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1、 外军无人蜂群作战概念研究进展及分析 摘 要：无人蜂群作战概念近几年来一直是世界各国竞相发展的重点。 本文列举了近几年国外在蜂群作战方面的最新研究进展和取得的阶段性成果，并总结分析了目前国外蜂群作战概念的主要技术发展方向，包括群体控制、通用性系统设计、智能化以及人机协作等。 在此基础上，进一步指出蜂群作戰技术发展存在的不足和难点，为国内下一步蜂群作战发展提供思路。关键词：蜂群作战;群体控制;通用性;智能化;人机协作; 无人机：TJ760;V279 ： A ：1673-5048（2022）01-0052-06SQ00 引 言近几年来，无人作战系统在战争中的地位愈发突显。 2020年，纳卡冲突中阿
2、塞拜疆频繁利用无人机空袭亚美尼亚地面武装力量，导致亚方大量装甲车辆和火炮遭到袭击，损失惨重。 在近期爆发的巴以冲突中，巴勒斯坦利用进口无人机对以色列多个重要设施进行了轰炸。 从上述无人作战系统在战场上的使用情况来看，无人作战系统的研究已经逐渐从理论走向了战场，但并没有涉及到无人蜂群作战的概念，仅是无人作战的初级阶段。 虽然只是初级阶段，但从作战效果来看，已显现了无人作战低成本、打击成效显著的特点，证明了无人作战系统在战场上发挥的作用不可小觑。 而作为无人作战的高级形式无人蜂群作战，必然会有更大的战争破坏力。 目前，世界各国军事力量不断加大对无人蜂群作战的研究，特别是美军在无人蜂群作战上的研究项
3、目众多、成果显著。 文献1-5介绍了美军的多个无人蜂群作战研究项目，包括“小精灵”、“低成本无人蜂群技术（LOCUST）”等;文献2介绍了欧洲的多异构无人机实时协同和控制项目，以及俄罗斯下一代重点发展的与有人战机协同配合的无人机蜂群作战项目。不难想象，无人蜂群作战必将很大程度上改变未来的战争形式，可以说未来谁拥有最先进的蜂群技术，谁就能占据战场主动权。1 外军蜂群作战研究进展1.1 追求蜂群群体协作控制和通用性架构作为蜂群概念的提出者，美国在蜂群作战上已经取得了诸多成果，提出了多个蜂群作战演示概念。 2021年3月，美国国防部将其最新研发完成的无人系统技术移交给了陆、海、空三军的相关部门，以支
4、持后续的发展计划。 而该无人系统实质上就是美国雷神公司研发的“土狼”无人机的Block 3版本以及相关的发射装置，隶属美军的LOCUST项目。 该项目的核心在于研发了抗干扰通信数据链路以及能够使无人机成群自主运行的软件系统。美国空军正在实施的“金帐汗国（Golden Horde）”网络弹药项目计划在库存武器系统上增加无线数据链路和协作能力，以展示武器网络化协同功能的有效性，如图1所示。 网络化协同武器相互之间能够共享数据、交互，并能协同执行任务。 武器使用共享数据来改进整个武器群的信息，从而提高整个群体信息的有效性。 当每种武器探测到同一目标的位置数据时，综合这些信息数据则可以减小目标位置的误
5、差，从而实现更精确的火力打击。 “金帐汗国”计划使用“战术召唤”的协作自治方法，核心在于当群体满足某些预设条件时会启用（或禁用）的既定协作行为。 该计划包含一个战术集合想定，在执行任务之前，战术想定会根据任务的不同选择相应的武器。 计划没有融入人工智能或机器学习来实现目标打击，仅从设定的战术集中选择方案，整个过程不会违反既定的交战规则，附带伤害可控。 俄罗斯近几年也逐渐加大无人作战的研究，在蜂群作战上提出了Flock-93蜂群概念，如图2所示。 Flock-93蜂群概念中的无人机具有垂直起降（VTOL）能力，续航能达到150 km。 Flock-93蜂群无人机计划装载2.5 kg载荷的炸药;由
