無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)正朝著智能化、實(shí)戰(zhàn)化迅猛發(fā)展,將在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上造成巨大威脅,反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究勢(shì)在必行。針對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群發(fā)展歷史、研究進(jìn)展、實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用情況進(jìn)行分析;并從探測(cè)跟蹤、硬毀傷、軟殺傷手段三方面梳理國(guó)外反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀,其中,硬毀傷手段包括通過(guò)常規(guī)武器、定向能武器和武裝格斗無(wú)人機(jī)對(duì)抗打擊,軟殺傷手段包括電子干擾、欺騙控制。最后,提出反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì):無(wú)縫全面探測(cè)預(yù)警和高效智能決策部署;常規(guī)新型武器協(xié)同,軟殺傷硬毀傷結(jié)合;多維智能體系作戰(zhàn),標(biāo)準(zhǔn)制定刻不容緩。

無(wú)人機(jī)蜂群是由大量同構(gòu)或異構(gòu)小型無(wú)人機(jī)組成的自適應(yīng)智能系統(tǒng),通過(guò)信息交互與反饋、激勵(lì)與響應(yīng),感知并適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)環(huán)境,協(xié)同完成多樣化作戰(zhàn)任務(wù),具有高效費(fèi)比、不易泄密、系統(tǒng)作戰(zhàn)、快速響應(yīng)、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。隨著無(wú)人機(jī)蜂群實(shí)戰(zhàn)化程度不斷提升,其在智能化戰(zhàn)場(chǎng)中逐漸展現(xiàn)出不容小覷的作戰(zhàn)實(shí)力,并將在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中扮演越來(lái)越重要的角色。 無(wú)人機(jī)蜂群的迅猛發(fā)展,也推動(dòng)了世界各國(guó)的“反無(wú)人機(jī)蜂群軍備競(jìng)賽”。美國(guó)Markets&Markets咨詢公司發(fā)布的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)市場(chǎng)分析報(bào)告指出,20172022年,全球反無(wú)人機(jī)市場(chǎng)快速增長(zhǎng),年復(fù)合增長(zhǎng)率接近24%,到2023年將達(dá)到近12億美元。世界各國(guó)高度重視無(wú)人機(jī)蜂群的反制問(wèn)題,反無(wú)人機(jī)、反無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)迅猛發(fā)展,新型反制裝備不斷涌現(xiàn)。

1?無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)分析

1.1?無(wú)人機(jī)蜂群發(fā)展歷史

大自然中,許多簡(jiǎn)單個(gè)體組成的集群往往具有群體智能表現(xiàn),無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的概念便來(lái)源于此。1984年,美國(guó)的奧古斯丁提出,研發(fā)武器的成本與周期逐年攀升,導(dǎo)致雖然國(guó)防經(jīng)費(fèi)增加,但武器數(shù)量反而會(huì)變少,故而效費(fèi)比高的無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)開始受到關(guān)注。2000年,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)計(jì)劃對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群的空中作戰(zhàn)模式進(jìn)行研究。2014年,美國(guó)防部正式提出無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念,并將其作為一項(xiàng)能夠顛覆未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)規(guī)則的新型戰(zhàn)術(shù)。同年,無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)概念首次在美國(guó)智庫(kù)發(fā)布的《戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人Ⅱ:即將到來(lái)的蜂群》報(bào)告中被系統(tǒng)提出。接下來(lái)的兩年里,美國(guó)空軍相繼發(fā)布的《空軍未來(lái)作戰(zhàn)概念》、《2016—2036年小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃》,對(duì)未來(lái)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)方式進(jìn)行了一系列設(shè)想。無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)逐漸得到世界各國(guó)高度重視,并呈現(xiàn)井噴式發(fā)展趨勢(shì)。

