國外無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)樣式進(jìn)展及反蜂群策略研究*

王瑞杰，王得朝，豐璐，趙正黨，陳浙梁

?空天防御體系與武器?

國外無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)樣式進(jìn)展及反蜂群策略研究*

王瑞杰，王得朝，豐璐，趙正黨，陳浙梁

（天航星云國際防務(wù)技術(shù)研究院（北京）有限公司，北京 100080）

科技進(jìn)步和軍事需求的聯(lián)合推動(dòng)下，無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)成為一種新興的并能夠改變戰(zhàn)爭規(guī)則的顛覆性作戰(zhàn)樣式，各軍事強(qiáng)國圍繞“蜂群技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)”展開了激烈的競爭。介紹了無人機(jī)蜂群的作戰(zhàn)概念及優(yōu)勢，歸納了國外無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)樣式的進(jìn)展?fàn)顩r。基于傳統(tǒng)裝備反蜂群能力不足與缺點(diǎn)，總結(jié)與分析了反蜂群裝備與技術(shù)發(fā)展趨勢，并針對反蜂群發(fā)展手段強(qiáng)、運(yùn)用弱的現(xiàn)狀，提出殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建策略，為后續(xù)綜合利用多種反蜂群裝備實(shí)現(xiàn)體系化對抗，提升防空體系整體效能奠定了基礎(chǔ)。

無人機(jī)蜂群；反無人機(jī)蜂群；作戰(zhàn)模式；殺傷鏈；動(dòng)態(tài)構(gòu)建

0　引言

繼納卡戰(zhàn)爭、也門戰(zhàn)爭、敘利亞戰(zhàn)爭等局部沖突后，俄烏戰(zhàn)爭再次把世界目光聚焦到人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要作用，各種類型無人機(jī)以單體或群體、“無人機(jī)+”（如無人機(jī)+導(dǎo)彈混編）等形式投入戰(zhàn)場，創(chuàng)造了大量的成功戰(zhàn)例，隨之帶來對作戰(zhàn)模式的深遠(yuǎn)影響。其中，作為無人作戰(zhàn)的高級形式——無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)，集合了無人機(jī)和蜂群作戰(zhàn)的特點(diǎn)，具有數(shù)量、成本、智能協(xié)同［1］等優(yōu)勢，是奪取制空權(quán)，打贏現(xiàn)代戰(zhàn)爭的前沿武器。

為此，面對無人機(jī)蜂群這一新型智能空中作戰(zhàn)體系，本文從無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的基本概念及作戰(zhàn)優(yōu)勢入手，梳理了國外在發(fā)展無人機(jī)蜂群技術(shù)方面的現(xiàn)實(shí)舉措，針對傳統(tǒng)裝備反蜂群能力不足，重點(diǎn)分析當(dāng)前反無人機(jī)蜂群的最新技術(shù)舉措，為推動(dòng)無人機(jī)蜂群的作戰(zhàn)應(yīng)用和反蜂群策略研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念及作戰(zhàn)優(yōu)勢

1.1　概念

無人機(jī)蜂群指基于一定智能化水平的無人機(jī)群組，通過模擬生物集群行為策略，按照去中心化方式實(shí)施管理，實(shí)現(xiàn)高智能自主協(xié)同的作戰(zhàn)活動(dòng)［2］。美軍于20世紀(jì)90年代末率先提出了無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念，并開展了一系列概念完善和技術(shù)積累工作。2018年11月29日，美國智庫布魯金斯學(xué)會(huì)高級研究員邁克爾·奧漢隆發(fā)布題為《人工智能在未來戰(zhàn)爭中的作用》的報(bào)告，以2040年左右構(gòu)建的俄羅斯與北約在波羅的海附近發(fā)生的沖突為背景，分析了人工智能技術(shù)，尤其是無人機(jī)蜂群可能在未來戰(zhàn)爭中的應(yīng)用［3］。2019年，美國空軍助理部長威爾·羅珀在《空軍》雜志上發(fā)表了題為《蜂群：備戰(zhàn)未來空戰(zhàn)》的文章，明確指出：“蜂群作戰(zhàn)就是未來戰(zhàn)爭的樣式”［4］，并將其作為一項(xiàng)可以改變戰(zhàn)場規(guī)則的顛覆性技術(shù)加以大力發(fā)展。