6、“单眼视觉系统”实现侦察定位，目标是卡车和轻型装甲车;采用分布式架构设计，如果领航机被敌方火力摧毁或因某种原因丢失，那么其功能就会转移到另一架无人机上重新配置。 设计“蜂群”由有人飞行器或地面控制站来指挥。近期，英国宣布由国防科技实验室（DSTL）主导的多无人机轻量作业（Many Drones Make Light Work）项目完成结题，并于2020年1月28日公布了其大规模无人蜂群竞赛的验证飞行成果。 英国国防部通过“加速推进国防和安全（DASA）”计划为该项目提供了340万美元的经费资助。 DSTL实验室称，参加演示的共有220架具有不同作战能力的5种异构固定翼无人机，共携带6种载荷，实
7、现了态势感知、医疗援助、后勤补给、爆炸物检测与处置以及电子干扰与欺骗等功能演示。 参加演示的蓝熊系统公司（Blue Bear Systems）采用移动指挥与控制系统（MCCS），由3名操作员管理着整个无人蜂群，协同处理超视觉飞行的无人蜂群异构载荷分析任务。 多无人机轻量作业项目于2016年10月启动，目标是实现由单操作员管理20架无人机，以紧耦合的方式在对抗环境中实现协同作战，实现全频谱（可见光、红外及电磁谱段）的态势感知;以竞赛的方式聚焦系统架构设计、无人平台与传感器、载荷系统、任务规划管理、组网通信、系统弹性与生存能力、军事任务与评估等方面的能力。 无人蜂群采用开放式体系构架，可执行电子干
8、扰/电子对抗、电磁态势感知、情报监视侦察和通信中继等任务。多无人机轻量作业项目的目标作战概念包括：（1）陆地战场支援。 在复杂战场环境下，采用EO/IR及电磁传感器进行广域侦察搜索及监视，实现群体智能的涌现性。 （2）海上作战支援。 在沿海区域战场对水面和陆地威胁进行侦察搜索，针对舰船、雷达等目标实现跨域态势感知。 （3）空中机动支援。 利用无人蜂群平台对敌空中威胁进行抵近探测和干扰，在复杂环境中搜索隐蔽的陆基威胁目标。 英国皇家空军与意大利国防承包商在空中机动支援概念研究上成功完成了一次重要的合作项目，项目演示了无人蜂群的自主飞行，蜂群中的每架无人机都携带了能够执行电子攻击的BriteClo
9、ud消耗性主动诱饵，如图3所示。 BriteCloud是一种数字式射频内存（DRFM）干扰器，该干扰器工作时，会首先检测来自敌对平台（包括飞机、舰船和地面防空系统以及来袭导弹上的主动雷达制导系统）发射的雷达脉冲，然后通过模拟这些信号来制造虚假目标。 BriteCloud可以从任何标准的55 mm诱饵发射器上发射，最初在台风战斗机上对该诱饵进行了测试，未来将会整合到F-35B联合打击战斗机上。 与单一飞机平台不同，新BriteClouds中的诱饵程序包经过编程和导航处理，多个BriteClouds可以协同工作以造成最大的破坏影响力。 将干扰器放置在无人机中可以在大范围内实现最佳的覆盖干扰，且整个
10、无人集群能够快速进行区域转移，以达到快速响应的目的，灵活性极高。 Brite-Cloud还可以在更长的时间内执行多次电子攻击。 这种可消耗、可回收、再利用的功能设计，使其可以低成本执行高风险任务。此外，英国陆军正在使用小型无人飞行器配合其执行任务，如图4所示。 小型无人机可以用标准的40 mm手榴弹发射器发射，小巧的四旋翼无人机可配备各种有效载荷，包括光学摄像机以及小型高爆弹和穿甲弹头，这些无人机在发射后可以成群飞行執行任务。土耳其国防工业总统办公室启动了Swarm无人机技术开发和演示计划，目的是开发蜂群算法和软件，以配备至具有成群能力的无人平台。 土耳其安卡拉（ANKARA）开发的基于人工智
11、能的MilSoft群载无人机软件，可以装载在从空中、陆上和海上平台发射的无人机群中，所获得的图像信息可以传输至其中央指挥系统。 无人机平台的飞行时间超过0.5 h，有效载荷容量为1 kg。 通过使用MilSoft公司的群控制软件，5架人工智能无人机协同完成了侦察、探测、识别、搜索、救援、跟踪等多项任务。 尽管目前只使用了5架无人机，但在受控环境中，最多可以达到25架，MilSoft的目标是控制多达50架无人机。 无人机之间的通信也由MilSoft技术支持，通信距离可达500 m，此外还有10 km的网络数据传输解决方案。西班牙国防部的RAPAZ计划将用于开发自主飞行的无人蜂群系统软件，以执行不
