未來海戰反空中集群體系構建

中圖分類號：E917 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.05.001

Abstract：Basedonthethree threatcharacteristicsoffuture maritimeairswarms—\"lowdetectability，tacticalcomplexity， andcost-efectivenessof scale\"—this paper analyzes threecorerequirements forconstructing ananti-swarmsystem：\"alldomainmultidimensionalperception，rapiddnamicdecision-making，ndcost-ffctiveintereption.\"Accordinglyitconstructsananti-swarmsystemfeaturing\"multidimensional inteligentdetection，dynamicagileengagement，andlayeredfficientinterception.\"Thepaper establishes adetection systemcenteredon \"wide-area earlywarning，precise identification， andcontinuous tracking\"toovercometraditionaldetectionblindzones.Itbuildsanengagementsystemfocusedon\"inteligentsituationassessment，dynamicnetworking，andresilientsurvivability\"toaceleratethekillchain.Furthermore，itdevelopsaninterceptionsystementeredon\"pre-emptiveinterception，lowostkill，ndeficentallocation\"tochievecostefectiveinterception.Thisprovidesasystematicframeworkandtechnicalpathwayfordeveloping futurenaval warfaresystemstocounterair swarms.

KeyWords：air swarm；anti-swarm warfare；combat system architecture；multi-domain coordination

現代戰爭正加速向智能化方向演進，以自主作戰平臺為主的空中集群憑借低成本、高彈性、易規模化的特性，成為改變海戰攻防模式與思維的關鍵力量。第二次納戈爾諾-卡拉巴赫沖突等多次軍事沖突實踐中表明，遙控及半自主式空中集群已對傳統防空體系構成重大威脅，傳統防空體系在防御“集群式”作戰方面表現出“看不見”“辨不明”“效費比例失衡”等弊端，未來空中集群向全自主化方向發展，將具備動態靈活組網、實時任務規劃、高度抗干擾等多種能力，勢必對未來海戰空中防御帶來更大挑戰。當前裝備的更新、技術的發展與作戰樣式的迭代都迫使未來海戰中防御方必須突破單平臺、單節點對抗的作戰模式，構建實時感知、動態決策、高效攔截的反集群作戰體系。

1未來海戰空中集群威脅分析

空中集群的威脅主要源于裝備技術與實踐戰術的發展。當前，空中集群的動力與材料、導航與定位、通信與組網、任務規劃等技術呈現出高速發展狀態，分析未來海戰中空中集群的威脅是作戰體系構建的重要基礎。

美海戰典型空中集群包括“小精靈”（Gremlins）、“郊狼\"（Coyote）、“I山鶉\"（Perdix）、“蟬”（CICADA）等，項目來源、研發目的及主要指標見表1。

通過上述集群項自的發展與驗證，美軍構建了作戰載荷功能多樣、飛行半徑遠近銜接、目標數量覆蓋千百十級的空中集群體系。“小精靈”具有較遠的飛行半徑和高速機動能力，可在防區外發起突襲，執行電子干擾、偵察及非自殺式攻擊任務；“郊狼”還具備自適應組網等能力，可以對雷達、垂發單元等關鍵節點實施自殺式精確毀傷，形成低成本飽和攻擊威脅；“山鶉”可以通過戰斗機干擾彈發射器投放，實現隱蔽突防，形成大規模低空滲透威脅；“蟬”因其超低成本，可以構成“海量消耗”式隱蔽近戰威脅。

表1美海戰典型空中集群簡介[1]

Tab.1 Overview of typical U.S. maritime air swarms

從技術發展趨勢分析，未來空中集群可通過雷達低回波、射頻弱信號、紅外弱輻射等方式強化探測隱身性；通過模塊化載荷、跨域協同、實時決策提升戰術復雜性;通過低成本、大規模、快速制造形成規模經濟性。這些技術與戰術的深度融合，使空中集群成為海戰中的重大威脅。

1.1 探測隱身性

隨著動力、材料等技術的發展，不同的空中集群分別針對雷達、光電、射頻、聲學等探測手段中的單個或多個方面進行革新，多方面提升隱身能力，大幅降低傳統探測手段效能。例如2024年2月，美國公司推出采用渦輪噴氣發動機和電動推進風扇的混合動力高速空中自主平臺，最高速度可達 0.7Ma ；法國公司研發采用電池系統和電動推進系統的空中自主平臺。此類技術的研發表明未來高速集群目標可能采用遠渦噴、近電動的動力推進技術；低速集群可能全過程采用電動推進系統，實現靜音飛行。

