無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)綜合探究

引言

無(wú)人機(jī)蜂群在現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中優(yōu)勢(shì)明顯,其能夠在各種作戰(zhàn)環(huán)境中自主完成相關(guān)的作戰(zhàn)任務(wù),無(wú)人機(jī)蜂群的協(xié)同性能夠使其分布式地完成網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)任務(wù)。隨著人工智能的進(jìn)一步發(fā)展,無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)越來(lái)越凸顯出了傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式下無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)當(dāng)中,無(wú)人機(jī)蜂群將會(huì)承擔(dān)更加重要的角色,所以針對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的特征進(jìn)行研究顯得很有必要,這也是此文研究的價(jià)值所在。

1無(wú)人機(jī)蜂群的功能特征

1.1單體特征

組成蜂群的無(wú)人機(jī)主要是微型無(wú)人機(jī),其配備了一系列高智能化的反應(yīng)系統(tǒng),蜂群之間的不同組合會(huì)形成變換的結(jié)構(gòu)。但對(duì)于單一的機(jī)體來(lái)說(shuō),其又有很明顯的個(gè)體特征,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

(1)機(jī)體的小型化特征。這里的小型化不僅指的是機(jī)體的體積比較小,還指其電磁波反射截面小,光電和紅外特性弱,電磁輻射功率小,加之其表面采用隱身材料,就能夠很好地增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的隱蔽性,不容易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。

(2)單一機(jī)體的模塊化特征。在面臨不同的作戰(zhàn)任務(wù)時(shí),機(jī)體可以安裝不同的作戰(zhàn)模塊,以應(yīng)對(duì)具體的戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì),這些模塊包含了通信傳導(dǎo)、導(dǎo)航定位、火力打擊等多元化功能,在復(fù)雜多樣的現(xiàn)代化戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中可以隨時(shí)調(diào)度使用。

(3)單體功能的差異化。雖然無(wú)人機(jī)蜂群是由多個(gè)單一的無(wú)人機(jī)組合起來(lái)的,但是這些單一的機(jī)體功能并不完全相同,它們各自都在作戰(zhàn)任務(wù)中扮演了不同的角色,并且每一個(gè)機(jī)體通常都只負(fù)責(zé)一項(xiàng)或幾項(xiàng)功能的傳達(dá),這也是為了更好地達(dá)到各無(wú)人機(jī)之間協(xié)同作戰(zhàn)的目標(biāo)。但需要注意的是,這并不意味某單一機(jī)體損壞之后會(huì)對(duì)整個(gè)無(wú)人機(jī)蜂群造成巨大損壞或?qū)е抡麄€(gè)蜂群系統(tǒng)癱瘓,因?yàn)闄C(jī)體的模塊化可以使其他無(wú)人機(jī)迅速代替損傷的無(wú)人機(jī)。

1.2系統(tǒng)特征

無(wú)人機(jī)蜂群的系統(tǒng)并不復(fù)雜,但系統(tǒng)特性卻很明顯,相較于有人裝載的戰(zhàn)斗機(jī),無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)主要包含的是發(fā)射系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)以及導(dǎo)航系統(tǒng)[3],這3個(gè)系統(tǒng)能夠幫助無(wú)人機(jī)蜂群在戰(zhàn)場(chǎng)順利完成很多艱難的作戰(zhàn)任務(wù)。

首先,無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)的發(fā)射平臺(tái)比較多樣化,通常來(lái)說(shuō),無(wú)人機(jī)的發(fā)射平臺(tái)都在艦艇平臺(tái)和一些大型飛機(jī)上,當(dāng)接到作戰(zhàn)任務(wù)時(shí),可以向發(fā)射平臺(tái)下達(dá)指令,平臺(tái)再將指令下達(dá)給無(wú)人機(jī)蜂群組系統(tǒng),且同一個(gè)發(fā)射平臺(tái)往往能夠連續(xù)發(fā)射出多個(gè)無(wú)人機(jī)蜂群組指令。