1.2　作戰(zhàn)優(yōu)勢

以小巧的、功能專業(yè)的“蜂”，通過大幅增加功能種類和數(shù)量規(guī)模，形成復(fù)雜的、強(qiáng)大的“群”作戰(zhàn)效能，這一設(shè)計(jì)思路決定了“蜂群”戰(zhàn)術(shù)的作戰(zhàn)優(yōu)勢：①具備數(shù)量優(yōu)勢，可以為實(shí)施“飽和攻擊”創(chuàng)造條件；②去中心化，動(dòng)態(tài)靈活的編隊(duì)組網(wǎng)方式，提升群體協(xié)同作戰(zhàn)能力；③載荷豐富，形成結(jié)構(gòu)各異、功能互補(bǔ)的單體，使“蜂群”具備遠(yuǎn)超單體的打擊能力；④突防能力強(qiáng)，作戰(zhàn)低耗高效，價(jià)格低廉的蜂群重復(fù)執(zhí)行高密度、不間斷襲擊等作戰(zhàn)任務(wù)，非對稱式消耗敵方的高價(jià)值武器，使應(yīng)對力不從心。圖1為無人機(jī)蜂群及協(xié)同作戰(zhàn)模式［5］。

圖1 　無人機(jī)蜂群及協(xié)同作戰(zhàn)模式

2　國外無人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展概況

隨著無人機(jī)技術(shù)、組網(wǎng)協(xié)同、低延時(shí)通信、高精度導(dǎo)航定位以及人工智能等相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前各國均對無人機(jī)蜂群表現(xiàn)高度關(guān)注和認(rèn)可，加強(qiáng)持續(xù)投入，大力研發(fā)自主式無人機(jī)“蜂群”技術(shù)，以期待通過提升新質(zhì)戰(zhàn)斗力保持作戰(zhàn)能力優(yōu)勢。

2.1　美國

美軍認(rèn)為無人機(jī)蜂群是目前世界上最具成本效益和作戰(zhàn)威力的武器裝備，開展對無人機(jī)蜂群技術(shù)研究能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)軍事對抗環(huán)境下的非對稱優(yōu)勢。目前美海軍研究實(shí)驗(yàn)室（naval research laboratory，NRL）、國防部戰(zhàn)略能力辦公室（strategic capabilities office，SCO）、海軍研究局（office of naval research，ONR）、國防高級研究計(jì)劃局（defense advanced research projects agency，DARPA）、美國空軍等部門積極推進(jìn)前期的理論研究成果轉(zhuǎn)換，開展多個(gè)項(xiàng)目的戰(zhàn)法創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、演示驗(yàn)證試驗(yàn)等，從偵察打擊、集群攻擊、有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)等功能上全面推進(jìn)無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)技術(shù)的快速發(fā)展，具有代表性的項(xiàng)目如表1所示。其中，“小精靈”（Gremlins）［6-11］項(xiàng)目、“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”（offensive swarm-enabled tactics，OFFSET）［12-13］項(xiàng)目、“天空博格人”（Skyborg）［14］項(xiàng)目等最為典型。

表1 　美軍無人機(jī)蜂群典型項(xiàng)目

2.1.1“小精靈”（Gremlins）項(xiàng)目

“小精靈”無人機(jī)是一種由有人機(jī)在敵防區(qū)外投放，可部分回收使用的低成本無人機(jī)，主要用于驗(yàn)證和評估智能無人機(jī)集群的投放及回收技術(shù)，預(yù)計(jì)使用壽命20次飛行。“小精靈”無人機(jī)的尺寸與1枚巡航導(dǎo)彈相當(dāng)，最大飛行速度850 km/h，最大航程556 km。多架“小精靈”在空中組網(wǎng)，相互協(xié)作組成任務(wù)功能完備的作戰(zhàn)綜合體，在執(zhí)行任務(wù)過程中，幸存的無人機(jī)能夠及時(shí)彌補(bǔ)某些無人機(jī)損失后所引起的任務(wù)功能缺失。

目前已在C-130上進(jìn)行空中發(fā)射試驗(yàn)。在該項(xiàng)目第3階段，2020年11月的飛行試驗(yàn)驗(yàn)證了無人機(jī)自主編隊(duì)飛行能力，但是9次空中對接嘗試均告失敗；2021年10月，DARPA第4次部署在猶他州試驗(yàn)場，涉及2架小型無人機(jī)，其中一架“小精靈”無人機(jī)由C-130在空中成功回收［6］（圖2），第2架在飛行期間被摧毀，由此可見，在當(dāng)前技術(shù)水平下，無人機(jī)空中回收的難度仍然很大。