1.2?無(wú)人機(jī)蜂群研究進(jìn)展

美國(guó)是最早進(jìn)行無(wú)人機(jī)蜂群研究的國(guó)家,典型無(wú)人機(jī)性能與特點(diǎn)如表1所示。美國(guó)在蜂群的投放與回收、自主協(xié)同作戰(zhàn)方面成果頗豐。投放與回收方面,2014年美國(guó)海軍研究局(ONR)“低成本無(wú)人機(jī)蜂群”(LOCUST)項(xiàng)目的研究重點(diǎn)就是無(wú)人機(jī)的快速發(fā)射、態(tài)勢(shì)共享及協(xié)同作戰(zhàn),并于2016年完成了30架無(wú)人機(jī)于30 s內(nèi)快速投放的驗(yàn)證測(cè)試。2015年,DARPA開展“小精靈”無(wú)人機(jī)蜂群項(xiàng)目,主要研究蜂群的偵察與電子戰(zhàn)干擾能力,以及空中投放與回收再利用,并于2019年完成了通過(guò)C-130運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)半小時(shí)內(nèi)部署與回收4架無(wú)人機(jī)的試驗(yàn)。蜂群自主協(xié)同作戰(zhàn)方面,2016年,103架“灰山鶉”由3架F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)投放,展現(xiàn)了協(xié)同作戰(zhàn)、自適應(yīng)編隊(duì)、群體決策的能力,表明美國(guó)無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)向?qū)崙?zhàn)化發(fā)展。2020年,美國(guó)的空戰(zhàn)演進(jìn)(ACE)項(xiàng)目和“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”項(xiàng)目[5]通過(guò)人工智能技術(shù)不僅提高了蜂群的自主協(xié)同能力,還提升了作戰(zhàn)人員對(duì)自適應(yīng)作戰(zhàn)技術(shù)的信任度,從而推動(dòng)了有人-無(wú)人編隊(duì)自主協(xié)同作戰(zhàn)的發(fā)展。此外,美陸軍2022年“實(shí)驗(yàn)演示網(wǎng)關(guān)演習(xí)”(EDGE 22)中,使用雷聲公司的ALTIUS 600和“郊狼”無(wú)人機(jī)進(jìn)行了有史以來(lái)最大規(guī)模的30架交互式無(wú)人機(jī)蜂群演習(xí)。多域起飛的交互式無(wú)人機(jī)群集結(jié)后,能夠感知攻擊目標(biāo)和自身位置,并與指揮中心進(jìn)行通信,展現(xiàn)了無(wú)人機(jī)蜂群的高智能化水平。

表1 美國(guó)典型無(wú)人機(jī)性能與特點(diǎn)

Tab.1 Performance and characteristics of typical US UAVs

同時(shí),其他各國(guó)緊隨其后進(jìn)行無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究。比如,歐洲防務(wù)局啟動(dòng)“歐洲蜂群”項(xiàng)目,研究協(xié)同作戰(zhàn)、自主決策等無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù);英國(guó)發(fā)起無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)競(jìng)賽,尋求技術(shù)突破;俄羅斯、韓國(guó)也相繼針對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式進(jìn)行研究。

1.3?實(shí)際作戰(zhàn)運(yùn)用情況

2018年,敘利亞軍隊(duì)無(wú)人機(jī)蜂群對(duì)俄羅斯軍事基地的突襲,是無(wú)人機(jī)蜂群首次在實(shí)際作戰(zhàn)中運(yùn)用的里程碑事件,表明現(xiàn)代作戰(zhàn)樣式正在發(fā)生顛覆性改變,亟待應(yīng)對(duì)之策。此外,2019年9月,也門胡塞武裝組織通過(guò)10架協(xié)同作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)蜂群突襲了沙特的油田和煉油廠,致使沙特石油產(chǎn)業(yè)遭受重創(chuàng);2020年9月的納卡沖突中,阿塞拜疆的無(wú)人機(jī)蜂群飛臨亞美尼亞陣地上空,摧毀了S-300防空系統(tǒng)、BM-30遠(yuǎn)程火箭炮等高技術(shù)裝備。由此可見,無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)正向?qū)崙?zhàn)化發(fā)展,在如今的智能化戰(zhàn)場(chǎng)中,已逐漸成為不容小覷的作戰(zhàn)力量,并將在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中扮演越來(lái)越重要的角色,故而反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究勢(shì)在必行。

2?國(guó)外反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀

面對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的突飛猛進(jìn),世界各國(guó)紛紛從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、反制手段等方面積極探索應(yīng)對(duì)之策,以期在反無(wú)人機(jī)蜂群領(lǐng)域占得先機(jī)。

美國(guó)是全球最早制定反無(wú)人機(jī)戰(zhàn)略的國(guó)家,于2012年就制定了反無(wú)人機(jī)戰(zhàn)略,此后每年都組織反無(wú)人機(jī)演習(xí)。2020年1月,美國(guó)聯(lián)合反小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)辦公室(JCO)成立。2021年1月,美國(guó)國(guó)防部(DOD)發(fā)布了《反小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)策略》戰(zhàn)略書,稱美國(guó)正面臨多種小型無(wú)人機(jī)的威脅,并制定了反無(wú)人機(jī)的實(shí)施計(jì)劃與行動(dòng)方案。2019至2021財(cái)年,美國(guó)平均每年投入5億美元用于反無(wú)人機(jī)裝備的研發(fā)與采購(gòu)。目前,美國(guó)正在加緊構(gòu)建軟殺傷、硬毀傷等多種武器一體化協(xié)同作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)蜂群反制體系。

俄羅斯于2017年成立了全球首支反無(wú)人機(jī)電子戰(zhàn)部隊(duì)。2018年,俄羅斯的兩處軍事基地被敘利亞武裝分子無(wú)人機(jī)組成的蜂群突襲,損失7架軍用飛機(jī),造成了俄羅斯近30年來(lái)對(duì)外戰(zhàn)爭(zhēng)中較大的一次戰(zhàn)損。結(jié)合此次敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),俄羅斯在研發(fā)無(wú)人機(jī)反制武器裝備以不斷提升反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)力量的同時(shí),也逐漸注重實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,自2019年開始將反無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練納入所有大型演習(xí)中;2020年,反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)分隊(duì)開始擔(dān)負(fù)戰(zhàn)斗值班。目前,俄羅斯正致力于制定多兵種協(xié)同、多手段融合的反無(wú)人機(jī)蜂群戰(zhàn)略,并逐漸展現(xiàn)了“偵、擾、掩、打” 結(jié)合的新戰(zhàn)法。

