无人机集群作战方式及集群防御研究

前 言

前美国国家安全政策核心智库——新美国安全中心(CNAS)曾在2014年发表过一份关于作战机器人的研究报告，该报告表明了未来战场是属于机器人的，未来的作战模式也将变为机器人的集群作战。也正如过去100年所证明的那样，无人机的作战用途正逐步扩大。无人机最初起源于第一次世界大战，但当时无人机并未参与实战。在越南战争期间，无人机被用于执行监视任务，在阿富汗战争与伊拉克战争期间，无人机开始进行打击行动的行动。目前，无人机已经广泛应用于各类作战中，并开启了一种集群作战的新模式。

无人机集群作战方式

无人机集群作战主要用于以下三种方式：攻击、防御以及提供情报、监视与侦查（ISR）等支持功能。

无人机集群攻击

无人机集群对于攻击任务是有利的，因为它可以使用大量的潜在目标以压制敌人的防御武器与系统。在集群攻击中，无人机是分散的，这使得敌方防御手段变得困难和昂贵。如果10架无人机同时攻击一个目标，其中7架被击落，3架仍能完成任务。由于集群作战中的单个无人机不需要高存活率，它们相较于独立的武器系统成本较低，甚至几十架无人机集群可能比一架有人驾驶飞机更有效，也更便宜。

在2020年的纳戈尔诺-卡拉巴赫地区冲突中，尽管亚美尼亚拥有更多的现代化装备和军队，但其还是遭到了阿塞拜疆的制裁。造成这种情况的一个主要原因是，阿塞拜疆军队使用了包括土耳其Bayraktar TB-2在内的许多类型的武器化无人机，该无人机集群攻击终止了近250辆装甲车和40个防空系统。无人机蜂群严重破坏了亚美尼亚的陆地和防空能力后，阿塞拜疆军队实施了机械化步兵行动，以夺取争议领土。阿塞拜疆作为一支最初被认定为处于劣势的军队，使用无人机集群来提高自身的进攻能力，从而实现了作战翻盘。

Bayraktar TB-2无人机

无人机集群防御

尽管无人机的潜在攻击用途受到了极大的关注，但它们也可以同样适用于防御，尤其是当对手也使用蜂群战术时。美国海军曾进行过模拟实验，以确定其舰船抵抗无人机集群攻击的能力，结果令人警醒：如果有八架无人机攻击一艘舰船，那么平均有三架能穿透它的防御系统——包括“密集阵”近防系统。而当进攻的无人机数量增加时，结果会变得更糟。于是，美国海军目前正在研究使用无人机集群防御来阻止无人机集群进攻。

“密集阵”近防系统

无人机集群用于防御时，其通过大量散布诱饵来制造混乱或破坏进攻。美国CNAS作者Paul Scharre在《战场上的机器人:即将到来的蜂群》(Robotics on the Battlefield Part II: The Coming Swarm)报告中描述了微型空射诱饵如何用来欺骗敌方雷达，报告中还提出了一种用无人机蜂群涌入敌方机场阻止飞机起飞的战术，该战术可以用来保护区域领土不被敌方直升机或飞机飞越，但任务难度会随着需保护的区域增大而增加。

美国空军在2020年进行了无人机集群防御演习，负责部队发展的前国防部副助理部长戴维·奥赫马内克(David Ochmanek)从演习中有以下几点发现：

像F-35这样具有雷达特征的飞机可以在无人机集群作战后释放，因为蜂群可充当诱饵并消耗对手导弹。

领先飞行的蜂群可以进行敌方电子信号与防空区域探探测，为后续的蜂群提供相关信息。

无人机集群作战理论上可以由人工智能控制，因此指挥官可以专注于其他任务。

无人机集群监视与侦查

无人机最早就是为了完成情报、监视与侦查而诞生的，所以无人机集群可大范围的替代有人机执行侦查任务，尤其是在地形不明朗的山谷与丛林中，无人机集群监视侦查更可发挥出自身优势。