其次,無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)的作戰(zhàn)方式靈活多變,無(wú)人機(jī)被發(fā)射出去以后,可以迅速裝載上作戰(zhàn)需要的模塊以及各種荷載,高質(zhì)量完成精準(zhǔn)打擊、敵情偵察、空中支援、電子對(duì)抗等任務(wù)。

最后,無(wú)人機(jī)蜂群系統(tǒng)還具有控制適應(yīng)性強(qiáng)的特征,對(duì)于無(wú)人機(jī)的管控來(lái)說(shuō),通常其可以被安裝在多個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)上,能夠全方位地對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)進(jìn)行系統(tǒng)化管控。

1.3編組特征

無(wú)人機(jī)蜂群具有很強(qiáng)的分布式和集群特點(diǎn),這兩個(gè)概念最早來(lái)自于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。前者是由多個(gè)互通不獨(dú)立的計(jì)算機(jī)服務(wù)器組成的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都互有聯(lián)系,具有典型的并發(fā)性和分布性,其可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)組件,通過(guò)交換信息協(xié)作而完成相應(yīng)的任務(wù)。后者各節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)調(diào)基本不需要,是同一類組件的多個(gè)實(shí)例在邏輯上形成的整體,具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和高可用性,其錯(cuò)誤修復(fù)能力很強(qiáng)。無(wú)人機(jī)蜂群兼?zhèn)溥@兩種系統(tǒng)的多個(gè)特點(diǎn)和能力。在無(wú)人機(jī)蜂群網(wǎng)絡(luò)中,異構(gòu)是其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),這種結(jié)構(gòu)可以使無(wú)人機(jī)在復(fù)雜多樣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中隨時(shí)變換出與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境相適應(yīng)的作戰(zhàn)隊(duì)形,組成的無(wú)人機(jī)群往往是具備不同表達(dá)能力的機(jī)組,其編組特征表現(xiàn)出了多樣性和高靈活性,蜂群各無(wú)人機(jī)所表達(dá)的功能不同,既可協(xié)同互補(bǔ),又可自我調(diào)度,同時(shí)各子機(jī)還可相互替換和相互屏蔽,這種特殊的編組特征給予了蜂群式無(wú)人機(jī)高效完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力。

2無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)

這里講的"無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)"概念絕對(duì)不是將多個(gè)無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)單疊加組合在一起進(jìn)行作戰(zhàn),無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)化的組合作戰(zhàn)方式,即多個(gè)無(wú)人機(jī)利用自行組合以及智能調(diào)控的方式,能夠形成一個(gè)密集的智能作戰(zhàn)機(jī)制,從而使得作戰(zhàn)能力達(dá)到質(zhì)的飛躍,很多單一作戰(zhàn)平臺(tái)不能完成的作戰(zhàn)目標(biāo)對(duì)于無(wú)人機(jī)蜂群來(lái)說(shuō)都可以順利完成。

2.1聚散靈活

相比于有人機(jī),無(wú)人機(jī)具有很明顯的廣域分散、動(dòng)態(tài)聚合的特點(diǎn),在無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)機(jī)理中,其具備系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu),能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上智能化地聚集和散開(kāi),這就非常有利于面對(duì)現(xiàn)代海陸空戰(zhàn)場(chǎng)上復(fù)雜的形勢(shì),而勢(shì)無(wú)人化的智能控制系統(tǒng)對(duì)于且遠(yuǎn)程打戰(zhàn)略目標(biāo)同樣適用,當(dāng)戰(zhàn)場(chǎng)上形勢(shì)發(fā)生變化時(shí),無(wú)人機(jī)蜂群更是能夠靈活應(yīng)變,最終在戰(zhàn)場(chǎng)上展現(xiàn)出以小博大、群體進(jìn)攻的作戰(zhàn)能力。