此外,其他各國(guó)都在不斷探尋無(wú)人機(jī)蜂群的反制之策,如英國(guó)于2019年發(fā)布《英國(guó)反無(wú)人機(jī)戰(zhàn)略》,旨在應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前,反無(wú)人機(jī)蜂群的手段主要分為探測(cè)跟蹤、硬毀傷和軟殺傷三類。其中,硬毀傷主要包括通過(guò)常規(guī)武器、定向能武器和武裝格斗無(wú)人機(jī)對(duì)抗打擊;軟殺傷主要包括電子干擾、欺騙控制手段,各類手段的特點(diǎn)如圖1所示。

圖1 反無(wú)人機(jī)蜂群手段分類及特點(diǎn)

Fig.1 Classification and characteristics of anti UAV swarm means

2.1?探測(cè)跟蹤

探測(cè)跟蹤作為情報(bào)支持手段,在無(wú)人機(jī)蜂群反制行動(dòng)中起至關(guān)重要的作用。目前,主要有雷達(dá)、光電、紅外、無(wú)線電、聲學(xué)等探測(cè)跟蹤技術(shù)。俄羅斯致力于多特征目標(biāo)探測(cè)跟蹤、設(shè)備抗干擾以及智能化探測(cè)識(shí)別的研究。多特征目標(biāo)探測(cè)跟蹤方面,“鎧甲”防空武器系統(tǒng)綜合目標(biāo)搜索、導(dǎo)引雷達(dá)及綜合光電等技術(shù)手段,可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同距離、高度及多特征目標(biāo)的探測(cè)跟蹤。俄羅斯的PY12M7型反無(wú)人機(jī)偵察指揮車集偵察、定位、跟蹤功能于一體,包括控制、通信、保障等多個(gè)分系統(tǒng),偵察距離可達(dá)25 km,可同時(shí)跟蹤120個(gè)空中目標(biāo),能夠?qū)o(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行探測(cè)跟蹤。對(duì)于探測(cè)跟蹤設(shè)備的抗干擾方面,俄羅斯的“幫會(huì)2-2”低空雷達(dá)可在電磁干擾及易反射環(huán)境條件下,對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行探測(cè)與監(jiān)控。智能探測(cè)識(shí)別方面,2020年,俄羅斯卡巴斯基實(shí)驗(yàn)室研制的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),通過(guò)構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)快速探測(cè)無(wú)人機(jī)蜂群目標(biāo),并對(duì)其進(jìn)行分類,以實(shí)施針對(duì)性打擊,推動(dòng)了人工智能技術(shù)在無(wú)人機(jī)蜂群探測(cè)中的應(yīng)用。

此外,瑞典博薩防務(wù)與安全公司在三維電子雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)了“長(zhǎng)頸鹿”AMB雷達(dá)。該雷達(dá)由一個(gè)寬波束發(fā)射電磁波,多個(gè)窄波束同時(shí)接收回波信號(hào),探測(cè)范圍廣,反應(yīng)時(shí)間短,數(shù)據(jù)精度高,能夠集群跟蹤或分別跟蹤多架無(wú)人機(jī)。

當(dāng)無(wú)人機(jī)以蜂群形式多方位來(lái)襲時(shí),目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別難度較高,需要更加快速準(zhǔn)確的全方位、多目標(biāo)探測(cè)跟蹤技術(shù),以延長(zhǎng)留給作戰(zhàn)人員和反制系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。其可以形成結(jié)合地面目視偵察、雷達(dá)光電探測(cè)跟蹤、飛機(jī)空中預(yù)警和衛(wèi)星偵察的偵察網(wǎng),并通過(guò)雷達(dá)、光電、紅外和無(wú)線電偵察等多種技術(shù)手段組合互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)全方位探測(cè)預(yù)警,為后續(xù)的無(wú)人機(jī)蜂群反制行動(dòng)提供有力支持。

2.2?硬毀傷

對(duì)抗無(wú)人機(jī)蜂群的硬毀傷手段主要包括成熟穩(wěn)定的彈炮常規(guī)武器、新型高效的高能激光與高功率微波等定向能武器以及智能機(jī)動(dòng)的武裝格斗無(wú)人機(jī)。

