无人机的未来：蜂群无人机战术的发展

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【红山导读】

与自俄乌战争爆发以来，与表现出人意料的乌克兰不同，俄罗斯作为与美国齐名的全球霸主的声誉正在受到损害。现实中，不难找到称俄军作战能力需要重新评估的媒体文章或评论。乌克兰出色的作战能力可能有很多因素，但其中我们要重点关注的是无人机的积极高效使用。

本文来源于韩国国防大学，发布于2023年2月6日。本文由红山智云编译，一共9000字，32张图片，2个表格，正文如下。

无人机的未来：蜂群无人机战术的发展

来源：韩国国防大学 日期：2023-02-06

一、全面无人机战争的开始

通过各种媒体不难发现俄罗斯坦克或部队被乌克兰无人机击落或毁伤的场景。你甚至可以看到平民，而不是战斗人员，使用无人机来帮助作战。这样一来，可以灵活用于多种用途、没有明确军用界限的无人机在现代战争中清晰地展现出其有效性。事实上，【图1】中投放的RKG系列弹药是前苏联时期研发并投入使用的RKG-3反坦克手榴弹和RKG-1600炸弹，能够高效利用乌克兰境内的各种力量不仅对俄罗斯造成肉体上的伤害，而且还对俄罗斯造成心理上的打击。

【图1】乌克兰R18无人机投下的RKG系列弹药 *来源：DRONEDJ（2022年9月16日）

此外，另一款在俄乌战争中发挥重要作用的无人机是从土耳其进口的Bayraktar TB-2。这种无人机越来越受欢迎，因为它可以以相对较低的成本轻松摧毁俄罗斯昂贵的坦克和装甲车。最近，它在乌克兰获得了如此轰动的支持，以至于人们创作并演唱了这架无人机的赞歌。此外，西方及国外各大媒体评价，Bayraktar在性价比方面已充分证明了其在与俄军作战中的有效性。早在 2014 年起，土耳其军队就一直在使用这些无人机应对伊拉克和叙利亚的冲突地区。特别是，乌克兰正在利用这些无人机公开发布它们击中俄罗斯坦克的视频，不仅获得物理伤害，还获得心理乘数效应。此外，Bayraktar可以同时操作4种武器，并具有通过自身传感器对目标进行近距离打击的能力，因此至今为止对乌克兰的活动有很大帮助。

[图2] Bayraktar TB-2外观 *来源：《朝鲜日报》柳勇元《军事世界》（2022.1.26.）

这样看来，无人机相对于其他武器系统来说价格非常低廉，但却展现出很大的优势，可以灵活地运用在侦察、打击等各个领域。通过用相对便宜的无人机摧毁俄罗斯的尖端坦克，乌克兰军方正在对俄罗斯军队造成极大的经济损失。

【图3】乌克兰四轴飞行器无人机向俄罗斯T-72坦克投掷弹药（俄罗斯坦克后来被击中并被摧毁）*来源：MIL.IN.UA（2022年8月18日）

俄罗斯还努力引进各种无人机，包括伊朗制造的Mohajer-6、Shahed-129和191无人机，以对抗乌克兰通过无人机进行的活动。《华盛顿邮报》2022 年 8 月 29 日的一篇文章报道称，一架俄罗斯货机收集了数十架伊朗制造的无人机和无人机，用于对乌克兰的战争。相信上述型号的无人机能够携带弹药攻击军事目标，对于攻击无人机作为打击手段相对较少的俄罗斯来说，对于缩小与乌克兰的差距将有很大帮助。拜登政府还宣布，俄罗斯正在继续努力采购大量伊朗制造的无人机，瞄准乌克兰。据报道，特别是伊朗已经展示了针对特定目标操作自杀式群落无人机的进攻能力，西方和美国将关注伊朗武器系统的活动。

