## 第一章 美军无人机智能作战发展概述
### 第一节 美军无人机智能作战概述
#### 一、无人系统的内涵
无人系统是指在没有人直接参与操作的情况下,能够自主执行特定任务的系统。它涵盖了多个领域和技术层面,包括无人机、无人地面车辆、无人水面舰艇以及水下无人潜航器等。无人系统通常集成了先进的传感器技术、通信技术、人工智能算法以及自主导航与控制技术等。以无人机为例,其配备有各种类型的传感器,如光学相机、红外热成像仪、雷达等,能够对目标区域进行侦察、监视与情报收集。通信技术确保了无人机与地面控制站之间的信息传输,使操作人员可以远程监控无人机的状态并下达指令。而人工智能算法则赋予无人机一定程度的自主决策能力,例如在面对复杂环境或突发情况时,能够自动调整飞行路径、规避障碍物或选择合适的目标进行攻击。无人系统的发展旨在减少人员在危险环境中的暴露,提高任务执行的效率与精度,拓展作战范围与能力,在现代军事领域以及其他诸多领域都具有极为重要的意义。
#### 二、无人机系统发展阶段
美军无人机系统的发展经历了多个阶段。早期阶段主要是简单的遥控飞行平台,主要用于侦察和情报收集任务,其功能较为单一,依赖地面操作人员的实时指令进行飞行操作和任务执行,例如早期的“先锋”无人机,在海湾战争等冲突中发挥了一定的侦察作用,为美军提供了敌方阵地和部队部署的图像信息。随着技术的进步,无人机进入了半自主飞行阶段,能够按照预设的航线飞行,并具备一些基本的自动任务执行能力,如自动拍照、数据回传等。像“捕食者”无人机,它不仅可以在远距离上对目标进行持续监视,还能在一定程度上自主调整飞行姿态和任务参数。而到了现阶段,无人机正朝着全自主智能作战方向发展,借助先进的人工智能技术、大数据处理能力以及高速通信网络,无人机能够在复杂多变的战场环境中自主决策、协同作战,例如与有人机协同执行任务,或者多个无人机组成集群进行联合攻击等,美军的 XQ - 58A 等新型无人机就具备了较强的自主作战潜力,在未来作战概念如“忠诚僚机”等中扮演重要角色。
### 第二节 美军无人机智能作战典型作战样式
#### 一、“忠诚僚机”战术骗扰
“忠诚僚机”战术骗扰是美军无人机智能作战的一种创新样式。在这种作战样式中,无人机作为有人机的“僚机”,利用其相对较低的成本和较高的隐身性能等特点,对敌方进行战术欺骗与干扰。无人机可以模拟有人机的雷达信号、飞行特征等,吸引敌方防空系统的注意力,诱导敌方防空火力进行错误的部署和攻击。例如,在作战行动中,无人机可在预定空域释放干扰信号,制造虚假目标,使敌方防空雷达难以准确识别真正的威胁,从而掩护有人机突防或对敌方关键目标进行打击。同时,无人机还能根据战场态势实时调整骗扰策略,通过改变飞行轨迹、信号特征等方式,进一步迷惑敌方,增加敌方防空作战的难度和不确定性,提高美军整体作战效能并降低有人机面临的风险。
#### 二、有人/无人智能协同
有人/无人智能协同作战是美军无人机智能作战的核心样式之一。在这种作战模式下,有人机与无人机紧密配合,充分发挥各自的优势。有人机凭借飞行员的经验、判断力和决策能力,对整个作战任务进行总体把控和复杂情况处理;而无人机则利用其较强的机动性、长时间续航能力以及可承担高风险任务的特性,在有人机的指挥或协同下执行侦察、监视、目标指示、攻击等任务。例如,在空战中,有人驾驶的战斗机可以与多架无人机组成编队,无人机先行前出进行侦察,将获取的敌方战机位置、数量、飞行状态等信息实时传输给有人机,有人机根据这些情报制定作战计划并指挥无人机进行攻击或干扰,无人机在攻击过程中也能根据有人机的指令调整战术动作,如改变攻击角度、释放干扰弹等,实现两者之间的高效协同作战,提升作战效能和生存能力。