2.2.1?常規(guī)武器

常規(guī)彈炮武器雖然技術(shù)成熟,性能穩(wěn)定,但對(duì)于打擊成本低廉的無(wú)人機(jī),效費(fèi)比較低,并容易造成附帶傷害,且當(dāng)小目標(biāo)、低空飛行的無(wú)人機(jī)蜂群入侵時(shí),傳統(tǒng)彈炮武器獨(dú)立的火力打擊手段難以做出快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)。為此,世界各國(guó)都注重提高常規(guī)武器的精準(zhǔn)打擊能力,降低導(dǎo)彈成本,并加強(qiáng)導(dǎo)彈智能化研究,以彌補(bǔ)常規(guī)武器在無(wú)人機(jī)蜂群反制方面的不足。此外,還可以通過(guò)構(gòu)建密集火力網(wǎng)快速攔截?zé)o人機(jī)群,并使用常規(guī)武器火力打擊與軟殺傷手段協(xié)同配合作戰(zhàn)。

在常規(guī)武器精準(zhǔn)打擊研究方面,美陸軍構(gòu)建的防空體系第一層美國(guó)彈道低空無(wú)人機(jī)交戰(zhàn)系統(tǒng)(BLADE),就是將精確的瞄準(zhǔn)設(shè)備與先進(jìn)火控結(jié)合;“智能射擊手”是裝備光電傳感器和火控系統(tǒng)的突擊步槍,能夠把握最佳射擊時(shí)機(jī)。2017年,德國(guó)萊茵金屬公司研發(fā)了一套結(jié)合多種探測(cè)器與槍炮導(dǎo)彈的集成系統(tǒng),直接指引槍炮進(jìn)行打擊,可以大大降低成本[13]。

在智能、微型反無(wú)人機(jī)蜂群導(dǎo)彈研制方面,2020年美國(guó)初創(chuàng)公司研發(fā)出一種智能反無(wú)人機(jī)導(dǎo)彈,能夠發(fā)射導(dǎo)彈群,且導(dǎo)彈之間能夠進(jìn)行通信;美國(guó)薩維奇公司正在開發(fā)可見光成像制導(dǎo)的微型導(dǎo)彈,以應(yīng)對(duì)低成本、小體積的無(wú)人機(jī)蜂群。俄羅斯也著力研制低成本的“釘子”反無(wú)人機(jī)小型導(dǎo)彈,提高導(dǎo)彈打擊無(wú)人機(jī)的效費(fèi)比。同時(shí),加拿大Aerial公司研制了一種無(wú)人機(jī)導(dǎo)彈,是四旋翼飛行器與微型導(dǎo)彈的結(jié)合體,鎖定敵機(jī)后,可精準(zhǔn)智能制定打擊敵機(jī)的最佳飛行路線,推動(dòng)了反無(wú)人機(jī)群導(dǎo)彈的智能化、微型化建設(shè)。

俄羅斯在使用常規(guī)武器對(duì)抗無(wú)人機(jī)方面經(jīng)驗(yàn)較為豐富,2017年研制出多種防空導(dǎo)彈?！暗罓枴狈揽障到y(tǒng)帶有自主探測(cè)、跟蹤和火力單元,反應(yīng)快,命中率高,能夠在一定范圍內(nèi)同時(shí)打擊兩架無(wú)人機(jī);“道爾”M2DT防空導(dǎo)彈系統(tǒng)可對(duì)高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施攔截。“柳樹”單兵防空導(dǎo)彈系統(tǒng)于2015年、2016年裝備在俄羅斯多個(gè)兵種部隊(duì),其能在多種波段條件下工作,可對(duì)多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行識(shí)別并攻擊。目前,針對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群,俄軍正在組建由“鎧甲”防空系統(tǒng)、高炮、便攜式防空導(dǎo)彈系統(tǒng)組成的火力網(wǎng),以實(shí)現(xiàn)體系化反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)。

2.2.2?定向能武器

傳統(tǒng)的反無(wú)人機(jī)武器難以應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群的威脅,而定向能武器特有的毀傷機(jī)理和作戰(zhàn)效能,具有打擊速度快,攔截效率高,效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于無(wú)人機(jī)蜂群反制的定向能武器中,激光武器和微波射頻武器發(fā)展最為迅猛,受重視程度最高,是未來(lái)反無(wú)人機(jī)蜂群的主流裝備和反制技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

激光武器能夠精確控制激光波束能量,快速轉(zhuǎn)換其方向,對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)尾、機(jī)翼等關(guān)鍵部位進(jìn)行灼傷、摧毀,威力大,精度高,成本低,小型化,無(wú)污染,并能抵抗電磁干擾,但對(duì)于天氣情況和能源保障有較高的要求。