【图4】伊朗军方发布的无人机训练照片（2022.8.25.）*来源：华盛顿邮报（2022.8.29.）

无人机的使用不仅在俄乌战争中，而且在世界各地的冲突地区最近也越来越受到重视。特别是2019年9月15日，也门胡塞叛军使用集群无人机袭击了沙特阿拉伯的布盖格炼油厂。根据叛军的说法，这次袭击中部署的集群无人机数量约为10架，而根据美国政府的分析，相信至少部署了17架或更多。他们在伊朗的技术支持下开发了一款名为“Qasef-1”的无人机，最近积极将其用于军事目的，他们也在这次袭击中操作了这架无人机。这起使用集群无人机攻击主要设施的案例具有重大的军事意义。虽然无法与发挥巨大威力的导弹相提并论，但小型无人机集群作战、以相对较低的成本实现具有军事意义的打击效果，值得在未来战争中更多地关注无人机的集群作战。这就是部分。

【图5】阿布奎克炼油厂受损区域卫星图（红色边框为受损区域） *来源：纽约时报（2019年9月16日）

【图6】胡塞叛军“Qasef-1” *来源：华盛顿邮报（2017年3月22日）

二、未来战争作战环境及特点分析

要了解无人机的未来，我们首先需要了解未来战争的特点。人类一般都会渴望有人为自己做一些困难且难以做到的事情。由于这种愿望，无人机器人的研发正在加速，当今全球技术发展趋势令人惊讶地超前。随着技术发展的趋势，军事组织正在发生许多变化。无人武器系统的研发已成为全球国防科技发展的趋势，如何打造更加自主、更加先进的武器系统竞争十分激烈。

特别是考虑到我军因尊重生命文化的蔓延和出生率下降而面临兵员短缺问题的情况，引进无人武器系统，形成有人、无人复合作战体系将是我们只能选择替代方案。

【图7】第四次工业革命影响下的未来地面战争概念图 *来源：大众科学（2019年12月2日）

此外，在日益多元化、需要尊重每个个体个性的社会氛围中，要团结不同特点的战斗人员并展现战斗力来完成使命并不容易。然而，高度发达的无人武器系统可以看作是针对指挥员输入的任务和目标推导出可预测的输出值的系统，因此可以说是非常客观的作战性能系统，不需要采取任何行动。根据战场情况考虑战斗疲劳或个人倾向。这是一种可以减轻指挥官指挥负担、同时防止滥杀无辜的作战系统，可以认为是打造高效未来战场的必备要素。

三、群体战术概述

1、群体战术的定义

集群化是未来战场环境中备受关注的一个领域，具有上述特点。集群可以被定义为一种交战形式，其中非常小的、分散的但紧密相连的单位观察并攻击一个共同的目标，这种策略不仅可以用于无人机，还可以用于各种小型无人武器系统。Swarming是美国代表性智库兰德研究所于2010年首次提出的概念。此外，美国陆军的训练历史表明“Swarm”将在 2050 年成为游戏规则的改变者。美国国防部下属的DARPA也在不断进行群体战术相关的研究和开发。

[图8] DARPA的集群飞行 *来源：AIR RECCOGNITION (2019.8.22.)

【图9】DARPA的集群战术作战实验场地 *来源：https://www.youtube.com/watch?v=km0LWvnMrtE&ab_channel=DARPAtv

此外，曾在麻省理工学院进行群体机器人研究、目前在谷歌负责群体机器人研发的群体机器人领域权威James McLuckin博士在“Idea Festival 2015”上强调，未来机器人成群结队地存在着。这已经完成了。

韩国也认识到这种群体战术的重要性，并将其选为国防发展局的“未来技术”之一，并正在进行研究和开发。美国国防发展局使用“群体无人系统”这一术语，并将其定义为具有群体智能的系统，其中多个能够交换信息的无人机模仿自然生态系统的群体行为，独立合作并以集成的方式运行。方式有相同的目的。为了实现该系统，使用了在避免与无人机或障碍物碰撞的同时相互靠近飞行的控制技术、创建成员之间信息共享的分布式通信网络的技术以及通过共享和融合每个成员获取的数据来实现信息。据分析，需要独立创建和识别情况的技术，以及响应随时间变化的环境而实时划分和执行任务的协作技术。

[图10]防卫开发厅提出的集群战术概念图 *来源：防卫厅网站“集群无人系统技术”