#### 三、集群智能协同
集群智能协同作战是美军无人机智能作战的又一重要样式。多个无人机组成集群,通过自组织、自适应的方式协同完成任务。无人机集群可以迅速覆盖大面积的作战区域,进行侦察、监视任务,获取海量的战场信息并进行快速整合与分析。在攻击任务中,集群中的无人机能够依据统一的作战目标和实时战场情况,自主分配任务,如部分无人机负责压制敌方防空火力,部分无人机对目标进行精确打击,它们之间相互配合、相互支援,形成强大的作战合力。例如,在应对敌方地面装甲集群时,无人机集群可从不同方向、不同高度同时发起攻击,利用数量优势和协同作战策略突破敌方的防空和防护体系,给敌方造成巨大的打击压力。同时,无人机集群还具备较强的抗毁伤能力,即使部分无人机被击落或出现故障,整个集群仍能通过自我调整继续执行任务,确保作战任务的完成。
### 第三节 美国人工智能和知识图谱在无人机智能作战中应用
#### 一、信息化条件下无人机智能作战面临的挑战
在信息化条件下,美军无人机智能作战面临诸多挑战。首先是复杂电磁环境的干扰,现代战场上存在大量的电磁信号,包括敌方的电子战设备发出的干扰信号、己方通信信号以及各种民用电磁信号等,这会影响无人机与地面控制站之间的通信稳定性和数据传输准确性,导致无人机失去控制或无法准确接收任务指令。例如,在高强度电子对抗区域,无人机的导航信号可能被干扰,使其偏离预定航线,或者无法将侦察到的情报及时回传。其次是面对日益先进的防空系统,无人机的生存能力受到考验。敌方的防空雷达、防空导弹等武器系统不断升级,具备更强的探测和拦截能力,无人机需要具备更高的隐身性能、机动能力和智能规避策略才能有效应对。再者,数据处理与决策的复杂性也是一大挑战。无人机在作战过程中会收集大量的战场数据,包括图像、视频、电磁信号等,如何在短时间内对这些海量数据进行有效处理、分析并做出正确的决策是关键问题。例如,在识别目标时,需要从复杂的背景信息中准确区分出真正的军事目标,并判断其威胁程度,这对无人机的人工智能算法和数据处理能力提出了很高的要求。
#### 二、系统总体架构
为应对这些挑战,美军构建了一套包含人工智能和知识图谱的无人机智能作战系统总体架构。该架构以数据采集层为基础,通过无人机搭载的多种传感器,如光学传感器、雷达、电子侦察设备等,广泛收集战场环境数据、目标信息数据等。在数据处理层,利用人工智能算法对采集到的数据进行处理和分析,包括图像识别、目标定位、信号分析等。例如,采用深度学习算法对光学图像和雷达图像进行处理,识别出不同类型的目标,如坦克、飞机、导弹发射车等,并确定其位置和运动状态。知识图谱则在数据关联与决策支持方面发挥重要作用,它将各种战场数据、军事知识、作战经验等进行整合和关联,构建起一个庞大的知识网络。例如,将不同类型目标的特征、弱点、作战历史数据以及与之相关的地理信息、气象信息等关联起来,当无人机面临特定目标或作战场景时,能够快速从知识图谱中获取相关信息,辅助决策层制定作战策略。决策层根据数据处理结果和知识图谱提供的信息,结合作战任务目标,制定出无人机的飞行路线、攻击方式、协同作战方案等,并通过通信层将指令传输给无人机执行机构,实现对无人机的智能控制与作战指挥,确保无人机在复杂的信息化战场环境中能够高效、准确地执行任务。
