢，獲得了廣泛關注。外軍，特別是美軍，對無人機蜂群進行了大量的研究、試驗和演示驗證，技術日趨成熟，無人機蜂群作戰逐步從概念走向現實。

無人機蜂群的基本特性

對外公開的無人機蜂群研究主要是美軍的“小精靈”、“低成本無人機集群技術”、“微型無人機高速發射演示”、“近戰隱蔽一次性自主無人機”等項目，綜合上述項目中無人機特點，無人機蜂群呈現以下基本特性：

體積小

無人機蜂群以微小型無人機為主，大多體積小，如“低成本無人機‘蜂群'技術研究”（Low-Cost Unmanned Aerial Vehicle Swarming Technology，LOCUST，“蝗蟲”）項目“郊狼”無人機為機翼和螺旋槳可折疊，長0.79m，高度0.3m，翼展1.47m，成本約1.5萬美元；“微型無人機高速發射演示”項目“山鶉（Perdix）”無人機為全復合材料、鋰電池推進一次性微型無人機，長約16.5cm，翼展30cm；“近戰隱蔽一次性自主無人機”（CICADA，“蟬”）為一次性微型無人機，單機重65g或更輕，機身3D打印，自身無動力裝置，滑翔比約3.5，每架成本約250美元。

數量多

無人機蜂群可投放或發射的無人機數量多，如“郊狼”無人機2016年進行了艦載快速發射30架規模的集群試驗，已實現40秒發射30架“郊狼”無人機，理想目標是6秒發射30架；“山鶉”無人機已于2014年9月開始配裝F-16戰斗機試投，已進行數百次試驗；2016年10月3架F/A-18F“超級大黃蜂”戰斗機在0.6Ma飛行中投放103架“山鶉”；“蟬”無人機2017年4月利用P-3“獵戶座”偵察機投放最新型號無人機進行蜂群飛行測試，每個發射管可攜帶、釋放32架無人機。

載荷有限

微小型無人機自身重量有限，可攜帶載荷重量也有限，如“小精靈”無人機質量約320kg、最低指標載荷27.3kg、最佳指標設計載荷54.5kg，“郊狼”無人機重5.4～6.4kg、載荷1.8～2.7kg，“山鶉”無人機重0.3kg，“蟬”無人機單機重65g或更輕，機身3D打印，主要組成部件（包括機翼）為電路板，亦稱“飛行電路板”，載荷即融在機身電路板內。

分布協同

無人機蜂群數量多，單無人機載荷有限，為完成復雜任務通常采用組合多種載荷模塊，分布協同，如“小精靈”無人機可由空中平臺防區外發射，快速滲透進入敵防區，攜帶偵察、監視或電子戰載荷，分布式協同遂行任務；2016年10月“超級大黃蜂”戰斗機投放103架試驗中，“山鶉”無人機演示了集體決策、自修正和自適應編隊飛行；“蟬”無人機攜帶天氣、溫度、濕度、氣壓傳感器或聲學探測、生化探測等微型電子設備，可由空中平臺“布撒”投放，降落地面后通過數據鏈互連成自組織網絡，在指定區域形成穩定的“無人探測蜂群”。

無人機蜂群的運用方式

無人機蜂群可有效提升己方通信、指揮、情報偵察、態勢感知能力和攻擊能力，同時能壓制和阻塞敵方的通信網絡、防空系統，毀傷敵方，未來作戰中可能擔負的主要作戰任務有：

潛入式偵察

無人機蜂群以微小型無人機為主，發揮其低探測、低空/超低空飛行等隱身性，可有效突破敵方防空體系，滲透潛入敵方重點、要害區域，利用各種偵察探測設備開展前沿偵察、監視。例如“小精靈”無人機可從防區外發射，實施快速滲透偵察；“蟬”無人機可以無線電靜默滑翔飛行3.5倍投放高度，落地后隱蔽組網偵察。

先導式突防

無人機蜂群成本較低，自身可作為誘餌或者模擬假目標，引誘敵方防空探測設備開機暴露自身位置及無線電信息，無人機可將誘騙偵測到的情報反饋至己方進行打擊，或者直接由無人機蜂群配備的反輻射武器實施攻擊。無人機蜂群成本較低可承受大量損耗，可主動暴露自身佯動威脅目標或直接攻擊目標，誘騙、迫使對方防御，吸引防空火力，消耗敵方高價值武器，為后續突防或攻擊減少威脅。如1982年貝卡谷空戰中，以色列撒播誘餌無人機誘騙敘利亞防空雷達開機，獲取敵方防空情報信息，經預警機傳遞給以色列戰斗機發起有針對性攻擊，短時間瓦解了敘利亞防空體系。