當前美軍主要空中集群采用的反探測相關技術見表2。整體而言，集群通過相對導航、慣性導航及視覺輔助定位導航技術，大幅降低對衛星導航的依賴，可從導航方面規避頻域無源探測系統的信號截獲；集群通過采用輕量化復合材料與3D打印的外部結構，可能顯著縮減雷達散射截面積（RCS），使雷達探測距離大幅縮短；在動力方面，部分集群采用的電動模式可降低聲學探測距離。因此，對于傳統探測手段而言，空中集群具備“看不見”的顯著特征。

表2美典型空中集群采用的反探測相關技術Tab.2 Counter-detection technologies adoptedbyrepresentativeU.S. air swarms

1.2 戰術復雜性

空中目標的戰術意圖識別源于自標識別技術。傳統海戰中的空中目標主要包括反艦導彈、預警機、有人攻擊機、直升機、電子干擾機等，通常具備高空、高速、大型等特征，因此傳統的威脅判斷技術通常采用靜態威脅判斷模型，主要將固定時刻下，目標的類型、速度、航路捷徑、航向、數量、加速度、攜帶武器裝備情況、干擾與反干擾能力等作為威脅因素[2]，需要為各威脅因素賦權重，建立數學模型定量計算威脅等級[3]。意圖識別是威脅評估的重要組成部分，也是判斷戰場態勢的重要環節，本質是根據目標歷史及當前時刻呈現出的特征推理其行動意圖[4]。當前，以自主作戰平臺為主的空中集群目標出現后，極大顛覆了傳統的威脅判斷手段，也給戰術意圖識別帶來極大挑戰。

空中集群的戰術復雜性分析見表3。整體而言，空中集群通過低雷達反射截面積、模塊化載荷技術、實時任務規劃技術、跨域協同誘騙戰術顛覆傳統的威脅判斷技術，挑戰既往的意圖識別算法。

表3空中集群戰術復雜性分析

Tab.3Analysis of tactical complexity of air swarms

以歷次沖突為例，不具備全自主作戰能力的空中平臺通過跨域協同誘騙戰術對傳統海戰防御已造成重大威脅。2022年10月29日凌晨，9架WBWarmate空中自主平臺和7艘SeaBaby水面自主平臺，通過“跨域協同”的方式襲擊塞瓦斯托波爾港內艦艇并宣稱取得了重傷一艘護衛艦的戰果。作戰過程中，9架WBWar-mate首先以低空飛行姿態逼近塞瓦斯托波爾港，通過加裝的電子信號模擬器模仿戰斗轟炸機/巡航導彈的雷達反射特征，誘騙對手雷達開機，吸引防空火力，利用誘騙戰術創造的時間窗口，SeaBaby利用民用船只活動作為掩護以半潛狀態從海上隱蔽接近港內，部分通過防波堤入口的防護網缺口突入內港水道，成功鎖定停泊在內港的俄軍主力艦艇。未來，空中集群的規模和自主性將進一步發展，防御壓力將進一步增加。

綜合分析，空中集群目標通常RCS值較小，在傳統的威脅判斷模型中威脅評估等級低；集群使用模塊化的載荷技術，令傳統的依賴于外形特征進行判斷的意圖識別算法難以辨認，只能通過其行為模式進行判斷；集群也發展了實時的任務規劃技術，其戰術動作甚至是意圖可能根據戰場環境與防御方的配置等進行快速自主調整，嚴重挑戰防御方的決策算法與決策周期；集群通過發展動態組網等技術，可實現跨域協同的誘騙戰術，提升防御方的戰術意圖認知難度。上述4方面的集群戰術復雜性對當前防御作戰的目標識別和指揮決策造成了嚴峻挑戰，因此，對于傳統的防御決策而言，空中集群具備“辨不明”的顯著特征。

模式來顯著降低單平臺生產與使用成本，構建顛覆性的成本優勢。在自主平臺的外殼材料與制造領域，美國MIT研發的“SeaScout”自主平臺核心成本可低至2400美元，Theseus團隊利用商用電子設備與3D打印技術可在數小時內制造出單價低于500美元的自主平臺；在自主平臺的動力系統領域，當前主要趨勢是采用商用組件降低成本，如大疆Phantom系列鋰電池、美軍“急速車手”的商用渦噴發動機，通過上述手段可使空中集群中單節點成本降至數千美元。