### 第四节 美国无人机智能作战未来发展趋势
未来,美军无人机智能作战将呈现出多方面的发展趋势。一是智能化程度进一步提高,无人机将具备更强的自主学习能力和决策能力,能够在更加复杂多变的战场环境中独立完成任务,减少对人类操作员的依赖。例如,无人机可以根据以往的作战经验和新获取的战场信息,自动调整作战策略,优化任务执行流程,甚至在通信中断等极端情况下仍能继续执行部分任务。二是多机协同作战将更加紧密和多样化,不仅是有人机与无人机之间的协同,无人机集群之间以及不同类型无人机之间的协同作战也将得到深化。例如,不同功能的无人机,如侦察型、攻击型、电子战型等,可以组成混合编队,根据任务需求灵活分配任务,实现全方位、多层次的作战效能。三是与其他作战域的融合加深,无人机将与陆、海、空、天等其他作战域的武器系统和作战力量实现更广泛的融合与交互。在海上作战中,无人机可以与舰艇编队协同,进行海上侦察、反潜、反舰等任务;在空中作战中,与卫星、预警机等配合,拓展作战空间和信息获取能力;在陆地作战中,为地面部队提供精确的火力支援和情报保障,实现真正意义上的全域作战一体化。四是在技术创新方面,将不断探索新的动力技术、隐身技术、通信技术等,以提高无人机的性能。例如,研发更高效的太阳能动力或新型混合动力,延长无人机的续航时间;采用新型隐身材料和外形设计,降低无人机的雷达反射截面积;开发高速率、低延迟、抗干扰的通信技术,确保无人机在复杂电磁环境下的信息传输安全与稳定,从而在未来战争中保持强大的作战优势。
## 第二章 美军无人机智能作战概念与作战模式
### 第一节 美军全域作战概念与作战模式
#### 一、概念提出及演进
美军全域作战概念的提出源于现代战争复杂性和多域性的不断增加。随着军事技术的发展,战争不再局限于单一的作战域,而是陆、海、空、天、网等多个作战域相互交织、相互影响。这一概念最初是在美军应对新兴安全挑战和战略转型的背景下逐渐形成的。早期,美军各军种主要专注于自身作战域的作战能力建设,但随着战争形态的演变,如在伊拉克战争和阿富汗战争中,美军意识到跨域协同作战的重要性。例如,空中力量在打击地面目标时需要地面部队的情报支持和目标指示,网络部队需要保障各作战域信息系统的安全与稳定等。于是,美军开始探索如何打破军种界限,实现各作战域的无缝对接和协同作战,全域作战概念应运而生。其演进过程中,不断强调信息共享、态势感知共享以及作战力量的跨域整合,从理论研究逐步走向实践探索,通过一系列的军事演习、实验和作战概念验证,逐步完善全域作战的理论框架和作战指导原则,旨在构建一种能够在全球范围内快速响应、灵活部署并高效协同各作战域力量的新型作战模式,以应对未来复杂多变的安全威胁。
#### 二、无人化智能化是实施联合全域作战必然要求
在联合全域作战中,无人化智能化的无人机系统具有极为关键的作用,是其必然要求。首先,无人化无人机能够在高风险、恶劣环境下执行任务,减少人员伤亡风险。例如,在核生化污染区域、敌方防空火力密集区域或极端气候条件下,无人机可以代替有人机或地面部队进行侦察、监视和攻击任务。其次,智能化的无人机能够快速处理海量的战场信息,实现与各作战域之间的高效信息交互与协同。在联合全域作战中,信息的快速流通和准确处理是关键,智能化无人机可以实时收集、分析和分发战场信息,如将侦察到的地面目标信息迅速传输给空中打击力量、海上舰艇编队以及地面作战部队,同时接收来自各作战域的任务指令和协同要求,并据此调整自身任务和作战策略。再者,无人机的无人化智能化特性有助于提高作战的灵活性和响应速度。它们可以根据战场态势的变化迅速调整部署和任务执行方式,在不同作战域之间快速切换任务角色,如从空中侦察任务迅速转换为对地面目标的攻击任务,或者为海上作战提供通信中继和电子战支援等,从而更好地适应联合全域作战中复杂多变的战场环境和任务需求,增强美军整体作战效能和战略灵活性。