2020年,俄羅斯“佩列斯韋特”激光武器部署到駐敘利亞的俄軍事基地后,成功攔截了以色列無(wú)人機(jī),標(biāo)志著激光武器對(duì)抗無(wú)人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用。該武器2019年12月開始戰(zhàn)斗值班,能夠?qū)撤綗o(wú)人機(jī)進(jìn)行全方位無(wú)死角的毀傷,可有效對(duì)抗10 km 內(nèi)有屏蔽的電子設(shè)備,并對(duì)其無(wú)線電導(dǎo)航進(jìn)行干擾,能夠較好地應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群入侵,如圖2所示。2021年,搭載美國(guó)定向能機(jī)動(dòng)近程防空系統(tǒng)(DE M-SHORAN)的“斯特瑞克”(Stryker)輕型戰(zhàn)車在俄克拉荷馬州的錫爾堡參加了一次戰(zhàn)斗場(chǎng)景作戰(zhàn)測(cè)試,標(biāo)志著激光武器對(duì)抗無(wú)人機(jī)群距實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用更近一步。美國(guó)防部認(rèn)為,激光武器是對(duì)抗小型無(wú)人機(jī)的最佳武器裝備,其研發(fā)的機(jī)動(dòng)近程防空系統(tǒng)(M-SHORAN)是導(dǎo)彈與高能激光武器并行的新型陸軍防空武器,核心就是裝備了50 kW激光器的DE M-SHORAN系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠很好地對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行探測(cè)跟蹤和截獲,且系統(tǒng)成本低,具有大量擊毀目標(biāo)的能力,是性能優(yōu)越的反無(wú)人機(jī)蜂群利器。由此可見,激光武器已逐漸向?qū)崙?zhàn)化邁進(jìn),定將馳騁未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)。

圖2 佩列斯韋特激光武器

Fig.2 Pelesvette laser weapon

相對(duì)于激光武器的點(diǎn)狀攻擊,高功率微波武器則屬于面狀攻擊。高功率微波武器通過(guò)定向發(fā)射高功率微波波束燒毀目標(biāo)電子設(shè)備元器件,攻擊作戰(zhàn)人員,其毀傷區(qū)域大,作用范圍廣,能同時(shí)擊落多架無(wú)人機(jī),可以較好地反制無(wú)人機(jī)群。并且,高功率微波武器受環(huán)境影響小,具有軟、硬多種殺傷效應(yīng),例如微波槍。

美國(guó)對(duì)高功率微波武器打擊無(wú)人機(jī)蜂群的研究高度重視,并逐漸將其推向?qū)崙?zhàn)化應(yīng)用。美國(guó)Epirus系統(tǒng)公司針對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群研發(fā)了可移動(dòng)定向能武器“奧尼達(dá)斯”(Leonidas)多目標(biāo)反電子系統(tǒng),通過(guò)高功率微波攻擊無(wú)人機(jī)的電子設(shè)備,精度高,且能在較為廣闊的區(qū)域內(nèi)對(duì)抗多種威脅。在2021年2月的一次原型演示中,“奧尼達(dá)斯”成功擊落了66架無(wú)人機(jī),未來(lái)高功率微波武器將逐漸被投入作戰(zhàn)使用。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)研發(fā)的戰(zhàn)術(shù)高功率作戰(zhàn)響應(yīng)系統(tǒng)(THOR),可以通過(guò)高功率微波相繼快速攻擊多架無(wú)人機(jī),起效范圍較廣。美空軍2022年2月稱,將在可靠性、作戰(zhàn)性能等方面改進(jìn)THOR系統(tǒng),新系統(tǒng)稱為“雷神之錘”(MJLNIR),并計(jì)劃于2023年交付原型武器。顯然,進(jìn)行“面”攻擊的高功率微波武器是對(duì)抗成群來(lái)襲的多目標(biāo)無(wú)人機(jī)的利器,也必將成為未來(lái)反無(wú)人機(jī)群戰(zhàn)場(chǎng)上的主力軍。

2.2.3?武裝格斗無(wú)人機(jī)

武裝格斗無(wú)人機(jī)采用“以機(jī)制機(jī)”方式,能夠?qū)崿F(xiàn)自主探測(cè)和打擊,可分為非自殺式和自殺式。非自殺式無(wú)人機(jī)指在無(wú)人機(jī)上裝備機(jī)載干擾設(shè)備、常規(guī)或定向能武器中的一種或幾種,在空中對(duì)敵方無(wú)人機(jī)進(jìn)行打擊,任務(wù)完成后返航;自殺式無(wú)人機(jī)則是與敵方無(wú)人機(jī)進(jìn)行自殺式格斗。 非自殺式武裝格斗無(wú)人機(jī)方面,美國(guó)主要通過(guò)在無(wú)人機(jī)上裝載定向能武器,實(shí)現(xiàn)空中對(duì)抗無(wú)人機(jī)。不久前,美軍在一架“郊狼”(Coyote)無(wú)人機(jī)上安裝了定向能系統(tǒng),結(jié)合該無(wú)人機(jī)識(shí)別和對(duì)抗多類型無(wú)人機(jī)的能力,成功對(duì)10架無(wú)人機(jī)進(jìn)行了攔截。2021年3月舉行的美國(guó)陸軍協(xié)會(huì)(AUSA)未來(lái)全球力量會(huì)議上,洛馬公司展示了其研發(fā)的裝配高功率微波武器的武裝格斗無(wú)人機(jī),稱為“移動(dòng)無(wú)線電頻率集成無(wú)人機(jī)系統(tǒng)抑制器”(MORFIUS),發(fā)射功率可達(dá)千萬(wàn)兆,如圖3所示。該無(wú)人機(jī)能夠重復(fù)使用,并可以分散部署到多個(gè)平臺(tái)上,不受單點(diǎn)故障的影響,故而能夠打入蜂群內(nèi)部,發(fā)起多輪攻擊。由于機(jī)載定向能武器可以近距離對(duì)目標(biāo)實(shí)施攻擊,相比于地面武器系統(tǒng),其能量損耗及所需發(fā)射功率均較低,故而能夠持續(xù)進(jìn)行更具威力的協(xié)作打擊和集群攔截。而俄羅斯在無(wú)人機(jī)上裝載自動(dòng)霰彈槍,使其能夠?qū)o(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行面狀打擊。