圖2 　“小精靈”無人機(jī)及執(zhí)行任務(wù)

2.1.2“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目

“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目聚焦于提高小規(guī)模作戰(zhàn)部隊(duì)在復(fù)雜城市環(huán)境下作戰(zhàn)的有效性。自2016年末OFFSET項(xiàng)目啟動(dòng)以來，已經(jīng)進(jìn)行了6次實(shí)地試驗(yàn)，每次“蜂群沖刺”目的是從蜂群戰(zhàn)術(shù)、蜂群自治、人機(jī)組隊(duì)、虛擬環(huán)境以及物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)5個(gè)關(guān)鍵技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)為研究對象，力求在某一方面得以突破。2021年11月，DARPA在田納西州完成了OFFSET項(xiàng)目的第6次城市突襲任務(wù)［22］，如圖3所示，從現(xiàn)場驗(yàn)證了美軍智能作戰(zhàn)體系集成技術(shù)正在迅速接近未來作戰(zhàn)的可用性。

圖3 　OFFSET項(xiàng)目第6次城市突襲任務(wù)試驗(yàn)

2.1.3“天空博格人”（Skyborg）項(xiàng)目

“天空博格人”項(xiàng)目旨在開發(fā)一種人工智能系統(tǒng)，既可以裝備無人機(jī)上也可以裝備在有人機(jī)上，最終實(shí)現(xiàn)虛擬副駕駛和自主無人機(jī)作戰(zhàn)飛機(jī)能力。該項(xiàng)目主要聚焦于自主起飛和降落；飛行中可避開障礙物、地形、惡劣天氣和其他飛機(jī)；將有效載荷和飛機(jī)的機(jī)身分離，允許模塊化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)快速配置更換和采用開放式架構(gòu)4方面的能力。XQ-58A“女武神”隱身無人機(jī)是首例“天空博格人”項(xiàng)目支撐部分，2020年末已經(jīng)測試了XQ-58A無人僚機(jī)與F-22，F(xiàn)-35A及F-35B戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)飛行和交換信息能力；2021年5月，美空軍使用最容易獲得平臺(tái)的UTAP-22“鯖鯊”無人機(jī)完成了“天空博格人”項(xiàng)目“自主核心系統(tǒng)”（autonomy core system，ACS）首飛及第2次飛行試驗(yàn)，計(jì)劃在2023年形成作戰(zhàn)能力。

2.2　歐洲

歐洲防務(wù)局于2016年11月啟動(dòng)“歐洲蜂群”項(xiàng)目，開展無人機(jī)蜂群的任務(wù)自主決策、協(xié)同導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)研究。

英國防部積極推進(jìn)無人機(jī)蜂群技術(shù)研究，不僅早于美軍成立無人機(jī)蜂群中隊(duì)，還開展了項(xiàng)目的若干演示驗(yàn)證試驗(yàn)。2021年初，英國防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Dstl）舉行了一項(xiàng)大規(guī)模的蜂群無人機(jī)競賽演示，該競賽作為“多無人機(jī)使作戰(zhàn)輕松項(xiàng)目”（many drones mark light work）的收官之作，演示5種不同類型和大小的20架無人機(jī)組成異構(gòu)固定翼無人機(jī)蜂群［23］，開展了超視距飛行試驗(yàn)，試驗(yàn)飛行了220多架次。另外，英皇家空軍蜂群無人機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目于2021年10月進(jìn)入新的測試階段，此次測試基于蜂群無人機(jī)平臺(tái)的多型載荷/通信系統(tǒng)。

俄羅斯也大力發(fā)展無人機(jī)蜂群技術(shù)，下一代戰(zhàn)斗機(jī)方案將于2025年公布，戰(zhàn)機(jī)飛行可達(dá)4～5，并且能夠指揮控制5～10架裝備火力系統(tǒng)的無人機(jī)集群作戰(zhàn)；俄還在2020年用“前哨”、“海雕”-10、“獵戶座”三型無人機(jī)進(jìn)行了首次空中“蜂群”試驗(yàn)，使俄軍的分層覆蓋范圍達(dá)到250 km；2021年2月，首次曝光的俄國防部提議的新型“閃電”無人機(jī)蜂群項(xiàng)目，涉及從有人/無人平臺(tái)發(fā)射多架噴氣動(dòng)力隱身無人機(jī)，執(zhí)行偵察、電子戰(zhàn)和打擊能力，主要用于突破敵軍防空系統(tǒng)。

