無人機智能化發展概況_風聞

如今無人機已經進入井噴時代，裝備數量越來越多，應用範圍越來越廣。連胡塞武裝、敍利亞、阿塞拜疆這樣空中力量孱弱的軍隊都運用無人機創造出很多經典戰例，取得了和投入不相稱的戰果，以致輿論對主戰坦克在未來戰爭中的地位都產生了懷疑。

> 2020年納卡衝突中，阿塞拜疆軍隊用無人機擊毀了22輛亞美尼亞坦克

烏克蘭戰場上的無人機

在去年開始的烏東新一輪衝突中，頓巴斯地方武裝嚴重缺乏防空能力，經常遭到烏克蘭政府軍新裝備的土耳其制TB2無人機集中攻擊，損失了大量武器設備。過去的戰例證明部署在敍利亞、利比亞和納卡地區的俄製“鎧甲”、“道爾”、“山毛櫸”等高性能防空導彈系統都無法有效攔截無人機，因為它們體型過小，雷達反射面積、飛行速度都遠小於噴氣式作戰飛機。

這次烏克蘭戰爭爆發後，烏克蘭無人機在初期的局部戰場上也給俄軍造成了一定麻煩，但是已經無法發揮出舉足輕重的作用。因為俄軍高度重視反無人機作戰，在俄烏邊境部署了西部軍區直屬的一個電子戰旅，它比集團軍屬電子戰部隊裝備更齊全，作戰能力更強大。

西部軍區擁有第15和第16兩個電子戰旅，裝備了“摩爾曼斯克”BN等多種大型旅級電子戰系統，可以對數千平方公里範圍內的敵方飛機和無人機發動電子攻擊，同時壓制50架飛行高度3萬米以下的戰術飛行器，干擾它們的制導雷達、火控雷達和數據鏈。下屬的戰術電子戰營擁有“Infana”電子戰系統，包括多座R-330Zh/R-934電子干擾站；獨立電子戰連則配備了Klasuha-4和Qiubo-3電子干擾車。

> 2019年部署在盧甘斯克的俄軍旅級大型電子戰干擾系統，曾經干擾過在烏克蘭活動的“全球鷹”

俄軍對TB2的評價相當低，認為它是低技術產品，只能打擊弱國，面對擁有完整作戰體系的俄軍效能幾乎為零。因為TB2沒有安裝衞通設備（改進型TB2S才有），只能由地面站無線遙控，極限通信距離僅有150公里，無論是電子干擾還是直接打擊地面站都可以迅速壓制該系統。俄軍的Triton M1電子對抗系統近日就至少“擊落”了兩架烏軍的TB2，烏空軍和海軍一共只擁有約20架，開戰第二週起已經很難看到無人機的戰果。

> Triton M1移動電子對抗系統

另一方面俄軍的無人機到目前為止也沒有出彩的表現，媒體上幾乎不見報道。究其原因至少有三種可能性，一是整個媒體輿論都受到西方控制，沒有相關的戰例報道流出；二是俄軍倉促出兵，無人機部隊沒有到位或者陸空協同不佳；三是烏軍在美國及北約的幫助下擁有了壓制俄軍無人機的能力。

但是就此説俄軍不重視無人機或者無人機作戰水平很低肯定是不準確的。和反無人機能力一樣，俄軍也非常重視無人機的戰術運用，進行了大量研究、測試和評估，各級部隊裝備了多種類型的無人機。

> 2019年俄陸軍裝備展覽會上展出的Eleron-3（前）、Orlan-10（中）和Forpost（後）無人機，這三型均在敍利亞參加過實戰

2020年9月舉行的高加索2020大規模軍事演習上，俄軍還首次演練了無人機蜂羣戰術，上述3種無人機和其它無人機協同作戰，從超低空到高空展開了全方位偵察和打擊行動。雖然從技術角度講這還稱不上真正的自主作戰蜂羣，但確實體現了俄軍在無人機戰術上的進步。

