戰(zhàn)爭實踐表明,兵力的數(shù)量和質(zhì)量同等重要,數(shù)量與質(zhì)量之間是相互彌補和相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。在國防和軍隊建設(shè)、軍事斗爭準(zhǔn)備過程中,如何做到數(shù)量和質(zhì)量之間的平衡,是科學(xué)也是藝術(shù)。
早在進化階段,人類就從動物界學(xué)習(xí)和認(rèn)識到,集群作戰(zhàn)可發(fā)揮出遠超個體累加的戰(zhàn)斗力。自有組織的戰(zhàn)爭和武裝沖突出現(xiàn)后,根據(jù)任務(wù)需求、戰(zhàn)場環(huán)境和威脅特征,采用合理的兵力編組形式,通過更高效的戰(zhàn)場協(xié)同,可以更好地實現(xiàn)集群作戰(zhàn)的規(guī)模效應(yīng)。
隨著無人機、自主系統(tǒng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代前沿科技領(lǐng)域的迅猛發(fā)展并基于其研究成果,美軍正在研發(fā)無人機“蜂群”戰(zhàn)術(shù),由大型空中平臺搭載和釋放大量的無人機,編成戰(zhàn)斗集群,無人機群自主協(xié)同,實現(xiàn)飛行控制、態(tài)勢感知、目標(biāo)分配和智能決策,依靠整體戰(zhàn)斗力,應(yīng)對復(fù)雜、強對抗、高度不確定的空戰(zhàn)場環(huán)境。
大量無人機編組、集中使用的戰(zhàn)場優(yōu)勢是明顯的,正如蜂群的威脅要遠大于幾只馬蜂。
蜂群戰(zhàn)術(shù)依靠數(shù)量優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為質(zhì)量優(yōu)勢
美國國防部長辦公室發(fā)布的《無人機系統(tǒng)路線圖(2005-2030)》指出,2025年后,無人機將具備集群戰(zhàn)場態(tài)勢感知和認(rèn)知能力,能夠完全自主和自行組織作戰(zhàn)。近年來,美軍通過項目、計劃和作戰(zhàn)概念驅(qū)動,進行了大量的相關(guān)研究、試驗和演示驗證。
美國國防部高級研究計劃局(DARPA)實施的“小精靈”項目,就是把具備自主協(xié)同和分布式作戰(zhàn)能力、可回收的小型無人機組成蜂群,執(zhí)行情報監(jiān)視偵察、壓制防空系統(tǒng)、電磁戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)和其他可拓展的任務(wù),減小造價高昂的多用途有人空中平臺在強對抗戰(zhàn)場環(huán)境下承擔(dān)的風(fēng)險,同時降低作戰(zhàn)使用成本,提高戰(zhàn)術(shù)使用靈活性。通用原子公司為“小精靈”項目研發(fā)的無人機,質(zhì)量大約320公斤,可由大型空中平臺或“死神”無人機搭載、發(fā)射。
美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室(SCO)為蜂群戰(zhàn)術(shù)研發(fā)的“山鶉”微型無人機,依據(jù)商用標(biāo)準(zhǔn),由3D打印部件組裝而成,適合快速制造,成本低廉,一次性使用,可由戰(zhàn)斗機搭載和發(fā)射。它可以在空中自行編組,自主協(xié)同作戰(zhàn),已完成500余次飛行測試,包括由一架F-16戰(zhàn)斗機發(fā)射了20架“山鶉”無人機。“山鶉”無人機蜂群適合對空中目標(biāo)發(fā)動飽和攻擊,具有很大的作戰(zhàn)成本優(yōu)勢。
