圖片說明:蜂群式作戰想象圖
隨著一架架大型運輸機掠過,成百上千架外形一模一樣的無人機被布放在指定空域中。稍作停頓後,它們像一團烏雲一樣卷向遠處,或電磁干擾、或追蹤引導、或火力打擊……向對手陣地發起了攻擊。在防空火力打擊下,不斷有無人機起火、空中散架繼而墜向地面,但其餘無人機仍各司其職,噴射出的彈藥像箭一樣地射向對方的雷達、導彈發射車和指揮中樞,把對手的陣地變成一片火海。
這樣的無人蜂群作戰場景距離現實還有多遠,目前尚無定論。但在這方面,有一點絕不容忽視,那就是在新的作戰理念及人工智能技術推動下,武器裝備正在向無人化加速發展,無人系統集群作戰樣式已初露端倪。2018年,俄在敘利亞的軍事基地曾受無人機群攻擊;2019年,沙特的石油設施遭無人機群突襲。這些真實的戰例告訴我們,無人系統集群作戰已漸漸登上戰爭的舞臺,無人蜂群作戰裝備也漸漸步入戰場。
各類無人蜂群作戰裝備的研發進度不一
目前,隨著集群控制算法與通信技術耦合等集群核心技術的發展,一些軍事強國紛紛加入無人集群技術裝備研發行列,並不同程度地取得一定成果。從其研發和使用情況來看,這些裝備大都尚處於“揮翼舞翅”的“試飛”“試用”階段。按其設定的作戰地域來劃分,這些無人蜂群作戰裝備大致可劃分為無人空中、無人水面、無人水下、無人陸上和無人太空蜂群作戰裝備。
無人空中蜂群作戰裝備。無人空中蜂群通常是指無人機群。在操控人員的指揮或監督下,它們通過自主組網遂行統一作戰任務。無人機是當前較為成熟並已投入作戰應用的無人蜂群作戰裝備。它可分為一次性與可重複使用的無人機蜂群兩種。以在這方面起步較早的美國為例,其一次性無人機蜂群作戰裝備中,較有代表性的是“山鶉”微型無人機和“郊狼”三足小型無人機。其中,“山鶉”僅重0.3千克、續航時間約20分鐘,“郊狼”重5.9千克、續航時間約1.5小時,主要通過以量增效和近距投放來彌補其短板。可重複使用的無人機蜂群作戰裝備的代表是“小精靈”偵察與電子戰無人機和RQ-23“虎鯊”小型無人機等。其中,“小精靈”無人機據稱可回收使用20次。目前各國用於構建蜂群的無人機尚存在探測能力弱、機動性差、航程短、智能化程度低、打擊能力有限等短板。
無人水面蜂群作戰裝備。當前,無人水面艇以遠程測控、單機自主為主要研發方向,但同時也在向合作交互階段邁進。以美軍為例,其無人水面蜂群作戰裝備主要由3類組成。一是無人水上綜合任務艇,由港口級、通氣管級和艦隊級無人艇組成,主要用來協作執行自主搜尋和識別、護航、攔截等任務。二是無人水面反潛艇,以“海上獵人”號無人艇為代表,旨在遂行持續跟蹤反潛任務。三是無人多功能水面艇,主要以滑翔式無人艇為代表,可通過水麵艦艇進行部署,藉助衛星上傳數據,主要用來協作執行反潛、水面戰和持久偵察監視等任務。
無人水下蜂群作戰裝備。通常是指將無人潛航器、各類導彈、魚雷等預先放置於敏感海域進行長時間潛伏,關鍵時通過遠程手段激活並執行定位、跟蹤、通信、打擊等任務的水下作戰裝備。一是固定水聽器和無人潛航器。它可用潛艇搭載和布放形成集群,對一定水域內的常規潛艇等進行長期的探測、識別、定位、跟蹤,為水下作戰提供情報支撐。如美國構建的“近海水下持久監視網”就是如此。二是深海沉浮載荷。它是一種內置有傳感器、無人機、導彈等有效載荷且可在深海佈置的密封吊艙,能夠潛伏長達數年,在需要時遠程遙控激活,吊艙浮出水面,釋放有效載荷,執行各項軍事任務。這種載荷已有國家進行實戰化部署。三是水下作戰平臺。這種平臺能在水深300米以內的海區潛伏數月,在無人值守的情況下,對有關海域艦艇往來進行偵察監視,並融入反潛、對艦、對地打擊網絡。這種平臺的代表是海德拉式蜂群作戰裝備。
另外,無人陸上蜂群作戰裝備主要以無人坦克、無人裝甲車、無人步戰車等為代表。目前,在一些國家,無人陸上單裝平臺正在朝集群應用的方向發展。無人太空蜂群作戰裝備則是指一些國家試圖以眾多太空小衛星為平臺,進而形成具有一定作戰效果的衛星蜂群作戰裝備。
“雙引擎”驅動無人蜂群成為新質作戰力量