> 俄軍士兵在南部軍區卡普斯汀雅演習場操作Orlan-10無人機羣

俄軍已經將無人機高效地集成到炮兵作戰中，尤其是遠程火箭炮兵：在烏東作戰中烏軍在觀察到俄軍無人機幾分鐘後就會遭到火箭炮的準確覆蓋，這種察-打作戰模式曾經在澤萊諾皮利亞的戰鬥中輕鬆迅速地抹去了烏軍兩個營，並深深地引起美國陸軍界的擔憂。

過去俄軍的每架無人機似乎都對應一個特定的炮兵單位，現在已經可以由任何一架無人機向任意炮兵單位提供目標數據。無人機羣可以監視更廣闊的戰場，指揮“龍捲風”火箭炮打擊90公里內的任何目標。今後還考慮將無人機和地面無人車輛協同作戰，無人車輛作為無人機的載具和發射/回收平台，無人機還將為無人坦克等戰鬥車輛發現並指示目標。

傳統上俄軍更傾向於讓無人機為炮兵服務，不過今後也將加強無人機自身的打擊能力，做到察打一體化。

無人機智能化組網

隨着各國對反無人機的日益重視，今後希望依靠無人機的單打獨鬥完成多樣化任務將越來越困難，在完善的防空體系面前無人機生存力較低、無法靈活應對瞬息萬變的戰場態勢。而類似“攻擊-11”、XQ-58、S-70這樣的高性能隱身化無人機研製、採購、運作成本都非常高昂，只有中美俄等軍事強國才裝備得起。無人機進一步發展的思路之一就是依靠智能組網展開“蜂羣作戰”，將低成本低性能的數量優勢轉化為高費效比的作戰優勢。

“蜂羣作戰”有三種方式，第一種是單機控制，純粹的堆砌數量，升空的無人機各自接受地面遙控，相互之間無法進行數據交換，實際上還是各自為戰。2021年3月胡塞武裝使用12架無人機空襲沙特煉油廠就是這樣的例子。

第二種是集中控制，由地面控制中心發出遙控指令統一指揮無人機羣，無人機之間的分工協作、對戰場空地情況的應變都由地面發送指令完成。無人機分別和控制中心單鏈聯繫，相互之間並不進行互聯互通。這種方式容易實施，但是智能化程度不高，可靠性較差，一旦機羣和地面之間的數據鏈受到干擾或者控制中心被破壞，空中的無人機羣就變成了無頭蒼蠅失去控制。

2018年1月，敍利亞反對派武裝組織了13架固定翼無人機以集中控制方式對駐敍俄軍赫明梅空軍基地和塔爾圖斯後勤基地發動攻擊，俄軍通過電子壓制和近防武器攻擊俘獲6架擊落7架，但俄軍地面戰機也遭到一定損失。

> 炸傷多架俄機的敍利亞反對派無人機就是這種極其簡易的黑市拼裝產品，掛載8枚迫擊炮彈改裝的小型炸彈，集中使用也頗具威力

第三種是分佈控制，無人機之間通過數據鏈聯網，依靠集羣智能共享信息、協同作戰。地面控制只執行監控無需直接干預，令無人機羣實現“發射後不管”的自主作戰能力。這種去中心化的自組網能力可靠性高，無需外界干預，被切斷和地面聯繫也能獨立作戰，損失部分無人機還可以重構網絡不影響集羣作戰效能。

所謂集羣智能就是一羣簡單的個體通過相互之間的合作與環境互交，激發出複雜的全局化智能行為。在自然界中狼羣、魚類、昆蟲和鳥類都有類似的現象，羣聚為一個整體躲避天敵、協作覓食，比如狼羣的高度紀律性，螞蟻和蜜蜂的分工，魚羣聚成球對抗鯊魚等等。

無人機也同樣可以組成蜂羣，依託智能化組網發揮出遠超過單機的作戰效能。在軍用無人機技術開發的深度和廣度上中美位於第一梯隊，比其它軍事強國高出一大截。我軍具體裝備情況不瞭解也不便寫，下面就以美軍為例介紹一下無人機智能化的發展趨勢。