2.2效費(fèi)比高

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)說(shuō),無(wú)人機(jī)蜂群所組成的系統(tǒng)為次復(fù)雜子系統(tǒng),這類系統(tǒng)具有很大的成本優(yōu)勢(shì),特別是相較于傳統(tǒng)的多任務(wù)復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō),二者完成同樣的作戰(zhàn)目標(biāo),前者產(chǎn)生的成本費(fèi)用就要低得多。

如美國(guó)研制出的"郊狼"無(wú)人機(jī),其造價(jià)才15000美元左右,這樣的成本對(duì)于有人機(jī)來(lái)說(shuō)是且且無(wú)法通過(guò)控制得到的,而勢(shì)隨著無(wú)人機(jī)制造、材料、技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)人機(jī)生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步優(yōu)化,目前的蜂群式無(wú)人機(jī)更是呈現(xiàn)出了制造和維護(hù)成本持續(xù)下降的趨勢(shì),因此無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的效費(fèi)比是比較高的。

另外,在具體的作戰(zhàn)環(huán)境下,蜂群式無(wú)人機(jī)可以不用考慮參戰(zhàn)人員的人身安全,更不必考慮到機(jī)體損耗以后所需要的換機(jī)成本,體現(xiàn)出了在作戰(zhàn)力量方面極大的不對(duì)稱成本優(yōu)勢(shì)。

2.3系統(tǒng)效能優(yōu)良

沒(méi)有確定的中心以及具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是蜂群式無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要特點(diǎn)之一,這一特點(diǎn)能夠讓無(wú)人機(jī)蜂群在作戰(zhàn)過(guò)遠(yuǎn)中具有良好的自組織和自調(diào)節(jié)能力,其系統(tǒng)性和穩(wěn)定性得到了很大的保障?？梢赃@樣說(shuō),密集型的大量無(wú)人機(jī)通過(guò)復(fù)雜的系統(tǒng)聯(lián)系交織在一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)中,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中如果出現(xiàn)新的單元或有單元消失,或者說(shuō)從單一無(wú)人機(jī)損壞到新的無(wú)人機(jī)補(bǔ)充上去這一過(guò)遠(yuǎn)中,系統(tǒng)的完整性并不會(huì)受到影響,這種快速恢復(fù)系統(tǒng)效能的特性能夠讓無(wú)人機(jī)蜂群在面對(duì)復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境時(shí)具備更強(qiáng)大的應(yīng)對(duì)能力。

3無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式創(chuàng)新探究

無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式比較靈活和智能化,不僅可以進(jìn)行集群作戰(zhàn),而勢(shì)可以依托智能控制平臺(tái)各自完成不同的作戰(zhàn)任務(wù)。

3.1探究無(wú)人機(jī)蜂群智能自主作戰(zhàn)模式

在智能化時(shí)代,"智能戰(zhàn)場(chǎng)"[6]的概念是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)理論的發(fā)展趨勢(shì),所以無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)可以通過(guò)構(gòu)建多功能平臺(tái),讓無(wú)人機(jī)蜂群組各自依托于這個(gè)智能平臺(tái)的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各無(wú)人機(jī)單體之間作戰(zhàn)信息的交互傳遞。當(dāng)一個(gè)無(wú)人機(jī)單體在作戰(zhàn)當(dāng)中遇到特殊情況或者不明敵情時(shí),可以將信息迅速傳遞到智能控制平臺(tái)當(dāng)中,平臺(tái)可以智能化地根據(jù)戰(zhàn)情給各無(wú)人機(jī)下達(dá)作戰(zhàn)指令,從而發(fā)揮出無(wú)人機(jī)蜂群的群體智能優(yōu)勢(shì),最終建立起一套集偵察、控制、程打和調(diào)節(jié)于一體的作戰(zhàn)模式,構(gòu)建出能夠快速適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變化和快速進(jìn)行應(yīng)變的自主作戰(zhàn)系統(tǒng)。