此外，波蘭、以色列、土耳其也在穩(wěn)步推進(jìn)無人機(jī)蜂群項(xiàng)目。波蘭WB集團(tuán)正在推進(jìn)由戰(zhàn)術(shù)偵察機(jī)和巡飛彈組成W2MPIR集群無人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在摧毀對手的分層防空系統(tǒng)；據(jù)《新科學(xué)家》（New Scientist）雜志報(bào)道，以色列軍隊(duì)在世界上第1次使用了人工智能引導(dǎo)蜂群無人機(jī)定位、識(shí)別和攻擊哈馬斯武裝力量，如圖4所示。土耳其軍方宣布將開展使用500架自殺式無人機(jī)實(shí)施大規(guī)模“蜂群戰(zhàn)術(shù)”攻擊的實(shí)驗(yàn)。

圖4 　以色列將無人機(jī)蜂群引入地區(qū)作戰(zhàn)中

2.3　其他地區(qū)

韓國陸軍早在2017年透露正以朝鮮的彈道導(dǎo)彈陣地和核試驗(yàn)設(shè)施為目標(biāo)，大力發(fā)展無人機(jī)蜂群技術(shù)用于偵察打擊。韓2021年9月宣布，計(jì)劃在2027年前為韓國武裝部隊(duì)增購1 000架無人機(jī)。

印度正在加快研發(fā)無人機(jī)蜂群系統(tǒng)的計(jì)劃。2020年8月啟動(dòng)“戰(zhàn)斗空中協(xié)作系統(tǒng)”（combat air team system，CATS）項(xiàng)目，2021年1月，首次展示了75架進(jìn)攻性無人機(jī)組成的蜂群擁有智能計(jì)算能力。

3　反無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)策略

無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)樣式的出現(xiàn)將使未來戰(zhàn)爭形態(tài)產(chǎn)生重大變革，對未來的防空作戰(zhàn)帶來了巨大威脅，有矛必有盾，反無人機(jī)將成為新的挑戰(zhàn)。本文從現(xiàn)有防空裝備對抗蜂群作戰(zhàn)的短板出發(fā)，分析反蜂群裝備與技術(shù)發(fā)展趨勢，提出反蜂群殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建準(zhǔn)則和方法，為反蜂群作戰(zhàn)設(shè)計(jì)提供理論參考。

3.1　傳統(tǒng)裝備反蜂群能力短板分析

蜂群無人機(jī)一般具有“低慢小”特性，其分散性、智能型、靈活性具備更高效的偵察打擊能力，使傳統(tǒng)的防御系統(tǒng)難以偵察到目標(biāo)，以及蜂群作戰(zhàn)單機(jī)成本低和數(shù)量優(yōu)勢，也使傳統(tǒng)的反蜂群手段變得效能低下。

基于無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的優(yōu)勢，現(xiàn)役裝備反蜂群能力短板可總結(jié)為“看不見，難識(shí)別”“辨不清，難攔截”“打不起，作戰(zhàn)成本高”“打不完，非對抗作戰(zhàn)”。

3.2　反蜂群裝備與技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，各軍事強(qiáng)國均在加強(qiáng)反蜂群裝備與技術(shù)研究，激光、高功率微波、蜂群反蜂群、電子對抗等反蜂群裝備如雨后春筍般大量出現(xiàn)，反制無人機(jī)的實(shí)現(xiàn)離不開光電偵察、雷達(dá)探測系統(tǒng)，即依靠硬毀傷新戰(zhàn)法，也依賴于軟殺傷新研發(fā)，以及硬毀傷與軟殺傷相結(jié)合的以機(jī)制機(jī)戰(zhàn)術(shù)。