2、集群核心技术

操作群体无人机需要各种复杂的技术技能。其中，最基本的可以说是‘超连接网络’。基于高水平的数据通信，必须能够利用超高速、超低延迟、超连接等技术。原因在于，只有以技术能力为基础，众多无人机才能在互不干扰的情况下完成既定任务。

假设超连接网络已经建立，集群无人机所需的关键技术就是“集群”技术。实现这种群体技术可能有很多因素，但我想提一下有代表性的因素。

[图11]分离、内聚和对齐的概念图 *来源：ResearchGate 主页

首先，许多无人机需要“分离技术”，使它们能够根据自己的目的飞行而不会相互碰撞。如果分离技术不足，就会发生相互干扰和碰撞，导致友军受损的情况不可避免。

其次，需要“凝聚力技术”来控制无人机，使它们不会彼此移动太远。为了在集群优势的基础上获得更大的效率，以适当的凝聚力飞行的技术能力也至关重要。

第三，需要“对准技术”，使多架无人机能够以特定方向和速度同时飞行。对准技术对于使成群飞行的无人机作为一个大型实体飞行也至关重要。

三、群体无人机战术的必要性

1、通过 OODA 循环进行分析

美国上校约翰·博伊德于 1975 年发明的“OODA 循环”可以解释战场上的主要决策过程。这是一个遵循观察、判断、决策、行动顺序的决策过程，随着科学技术的发展，武器系统也在朝着缩短各个要素所需时间、强调整体集成的方向发展。。利用OODA循环，可以对未来战场所需的变化进行如下分析。首先，强调了快速、准确的探测能力在未来战场环境中的重要性。其次，我们强调一个决策系统，可以根据观察进行快速判断。第三，我们强调确保突破性的精确打击能力。最后，我们强调确保权力不对称的新概念。

综合以上四点，集群无人机战术可以说是满足这四点的未来战争的核心战术。首先，考虑到目前正在开发的无人机的技术能力，使用安装摄像头等监视设备可以快速准确地进行观察。另外，通过实时传输这段视频，指挥中心可以在正确的时间立即做出决策，同时可以利用集群无人机自身的打击能力进行精确打击。最后，集群无人机成本相对较低，但可以打击高价值目标，并且能够同时打击大范围目标。因此，可以说，集群无人机战术作为非对称力量新概念的一部分是绝对必要的。

[图12] OODA循环概念图 *来源：SMALL WARS JOURNAL

2、马赛克战争和杀网

2018年，美国国防高级研究计划局（DARPA）在建军60周年大会前后提出了“马赛克战”这一新的战争方式概念，引发国际关注。与此相关的各种研究正在进行中，民间研究机构也正在进行各种项目。这个概念有多种定义，但 DARPA 公布的最具代表性的定义如下。

“这是以新的、令人惊讶的方式结合我们今天已经拥有的武器，关键是有人和无人的组合。它使指挥官能够根据情况顺利地在陆地、海上和空中请求所需的效果，无论部队的能力如何。”

现有的大型高科技武器系统的缺点是价格昂贵且技术复杂，使得它们与其他武器系统的连接效率低下。然而，能够进行马赛克战争的武器系统的优点是能够通过小规模灵活组合分布式力量，以多种方式利用。

我国国防部在起草《2050年国防愿景》时，也将马赛克战争定义如下。

“马赛克战争是一种执行概念，通过利用人类指挥和机器辅助和控制快速组织或重组分散的友军，为友军提供适应性和灵活性，同时给敌人带来复杂性和不确定性。”

此外，马赛克战争的概念将现有的以网络为中心的杀伤链转变为以决策为中心的杀伤网概念。这意味着向杀伤网的过渡，克服了现有杀伤链概念的缺点，杀伤链具有很强的连续性和静态性，即使一个节点出现问题也能正常执行任务。

[图13]帮助理解马赛克系统的概念图*来源：blueforcedevelopment

考虑到上述马赛克战和杀伤网的特点，集群无人机战术结构相对简单，能够以低成本创造高效率。此外，由于它可以灵活地应用于各个领域，因此作为未来战场新概念的核心技术将受到关注。