飽和式攻擊

無人機蜂群憑借其隱蔽性、數量、成本優勢，可對敵防空系統或空中目標發起飽和攻擊，規模超出敵預警系統探測、跟蹤或攻擊能力，突破其防御體系，實現傳統武器難以達到的作戰意圖。如，在用“郊狼”無人機蜂群模擬突防“宙斯盾”系統中，若將8架增加到20架、50架，則將有更多數量無人機突破“宙斯盾”系統；在俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊中，若恐怖分子加大無人機數量規模，則較大概率對俄基地造成毀傷。

精確化獵殺

無人機蜂群功能可組合搭配，可根據需要靈活配備偵察探測、目標識別、火力攻擊等載荷，或部分無人機直接加裝戰斗部，滲透突破敵防空體系，深入敵方核心區域，對重點目標或威脅目標實施一體化偵察打擊，相比于大中型無人機察打一體，具有靈活精準、突破能力強等優勢。如，2017年11月有公開演示形似“殺人蜂”微型無人機攜帶3g高能炸藥通過人臉識別精準殺傷目標，若成功應用于無人機蜂群，可在城市建筑間或人群中定點清除、精準攻擊，達到常規武器無法產生的效果。

蜂群間對抗

未來，隨著無人機機動性能、智能水平的提高，可采用無人機蜂群反制敵方無人機或蜂群，利用蜂群低成本、分布式優勢及察打配合能力，獨立或輔助傳統防空系統進行防空探測，避免過早暴露防空探測系統，適時對敵無人機實施打擊，或者對多目標蜂群分配任務同時打擊，替代部分高價值防空導彈，提高應對飽和攻擊的防御和反制能力。

綜上，無人機蜂群可與有人機、艦艇或地面作戰單元等實施廣泛深入的協同，一方面能進入高危險區域執行任務，或消耗敵方武器，降低高價值武器或人員威脅損失；另一方面能配備各類任務載荷，拓展偵察、攻擊能力，或分擔部分任務，或掩護高價值武器、有生力量安全，提高體系作戰能力。無人機蜂群可將單一無人機的近距情報偵察、目標定位指示、通信中繼、電子戰等單一任務擴展到反介入/區域拒止高對抗環境下的超視距偵察監視、防空壓制、協同攻擊、反無人機、空中組網等。

無人機蜂群的優勢與弱點

無人機蜂群的優勢

由于數量多、靈活編隊、協同作戰、低探測性、低成本、易生產等特點，無人機蜂群具有很強的隱蔽性、攻擊性和強健性，可滿足未來戰爭中機動、靈活、多樣的作戰需求，具有顯著的作戰優勢。

（1）可探測性低，突防能力強

無人機蜂群分布式自組織編隊，可以低空/超低空飛行，能夠重新編隊、智能分組躲避障礙物，有些無人機能靜默飛行/滑翔，都加大了敵方預警系統探測難度，“蟬”無人機降落地面后，甚至可脫離防空系統監視。無人機蜂群節點平臺大多體積小、雷達反射面積小，敵方難以遠距離探測，可壓縮敵反應時間。如“郊狼”以250km/h速度攻擊，“宙斯盾”系統雷達發現后，僅有15s攔截時間。2018年1月俄羅斯駐敘利亞基地遭受無人機蜂群襲擊，即是恐怖分子從50km外發起的襲擊，雖然不是嚴格意義上由高端AI平臺組網構成的無人蜂群，也未造成俄地面力量的重大損失。但至少說明，利用民用電子技術、簡單材料、初級編程也可有效實施遠距離（100km左右發射）突防并在一定程度上達成集群攻擊效果。

（2）個體數量多，規模優勢大

無人機蜂群可組織較大規模行動，無人機數量超出敵方預警系統探測、跟蹤、鎖定門限，能有效突破防空，實施飽和攻擊。在“郊狼”無人機蜂群模擬突防“宙斯盾”系統中，若以更大規模蜂群突防攻擊，或者配合其他武器協同攻擊，可產生更高的毀傷效果。俄羅斯駐敘利亞基地部署電子戰部隊和“鎧甲-S1”防空系統?！版z甲-S1”包括12枚射程為20km地空導彈和2門30mm口徑自動火炮，可同時跟蹤20個目標、對其中4個目標實施打擊。2018年1月遭受無人機蜂群襲擊時，電子戰部隊只能控制6架，其余7架只能通過“鎧甲-S1”防空系統擊落，若數量超過20架，則超出了其跟蹤能力。而在通信等基本條件滿足的情況下，億航GHOSTDRONE 2.0等商業無人機可由“一個工程師一臺電腦一鍵啟動”即可實現千架規模的編隊復雜表演。在戰術運用中，如果進一步采取多個方向集群協同進攻、或輔以其他遠程精確打擊手段、或由空中電子戰力量實施電子對抗/防輻射攻擊相配合，則防空方將在預警偵察、跟蹤識別、攔截抗擊等作戰全過程、多環節處于劣勢。