美國空軍研究實驗室(AFRL)啟動了“編群戰(zhàn)術(shù)空間”計劃,研究了無人機之間的協(xié)同作戰(zhàn),包括偵察、搜索與跟蹤、電子戰(zhàn)、心理戰(zhàn)、對地打擊、戰(zhàn)術(shù)牽制等,演示驗證了12架無人戰(zhàn)機的自主協(xié)同飛行、搜索和模擬打擊。此外,在AFRL的“協(xié)同空域作戰(zhàn)”概念中,提出了無人機接受有人機的指揮控制,與有人機協(xié)同作戰(zhàn),可執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù),如目標(biāo)識別、戰(zhàn)場態(tài)勢評估、制空、跨平臺聯(lián)合制導(dǎo)等。
美國海軍研究局(ONR)開展了“低成本無人機蜂群技術(shù)”項目,完成了40秒鐘內(nèi)在海上連續(xù)發(fā)射30架無人機以及無人機群的編組和機動飛行試驗。項目采用的陸基或艦基多管發(fā)射裝置,可以每秒一架的速度發(fā)射上百架小型無人機。無人機群可執(zhí)行巡飛、情報、吸引火力、通訊干擾等任務(wù)。無人機由雷神公司研制,成本控制在1萬美元,質(zhì)量在6公斤左右,一次性使用,能夠搭載多種有效載荷。
研發(fā)X-47B艦載無人戰(zhàn)機的諾斯羅普·格魯曼公司提出構(gòu)想:15架X-47B自組織編隊飛行,空中加油后續(xù)航時間達50個小時,作戰(zhàn)半徑1750海里,可執(zhí)行情報監(jiān)視偵察、巡邏、對陸海攻擊等任務(wù),提高航母在強對抗的海戰(zhàn)場的安全性和生存力,降低有人艦載機執(zhí)行此類任務(wù)時承擔(dān)的風(fēng)險,同時提高任務(wù)成功率。
但是,X-47B造價高,航母搭載數(shù)量有限。X-47B性能先進,也更適合與有人機組成小規(guī)模混合編隊,協(xié)同作戰(zhàn)。
蜂群戰(zhàn)術(shù)主要用于進攻作戰(zhàn)
蜂群無人機的載彈量小,更適合打擊防空反導(dǎo)系統(tǒng)或有防空反導(dǎo)保護、無堅固掩體防護的海上或陸上的“軟”目標(biāo);若與少量大威力的巡飛彈配合使用,則可對保護嚴(yán)密、防護堅固的關(guān)鍵目標(biāo)構(gòu)成非常嚴(yán)峻的威脅。
將蜂群戰(zhàn)術(shù)用于陸上或海上目標(biāo)防御,因蜂群無人機的航速、飛行高度、機動性、有效載荷能力等性能參數(shù)不盡如人意,難以有效攔截來襲的高速戰(zhàn)機或巡航導(dǎo)彈。
不過,若蜂群無人機搭載電磁干擾裝置或定向能武器,就可具備一定的攔截能力,自身還可作為假目標(biāo)或誘餌實施干擾,非常適合應(yīng)對飽和導(dǎo)彈攻擊。在這種情況下,為具有良好的防御效果,要求無人機蜂群能夠做到快速發(fā)射和迅速編組,對其戰(zhàn)場態(tài)勢感知、協(xié)同控制等方面的能力也會有更高的要求。
國外有設(shè)想:將無人機蜂群戰(zhàn)術(shù)用于反潛。反潛無人機一般要求能夠重復(fù)使用。自然,相比水面艦艇、反潛直升機和固定翼反潛機,分布式的大量無人機可同時搜索更大面積海域。但是,無論是聲學(xué)或非聲探潛設(shè)備,其探測能力都與設(shè)備的功率、質(zhì)量等參數(shù)成正向變化關(guān)系,因此,蜂群無人機的探潛能力將會非常低下。
蜂群戰(zhàn)術(shù)適合攻潛,在有目標(biāo)指示的前提下,能夠填補反潛導(dǎo)彈(或魚雷)與火箭深彈之間的射程空白。蜂群無人機的數(shù)量遠超反潛導(dǎo)彈和魚雷,造價又低得多。更重要的是,無人機蜂群可在飛行過程中接受對疑似水下目標(biāo)的重新定位,在大幅提高攻潛效率的同時,攻潛成本也會急劇下降。
使用水下航行器(UUV)組成水下蜂群用于反潛,目前看來更具可行性,也更有前途。相比無人機,由于反潛型UUV與被探測潛艇同處海水介質(zhì)環(huán)境中,更有利于戰(zhàn)場態(tài)勢感知,探潛和攻潛的效能更高。在此發(fā)展方向上,保障UUV續(xù)航力的能源與推進、水下遠距離通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)尚需取得突破。