#### 三、聚焦无人作战开展实验和演习推进概念落地
为了将联合全域作战概念中的无人作战部分落地实施,美军积极开展各类实验和演习。在实验方面,美军设立了多个专门的研究机构和实验室,如国防高级研究计划局(DARPA)下属的多个项目团队,专注于无人机技术研发、作战概念验证以及无人与有人系统协同等方面的研究。例如,开展无人机自主导航与控制技术实验,测试无人机在复杂地形和电磁环境下的自主飞行能力;进行无人机与有人机数据链通信实验,确保两者之间信息传输的高效性和安全性;研究无人机集群作战实验,探索多架无人机在联合全域作战场景下的协同作战策略和战术运用等。在演习方面,美军组织了一系列大规模的联合军事演习,如“红旗”军演等,其中专门设置了无人作战场景。在演习中,无人机与各军种的作战力量共同参与模拟实战演练,检验无人机在联合全域作战中的作战效能、协同能力以及与其他作战系统的兼容性。例如,在演习中无人机与陆军的地面防空系统、海军的舰艇编队、空军的战斗机和轰炸机等进行协同作战,演练无人机在侦察、监视、攻击、电子战等不同任务场景下与各军种的配合方式,通过这些实验和演习,不断总结经验教训,发现问题并加以改进,逐步推进联合全域作战概念中无人作战部分的实际应用和完善,提高美军在未来战争中的无人作战能力和联合全域作战水平。
### 第二节 美军分布式作战概念与作战模式
#### 一、美军分布式作战概念探索
美军分布式作战概念的探索源于对现代战争中战场分散性和不确定性的应对需求。随着敌方反介入/区域拒止能力的增强,美军传统的集中式作战模式面临挑战。分布式作战概念强调将作战力量分散部署在多个地理位置,避免集中部署带来的高风险,同时通过网络化的信息系统实现分散力量之间的协同作战。在探索初期,美军主要研究如何在不同的地理区域分散配置作战单元,如将舰艇编队分散在广阔的海域、将空军基地和作战飞机分散在多个机场等,以降低被敌方一次性打击摧毁的风险。同时,开始构建分布式的信息网络,确保分散的作战单元能够实时共享战场态势信息、情报信息以及作战指令。例如,利用卫星通信、高空长航时无人机通信中继等手段,连接分布在不同区域的部队,使他们能够像一个整体一样协同作战。随着技术的发展,美军进一步探索分布式作战中的任务分配与协同机制,研究如何根据战场态势和作战任务,将任务合理分配到各个分散的作战单元,以及如何实现这些单元之间的高效协同作战,包括火力协同、情报协同、电子战协同等多个方面,逐步形成了较为系统的分布式作战概念雏形,为后续的概念发展和作战实践奠定了基础。
#### 二、分布式作战概念发展态势
当前,美军分布式作战概念呈现出多方面的发展态势。一是在技术层面,不断强化分布式信息网络的构建与完善。研发更先进的通信技术,如量子通信技术的探索应用,以提高信息传输的安全性和可靠性;发展分布式数据处理技术,使分散的作战单元能够在本地进行数据处理和分析,减少对集中式数据中心的依赖,提高作战响应速度。二是在作战力量整合方面,从单纯的军种内部分散作战向跨军种分布式协同作战发展。例如,陆军的分布式地面作战部队与海军的分布式舰艇编队、空军的分布式空中力量以及网络部队的分布式信息作战力量之间实现更紧密的协同,形成多军种一体化的分布式作战体系。三是在作战任务拓展方面,分布式作战不再局限于传统的作战任务,而是向包括非传统安全领域在内的多任务方向发展。如在应对恐怖主义威胁、网络安全威胁、地区不稳定局势等方面,都可以采用分布式作战模式,根据不同的任务需求灵活调配分散的作战资源,实现从全球范围到地区层面的多层次分布式作战任务执行,使美军能够在复杂多变的现代安全环境中更灵活、高效地运用军事力量,维护其全球战略利益。