（3）作戰運用活，體系效能高

無人機蜂群的理念是將復雜、多功能的大型系統分解為大量低成本的模塊，無人機蜂群編隊內部可協同工作，組合不同的載荷模塊，完成較復雜任務；無人機蜂群可與有人機、艦艇或地面部隊等作戰體系內各所需節點建立靈活的協同關系，通過靈活的戰術配合，提高戰場感知能力形成體系力量，牽制消耗敵方資源應對蜂群干擾、威脅，智能交互、協同作戰，延展有人機、艦艇或地面部隊的能力，提升體系作戰效能，同時可降低人員及高價值裝備的風險。美軍微型空射誘餌（Miniature Air Launch Decoy，MALD）可以模擬戰機信號配合MALD-J（Miniature Air Launch Decoy Jammer）直接實施干擾，同時掩護有人戰機實施縱深打擊。

（4）載荷類型多，功能覆蓋廣

無人機蜂群任務載荷模塊化，可根據需求靈活配置；發射方式多樣，可由人手動發射，或車輛、艦艇、飛機、無人機搭載發射；功能可覆蓋偵察、監視、探測、攻擊等方面，作戰空間覆蓋城市、空中、海面、電磁、網絡等領域。無人機蜂群自身靈活性，加上任務載荷的多樣性，戰術應用具有很大創新空間，例如，若在任務載荷中配備目標特征模擬裝置可以模擬假目標實施誘騙干擾，配備電磁干擾裝置或定向能武器就可具備攔截能力，已有公開報道美軍特種作戰司令部計劃借助蜂群無人機開展心理戰。

（5）生產成本低，補充能力強

微小型無人機平臺成本低，部分可回收重復使用，相比于傳統飛機、武器全壽命周期費用低，如一枚“魚叉”導彈120萬美元可購買80架“郊狼”無人機，且不需要長時間服役的維修費用；“郊狼”、“山鶉”、“蟬”等無人機采用3D打印制造部件，組裝生產速度快，一方面可滿足戰場高損耗、高消耗要求，另一方面可快速消耗敵方防空導彈、高效摧毀敵方雷達等高價值武器裝備，具有非對稱作戰成本優勢。

無人機蜂群的弱點

相比于傳統武器或大中型無人機，無人機蜂群具有獨特優勢和作戰應用潛力，但同時因其自身和戰術也存在薄弱環節：

一是遠程機動弱。無人機蜂群大多為微小型無人機，速度較慢、航程較短、飛行高度有限，如“山鶉”無人機最高速度111km/h、飛行時間僅20min左右，面對相對速度較快的防空彈丸、導彈等動能武器及激光武器、電磁脈沖武器攻擊時，機動能力弱?！靶【`”無人機雖然可在防區外發射、飛行距離較遠，但自身機動能力也有限。

“郊狼”（Coyote）小型無人機

“山鶉”

二是依賴通信導航。目前，無人機蜂群智能水平有限，尚未實現完全自主偵察、攻擊，如“山鶉”無人機集體決策、自修正和自適應編隊飛行也僅在演示階段，很長一段時間內仍需要“人工指揮+蜂群無人機”方式應用，作戰應用要依賴導航飛行、定位，如“郊狼”、“蟬”主要依據預定參數按GPS導航飛行；消費級或商用無人機依賴無線鏈路控制，甚至通過開放鏈路傳輸指令；通過干擾導航或操控信號，可使無人機迷失或失去控制。

三是電磁防護弱。相比于傳統導彈、彈丸，無人機蜂群的操控、編隊和自主能力完全建立在通信模塊、飛行控制模塊等機載電子設備基礎上，甚至“蟬”無人機機身即為電路板，機載電子設備失效或被入侵，會直接導致無人機失去喪失飛行控制和執行任務能力，因此電子設備是無人機集群、智能的基礎，也是其軟肋。特別是商用無人機，極易受通信條件和電磁環境影響。

四是應變能力有限。目前，無人機自主能力、集群智能有限，在關鍵環節仍要依靠人在回路實施分析決策，對戰場環境中復雜、突變狀況應對能力有限，且無人機蜂群的指揮控制中接收遙控指令、指令分發、編隊自適應控制等環節，涉及響應優先級、動態規劃、數據運算等因素，使得蜂群對敵方的反制措施反應存在延遲，都導致無人機蜂群應對戰場快速變化能力較弱。目前無人機蜂群技術集中研究的近戰、聚合、機動和群集等4種技戰術形態尚未完善，難以完全無人編組下對空中目標的制空作戰?！?/p>

（參考文獻：略。如有需要，請聯系編輯部。）