3.2.1探測精準(zhǔn)化

“看得見”和“辨得清”是反無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的第一步，有效的探測、識(shí)別、跟蹤和定位是成功反制無人機(jī)蜂群的前提條件。一是將雷達(dá)、無線電偵測以及光電偵測等手段組成一個(gè)優(yōu)勢互補(bǔ)、信息共享的預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行優(yōu)化部署、梯次部署和頻率覆蓋；二是將傳感器掛載在無人平臺(tái)上，采取集群組網(wǎng)的模式，通過頻率互補(bǔ)和空間優(yōu)化布局等方式充分發(fā)揮各型裝備和手段的作用，形成全方位、多層次、有重點(diǎn)的偵察體系，提高整體預(yù)警探測能力。2015年，美國驗(yàn)證了一種新型地基系統(tǒng)——ICARUS，該系統(tǒng)配備無源成像、聲學(xué)探測、射頻探測等多種傳感器，可探測、識(shí)別、跟蹤和截獲目標(biāo)無人機(jī)。俄羅斯的卡巴斯基實(shí)驗(yàn)室在2020年研發(fā)了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“卡巴斯基反無人機(jī)系統(tǒng)”，通過構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分析處理各類數(shù)據(jù)，能迅速發(fā)現(xiàn)識(shí)別無人機(jī)蜂群，并對目標(biāo)進(jìn)行分類，有針對性地做出反應(yīng)。英國的反無人機(jī)防御系統(tǒng)（anti-UAV defense drone，AUDS）采用雷達(dá)、光電、紅外日光等多類傳感器，可以干擾進(jìn)而抵抗無人機(jī)機(jī)群的攻擊。

3.2.2硬滅殺顯威力

（1）火力殺傷

利用速射防空火炮和彈炮結(jié)合系統(tǒng)都能夠?qū)o人機(jī)蜂群進(jìn)行攔截攻擊，是最實(shí)用的方法，像俄羅斯的“鎧甲”-S1防空系統(tǒng)可發(fā)現(xiàn)30多個(gè)目標(biāo)并同時(shí)對24個(gè)目標(biāo)進(jìn)行有效跟蹤攔截，如圖5所示。

（2）定向能武器

當(dāng)前，定向能武器已由“新概念”步入實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，被一些國家列為應(yīng)對無人機(jī)蜂群威脅的重要裝備。美、俄等國都將激光與微波武器作為未來反無人機(jī)定向能武器發(fā)展的重點(diǎn)，其應(yīng)用情況見表2。但受體積、質(zhì)量、功耗等限制，定向能反無人機(jī)系統(tǒng)主要以地基平臺(tái)為主，模塊化、固態(tài)化和小型化以及新材料的采用，都是未來改進(jìn)的方方向。

圖5 　“鎧甲”-S1野戰(zhàn)防空系統(tǒng)

表2 　定向能武器應(yīng)用于反無人機(jī)蜂群

圖6 　“雅典娜”激光武器系統(tǒng)

圖7 　THOR“蜂群”無人機(jī)殺手

3.2.3軟殺巧布局

欺騙干擾、布設(shè)陷阱和控制接管等軟殺傷方式也是一種新思路。2021年6月美國測試完成了飄帶式反無人機(jī)系統(tǒng)，該無人機(jī)升空后，追上來襲的敵方無人機(jī)，然后發(fā)射類似“強(qiáng)大的、細(xì)長的繩索飄帶”將纏著敵方無人機(jī)的旋翼，使其失去推進(jìn)力并墜入地面；2011年，伊朗通過電子戰(zhàn)技術(shù)，修改美軍無人機(jī)GPS坐標(biāo)，誘捕了一架RQ-170“哨兵”無人機(jī)；俄軍最新型的ROSC-1反無人機(jī)系統(tǒng)，不僅能屏蔽敵無人機(jī)信道、發(fā)送錯(cuò)誤坐標(biāo)，還配備了“狼”-18無人機(jī)，攔截了10架無人機(jī)蜂群。

圖8 　“無人機(jī)穹頂”激光系統(tǒng)

3.2.4以機(jī)制機(jī)全阻擊

任何武器裝備的最大敵人就是自己，無人機(jī)蜂群也不例外。以無人集群對無人集群的反蜂群“對抗”模式更適合作用于中近程作戰(zhàn)，通過技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)的結(jié)合，在無人機(jī)的態(tài)勢感知、編隊(duì)協(xié)同、對空攔截等方面，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和升級改造，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的一機(jī)多用、攻防兼?zhèn)洌缭诳罩胁荚O(shè)網(wǎng)墻［28］，對無人機(jī)進(jìn)行捕獲；攜帶進(jìn)攻武器摧毀對方無人機(jī)；采取自殺式襲擊的方式和對方無人機(jī)進(jìn)行物理碰撞，使其喪失作戰(zhàn)能力等。