[图14] DARPA提出的Kill Web概念图 *来源：DARPA网站，“Adapting Cross-Domain Kill-Webs (ACK)”

四、集群无人机的战术使用

警报操作

共和党和非军事区地区利用TOD等监视资产，并部署部队在非军事区进行搜索和伏击行动。但由于雷区不明，实际的搜索路线和可移动的伏击区域极为有限。这些问题可以通过集群无人机侦察轻松解决。即使在无法部署部队的地区也可以进行连续检测，并且在必要时利用无人机的功能可以立即做出适当的反应。

[图15]在2018 Dronebot作战发展大会上展示的集群侦察无人机*来源：中央日报（2018.8.23.）

后方作战

即使在后方行动中，集群无人机战术也可以得到有效利用。当战争爆发时，朝鲜军队将向我军后方渗透大量特种作战部队，执行对我军核心设施进行侦察打击、杀伤关键人员等任务。然而，由于这些朝鲜渗透部队规模较小且行动秘密，部署部队寻找它们并不是一件容易的事，即使根据过去的反间谍行动也可以看出需要大量的时间和精力。在这种情况下，操作大量集群无人机可以使敌人在作战活动中感到受到限制和恐吓。此外，基于显着提高的监视和侦察能力，可以用更少的兵力更快地发现敌人，并在必要时进行适当的打击。

排雷作业

即使在扫雷行动中，群体无人机也能得到有效使用。据联合国调查，估计全世界每年有15,000至20,000人死于地雷。在韩国，我们时常听到朝鲜边境地区因地雷造成人员伤亡事故的消息。然而，使用探雷器手动清除地雷需要大量的时间和精力，并且必须始终牢记发生安全事故的可能性。因此，如果将具有扫雷作业能力的无人机群使用，就可以快速、安全地进行扫雷作业。阿富汗已经研发出了“矿车电话无人机”，韩国也正在进行相关研发。

【图16】阿富汗的“主力卡波特无人机” *来源：机器人新闻（2016年7月21日）

1、战场信息分析

从情报任务的角度来看，通过“作战区域3D建模”的战场情报分析任务也可能是可能的。这是一项可以用我们已经开发的无人机实现的技术。它是一种使用配备相机的无人机拍摄作战区域并使用结果通过 3D 建模程序创建三维作战地图的技术。

与用传统的2D地图分析作战区域相比，通过建模的实时3D地图分析生动的场景将是识别战场和制定作战计划的创新帮助。它还将使独岛方法能力得到突破性的补充，而这在人类战斗人员中可能有所缺乏。根据我军演示的结果，我们可以看到，用小型无人机拍摄的9张照片，在5分钟左右的时间内就完成了优秀级别的3D地形信息。如果按照作战梯队规模对无人机进行分组操作和建模，就可以快速、准确地分析战场信息。

[图17]陆军情报学校无人机先进技术开发团队展示的使用无人机对作战区域进行3D建模 *来源：韩国陆军官方博客Aminuri（2019年5月16日）

2、化学、生物和放射学上将

我们的军队正在采取各种措施应对朝鲜构成的直接威胁中的化学、生物和放射性攻击。使用现有反应系统进行化学、生物和放射解毒并非无效，但现实是快速、完整的反应存在局限性。另一种引人注目的替代方案是使用无人机。

这是一个可以用现有技术完全实施的概念，私营部门已经将其用作类似于化学、生物和放射性解毒作业的概念，例如通过将无人机纳入农业来快速方便地喷洒农药。使用无人机净化污染被认为是一种非常有用的方法，因为它可以在短时间内净化相对较大的区域。据我军演示，四架无人机同时操作除污效果比现有K10生化放射除污车缩短约6分钟，额外除污面积约140平方米。相信未来如果应用更先进的群体无人机技术，可以在化学、生物和放射性去污领域实现突破性的变化。