目前美國國防部戰略能力辦公室（SCO）已經測試了“山鶉”無人機羣，美國國防高級研究計劃局（DARPA）正在開發“小精靈”（Gremlins）、“進攻性蜂羣賦能戰術”（OFFSET）等項目，美國空軍在先鋒計劃的框架下有“金帳汗國”和“天空伯格”等計劃，美國海軍研製了較小型的“郊狼”和“蟬”無人機羣。

【 “山鶉”（Perdix）計劃 】

這是SCO的一個試驗項目，用於開發能夠自主執行空中監視任務的微型無人機羣。無人機由麻省理工學院林肯實驗室研製，長16.5釐米，翼展30釐米，重290克。採用碳纖維串列雙翼構型，機翼可摺疊以減小儲存空間，後翼兩端彎曲向上作為垂直安定面。3D打印的低風阻塑料機體內搭載鋰電池和一部小型相機，後置螺旋槳直徑6.6釐米，續航時間20分鐘，最大速度113公里/時。

“山鶉”採用商業貨架部件製造，成本足夠低廉，為一次性使用的無人機，機載軟件可以接受升級，無需硬件改動。作戰時由戰鬥機掛載的特殊容器在空中釋放，用降落傘減速，機翼展開後自主飛行。

多架“山鶉”組成機羣通過數據鏈自組網構成一個無領導的蜂羣，共享一個分佈式的集體“大腦”，依靠羣體智能技術做出集體決策、自適應編隊和自主修正，集體確定是否完成任務，比地面遙控反應更迅速。微小的體積能夠輕易躲避普通火力攻擊，機羣可以自適應無人機數量的變化。

“山鶉”機羣可以低空掃描一個特定區域，通過AI/人臉識別技術確認敵方戰鬥人員和高價值目標，並申請引導鄰近武器平台發射的導彈展開攻擊。“山鶉”還具備防禦能力，可以作為誘餌保護己方戰鬥機，或者監控地面以防己方步兵遭到伏擊。

2016年10月25日，美國海軍3架F/A-18F戰鬥機在中國湖試驗場成功釋放了103架“山鶉”，這些無人機沒有預先編程，根據地面出現的目標分別完成了4項任務，最後全部進入一個直徑一百米的圓形軌道飛行，編隊非常密集但實現了自主避撞。

**【 “小精靈”（Gremlins）**計劃 】

DARPA於2016年啓動的“小精靈”計劃將驗證使用轟炸機、運輸機一類的大型飛機（也包括戰鬥機或小型固定翼飛機）在防區外空中發射大量低成本無人機的能力，在完成任務後再使用特別改裝的C-130進行空中回收，返回基地後經過檢測、加油可以在24小時內再次出動。

Dynetics公司為“小精靈”計劃設計製造了5架X-61A無人驗證機，重量680公斤，機長4.2米，可旋轉90度收納在機身底部的平直機翼翼展3.47米，採用一台威廉姆斯F107渦扇發動機，飛行速度0.6馬赫，最大滯空時間4小時，作戰半徑560公里時可在任務區滯留1個小時。

2021年10月首次實現了X-61A的空中回收，一架改裝過的C-130使用一套由格柵翼穩定的對接牽引系統和可伸縮夾具在無人機自主對接後將其吊入機艙內。空中收放作用的最高釋放高度為1萬2千米，最高回收高度6千米。

無人機可攜帶光電／紅外傳感器、合成孔徑雷達、激光照射器、電子戰系統或者武器載荷，最大載荷重量65.7公斤，在有人作戰飛機的前方深入高威脅地區執行偵察、監視、情報蒐集、電子戰等任務，並通過“小精靈”之間的中繼通信將數據傳遞給後方或者戰區內的F-35打擊編隊。

和傳統高性能飛行平台數十年的使用壽命相比，“小精靈”的預計壽命僅為飛行20次，因而可以極大降低製造和維護成本，而搭載的先進載荷經過空中回收能夠安裝在別的機體上繼續使用。

目前X-61A作為驗證平台還不具備自主任務飛行能力，需由控制員在母機或者地面遙控操作。今後的實用型號將實現智能網絡化集羣自主作戰能力，搭載電子戰套件、動能彈或小直徑彈藥等不同載荷全方位壓制敵方防空系統。