12、同类型的任务，包含情报侦察、搜索救援，以及作为游荡弹药执行对地目标打击任务，系统配备了最先进的基于人工智能的远程智能安全系统。 蜂群可由单个操作员操作，其任务行为将是自主的，并且可以适应不同的任务需求。 该平台还能够与地面步兵战车配合使用。2021年1月，新德里军营举行的建军节阅兵式上，印度首次展示了一种进攻性蜂群无人机系统，模拟击落一系列目标，包括无人机“母机”释放的“子”无人机对坦克、恐怖营地、直升机停机坪和燃料库发起自杀攻击。 无人机系统包括75架自动识别和击落目标的“神风特攻队”任务无人机，中小型无人机在没有任何地面人工干预的情况下，执行了一系列AI支持的模拟进攻和战斗支持行动，包括自
13、杀式攻击、盘旋和空投任务，为前线部队投放药品和物资。1.2 积极融入人工智能等高新技术美军的“集群使能攻击技术（OFFSET）”项目目前已经完成了4次总体测试。 在第3次测试中，共动用了250多个无人机系统和/或无人地面系统（UGS）在复杂的城市环境中完成各种任务，主要测试了地面、空中不同蜂群的协作。 测试根据二维和三维态势，实现空地蜂群基于态势感知自主行动，同步整合仿真环境和实际环境进行测试。 在第4次测试中，以城市作战为试验背景，划分多个互动阶段，测试了无人车辆、固定翼无人机、多旋翼无人机自主定位可疑目标及保卫多个模拟目标的能力。土耳其基于AI的MilSoft集群控制软件能使成群的无人机接
14、受来自直升机的指挥命令执行正面攻击任务，并为其他友邻平台提供作战支持。 无人机能够在任务开始到结束的过程中自主飞行。 近期，MilSoft群载无人机软件通过使用包含AI和机器学习技术的独特图像处理算法为土耳其武装部队（TSK）人员额外提供了对移动目标的自动检测识别能力，并且实现了高成功率和高精度的目标识别。2021年4月，英国蓝熊系统公司推出了用于无人机蜂群和超视距（BVLOS）作战的“平视”（Heads-Up）型增强现实（AR）系统。 该系统可以让操作员戴着AR眼镜查看蜂群中所有无人机的位置、运行状况和其他参数，或查看单个无人机的详细系统状态。 该系统有助于多架无人机返回单个着陆区等任务，接
15、下来还将增加其他外部数据源（如ADSB），以增强态势感知能力。以色列军队也一直在开发基于人工智能的蜂群战术，多个国外最新报道显示以色列实现首次将基于人工智能引导的无人蜂群投入实战。 这些蜂群无人机可以定位、识别和攻击哈马斯武装力量，无人机蜂群在街上游荡，随时发现和跟踪目标，并进行精确打击。 无人机可在3 600 m高度飞行，且可在大风、大雨等恶劣天气下正常飞行，续航时间为75 min，作战半径10 km，可挂载3 kg弹药。 无人机的人工智能系统可以引导指挥无人机对目标可能所在的街区进行搜索打击，同时还可以引导附近的迫击炮对目标进行打击。 在2021年的以哈冲突中，人工智能引导的无人机蜂群在边
16、境地区，摧毁了数十个目标。 以色列现正在每一个旅级单位建立一个人工智能无人机蜂群连，可独立快速对复杂地区进行搜索跟踪、评估和进行打击等任务。1.3 推进人机协作技术作为美军F-35“忠诚僚机”的XQ-58A“女武神”隐身无人机最近完成了发射小型无人机的测试工作。 “女武神”不仅能够发射多架小型无人机，且多个无人机能够成群执行多样化军事任务。2021年4月下旬，美国海军组织了一次包括美国海军研究实验室“超级蜂群”项目设备（该项目旨在研究如何利用和防御无人蜂群）等在内的7种无人系统，以及多达10艘有人驾驶舰艇、5架有人战机参加的“无人系统综合作战问题-21”大规模有人与无人系统协同作战演练。 演习主要评估海上无人系统开展情报、侦察、导弹射击等任务能力，以及如何与有人系统协同作战等。俄罗斯航天部门最新提出“闪电”蜂群系统概念，机身设计基于小型巡航导弹，具有细长的机身、折叠翼和喷气发动机。 该系统的无人蜂群可由各类军