[图18]陆军情报学校无人机先进技术开发小组正在演示使用无人机进行化学、生物和放射学研究 *来源：韩国陆军官方博客Aminuri（2019年5月16日）

3、作战服务保障

预计使用无人机的战斗服务支持将在各个领域成为可能。其中，相信特别是在物资空运方面，通过无人机群作业进行作战时，可以期待很大的效果。私营部门已经积极采取行动开发无人机送货服务。相信将其应用到国防领域不会有太大困难。如果采用这种方法，预计将可以通过同时操作多架无人机来快速、安全地向作战区域采购物资。陆军情报学院解释说，根据作战实验的结果，将有可能用5至6架无人机为步兵排级部队提供作战服务保障。如果无人机的运输和集群飞行能力得到提高，未来将有可能更快地运输大量物资。

[图19]陆军情报学校无人机先进技术开发小组演示使用无人机运输物资*来源：韩国陆军官方博客Aminuri（2019年5月16日）

因此，群体无人机具有无限的可能性和用途，并且作为一种安全有效的战术手段很有价值，可以大大减少人类所需的时间和精力。因此，除了上述提到的使用方案外，它有望在非常多样化和复杂的未来战场环境中得到积极使用。

五、主要国家集群无人机相关技术发展现状

1、美国

根据《2010-2035年美国陆军无人机系统路线图》，到2025年，超小型无人机将形成集群，在广阔的区域执行各种任务。此外，可以看出，集群无人机将配备自主和自我意识能力，能够“进行大规模改造，以最大限度地扩大作战范围并最大限度地减少盲点”。此外，还宣布这款超小型无人机将具备在狭窄空间内飞行、调整位置和保持方向的能力。纵观美军所追求的最后阶段战场，我们可以看到，它将通过集群技术扰乱敌方平衡，引领作战发展因素的变化。

[图20]超小型集群系统运行概念图 *来源：美国陆军无人机系统中心，“‘陆军之眼’，美国陆军无人机系统路线图：2010-2035”，「美国陆军」，P.65 ，2010。

⑴Perdix无人机

Perdix 无人机是美国国防部战略能力办公室 (SCO) 正在实施的主要项目之一，旨在开发用于空中监视的自主微型无人机。它最初是由麻省理工学院（MIT）的学生开发的，但在美国国防部的指导下已转为军事用途。这些无人机并不是单独行动，而是以群体的形式组织起来，组成大量的侦察无人机对于保证友方无人机对抗敌方防空系统的生存能力非常有效。但由于它是一种非常小而轻的无人机，每个人的能力都有些欠缺，飞行时间只有20分钟左右。

[图21]美国国防部正在测试的Perdix无人机的形状 *来源：WIKIPEDIA(en)。

[表1] Perdix无人机主要规格 *来源：改编自WIKIPEDIA（en）。

2016年，美国空军F-18战斗机上空投了103架Perdix无人机进行了实战测试，结果非常成功。虽然规模不大，但百余支部队联合作战，有望产生巨大的协同效应。

【图22】F-18上掉落的Perdix无人机 *来源：UASWEEKLY.COM（2017年1月11日）

⑵ DARPA的OFFSET计划

美国国防部下属的国防高级研究计划局 DARPA 正在设计和测试一种未来单位，该单位通过进攻性群体启用战术（OFFSET）使用由 250 多个无人系统组成的群体，在复杂的城市环境中执行各种任务。） 程序。OFFSET 计划的目标是提供一种快速创建群体战术并以最佳战术将其部署到战场的方法。该计划于2017年启动，于2021年12月在田纳西州坎贝尔堡进行了任务性能的最终现场测试，通过这次测试，最终确认了实际运行的可行性。因此，相信在不久的将来将有可能实用化。

[图23] DARPA的OFFSET最终实验场地 *来源：DARPA（2021年12月9日）

⑵ DARPA 的 CODE 计划

DARPA（美国国防部下属的国防高级研究计划局）正在开发 CODE（拒止环境中的协作作战）计划。该计划旨在扩大无人系统在冲突地区或无人战场进行远程交战的能力。即使在失去通信的情况下，多架配备CODE程序的无人机也可以通过不同无人机和无人机之间的自主协作来执行最初分配的任务。此外，该技术有望使多架无人机连接到一个网络，相互共享信息，并在改进的协作自主性的基础上更有效地完成给定的任务。