美典型空中集群普遍具備鮮明的規模經濟性，其單波次集群數量、成本、核心功能等見表4。

表4美典型空中集群規模經濟性分析

Tab.4Analysisofcost-effectivenessof scaleofrepresentativeU.S.airswarms

1.3 規模經濟性

未來海戰中的空中集群可能通過3D打印、組件等商用技術以及模塊化設計、快速量產等創新性的制造

從4類典型集群的功能劃分與成本結構來看，空中集群可能通過高價值可回收平臺承擔電子戰等非消耗性任務、通過中低成本平臺實施監視與干擾任務、通過超低成本平臺執行自殺式飽和攻擊任務，形成了層次分明的“成本-任務”分級作戰體系，利用集群的低成本特性來支持高風險的戰術應用，以可承受的戰損率來替代傳統的有人平臺。當任務規模擴大時，集群具備大規模量產能力且可通過“數量替代質量”的集群規模化設計來降低單次任務成本。整體上，空中集群以商用組件等技術降低單平臺成本，以層次分明的分級作戰體系降低大規模作戰成本，實現了作戰效能與成本消耗的非線性增長，具備“打不起”的顯著特征。

2反空中集群體系需求分析

體系（SystemofSystems）是由彼此聯結的“獨立系統\"指揮控制構成的大系統[6。針對海戰的防御體系，指揮控制系統和數據鏈將原本獨立的導彈、火炮、電子戰等系統聯給形成的有機整體。

空中集群憑借其“探測隱身性、戰術復雜性、規模經濟性”的3大核心特性，對傳統靜態、非智能、主要針對高價值目標設計的海上防空體系造成嚴峻威脅。未來海上作戰對空中集群的防御需立足體系能力，從探測、決策、效能3個方面明確體系構建的核心需求，為反集群體系設計提供指引。

2.1全域多維感知需求

當前，對空探測體系主要由天基衛星、空中平臺、艦載裝備，通過雷達、紅外、光電等手段完成，但對空中集群的單一手段探測難以滿足未來海戰早期預警、準確識別、全程跟蹤的需求。

由表5可見，雷達、紅外、光學、頻譜、聲學等手段對集群目標的探測均存在不同維度的“盲區”，依賴單一平臺進行的預警探測是遲滯不準確的，需要組建多域、多維度的傳感器網絡，并通過多源傳感器數據融合技術提升對集群目標的發現、識別與跟蹤能力。但當前多源傳感器的數據融合面臨多個難題：雷達、光電、紅外等傳感器的數據格式、采樣頻率和傳輸延遲存在顯著差異，傳統算法難以實現實時融合，且容易因強電磁干擾、雨霧天氣等復雜戰場環境導致傳感器失效。相應地，未來在體系探測能力方面需要構建覆蓋“天空-海-頻”的多源立體感知網絡，實現多傳感器數據的快速融合，實時分辨并構建目標航跡，解決傳統體系防御對集群目標“看不見”的問題。

2.2快速動態決策需求

OODA環（觀察Observe-判斷Orient-決策Decide-行動Act）的閉合速度是體現體系決策能力的重要指標。以美軍水面艦艇防空作戰為例，其OODA環的快速閉合主要依靠海軍一體化防空火控（NavalIntegratedFireControl-counterAir，NIFC-CA）系統達成[8-9]，NIFC-

CA系統構建了3條典型的環路，3條環路的傳感器、數據鏈、指控系統以及導彈典型構成如表6所示。通過該系統，美艦艇編隊可以通過預警機擴大探測距離，從而擴大作戰半徑。

表5對空中集群探測手段分析

Tab.5Analysis of detectionmeans for air swarms

盡管NIFC-CA系統拓展了艦艇編隊防空的能力，但仍存在相對的節點流程固化、抗毀性差、周期較長等問題。以空中作戰為例，E-2D預警機引導F/A-18E/F等戰斗機到交戰區，戰斗機火控雷達探測并鎖定目標，發射AIM-120等空空導彈實施打擊[11]，在該模式中，“傳感器-指控系統-武器\"3級架構因鏈路層級多、數據協議頻繁轉換等原因，OODA環偏長，存在打擊時延，極易錯過攔截窗口，且任一節點損毀都將對OODA環的閉合造成毀滅性打擊。當前，各類空中集群層出不窮，戰術復雜性大幅提升，并且具備較強的任務規劃能力，相比于飛機、導彈等傳統目標，空中集群的作戰意圖時刻都在發生變化，相應地，水面艦艇防空也應具備動態調整作戰意圖、靈活判斷目標威脅等能力，固化的、周期較長的OODA環已不能滿足作戰需求，亟待構建具備智能決策、動態組網、韌性抗毀等能力的殺傷體系。