縱觀當前各國無人蜂群作戰裝備的發展,無論是在“蓄勢待發” 還是已經“破土而出”,它們都是軍事需求和高新科技進步“雙引擎”驅動的產物。因為具有眾多優點,它們有望成為名副其實的新質作戰力量。
特點之一是體積小、質量輕,隱身性能好。與常規武器裝備相比,無人蜂群作戰裝備大都設計小巧,具有較強的隱身性,不但當前的偵察監視和預警探測設備較難發現,即使發現和摧毀所付出的代價也很大。並且,一些無人蜂群作戰裝備可預先部署在戰場,根據需求適時激活,伺機發動突然襲擊,達到出其不意的效果。
特點之二是生產快、成本低,再生能力強。作戰無人蜂群有很大一部分是基於現實軍民通用或者軍用傳統平臺的縮小版,研發時只需要對它們的功能進行優化並賦予智能控制系統即可,這大大降低了研發成本,縮短了研發週期。並且,部分類型還可重複使用。這些特點使其可以快速生產、補充投放或重新部署。在高度對抗性、高度不確定性、高度動態性的作戰環境中,價格低廉的無人蜂群可以更好地完成情報偵察與飽和攻擊任務,這無疑會大大降低有人機和昂貴無人機的風險。
特點之三是數量多、規模大,群體智能高。無人蜂群組成個體數目多,各平臺物理分散,廣泛採用動態無中心自組網技術,這使蜂群能通過協同實現整體能力放大,在部分個體嚴重受損的情況下,保持其他個體繼續協同作戰。藉助自主技術,無人蜂群作戰裝備能夠根據戰場形勢及時改變群體位置和結構,圍繞“偵、控、打、評、保”各個環節,進行專業化分工,鏈接為一個有機整體,實現作戰效能的最大化。
特點之四是觀念新、可移植,用武之地多。蜂群作戰系統顛覆了以往追求單平臺作戰能力指標的發展邏輯,而是把體系功效作為重點。這種體系架構和群體制勝觀念,可以拓展到多種武器平臺,應用於不同作戰場景中,促成由人與武器直接結合逐漸向人與武器相對分離轉變,實現戰鬥力生成的新跨越。
無人蜂群作戰裝備發展趨勢和方向已經較為清晰
無人蜂群作戰裝備今後會向何處發展?總的來看,其基本趨勢是向著異構跨域、人機協同、智能自主、型譜系列化、應用跨域多樣化等方向發展。
向異構跨域方向發展。當前無人蜂群作戰裝備大都處於初始發展階段,驗證和列裝的主要以同構無人蜂群和核心平臺單域作戰運用為主。未來無人集群技術將能聚合眾多形態各異的智能無人作戰平臺,也可能出現以多平臺跨域協同作戰運用為主的異構或異域無人蜂群。組群方式可以是主從型的,也可以是去中心化的。
向人機協同方式多樣化方向發展。未來,無人蜂群作戰裝備將通過智能自主學習,具有一定的自主判斷能力,從而使有人-無人機(艇)協同作戰的方式更加多樣。有效的人機協作仍將是無人集群項目研究的核心,以確保人類能夠有效掌控無人集群系統。無人蜂群可在對地、對空、對海等任務中與少量高性能有人/無人平臺組成體系作戰編隊,作為主戰裝備群執行作戰任務,形成更加機動靈活的智能作戰樣式。
向群體智能化方向發展。智能化作戰的制勝機理更多地表現為“智能”“自主”,這決定了無人蜂群作戰裝備將要在日益複雜和激烈的對抗環境下作戰。由此可以推測,未來各類無人系統與作戰平臺的自動化、自主性和遠程遙控性能將不得不隨著戰場需求的增加而提高,無人蜂群作戰系統將具備更高的感知、分析、計劃、決策和執行能力,並朝著戰場態勢自主感知、作戰任務自主規劃、作戰行動自主實施、作戰協同自主聯動、作戰效果自主評估的方向邁進。
向型譜系列化方向發展。隨著自主協同、遠程遙控等技術的迅速發展,無人蜂群作戰裝備或將形成以不同平臺為基礎的覆蓋陸、海、空、天、電全域的作戰系統,踏上型譜系列化軌道。其應用則會朝著跨域多樣化趨勢發展,承擔起預警探測、廣域監視、抵近偵察、電子對抗、飽和攻擊、主動防禦、反潛、特種作戰等眾多任務,進而實現從戰略到戰術的無縫鏈接,形成多維一體、全域攻防、快速突擊的整體合力。
但是,從目前整體發展狀況來看,無人蜂群作戰系統絕大多數還只是微小型系統,智能化程度相對較低,距離真正用於複雜戰場環境下作戰還有很大的差距。無人蜂群作戰裝備的發展仍然任重而道遠。