這個(gè)智能作戰(zhàn)系統(tǒng)能夠根據(jù)具體的作戰(zhàn)目標(biāo)智能化地指派最合適的無(wú)人機(jī)類型來(lái)完成相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù),與此同時(shí)也要建立起人工干預(yù)系統(tǒng),從而確保作戰(zhàn)系統(tǒng)的可控化,達(dá)到人機(jī)且遠(yuǎn)協(xié)同完成作戰(zhàn)任務(wù)的效果。

3.2運(yùn)用無(wú)人機(jī)集群輔助作戰(zhàn)模式

首先是輔助完成相應(yīng)的戰(zhàn)時(shí)偵察任務(wù),發(fā)揮出無(wú)人機(jī)不易被發(fā)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),深入了解敵情,收集相關(guān)情報(bào),掌握前線的作戰(zhàn)信息,通過(guò)電磁感應(yīng)收集敵方發(fā)出的電磁信息并進(jìn)行智能化破譯,為前線的作戰(zhàn)提供最有利、最精確的情報(bào),更可以精準(zhǔn)把控?zé)o人機(jī)蜂群所處目標(biāo)地域的各種信息,對(duì)其進(jìn)行全方位的動(dòng)態(tài)化感知。

其次是輔助軍事防御系統(tǒng)對(duì)敵對(duì)信息進(jìn)行干擾誘騙,把無(wú)人機(jī)裝配在不同類型的電子發(fā)射平臺(tái)中,干擾敵方的雷達(dá)信號(hào),幫助我方軍事力量隱蔽進(jìn)入敵后方環(huán)境,還可以建立起誘導(dǎo)無(wú)人機(jī)蜂群,當(dāng)主要作戰(zhàn)裝置遭遇敵人襲擊時(shí),無(wú)人機(jī)蜂群可以充當(dāng)誘餌的作用,模擬被定為作戰(zhàn)裝置的電磁信號(hào),對(duì)敵方探測(cè)信息進(jìn)行誘導(dǎo),從而讓敵方把火力對(duì)準(zhǔn)成本低廉的無(wú)人機(jī)蜂群組,保護(hù)主要戰(zhàn)斗裝置的安全。

3.3聯(lián)合有人和無(wú)人編組的協(xié)同作戰(zhàn)模式

在現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中,雖然無(wú)人化、智能化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯,但戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)起者始終是人,而且就目前來(lái)看,有人編制戰(zhàn)斗機(jī)相對(duì)無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)火力更大,在戰(zhàn)場(chǎng)上也能夠承擔(dān)起更為重要的作戰(zhàn)任務(wù),因此無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)可以將無(wú)人與有人相結(jié)合[7],即建立起無(wú)人與有人之間的協(xié)同機(jī)制,實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)同機(jī)動(dòng)突擊與防守,取長(zhǎng)補(bǔ)短,充分發(fā)揮出二者的優(yōu)勢(shì),最終實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效益的最大化。

這里以具體的作戰(zhàn)模式為例進(jìn)行說(shuō)明:在參戰(zhàn)之前,搭載著無(wú)人機(jī)的有人隱身機(jī)參與無(wú)人機(jī)蜂群的運(yùn)輸任務(wù),這個(gè)有人機(jī)可以作為無(wú)人機(jī)的母機(jī),當(dāng)越過(guò)敵人的偵查范圍以后,將無(wú)人機(jī)蜂群組發(fā)射出去,按照既定的作戰(zhàn)計(jì)劃完成相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù):當(dāng)任務(wù)完成以后,可完全回收的無(wú)人機(jī)重新返回隱身機(jī)內(nèi)部,然后隱身機(jī)將無(wú)人機(jī)蜂群運(yùn)輸回作戰(zhàn)控制中心。