#### 三、美军分布式技术探索与装备发展特点
美军在分布式作战技术探索与装备发展方面具有显著特点。在技术探索上,注重发展自主与协同技术。自主技术使分布式作战中的单个装备或作战单元具备一定程度的自主决策能力,例如无人机能够自主规划飞行路线、自主选择目标进行侦察或攻击等,减少对远程控制的依赖,提高在复杂环境下的作战效能和生存能力。协同技术则确保分散的装备和作战单元之间能够有效协同,如开发通用的数据链标准和协同作战算法,使不同类型的作战飞机、舰艇、无人机等能够在分布式作战中实现信息共享、任务协同和火力配合。在装备发展方面,强调模块化与多功能性。美军的分布式作战装备多采用模块化设计理念,例如舰艇上的武器系统、电子战系统等采用模块化组件,可根据不同的作战任务和威胁情况快速更换和升级模块,提高装备的适应性和灵活性。同时,装备具备多功能特性,像一些新型无人机既可以执行侦察任务,又能携带武器进行攻击任务,还可以作为通信中继平台,在分布式作战中能够承担多种角色,减少装备种类和后勤保障压力,通过这些技术探索与装备发展特点,美军不断提升分布式作战能力,构建适应现代战争需求的分布式作战力量体系。
### 第三节 美军马赛克战概念与作战模式
#### 一、基本概念
美军马赛克战概念是一种基于高度灵活、动态组合的作战理念。它将各种作战平台、系统和力量视为不同形状和功能的“马赛克块”,通过先进的信息技术和网络连接,根据作战任务和战场态势的需求,快速组合、重组这些“马赛克块”,形成不同的作战样式和作战能力。与传统作战模式相比,马赛克战更强调分散性、自主性和适应性。在分散性方面,作战平台和力量广泛分布在不同的地理位置和作战域,避免集中式部署带来的风险;自主性体现在各个作战单元都具备一定程度的自主决策能力,能够根据自身所掌握的战场信息和作战任务要求,自主地进行任务执行、战术调整以及与其他单元的协同配合;适应性则是指马赛克战能够快速适应战场态势的变化,当出现新的威胁或作战机会时,可以迅速调整“马赛克块”的组合方式,重新配置作战资源,实现作战效能的最大化。例如,在面对敌方突然出现的防空力量增强情况时,美军可快速组合无人机、电子战飞机、远程打击武器等不同作战平台,形成新的作战编队,通过无人机的侦察和干扰、电子战飞机的电磁压制、远程打击武器的精确打击,突破敌方防空体系。
#### 二、马赛克战的作战创新性
马赛克战具有多方面的作战创新性。其一,打破了传统的作战平台中心化思维,不再依赖少数大型、多功能作战平台,而是以大量小型、分布式、功能各异的作战单元构建作战体系。这些小型作战单元能够更加灵活地部署和运用,并且在遭受攻击时,个别单元的损失不会对整个作战体系造成毁灭性打击,因为体系可以迅速调整组合方式,保持作战能力的相对稳定。其二,作战决策的去中心化。在马赛克战中,作战决策不再集中于少数高层指挥官或大型指挥中心,而是分散到各个作战单元。每个单元都能根据自身感知到的战场信息和预设的作战规则进行自主决策,这大大提高了作战决策的速度和灵活性,能够更快地应对战场上的突发情况。