[图24] DARPA的CODE计划概念图 *来源：DARPA

⑶ DARPA 的 Gremlins 计划

美国国防部下属的国防高级研究计划局 (DARPA) 也在实施“小精灵”计划。该计划以二战期间被英国飞行员视为幸运符的虚构人物（Gremlins）命名，设想了使用大型运输机驱散、恢复和精确控制小型蜂群无人机等作战活动。它。2021 年 10 月，DARPA 在美国犹他州杜格威试验场使用 C-130 飞机演示了稳定的无人机回收。从空中回收无人机是一项非常复杂的任务。

不过，通过成功进行这次作战实验，预计将在未来的分布式空中作战中发挥非常重要的作用。

【图25】一架小型无人机搭载C-130返回空中 *来源：DARPA（2021年11月5日）

⑷ ALTIUS-600

作为“陆军现代化计划”的一部分，美国陆军实施了 2022 年 EDEG（实验性演示网关演习）。在这次演习中，AERAI的ALTIUS-600无人机从各种运载火箭上发射，展示了多达30架无人机的集群能力，目标是提高美国陆军的无人机作战能力。该型号具有支持MDO（多域作战）系统的特点，可以从陆地、海上、空中等多种运载火箭发射。这意味着小型、分布式无人机动力可以灵活运用于各个领域，因此其在未来战场上的利用率有望增加。

[图26] AREAI的Altius-600 *来源：AREAI网站

[表2] Altius-600的主要规格 *资料来源：改编自AREAI网站。

[图27] Altius-600从UH-60发射 *来源：UAS VISION (2022.4.25.)

[图28] Altius-600从地面车辆发射 *来源：UAS VISION（2022年4月25日）

2、英国

英国皇家海军正在与私营公司合作开发用于未来战场的大型运输无人机。据介绍，目前正在开展实验，将其投入实际训练，部分运输能力已得到认可。此外，英国国防科学技术研究所 DSTL 正在利用集群无人机进行补给运输研究。

[图31]英国航空母舰甲板上的货运无人机外观 *资料来源：崔贤浩，《将无人机的用途从后勤供应扩大到反潜战支援》，《国防与技术》第2期505，韩国国防工业协会，第 41 页，2021 年。

3、法国

法国主要无人机制造商 Icarus Swarms 推出了 2021 年新的群体无人机产品系列。该线路据称基于“智能导航算法”和“群体协调技术”。这项新技术允许部署多达 50 架自主无人机，这些无人机也可用于军事目的。红外照明的加入将使得即使在夜间也能进行秘密行动，配备夜视镜的地面部队将能够借助无人机的红外照明更清晰地观察该地区。

【图32】配备红外照明的伊卡洛斯无人机 *来源：UAS VISION (2021.1.19.)

六、展望

韩国也在积极开展与集群无人机相关的研究和实验。引领陆军创新的陆军虎式作战实验部队正在利用无人机进行各种战术实验，并通过在实际战场上使用各种新概念武器系统来吸取各种教训。此外，国防发展局已选择集群作为未来的关键技术，并正在进行相关研究。

陆军情报学院成立无人机先进技术开发组。该组织正在使用各种无人机进行战斗实验，以确定它们在野战部队中的战斗适用性以及未来军事用途的潜力。此外，每年还通过为各单位设立无人机训练中心，持续培养无人机精英战士。

七、结论

在这篇文章中，我们了解了在现代战争中备受关注的无人机如何在实际战场中使用，以及它们在未来战争中可以发挥什么样的效用。我们还了解了群体无人机战术的概念、主要应用方法以及各国在技术发展方面的努力。

考虑到全球技术发展趋势，例如尊重人类生命的文化的不断传播以及融合尖端技术的机器人的发展，无法想象未来的战场没有无人武器系统。其中，使用集群无人机进行低成本、高效率作业的概念将因其在广泛领域的有效性而得到认可。

在韩国，各家私营公司正在开发符合全球发展趋势的无人机，军方也在进行各种实验尝试，将其纳入军事领域。正如近来国产武器系统受到全球关注一样，如果私营部门和军方联手，军用无人机领域也能取得令人瞩目的技术成果。现在，我们希望我国作为全球防务领导者引领全球市场潮流。（完）

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