【 進攻性蜂羣賦能戰術（OFFSET）】

DARPA的另一項大型智能組網計劃，着重解決城市戰的難題。設想未來的小型步兵分隊使用由多達250台小型空中/地面無人系統組成的異構集羣在複雜的城市戰環境中完成各種任務。

無人集羣運用了先進的羣體智能和人機互交技術，無人系統集羣在複雜城市環境中自主部署，大規模分佈式採集、傳輸戰場信息，針對作戰環境做出集體判斷然後執行預設的戰術任務操作，同時步兵分隊可以通過互交干預、影響無人集羣的行為。

通過大規模投入低成本無人作戰系統立體覆蓋整個區域，傳統巷戰中戰場不透明、障礙物多、射擊死角多等問題將得到突破性地解決。

【“金帳汗國”（Golden Horde）計劃 】

屬於美國空軍2019年設立的科技轉型規劃 - 先鋒計劃的四大項目之一，目的是開發網絡集羣化彈藥系統，通過先進數據鏈將採用不同技術的庫存彈藥聯結為一個集成系統。它採用一種被稱為“Play calling - 呼叫啓動”的半自主方式，當滿足某些預設條件時將觸發武器集羣的協作行為，自主選擇預設的交戰規則投入攻擊。

目前正在開發的驗證性武器包括CSDB-1協作式小直徑炸彈和CMALD協作式微型空射誘餌，都是在現役彈藥的基礎上集成先進網絡和控制系統改進而來的。它們可以實時監測敵方防空動態並協同作出反應，遭到攔截毀傷後自動重組網、自主確定目標優先級並分配目標，在敵方採取行動之前發動有效攻擊。而空軍現有的彈藥系統都只能執行預設的任務，如果敵情發生變化，預編程彈藥將失效，必須投入其它具備相對應功能的武器。

2020年11月14日，佛羅里達州埃格林空軍基地空軍測試中心第96測試聯隊的F-16攜帶4枚CSDB升空進行“金帳汗國”計劃的首次飛行演示。飛行中投擲了其中2枚，相互之間建立了通信聯繫並且發現了初始目標 - 一台GPS干擾機。隨後2枚炸彈根據任務規劃人員在起飛前制定的交戰規則成功發現了2個具有更高優先級的目標，但因為軟件問題主處理器無法將制導命令傳輸給彈載導航系統，只好攻擊了最初的目標，首次試驗只取得部分成功。

按項目計劃2022年將在一個更加複雜的作戰場景中試驗將CSDB炸彈和CMALD空射誘餌集成在一個集羣中協同作戰。後者基於雷錫昂ADM-160空射誘餌改裝，可由B-52、F-16、F/A-18等作戰飛機攜帶投放，今後還將擴展到C-17、V-22等更多飛機和無人機。

ADM-160長2.38米，摺疊彈翼展開翼展為0.65米，採用TJ-150渦噴發動機，速度0.8馬赫，航程高達900公里。誘餌機羣通過機載SAS特徵增強系統可以模擬美軍任何飛機（從B-52到F-117），令敵方防空系統無法分辨真實目標，C型還具備電子干擾能力。

【“天空博格**”（Skyborg）計劃** 】

於2019年加入先鋒計劃，開發用於高烈度戰場的低成本、集羣化、自主作戰無人機（例如今年3月5日首飛的XQ-58），配合F-35和F-15EX等有人駕駛戰機作戰，也就是現在最時髦的“忠誠僚機”概念。

無人機依靠內嵌的人工智能系統和先進傳感器，根據飛行員的設定自主檢測空中和地面潛在威脅、對目標進行排序，選擇打擊或躲避敵機的合適交戰程序（甚至還能作為誘餌吸引火力），有人機飛行員也會收到戰場態勢的關鍵信息。

“天空博格”不會取代飛行員，而是向他們提供關鍵數據以支持快速、準確的決策，共同建立更強大的態勢感知和生存能力。它將成為美國空軍的力量倍增器，以低成本的開放性、模塊化、可擴展性技術創造全新的空中作戰方式。