例如,当无人机在执行侦察任务时发现敌方新的目标或威胁,可立即自主决定调整侦察路线或采取相应的防御措施,并将信息快速传递给周边相关作战单元,协同应对。其三,作战样式的高度动态化和多样化。马赛克战的作战样式不是预先固定的,而是根据战场实际情况实时生成和调整。通过不同作战单元的动态组合,可以创造出无数种作战样式,使敌方难以预测美军的作战行动,增加了作战的突然性和有效性。比如,在不同的作战阶段,根据目标性质和战场环境,可组合出以无人机集群为主的侦察与骚扰作战样式,或者是以有人机与无人机协同的精确打击作战样式等。
#### 三、马赛克战制胜优势
马赛克战具有显著的制胜优势。首先,强大的抗毁伤能力。由于作战力量分散且具备自主重组能力,即使部分作战单元被敌方摧毁或失去作战能力,剩余的单元能够迅速重新组合,形成新的作战结构和力量配置,继续执行作战任务,不会导致整个作战体系的崩溃。例如,在遭受敌方导弹袭击后,受损区域的无人机和舰艇等作战单元可能被破坏,但周边其他区域的作战单元可立即调整任务和协同关系,填补空缺,维持对敌方的作战压力。其次,提高了作战的隐蔽性和突然性。大量小型、分布式的作战单元在不同的作战域和地理区域活动,其行动轨迹和作战意图更难被敌方准确探测和预判。美军可以利用这种隐蔽性,在合适的时机快速组合这些单元,发动突然袭击,使敌方来不及做出充分的反应。例如,通过无人机在不同方向上的分散侦察和佯动,迷惑敌方的防空系统,然后突然集中无人机集群和其他打击力量对敌方关键目标进行攻击。再者,增强了作战的适应性和灵活性。马赛克战能够根据不同的战场环境、作战任务和敌方威胁,灵活调整作战单元的组合方式和作战策略。无论是在复杂的城市环境、山区环境,还是在广阔的海洋或空域作战,都能迅速构建出适合的作战样式,有效应对各种挑战,从而在复杂多变的现代战争中占据主动地位,提高美军的整体作战效能和获胜概率。
#### 四、马赛克战中典型无人机智能作战模式
在马赛克战中,无人机智能作战模式发挥着重要作用。一种典型模式是无人机作为“侦察先锋”与其他作战单元的协同作战。无人机凭借其良好的隐蔽性、机动性和长时间续航能力,深入敌方领空或作战区域进行侦察,获取敌方兵力部署、目标位置、电磁环境等关键信息,并将这些信息实时传输给后方的作战指挥中心以及其他作战单元,如战斗机、轰炸机、导弹发射单元等。根据无人机提供的情报,作战指挥中心可以快速决策,组织其他作战单元对目标进行打击。例如,无人机发现敌方隐藏在山谷中的导弹发射阵地后,将坐标信息传送给远程轰炸机,轰炸机在无人机的引导下,从安全距离外发射精确制导炸弹摧毁目标。另一种模式是无人机集群在马赛克战中的运用。多个无人机组成集群,根据作战任务进行分工协作。一部分无人机负责干扰敌方的防空雷达和通信系统,通过释放干扰信号、模拟虚假目标等方式,使敌方防空体系陷入混乱;另一部分无人机则携带武器,对敌方暴露的目标进行攻击。例如,在面对敌方严密防守的港口时,无人机集群首先释放电磁干扰,使敌方的雷达和通信设备失效,然后携带反舰导弹的无人机对港内的舰艇发动攻击,而其他无人机则负责监控战场态势,为攻击无人机提供目标信息更新和掩护,通过这种集群作战模式,实现对敌方目标的有效打击,同时利用无人机的数量优势和灵活性,降低被敌方防御系统拦截的风险,提高作战成功率。