对于静止和移动目标的监视，无人机蜂群可以被放置来观察目标和目标的外围进行外部活动。这包括一个简单的操作，如观察一个可疑的敌人的营地，同时寻找来往于该地点的车辆。为了获得广泛的观察，蜂群无人机可以同时捕捉不同点的照片，从而减少了单个无人机的任务时间。这种能力有助于监测一个位置的活动变化，无人机集群可以在有限的时间内快速捕捉到一个广泛区域的图像。在2021年5月，以色列国防军与哈马斯的冲突就证明了这一点。在冲突期间，哈马斯从加沙地带发射了数千枚迫击炮和火箭弹，同时将发射地点隐藏在地下或民用设施中。作为回应，以色列国防军部署了无人机群去观察可疑的发射地点。通过观察，无人机集群探测到哈马斯的开火时间与地点，使以色列国防军能够对这些阵地进行打击。

该次冲突中使用的THOR无人机

反无人机集群方式

随着越来越多的国家和组织了解如何利用无人机进行集群作战，就有必要了解如何防范它们。有以下几种选择，例如微波、激光、干扰系统、地下建筑以及同样使用无人机进行集群对抗。

无论是单独使用还是配合使用，被认为最不推荐的两种选择是使用机枪或防空系统。虽然两者都可以提供摧毁无人机所需的火力，但机枪会受到射击角度的限制，而且随着距离的增加和能见度的降低(如夜间和恶劣天气)，机枪的精确度也会下降。同时，防空系统在定位低空目标的能力偏弱，因为它们的定位是阻止，而无人机可以利用这一“漏洞”靠近地面并在防空系统的监控区域下飞行。

微波射频

与机枪和防空系统不同，微波频谱中的射频(RF)能量发射具有更优秀的防御作用。美国空军研究实验室开发了战术高功率微波作战响应器(THOR)，这是一种可由C-130运输并由两个人在数小时内组装的电磁武器。THOR可瞬间发射出广泛的射频能量击中大量无人机，并摧毁其电路使其坠毁。该方案在数百架无人机的研究实验中被证实有效。受到THOR初步成果的鼓舞，美国空军正在寻求通过名为Mjolnir的系统来扩展该技术。该系统在更远的范围内采用了射频饱和技术，并增加了无人机探测能力。目前THOR和Mjolnir还处于技术萌芽阶段。

激光武器

一些国家正在进行激光技术针对无人机集群打击的研究。高功率的激光器可以将目标加热到元件和电路失效的程度。当与跟踪雷达相配时，激光系统可以非常准确地打击目标。然而，云雾或烟尘会使激光能量扩散，并削弱打击效果。所以，在恶劣的天气条件或低能见度地区，用激光武器进行反无人机集群可能是不可靠的。此外，用反射涂层覆盖无人机可能会有效地保护它们免受激光攻击。

干扰系统

无人机集群防御的一个更传统的方法是使用干扰系统来阻挡操作者用来控制无人机的无线电频率。这对低质量的无人机尤其有效。如果执行得当，干扰会扰乱飞行路线，导致无人机偏离或坠毁。然而，无人机可以被编程为惯性导航，使其在发现干扰企图时能够降落或返回其操作者身边。同时一些高端供应商也在制造具有抗干扰通信功能的无人机。干扰系统是一种对付普通无人机的廉价对策，但在对付具有复杂抵抗能力的无人机时，其有效性将明显下降。

地下建筑防御

抵御无人机集群攻击的一个被动方法是将潜在的关键设施和武器系统建在地下。然而，在地下建设需要大量的时间和资金，这对于目前处于无人机或监视威胁之下或缺乏资金的组织来说可能是不可取的。

无人机防御

正如上文所说，无人机集群作战的方式有防御作战。防御型无人机可以摧毁一些入侵的蜂群，因为它们为入侵的蜂群提供了更多的目标，可以扰乱蜂群的任务并削弱其攻击。防御型无人机可能有受到其他反无人机系统射击的风险，但如果它们价格低廉，这种风险就没有那么大的影响。尽管如此，使用防御性无人机需要操作人员随时待命，如果没有其他蜂群防御系统的支持，就不太可能打败整个蜂群。

总之，不同的反无人机集群方案都有自身的缺陷，如何合理根据战况以及自身条件使用打击方式是每个国家与组织需要自行考虑的。

结论

随着无人机能力的不断发展，无人机集群技术也将不断发展。多国政府将考虑在其军事武器库中增加无人机蜂群，这将促使各国对如何实施集群防御进行进一步研究。因此，我国需要了解无人机集群在不同战术环境中所扮演的不断变化的角色并关注它对国防安全的影响。

审核编辑：郭婷