作為項目驗證機的XQ-58A“女武神”無人機採用了背部進氣、V型垂尾和S型進/排氣道等隱身設計。機長8.8米，翼展6.7米，最大起飛重量2.7噸，最大速度0.85馬赫，航程3900公里，機腹設有2個武器艙共8個掛點，載彈量250公斤，可攜帶JDAM、SDB小直徑炸彈或者ALTIUS-600 小型無人機。

【“郊狼”（COYOTE）計****劃 】

美國海軍研究局（ONR）開發的“自主打擊”無人蜂羣，也就是海軍用巡飛彈，主要配備無人水面艦艇（USV）和無人潛艇（UVV）平台。

有多家公司經手“郊狼”無人機項目，從2007年開始開發了Block 1和Block 2兩個型號，雷錫昂在2015年收購了相關公司，整合在導彈系統分部旗下。“郊狼”可以執行情報蒐集、戰場監視、戰術偵察和精確打擊任務。2017年雷錫昂宣佈正在開發Block 2的新改型，2018年美國陸軍和陸戰隊都採購了這個型號作為反無人機攔截武器，採用直接動能碰撞或者破片殺傷的形式摧毀敵方高價值無人機。

> “郊狼”Block 1

> “郊狼”Block 2

Block 1機長0.91米，碳纖維摺疊機翼翼展1.5米，重5.9公斤，採用發射筒發射。該機以電動螺旋槳為動力，巡航速度102公里/時，航程130公里，續航時間2小時。Block 2採用噴氣發動機，速度提高了4倍，可以攜帶更先進的傳感器。這兩個型號都採用常規的“人在迴路”控制方式，但從Block 1開始就具備蜂羣作戰能力，ONR將其集成到LOCUST低成本無人機蜂羣技術項目中，可以多機協同大範圍快速搜索戰區，自主或者經人工批准後同時攻擊多個目標，在支持陸戰隊兩棲作戰以及海軍瀕海作戰對付小型高速快艇集羣進攻等方面具有廣闊的作戰前景。

2021年2月，海軍向雷錫昂授予了價值3千3百萬美元的Block 3型研發合同，具體性能尚未披露。

【“禪”（CICADA）計劃 】

CICADA是“近距離隱蔽自主一次性飛機”的縮寫，正好組成英文單詞“蟬”。它由美國海軍研究實驗室從2011年起開發，實際上就是一塊會飛的電路板，重量只有65克，手掌大小由10個3D打印部件組成，結構極其簡單但非常堅固。“蟬”沒有動力和推進系統，從飛機或者無人機上投擲後依靠GPS制導滑翔降落在預定座標點，定位精度5米，一次性使用，單價250美元。2012年在尤馬靶場測試時從1.75萬米高空釋放，滑翔距離達到17.7公里，時速74公里。

“蟬”攜帶不同的輕型傳感器通過內嵌在機翼上的天線向後方發回降落地點的各種戰場情況，比如氣温、氣壓、濕度等大氣數據，麥克風竊聽，攝像頭拍攝的敵後交通狀況，震動傳感器判斷車輛類型，生化探測器檢測生化沾染，磁場探測器檢測水下潛艇等等。

最新的MK5型由標準的聲納浮標發射筒發射，每具發射筒可以將攜帶的全部32架“蟬”同時發射出去，通過數據鏈自組網，在目標區建立一個穩定的傳感器網絡。美國海軍正在計劃進行超級蜂羣試驗，由C-130一次性投放1千架微型無人機。

和越戰中美國空投在北越的類似傳感器相比，“蟬”所具備的精確定位能力可以更準確地降落在最合適的探測位置。因為成本極低，釋放數量巨大，自身信號特徵極其微弱，敵方無法徹底徹底清除所有布撒在戰場上的微型傳感器。

以上這些無人機看上去五花八門，研製單位眾多，把它們串聯在一起可以看出美國四個軍種都在積極研製、部署各種類型具備智能組網能力的無人機蜂羣系統，覆蓋了十克級的“蟬”、百克級的“山鶉”、千克級的“郊狼”、百千克級的“小精靈”和噸級的“女武神”等各個量級。各異形態背後的共同特徵就是低成本、大數量、網絡化人工智能，成為有人作戰系統的有利補充。

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