3.3　反蜂群殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建策略

任何單一的武器裝備在面對蜂群時(shí)均存在短板和不足，由不同射程的導(dǎo)彈、高炮、激光、高功率微波等硬殺傷手段，以及通信干擾、導(dǎo)航干擾、探測干擾等軟殺傷手段等多種反蜂群裝備實(shí)施體系化對抗，從而提升多樣化作戰(zhàn)場景適應(yīng)性以及整體效能是當(dāng)今反蜂群作戰(zhàn)的必然選擇。一個(gè)要素完整的反蜂群作戰(zhàn)系統(tǒng)由不少于10種裝備組成，其作戰(zhàn)運(yùn)用設(shè)計(jì)難度相比傳統(tǒng)防空系統(tǒng)成幾何級增長，傳統(tǒng)的基于規(guī)則的設(shè)計(jì)方法已不再適用。

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展為復(fù)雜系統(tǒng)求解提供了有效方法，可以預(yù)見，未來人工智能技術(shù)也將在反蜂群系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用。本文不過多討論如何將人工智能算法運(yùn)用到反蜂群系統(tǒng)作戰(zhàn)路徑求解中，而是提出反蜂群殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建策略，作為反蜂群作戰(zhàn)運(yùn)用設(shè)計(jì)的基本框架。該框架可縮小人工智能算法的解空間，簡化求解過程。

3.3.1殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建概念

殺傷鏈一般由搜索—決策—跟蹤—?dú)u估等環(huán)節(jié)組成，每個(gè)環(huán)節(jié)上可能有一個(gè)或多個(gè)裝備節(jié)點(diǎn)參與，如搜索環(huán)節(jié)可能由預(yù)警探測雷達(dá)、光電探測系統(tǒng)等多個(gè)裝備節(jié)點(diǎn)完成，殺傷環(huán)節(jié)可能由防空導(dǎo)彈、高炮、電抗等多個(gè)裝備節(jié)點(diǎn)組成。決策環(huán)節(jié)根據(jù)搜索環(huán)節(jié)提供的空情信息對每一個(gè)來襲目標(biāo)均選取最優(yōu)的跟蹤、殺傷和評估節(jié)點(diǎn)，實(shí)施決策中心戰(zhàn)思想，以實(shí)現(xiàn)整體效能達(dá)到實(shí)時(shí)最優(yōu)，即殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建。

3.3.2殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建基本原則

對于反蜂群作戰(zhàn)系統(tǒng)，在其跟蹤、殺傷和評估各環(huán)節(jié)上均存在大量可選節(jié)點(diǎn)，排列組合后將使其解空間極為龐大，通過設(shè)計(jì)一些基本原則作為求解的約束條件將使求解過程大幅簡化。一般可考慮的基本原則主要包括：

（1）電磁兼容原則

電磁兼容是裝備運(yùn)用的重要原則。在反蜂群作戰(zhàn)系統(tǒng)中，電抗裝備的使用可能對自身的雷達(dá)、導(dǎo)彈、無人機(jī)等裝備的使用造成影響，需要從時(shí)域、空域、頻域進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，避免造成“1+1<2”的不良結(jié)果。

（2）殺傷優(yōu)先及精度匹配原則

在構(gòu)建殺傷鏈時(shí)，一般先確定殺傷環(huán)節(jié)要使用的裝備，再根據(jù)精度匹配原則和火力通道資源反推要使用的跟蹤節(jié)點(diǎn)。像導(dǎo)彈、高炮、激光和高功率微波對跟蹤精度均有較高要求，部分體制的導(dǎo)彈還需要對導(dǎo)彈本身進(jìn)行跟蹤，在選擇跟蹤節(jié)點(diǎn)時(shí)，要確保其精度能夠滿足殺傷環(huán)節(jié)中對精度要求最高的裝備的使用需求，從而保證殺傷鏈?zhǔn)怯行У摹?/p>