表6美NIFC-CA系統典型作戰閉環[10]

2.3高效費比攔截需求

對于艦艇防御空中集群而言，傳統導彈/火炮攔截手段面臨難以承受的成本困境。由表7可知，美艦艇常見防空導彈的設計初衷適用于攔截導彈、有人飛機等大型目標，對“低小慢”目標命中概率降低，火炮系統需進行持續火力覆蓋以實施對集群目標的攔截，實際作戰中，勢必需要通過一次齊射多枚導彈或多次火炮發射提升攔截概率。按命中概率 70% 計算（對傳統目標通常在 80～90% ，集群目標RCS值降低，概率隨之降低），單價約250萬美元的標準-2導彈攔截“蟬”空中集群（價格按5000美元計），成功攔截單架集群目標需1.4枚/架，效費比700：1；密集陣攔截按30秒射擊可擊落15架計算，對單架集群目標攔截成本1.24萬美元。

Tab.6Typical operational closed-loops ofU.S.NIFC-CA system

表7美艦艇主要防空武器參數Tab.7Parametersofmainairdefenseweapons ofU.S.Warships

此外，當未來集群目標可達數百甚至數千架且具備快速、規模性的低成本量產能力時，防御集群的體系資源極易被消耗拖垮。百架集群突擊時，按 70% 攔截率計算防御方需消耗143枚導彈，超出標準-6導彈年產能，且自殺式集群可通過更大的目標數量和機動規避能力進一步降低被攔截概率。這種單平臺成本低、量產速度快的非對稱消耗告訴我們，依賴于傳統導彈、火炮的攔截方案，即使在探測技術上可以實現發現定位、跟蹤瞄準，打擊效費比也令防御方難以承受。

相應地，與傳統火力毀傷相比，干擾及高功率微波、激光、巡飛彈等低成本等可持續性武器將發揮更大效能。未來在體系攔截能力方面，作戰方需要大力發展電子戰能力、研發上述武器，實現武器的低成本、可艦載化，優化艦艇編隊中的武器部署，以空海集群前出干擾、艦載武器末端攔截等方式實現分布式作戰及跨域協同的火力分配，構建低成本、高效費比對抗為核心的多層次攔截體系，解決傳統體系防御“打不起”的問題。

3反空中集群體系構建意見建議

構建未來海戰的反集群作戰體系需要以提升系統整體作戰效能為目標，針對空中集群的3大核心威脅與體系防御的“全域多維感知、快速動態決策、高效費比攔截\"3大需求，明確體系的核心功能、基本構成以及構建方法。

3.1形成多維感知能力

針對空中集群低可探測、高機動的威脅性，作戰方需突破傳統探測體系難以實時感知，準確識別，構建以“廣域預警-精確識別-持續追蹤”為核心功能的多維度智能探測體系，其構建路徑見圖1。

在廣域預警方面，應通過強化學習、遺傳算法等實現跨域傳感器的優化運用，作戰方建立天基預警衛星、空基偵察平臺（預警機、空中自主平臺、浮空器雷達等）與海基探測設備（海基探測網、水面自主平臺、水面艦艇等）的動態聯動與快速響應機制，在第一個傳感器通過廣域預警發現集群源頭平臺后，智能生成精細化探測體系，縮短對集群這類小目標的探測-告警時延；利用開放式架構集成商用衛星星座等商用技術降低體系構建成本、擴大探測能力。

在精確識別方面，作戰方可以發展雷達的窄帶雷達目標識別技術、動目標顯示技術、動目標檢測技術以及恒虛警檢測技術；可以利用深度學習算法改進紅外、光學設備對集群目標的檢測能力，發展多源圖像融合識別技術，提升集群目標的識別概率和準確率；可以通過深度學習技術融合多維度的探測信息，從而提升對集群的目標識別能力。

在持續追蹤方面，作戰方可以通過多源異構數據時空校準技術消除多域傳感器間可能存在的時延，可以發展被動探測技術，構建無源雷達網，探測集群的頻域信號；可以強化聲學與光學對集群目標探測的環境適應性，通過背景噪聲抑制算法提升復雜氣象條件下的目標檢出率。