4智能時(shí)代無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的應(yīng)用方向

各種現(xiàn)代化技術(shù)運(yùn)用于軍事領(lǐng)域以后,無(wú)人機(jī)蜂群的作用將得到最大化發(fā)揮,其既可以適應(yīng)各種惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境,又可以精準(zhǔn)地完成作戰(zhàn)任務(wù)?，F(xiàn)代化的軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人機(jī)蜂群主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面。

4.1空襲突防作戰(zhàn)

如今,防空反導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)得到全面運(yùn)用,傳統(tǒng)模式的火力打擊已經(jīng)能夠被有效攔截,把無(wú)人機(jī)蜂群應(yīng)用在突擊作戰(zhàn)中能很好地完成突擊任務(wù),因此在空襲突防作戰(zhàn)中合理應(yīng)用無(wú)人機(jī)蜂群很有必要。

在這類作戰(zhàn)中,無(wú)人機(jī)蜂群具有3個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):

(1)持續(xù)襲擊干擾消耗,就是持續(xù)性地派出無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行一些襲擾式任務(wù),全面了解敵情。

(2)實(shí)現(xiàn)集群突擊防御打擊,形成密集型攻擊。

(3)進(jìn)行干擾誘騙,這一方面在前文已經(jīng)有過(guò)論述。

4.2城市進(jìn)攻作戰(zhàn)

城市化作戰(zhàn)環(huán)境更加復(fù)雜,戰(zhàn)斗機(jī)的參與也會(huì)受到更大的限制,如何高效地發(fā)揮出戰(zhàn)斗機(jī)在城市作戰(zhàn)中的火力優(yōu)勢(shì)一直是各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn),而無(wú)人機(jī)蜂群的應(yīng)用能夠很好地解決這一難題。

在城市進(jìn)攻作戰(zhàn)中,無(wú)人機(jī)蜂群主要參與3個(gè)方面的任務(wù):

(1)運(yùn)用無(wú)人機(jī)蜂群對(duì)敵情進(jìn)行態(tài)勢(shì)感知,全面了解敵情信息。

(2)利用無(wú)人機(jī)完成中間環(huán)節(jié)的通信,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)前線與指揮部的無(wú)干擾交流。

(3)利用無(wú)人機(jī)蜂群的密集型特點(diǎn)在戰(zhàn)斗中提供有效的火力支援。

4.3反恐作戰(zhàn)

大型反恐作戰(zhàn)任務(wù)有任務(wù)范圍廣、區(qū)域跨度大、投入人力多、涉及部門(mén)多、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、信息交換量大等特點(diǎn),因此傳統(tǒng)的反恐作戰(zhàn)模式應(yīng)用于現(xiàn)代化作戰(zhàn)任務(wù)已經(jīng)顯得有些乏力。

無(wú)人機(jī)蜂群的運(yùn)用可以很好地釋放一批有生力量,例如無(wú)人機(jī)蜂群可以在空中實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域,并與地面攝像頭聯(lián)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控排查篩選,全方位立體獲取區(qū)域內(nèi)信息,為指揮調(diào)度及決策提供重要的信息支撐:無(wú)人機(jī)蜂群能夠長(zhǎng)時(shí)間滯空,實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)控,掌握整體態(tài)勢(shì),根據(jù)任務(wù)需求,通過(guò)聲、光、煙等方式及時(shí)進(jìn)行警示,在大型反恐作戰(zhàn)任務(wù)中,能夠很好地為地面人員提供有效幫助。

5結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)已經(jīng)深入運(yùn)用于各種類型的作戰(zhàn)模式中,而無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)在各種戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境當(dāng)中更是具有不可估量的價(jià)值。我國(guó)的國(guó)防事業(yè)建設(shè)應(yīng)當(dāng)注重對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的研究,在相關(guān)研究中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)模式的進(jìn)一步研究,從而使其完成更多原本需要人來(lái)完成的作戰(zhàn)任務(wù),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)全面無(wú)人化,讓?xiě)?zhàn)勢(shì)控制更加智能化。