（3）成本匹配原則

針對蜂群目標(biāo)數(shù)量大、單體成本低的特點(diǎn)，在選擇殺傷裝備時(shí)要重點(diǎn)考慮作戰(zhàn)成本，一般應(yīng)選擇單次作戰(zhàn)成本不高于或與目標(biāo)價(jià)值基本相當(dāng)?shù)难b備，即做到成本匹配。根據(jù)無人機(jī)的5級分類方法［29］可綜合考慮防御武器能力及作戰(zhàn)成本，建立攻防匹配表可大幅縮減解空間，如將中遠(yuǎn)程防空武器與4級、5級無人機(jī)進(jìn)行匹配；將近程防空武器與3級、4級無人機(jī)進(jìn)行匹配；將激光武器與3級及以下無人機(jī)進(jìn)行匹配等。

3.3.3殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建方法

根據(jù)殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建基本原則，進(jìn)一步考慮系統(tǒng)通道數(shù)資源、剩余彈量、目標(biāo)來襲方向、有無干擾等多方面約束條件，利用人工智能算法進(jìn)行求解，得到實(shí)時(shí)最優(yōu)殺傷鏈。在構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)時(shí)，一般可考慮將綜合攔截概率、作戰(zhàn)效費(fèi)比或兩者加權(quán)作為最優(yōu)指標(biāo)，也可以考慮將二者其一作為最優(yōu)指標(biāo)，另一個(gè)作為求解的約束條件，如在保證綜合攔截概率不低于95%的前提下使作戰(zhàn)效費(fèi)比最高。

4　結(jié)束語

隨著無人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法的發(fā)展成熟，分布式打擊、智能化作戰(zhàn)、無人化技術(shù)等新型理論和技術(shù)賦予了無人機(jī)蜂群嶄新的面貌，無人機(jī)蜂群將由作戰(zhàn)輔助與支援裝備躍升為重點(diǎn)作戰(zhàn)裝備，會(huì)對防空體系造成巨大威脅。本文針對傳統(tǒng)防空裝備反蜂群存在的短板及不足，提出了未來反蜂群裝備與技術(shù)發(fā)展方向，在此基礎(chǔ)上，針對反蜂群作戰(zhàn)求解的關(guān)鍵難題，提出了殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建策略，為后續(xù)人工智能等求解算法的應(yīng)用提供了基本框架，可大幅簡化求解過程，對未來反蜂群作戰(zhàn)設(shè)計(jì)和提升作戰(zhàn)效能具有重要意義。

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Research Progress and Countermeasures Against UAV Swarm Operations Abroad

WANGRuijie，WANGDechao，F(xiàn)ENGLu，ZHAOZhengdang，CHENZheliang

（International Defense Technology Academy， CASIC（Beijing） Co. Ltd， Beijing 100080， China）

Driven by the technological advancements and military demands， unmanned aerial vehicle （UAV） swarm warfare has emerged as a disruptive new style of warfare that can change the rules of engagement. Fierce competition has unfolded among major military powers around "swarm technologies and tactics". The concept and advantages of UAV swarm operation are introduced， and the development of the swarm operation types abroad is summarized. Based on the shortages and restrictions of conventional military equipment， the anti-swarm operation and explores the development direction of anti-swarm equipment and technology is analyzed. A dynamic kill chain construction strategy is put forward to solve the problem of inadequate application of adequate anti-swarm approaches and theories， and achieve systematic confrontation by comprehensively using a variety of anti-UAV swarm equipment in the future ，laying the solid foundation for the development of the systematized anti-swarm operation.

unmanned aerial vehicle（UAV） swarm；anti-UAV swarm；combat patterns；kill chain；dynamic construction

10.3969/j.issn.1009-086x.2023.04.001

V279；TJ0

A

1009-086X（2023）-04-0001-09

王瑞杰, 王得朝, 豐璐, 等.國外無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)樣式進(jìn)展及反蜂群策略研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2023,51(4):1-9.

WANG Ruijie,WANG Dechao,FENG Lu,et al.Research Progress and Countermeasures Against UAV Swarm Operations Abroad[J].Modern Defence Technology,2023,51(4):1-9.

2022 -07 -19 ;

2023 -02 -21

王瑞杰(1982-)，女，河南漯河人。高工，碩士，主要從事無人系統(tǒng)綜合保障設(shè)計(jì)、無人裝備智能化等工作。

100080 北京市海淀區(qū)海淀南路30號 E-mail：wangrj3@163.com