### 第四节 美军“忠诚僚机”作战概念与平台构成
#### 一、“忠诚僚机”的提出
美军“忠诚僚机”作战概念的提出主要是为了应对现代空战环境的变化和提升作战效能。随着敌方防空技术的不断发展,传统的有人驾驶战斗机在执行任务时面临着越来越大的风险。为了降低有人机的风险并增强作战能力,“忠诚僚机”概念应运而生。其核心思想是让无人机作为有人机的僚机,与有人机组成编队协同作战。在作战过程中,无人机可以利用自身的特点,如较小的雷达反射截面积、较低的成本等,在有人机的指挥下执行各种任务,包括侦察、监视、诱饵、攻击等。例如,在进入敌方防空区域时,无人机可先行前出,探测敌方防空系统的位置和状态,为有人机提供预警信息;当遭遇敌方战斗机拦截时,无人机可以作为诱饵,吸引敌方火力,为有人机创造攻击机会;在攻击任务中,无人机可以携带武器,在有人机的引导下对目标进行打击,从而提高整个编队的作战效能和生存能力。这一概念的提出,标志着美军在有人机与无人机协同作战方面的重要创新,也为未来空战模式的发展奠定了基础。
#### 二、无人僚机平台
无人僚机平台是“忠诚僚机”概念中的关键组成部分。美军的无人僚机平台通常具备多种特性和功能。在飞行性能方面,具有较好的机动性和续航能力,能够与有人机保持同步飞行,并在不同的作战场景下灵活调整飞行姿态和速度。例如,XQ - 58A 无人机采用了先进的气动设计和发动机技术,具备较高的飞行速度和较长的航程,可以伴随有人战斗机执行远程作战任务。在隐身性能上,无人僚机注重降低雷达反射截面积,采用隐身外形设计、吸波材料等技术手段,减少被敌方雷达发现的概率。如一些无人僚机的外形采用了类似 B - 2 轰炸机的飞翼式布局,机身表面涂覆有新型吸波材料,使其在雷达探测下具有较低的可探测性。在任务载荷方面,可根据不同的作战任务搭载多种设备。常见的有侦察设备,如光学相机、红外热成像仪、雷达等,用于收集战场情报;电子战设备,如干扰机、雷达告警接收机等,可对敌方的电子设备进行干扰和侦察;还可以搭载武器系统,如空空导弹、空地导弹等,具备一定的攻击能力。例如,在执行攻击任务时,无人僚机可携带小型空地导弹,在有人机的指挥下对地面目标进行精确打击,或者携带空空导弹,协助有人机对抗敌方战斗机,通过这些特性和功能,无人僚机平台能够在“忠诚僚机”编队中有效地发挥作用,提升整体作战效能。
#### 三、长机平台
长机平台在“忠诚僚机”作战概念中主要由有人驾驶的战斗机担任。长机平台具有多方面的优势和重要作用。首先,有人驾驶的长机飞行员具备丰富的作战经验、卓越的判断力和决策能力,能够在复杂多变的空战环境中对整个作战任务进行总体把控。例如,在面对突发的敌方防空火力攻击或敌机拦截时,长机飞行员可以根据自己的经验迅速判断形势,制定应对策略,指挥无人僚机和整个编队进行规避或反击。其次,长机平台通常装备有先进的航空电子设备和武器系统。航空电子设备包括高性能的雷达、光电探测系统、通信系统等,能够远距离探测敌方目标、准确识别目标类型和状态,并与无人僚机以及其他作战平台进行高效的信息传输。其武器系统涵盖了各种空空导弹、空地导弹等,具备强大的攻击能力。例如,F - 35 战斗机作为长机平台时,其配备的有源相控阵雷达能够在远距离上探测到敌方的飞机和地面目标,先进的空空导弹如 AIM - 120 等可以在超视距情况下对敌方战斗机进行攻击,空地导弹则可对地面的高价值目标进行精确打击。长机平台与无人僚机平台相互配合,通过数据链实现信息共享和指令传输,有人机指挥无人机执行各种任务,形成紧密的协同作战关系,充分发挥有人机的智慧优势和无人机的特性优势,提高编队在空战中的作战效能和生存能力。