無人機與反無人機技術(shù)是相伴相生發(fā)展的。近些年來,基于動能和非動能的反無人機技術(shù)都得到了快速發(fā)展。實際上,雖然無人機的隱身性能好、目標(biāo)小,但速度低、機動性和自衛(wèi)能力差,因此發(fā)現(xiàn)后不難攔截。
但如果大量無人機發(fā)動集群進攻,可使當(dāng)前任何防空反導(dǎo)系統(tǒng)的探測、跟蹤和攔截能力迅速飽和,且少量無人機的損失不會影響無人機群的整體作戰(zhàn)能力。高度智能化的無人機群能夠根據(jù)戰(zhàn)場形勢,自行組織作戰(zhàn)計劃,自主分配進攻任務(wù),攜帶多種類型彈藥,聯(lián)合進行電磁壓制、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、釋放假目標(biāo)、多角度多方向打擊,防御難度極大。更重要的是,進攻一方與防御一方的作戰(zhàn)成本不成比例。
反蜂群戰(zhàn)術(shù)的指導(dǎo)思想是“搗毀蜂巢”
隨著隱身戰(zhàn)機、高性能防空反導(dǎo)系統(tǒng)、遠程打擊武器、電磁戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的發(fā)展,海空戰(zhàn)場的對抗強度快速提高、作戰(zhàn)環(huán)境迅速惡化,空襲和反空襲的難度都在急劇增大。這種形勢不但催生了無人機蜂群戰(zhàn)術(shù),同時也應(yīng)作為研究和思考反無人機蜂群作戰(zhàn)的起點。
搗毀蜂巢,要比四處捕捉馬蜂容易得多。反蜂群作戰(zhàn),立足點應(yīng)放在摧毀或拒止無人機搭載平臺上。
無人機群的整體作戰(zhàn)能力與編成無人機的數(shù)量、尺寸、質(zhì)量、性能是正向變化關(guān)系。蜂群編成選用小型無人機,雖然可實現(xiàn)同樣的空中平臺搭載更大數(shù)量,但在航程、航時、航速、傳感器、打擊武器等方面,小型無人機難以滿足要求,這種狀況在未來中短期內(nèi)依靠技術(shù)進步難以扭轉(zhuǎn)。由“捕食者”、“死神”、X-47B、“全球鷹”等無人機就可以看出,作戰(zhàn)無人機大型化是趨勢。
為保證無人機群的編成數(shù)量,只能在無人機性能上作出讓步,目前,均選用小型或微型無人機,并主要由大型空中平臺搭載。例如,“小精靈”項目采用C-130這類遠程運輸機或B-52H這類戰(zhàn)略轟炸機來搭載、釋放和回收無人機。
此外,還有使用大型飛艇作為無人機群搭載平臺的設(shè)想。飛艇滯空時間長、有效載荷大、飛行高度高,可搭載更多和更大型的無人機,但其機動性、自衛(wèi)能力、隱身性能均較差,需在敵防區(qū)外活動,但這對其搭載的無人機性能提出了更高要求。
無人機群搭載平臺與目標(biāo)的距離必須處在無人機的航程內(nèi),才能釋放無人機,而小型無人機的航程往往要小于現(xiàn)代先進防空反導(dǎo)系統(tǒng)的探測距離,這就給先行摧毀無人機群搭載平臺提供了較大的時間窗口,實際上,這可能也是防御一方僅有的機會。
C-5和C-130遠程運輸機、B-52H戰(zhàn)略轟炸機這類大型空中平臺的隱身性能不佳。B-1B、B-21這類隱身戰(zhàn)略轟炸機雖然適合,但沒有必要作為無人機群搭載平臺,因為其可攜載大量防區(qū)外發(fā)射的遠程高精度制導(dǎo)彈藥,隱蔽突防后并實施精確打擊,效能和效率更高。
無人機蜂群戰(zhàn)術(shù)要想在強對抗戰(zhàn)場條件下具備實戰(zhàn)價值,或者要在無人機的航程上取得突破,或者要在機載武器和傳感器的小型化上取得突破,或者要在無人機群搭載平臺的隱身性能上取得突破,但這些都不是在未來中短期內(nèi)可以實現(xiàn)的。
目前,“小精靈”項目進入第二個實施階段,旨在研發(fā)可在距離目標(biāo)560公里之外釋放、飛行高度在6100米至9100米、巡飛時間大于1個小時的蜂群無人機。若再考慮到有效載荷的因素,這類蜂群無人機應(yīng)歸屬到中型無人機了。
(李大鵬 作者單位:海軍工程大學(xué))