自殺式武裝格斗無(wú)人機(jī)方面,美國(guó)在Coyote無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)上升級(jí)了Block2系統(tǒng),采用動(dòng)能或近炸的自殺式方式對(duì)敵方無(wú)人機(jī)進(jìn)行直接攻擊。俄羅斯則研發(fā)了空中布雷系統(tǒng),通過(guò)具有速度優(yōu)勢(shì)的“柳葉刀”自殺式無(wú)人機(jī)對(duì)抗敵機(jī)。自殺式無(wú)人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)智能探測(cè)目標(biāo),并以自身為武器對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行打擊,其作戰(zhàn)方式可以比擬為“游蕩式低成本智能導(dǎo)彈”。武裝格斗無(wú)人機(jī)的智能化水平要求較高,是未來(lái)反無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)的發(fā)展方向之一。 除此之外,布網(wǎng)捕捉也能實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的攔截與捕獲,主要包括在空中設(shè)置障礙,發(fā)射網(wǎng)彈或掛載捕網(wǎng)等。如美國(guó)研究部門于2021年6月完成測(cè)試的“飄帶”反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),通過(guò)發(fā)射飄帶破壞敵機(jī)的飛行狀態(tài);俄羅斯在“軍隊(duì)-2021”國(guó)際軍事論壇上展示的無(wú)人機(jī)捕捉網(wǎng),形似一枚導(dǎo)彈,能夠探測(cè)并拋出捕捉網(wǎng),對(duì)敵機(jī)進(jìn)行捕獲。

2.3?軟殺傷

2018年1月,美陸軍發(fā)布《網(wǎng)絡(luò)空間與電子作戰(zhàn)構(gòu)想2025-2040》手冊(cè),旨在深化多域戰(zhàn)概念,其中一個(gè)重要內(nèi)容就是強(qiáng)化地面力量,運(yùn)用電子戰(zhàn),提升反無(wú)人機(jī)能力。無(wú)人機(jī)蜂群在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí),需要通過(guò)傳感器等機(jī)載設(shè)備,進(jìn)行情報(bào)收集并與地面指控站交換情報(bào),需要進(jìn)行協(xié)調(diào)群體飛行的蜂擁控制,也需要與有人機(jī)通過(guò)無(wú)線電通信進(jìn)行聯(lián)系,故而數(shù)據(jù)鏈路、通信、導(dǎo)航等資源對(duì)于無(wú)人機(jī)蜂群功能發(fā)揮非常重要。軟殺傷就是通過(guò)對(duì)此類資源進(jìn)行干擾或欺騙,使無(wú)人機(jī)蜂群?jiǎn)适f(xié)同作戰(zhàn)的能力。

2.3.1?電子干擾

2018 年1月5日,攻擊俄軍駐敘利亞軍事基地的13架無(wú)人機(jī)群中的6架,被俄電子戰(zhàn)部隊(duì)通過(guò)電子干擾的方式俘獲。電子干擾主要通過(guò)向敵方目標(biāo)無(wú)人機(jī)發(fā)射定向高功率干擾射頻信號(hào),使無(wú)人機(jī)與指揮平臺(tái)之間的通信被切斷,迫使其降落或返航。此類系統(tǒng)也能對(duì)無(wú)人機(jī)的GPS信號(hào)接收機(jī)進(jìn)行干擾,由于大部分無(wú)人機(jī)都采用慣性導(dǎo)航與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)飛行控制,故而被干擾的無(wú)人機(jī)只能依靠慣性導(dǎo)航系統(tǒng)控制飛行,其作業(yè)精度會(huì)受到嚴(yán)重影響。