3.2構建敏捷殺傷網絡

針對空中集群可跨域作戰、戰術意圖難以評估的威脅問題，需要突破傳統線性OODA環決策周期長、抗毀能力差的局限，基于軟件定義技術，研究人員構建以“智能判情-動態組網-韌性抗毀”為核心功能的敏捷動態殺傷網，其可參考的構建路徑見圖2。

在智能判情方面，作戰方應在前期預警并已識別目標的基礎上，通過動態威脅優先級重構實現深度態勢認知，完成對集群目標的智能威脅判斷，提升對集群目標戰術意圖的識別準確率。

在動態組網方面，作戰方應基于軟件定義技術，通過統一資源描述、CMOSS開放套件等實現已有硬件條件下的軟件聯通，通過Petri網建模、智能派單算法等保障移動傳感器節點間的低延遲互聯，支持按作戰任務需求動態構建跨陸海空域的OODA環閉合路徑。

在韌性抗毀方面，作戰方應根據人機協同決策機制動態分配人-機的控制權限，根據任務風險等級選擇全自動或人在回路模式實施防御作戰；應實現個別節點損毀后的快速OODA環重構，并明確網絡可容忍的節點損毀比例閾值；應依托區塊鏈技術、聯合數據模型等確保數據可信性，防范篡改與虛假信息注入。

3.3分層高效攔截體系

針對空中集群目標的低成本、高密度特性，需突破傳統導彈、火炮等硬火力毀傷“打不起”的困境，本文構建以“先期攔截-低成本毀傷-高效分配”為核心功能的多層次攔截體系，構建路徑見圖3。

圖3反空中集群的分層攔截體系Fig.3Layered interception systemof counteringairswarms

發現載機后，作戰方應依靠作戰體系中可調動的跨域作戰力量實施源頭打擊。C-130等運輸機可能位于防區外發射“小精靈”集群并等待第二波次發射或回收，跨域作戰力量可對集群載機實施遠程攔截、源頭打擊，避免集群的后續力量補充。

作戰方依靠水面、空中等自主作戰平臺形成中程攔截能力，以應對空中集群飽和攻擊戰術，解決僅靠艦艇末端的低攔截率難題。在偵察預警力量發現集群方位后，電子戰飛機、水面/空中自主集群應召完成該方位前出部署，其中水面自主集群應攜載高功率微波、激光、巡飛彈、電子干擾、攔阻網等武器，空中自主集群可攜載小功率電子干擾、攔阻網裝備實施攔截。

在艦艇末端，因導彈、火炮攔截效費比過低，應優先使用高功率微波、激光、巡飛彈等低成本武器進行毀傷。高功率激光武器為點殺傷武器，能量聚焦精度高，單次攔截成本極低；高功率微波武器為面殺傷武器，通過電磁脈沖癱瘓集群通信芯片與導航系統；巡飛彈武器通常可由引爆高爆破片式戰斗部實施摧毀，硬毀傷成本大大降低。

因涉及前出水面、空中集群以及微波、激光、巡飛彈等武器與傳統武器的配合使用，作戰方需優化上述武器的部署、前出集群的陣位配置。針對武器的部署優化問題，作戰方可構建以干擾效能、毀傷效能、攔截概率等為目標的優化模型，采用嵌套粒子群算法、遺傳算法等求解。作戰方可以通過強化學習算法解決動態武器-目標動態分配問題，根據實時態勢生成分層攔截體系中各武器的攔截決策，實現資源的高效利用。

在干擾技術方面，可利用前出集群攜載的小功率干擾設備實施分布式干擾，作戰方可利用基于強化學習的干擾技術實時解析目標集群通信、導航協議，生成針對性干擾策略，利用前出的空中/海上集群實施壓制性或欺騙式干擾，為微波、激光等武器毀傷或火力攔截創造窗口。

4 結束語

針對未來海戰中空中集群的探測隱身性、戰術復雜性與規模經濟性3大威脅，本文系統構建了多維智能探測、動態敏捷殺傷、分層高效攔截的反集群作戰體系，并明確了構建的參考路徑。未來反集群體系應持續向智能化、自主化方向發展，強化跨域體系內平臺、傳感器間的協同效率，不斷推動海戰防空從“節點對抗”向“體系博弈”演進。

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（責任編輯：胡前進）