摘要
自2014年10月美國安全中心發布《戰場機器人Ⅱ：即將到來的蜂群》報告起，美軍首次提出“無人系統蜂群作戰”概念。其深入分析了蜂群作戰優勢，并提出構建蜂群的建議。2016年5月，美空軍提出《2016-2036年小型無人機系統飛行規劃》，希望構建橫跨航空、太空、網空三大作戰疆域的小型無人機系統，并在2036年實現無人機集群作戰。經過多年的研究與論證，美軍已將無人系統集群作戰作為一個重要研究方向，通過頂層設計、項目規劃、理論研究、關鍵技術公關和演示驗證等方式促進這一方向的快速發展。
1 空中無人機集群項目
美軍重點發展的無人機集群主要有“小精靈”“郊狼”“山鶉”和“蟬”等型號，形成了體積由米級到厘米級，重量由數十千克到數十克，飛行速度和航程梯次搭配，功能組合多樣，有潛力滿足不同類型作戰任務需求的智能無人機集群。
1.1 “小精靈”（Gremlins）項目
2015年8月，美國防部高級研究計劃局（DARPA）宣布啟動“小精靈”項目，目的是使用有人駕駛飛機在敵人防區外發射和回收可重復使用的無人機集群。通過使用低成本無人機在對抗空域中執行危險任務，例如偵察監視、電子攻擊癱瘓敵通信、導彈防御與戰場網絡系統等，實現美分布式空中協同作戰的目的。2020年7月，“小精靈”無人機群完成了第二次試飛，利用C-130運輸機測試了無人機的發射回收系統、無人機與母機間的指揮、控制與通信系統等性能和能力（“小精靈”無人機長約4.3米，重約725千克，最大飛行速度850km/h，最大航程556 km，多架“小精靈”在空中組網相互協作組成任務功能完備的作戰綜合體）。
圖1 美軍C-130運輸機回收“小精靈”無人機
圖2 美軍“小精靈”項目作戰構想圖
1.2 “郊狼”無人機集群項目
“郊狼”無人機集群是美海軍研究實驗室研制的“低成本無人機集群技術”項目，目標是實現無人機快速發射并進行集群作戰，以達成對敵方的壓倒性優勢。該項目旨在釋放大量小型無人機，通過自適應組網，對某個區域進行全面偵察以及關鍵節點進行攻擊破壞。2016年5月，在陸上完成30秒發射30架“郊狼”無人機的投放和編組飛行。2018年10月，試驗友機信息共享，實現了“郊狼”無人機集群化（“郊狼”無人機長約1m，重約6kg，最大飛行速度110km/h，最大航程32km，可在艦船、飛機、車輛等無人平臺的管狀發射器內發射。在特定區域協同執行偵察監視、掩護、巡邏和攻擊地面、海面目標任務）。
圖3 美軍進行“郊狼”無人機發射試驗1.3 “山鶉”無人機集群項目
“山鶉”無人機集群由美戰略能力辦公室主導研制的微型無人機項目，是一種可利用戰斗機的干擾彈發射裝置投放、飛往低空執行偵察任務的微型無人機。2014年9月，首次利用F-16戰斗機進行空中發射試驗。2017年1月，使用3架F/A-18F“超級大黃蜂”戰斗機以0.6馬赫速度投放了103架“山鶉”無人機，演示了集體決策、自修正和自適應編隊飛行等先進的群體行為。目前，美軍正在研究并驗證適用于該無人機的偵察、干擾等載荷設備，拓展其作戰使用領域，著眼在復雜作戰環境中進一步擴大集群規模（“山鶉”無人機重約0.29kg，最大飛行速度110km/h，最大航程20km，為便于裝入干擾彈發射筒，該無人機的前部和后部機翼在被投放前處于折疊狀態）。
圖4 美軍試驗使用“大黃蜂”戰機投放“山鶉”無人機1.4 “蟬”無人機群項目
“蟬”無人機群，由美海軍研究實驗室研制的“近戰隱蔽自主無人一次性飛機”，是一款自主的GPS控制無人機。2015年5月，美海軍首次展示了“蟬”無人機集群。2017年4月，美海軍從P-3“獵戶座”偵察機一次性投放了32架“蟬”無人機。迄今為止，美海軍已向美航空航天局交付了150架“蟬”無人機（“蟬”無人機重約35g，手掌般大小，最大飛行速度120km/h，可攜帶天氣、氣壓、溫濕度等傳感器或聲學探測、生化探測等微型電子設備，通過數據鏈互連組成網絡，在目標區域組建“無人探測‘蜂群’”。原型機具有扁平的機翼和機身設計，可以輕松堆疊，能通過戰斗機大量部署，“蟬”無人機沒有電機，飛行時非常安靜，在空氣中無聲無息，難以偵測）。
圖5 “蟬”無人機集群編隊構想圖2 地面無人集群項目
2017年3月，美陸軍發布《機器人與自主系統戰略》，提出近期、中期和遠期目標。近期目標是到2020年為部隊采購一定數量的便攜式機器人與自主系統；中期目標是從2021到2030年尋求發展包括無人戰車在內的先進機器人與自主系統、人機協作等技術；遠期目標是從2031到2040年替換過時的自主系統，裝備新型無人自主系統，并將其完全集成到部隊。
目前，美國國防高級研究計劃局已啟動“進攻集群使能戰術”項目，采用開放式架構研發與作戰相關的集群戰術生態系統，通過組建數量超過100輛無人車構成的集群，致力于實現地面無人平臺間協同、地面無人平臺與空中無人平臺協同以及地面無人平臺與士兵協同，以提高未來部隊的防御、火力攻擊、精確打擊以及情報、監視與偵察能力。
3 海上無人集群項目
海戰場無人自主系統是美軍發展未來海上作戰力量的重要方向。2017年1月，美國國防部國防科學委員會發布《下一代無人水下系統》報告，從戰略、戰役和戰術多個層面推動水下無人自主系統發展，加快實戰化運用。
美戰略能力辦公室與海軍研究室聯合開展的“海上集群”項目，2014年8月，使用14艘無人艇進行了護航、敵船攔截能力測試，2016年秋，使用5艘無人艇進行了區域巡航、敵我識別、探測追蹤等能力測試。美國國防部打造的“幽靈艦隊”，意在將小型無人機群、水面無人艦群和水下無人艇群集成到一起，形成規模更大、功能更全的海上無人作戰集群。
圖6 美軍無人水面艇蜂群試驗構想圖總而言之，分析未來美軍無人“集群”未來發展趨勢，其主要呈現出以下三個特點：
一是裝備系列化。以組成集群的無人機為例，將形成以十克級、百克級、千克級、10千克級等系列化平臺為基礎的作戰系統序列。
二是應用多樣化。集群將逐步應用與預警探測、廣域監視、抵近偵察、電子對抗、飽和攻擊、主動防御、特種作戰等復雜、強對抗、高不確定性的戰場場景。
三是覆蓋全域化。在智能、網絡、協同與控制技術和無人平臺技術的發展推動下，未來在陸、海、空、天各個領域將出現類似于“狼群”“魚群”“蜂群”“星群”等各類無人集群，實施全域無人集群攻擊與防御作戰。
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文字 | 轉載自“軍鷹動態”公眾號