許多國(guó)家著眼于對(duì)提高反無(wú)人機(jī)電子干擾裝備的便攜性進(jìn)行研究,并有一定的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用成果。美國(guó)的便攜式反無(wú)人機(jī)裝置“無(wú)人機(jī)防御者”(DroneDefender),通過(guò)定向發(fā)射無(wú)線電波,對(duì)無(wú)人機(jī)的GPS定位系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行干擾,使其失去飛行控制。俄羅斯REX-1便攜式反無(wú)人機(jī)電磁槍配備可互換的紅外及電磁設(shè)備,可針對(duì)性地對(duì)無(wú)人機(jī)指揮控制系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行干擾,操作簡(jiǎn)單,持續(xù)作戰(zhàn)力強(qiáng),如圖4所示。2018年9月,俄軍在赫梅米姆空軍基地使用REX-1便攜式反無(wú)人機(jī)電磁槍,摧毀了敘利亞武裝分子多架無(wú)人機(jī)的雷達(dá)、導(dǎo)航等設(shè)備,一周擊落了50架無(wú)人機(jī)。此外,2020年以色列研制出可穿戴的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),重量?jī)H1.5 kg,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的探測(cè)與干擾。

可車載的無(wú)人機(jī)蜂群干擾裝備方面,以色列2016年開發(fā)了無(wú)人機(jī)衛(wèi)士(DroneGuard)、無(wú)人機(jī)穹頂(DroneDome)等車載或固定式反無(wú)人機(jī)干擾設(shè)備。俄羅斯還研發(fā)了“殺蟲劑-1”等以車輛為載體的軟殺傷系統(tǒng),能夠定向壓制捕獲30 km以內(nèi)的無(wú)人機(jī),并能實(shí)現(xiàn)快速部署和拆卸,機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。

除此之外,俄羅斯在大范圍、多目標(biāo)無(wú)人機(jī)干擾方面進(jìn)行了研究,研發(fā)了新型微波武器——超高頻微波炮系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)半徑10 km內(nèi)無(wú)人機(jī)的電子設(shè)備進(jìn)行全方位軟殺傷,使其喪失定位精準(zhǔn)度。2020年2月,俄羅斯還開發(fā)了四層無(wú)人機(jī)干擾體系組成的干擾攔截網(wǎng),能夠?qū)?0 km內(nèi)200 MHz6 000 MHz頻段敵機(jī)的導(dǎo)航、控制、通信信號(hào)進(jìn)行干擾。

2.3.2?欺騙控制

欺騙手段是在反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的過(guò)程中,通過(guò)光學(xué)、聲學(xué)、電子偽裝等欺騙技術(shù)對(duì)自身進(jìn)行偽裝,降低敵方無(wú)人機(jī)的探測(cè)效果?？梢酝ㄟ^(guò)輻射艦載對(duì)空搜索雷達(dá)信號(hào)等方式構(gòu)建圍殲陷阱,引誘敵方無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)入防御方打擊范圍內(nèi)。

控制手段則利用探測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控一定范圍內(nèi)的空域,借助阻截?zé)o人機(jī)使用的傳輸代碼,控制敵方無(wú)人機(jī),甚至引導(dǎo)其返航[19],如英國(guó)Blighter公司的AUDS系統(tǒng)、美國(guó)黑睿技術(shù)公司的UAVX系統(tǒng)。同時(shí),可對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群的數(shù)據(jù)鏈路和導(dǎo)航進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)鏈路控制指入侵、劫持?jǐn)撤綗o(wú)人機(jī)的信息鏈路,切斷其與控制平臺(tái)的聯(lián)系;導(dǎo)航控制可通過(guò)干擾手段使敵方無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航接收器接收錯(cuò)誤的坐標(biāo)位置,破壞其飛行軌跡。2011年12月,伊朗通過(guò)對(duì)美國(guó)RQ-170“哨兵”無(wú)人機(jī)進(jìn)行電子干擾,致使其與地面控制中心斷聯(lián),而后利用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)漏洞改變了其預(yù)設(shè)飛行坐標(biāo),誘導(dǎo)其在伊朗境內(nèi)降落,從而將其捕獲。類似地,此作戰(zhàn)思路也可用于對(duì)抗無(wú)人機(jī)蜂群。2020年,以色列發(fā)布了能夠直接攻擊敵機(jī)“大腦”的EnforceAir反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),能夠快速探測(cè)并識(shí)別敵無(wú)人機(jī)的GPS坐標(biāo)及操作員位置,切斷其與控制中心的聯(lián)系,并奪取控制權(quán)。

軟殺傷手段對(duì)抗無(wú)人機(jī)蜂群,能夠在削弱敵機(jī)戰(zhàn)斗力的同時(shí),不造成過(guò)多附帶傷害,是反無(wú)人機(jī)蜂群的重要手段之一。但隨著無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展,其抗干擾能力不斷提升,需要進(jìn)一步提高軟殺傷武器裝備的機(jī)動(dòng)性、智能性。

3?反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1?無(wú)縫全面探測(cè)預(yù)警,高效智能決策部署

一方面,無(wú)人機(jī)蜂群的機(jī)型通常有體積小,電磁信號(hào)弱等特征,其隱蔽性較好,且投放平臺(tái)、投放方式多樣,提前探測(cè)的難度極大。因此,需要陸、海、空、天全方位部署多種探測(cè)裝備,實(shí)現(xiàn)多梯次配置、多維度互補(bǔ)的探測(cè)預(yù)警網(wǎng),同時(shí)進(jìn)行情報(bào)信息的共享與融合,以無(wú)死角、高效地對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群進(jìn)行偵察、預(yù)警和跟蹤。另一方面,異構(gòu)無(wú)人機(jī)蜂群通常采用模塊化設(shè)計(jì),蜂群中的無(wú)人機(jī)通過(guò)搭載不同的電子設(shè)備與武器裝備實(shí)現(xiàn)探測(cè)、干擾、打擊等不同功能。當(dāng)多種功能的無(wú)人機(jī)蜂群來(lái)襲時(shí),無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)將嚴(yán)重影響反制任務(wù)的決策部署。應(yīng)通過(guò)構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),對(duì)探測(cè)預(yù)警網(wǎng)的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊算法分析,快速識(shí)別敵方無(wú)人機(jī)群的功能類別,高效分配兵力,確定打擊次序,迅速制定最優(yōu)反制決策。此外,很多探測(cè)設(shè)備受環(huán)境影響較大,應(yīng)著力提高其使用的靈活性與便攜性。

3.2?常規(guī)新型武器協(xié)同,軟殺傷硬毀傷結(jié)合

傳統(tǒng)防空導(dǎo)彈雖然在對(duì)抗無(wú)人機(jī)時(shí)有成本不對(duì)稱問(wèn)題,但不可替代的可靠性使其依然應(yīng)該作為火力打擊無(wú)人機(jī)蜂群的保底手段。應(yīng)著力降低導(dǎo)彈成本,并結(jié)合人工智能技術(shù),研制專門對(duì)抗無(wú)人機(jī)蜂群的微型智能導(dǎo)彈,實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)協(xié)同打擊。而高能激光、高功率微波定向能武器等新型武器將是未來(lái)反無(wú)人機(jī)蜂群備戰(zhàn)中的重點(diǎn),應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短,大力發(fā)展。然而,面對(duì)體系作戰(zhàn)的無(wú)人機(jī)蜂群攻擊,任何單一的打擊手段都難以抗衡。應(yīng)將硬毀傷與軟殺傷、常規(guī)武器與新型武器相結(jié)合,優(yōu)劣互補(bǔ),梯次銜接,協(xié)同完成無(wú)人機(jī)蜂群的體系化打擊。此外,還應(yīng)著眼于發(fā)展武裝格斗無(wú)人機(jī),使裝備各類型武器組合的武裝格斗無(wú)人機(jī)不僅能夠單獨(dú)對(duì)抗敵機(jī),還能夠以集群的方式自主識(shí)別、自適應(yīng)協(xié)同,對(duì)抗敵無(wú)人機(jī)蜂群,不僅實(shí)現(xiàn)“以機(jī)制機(jī)”,還要實(shí)現(xiàn)“以機(jī)群制機(jī)群”。

3.3?多維智能體系作戰(zhàn),標(biāo)準(zhǔn)制定刻不容緩

面對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群集成化、體系化、智能化的發(fā)展趨勢(shì),應(yīng)致力于構(gòu)建多兵種協(xié)作、陸?？仗烊轿弧④浻捕辔淦鹘Y(jié)合的多維智能一體化無(wú)人機(jī)蜂群防御反制體系,包括智能決策控制下的多兵種協(xié)作,陸?？仗焯綔y(cè)預(yù)警網(wǎng)無(wú)死角監(jiān)測(cè),防空導(dǎo)彈與槍炮等常規(guī)武器、激光和微波定向能武器、武裝格斗無(wú)人機(jī)等多領(lǐng)域多手段聯(lián)合打擊,電子戰(zhàn)干擾與欺騙控制手段攔截控制等。要實(shí)現(xiàn)多軍種協(xié)同作戰(zhàn),多裝備集成合力,需要統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)信息資源共享互通,新舊系統(tǒng)擴(kuò)展兼容。

4?結(jié)束語(yǔ)

作為“盾”的反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)手段,正在與作為“矛”的無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)進(jìn)行螺旋式強(qiáng)勁角逐,蓬勃發(fā)展。世界各大國(guó)均著力研制反無(wú)人機(jī)蜂群裝備,集成化、智能化、多維化的新型反無(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)裝備將會(huì)在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上大顯身手。

本文對(duì)無(wú)人機(jī)蜂群發(fā)展歷史、研究進(jìn)展、實(shí)際作戰(zhàn)運(yùn)用情況進(jìn)行分析,從探測(cè)跟蹤、硬毀傷、軟殺傷手段三方面梳理國(guó)外反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀,并提出反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢(shì),以期為反無(wú)人機(jī)蜂群作戰(zhàn)的未來(lái)發(fā)展提供一定借鑒。

END

| 作? ?者：周末, 孫海文, 王亮, 于邵禎, 孟祥堯, 李丹

編輯：黃飛

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