### 第五节 美军无人机智能集群作战概念
#### 一、作战概念来源
美军无人机智能集群作战概念的来源主要基于对生物群体行为的观察与模仿,以及军事作战需求和技术发展的推动。从生物群体行为来看,自然界中的蜂群、鸟群、鱼群等生物群体在觅食、迁徙、防御等活动中展现出了高度的协调性、适应性和自组织能力。例如,蜂群在攻击敌人或保护蜂巢时,个体蜜蜂之间无需复杂的指挥控制,就能通过简单的信息交流规则,如释放化学信息素,实现群体的协同行动,对目标进行有效的攻击或防御。美军受到这种生物群体行为的启发,设想将其应用到无人机作战领域,以实现大规模无人机之间的高效协同作战。从军事作战需求角度,现代战争对作战的灵活性、适应性和高效性提出了更高的要求。面对复杂多变的战场环境和日益强大的敌方防御体系,单一无人机的作战能力有限,而通过集群作战,可以利用数量优势,实现多任务并行执行、多角度攻击、全方位侦察等作战效果,提高作战成功率和整体作战效能。同时,随着人工智能技术、通信技术、自主控制技术等的不断发展,也为无人机智能集群作战提供了技术可行性。例如,人工智能算法可以赋予无人机自主决策能力,使其能够根据战场情况和任务要求进行自我协调和任务分配;高速可靠的通信技术能够确保集群中无人机之间的信息实时传输和共享,从而促进了无人机智能集群作战概念的产生和发展。
#### 二、智能无人机集群作战定义及内涵
智能无人机集群作战是指由大量具备自主决策能力和协同作战能力的无人机组成的作战群体,在无人干预或较少干预的情况下,根据预设的作战任务和战场态势,自主地进行任务分配、飞行路径规划、目标搜索与攻击等一系列作战行动。其内涵包括多个方面。在自主性方面,每个无人机都搭载有先进的人工智能系统,能够独立地感知周围的战场环境,如探测敌方目标、识别地形地貌、监测电磁信号等,并根据这些感知信息进行自主决策,确定自己的行动策略,如选择攻击目标、调整飞行高度和速度等,无需依赖外部的实时指令控制。在协同性上,无人机之间通过特定的通信协议和协同算法,实现信息共享和交互。它们能够相互配合,共同完成作战任务,例如在攻击目标时,无人机集群可以自动分配攻击任务,不同的无人机从不同的方向、高度对目标进行同时攻击,形成饱和攻击态势,提高攻击的成功率和效果;在侦察任务中,无人机可以按照一定的队形和搜索策略,对大面积的区域进行高效侦察,将各自获取的情报信息进行整合,形成完整的战场态势图。此外,智能无人机集群作战还具备适应性和可扩展性。适应性体现在能够根据战场情况的变化,如敌方防御策略的调整、己方作战任务的变更等,迅速调整集群的作战策略和行动方式;可扩展性则意味着可以方便地增加或减少集群中的无人机数量,根据作战需求灵活调整作战规模,使无人机智能集群作战能够在不同的作战场景和任务要求下发挥出强大的作战效能。
#### 三、无人机集群作战优势
无人机集群作战具有诸多显著优势。一是强大的抗毁伤能力。由于集群由大量无人机组成,即使部分无人机被敌方击落或出现故障,剩余的无人机仍能继续执行任务,整个集群的作战能力不会受到致命影响。例如,在面对敌方的防空火力打击时,即使有一定数量的无人机被击落,但其他无人机可以迅速调整任务分配和飞行路径,绕过敌方火力点,继续对目标进行攻击或侦察。二是作战效能的倍增效应。通过集群作战,无人机可以实现多任务并行执行和多角度攻击,大大提高了作战效能。例如,在对敌方地面目标进行攻击时,无人机集群可以同时从空中、侧面、背面等多个角度发动攻击,使敌方难以防御;在侦察任务中,多个无人机可以覆盖更广泛的区域,获取更全面的情报信息,相比单一无人机作战,能够在更短的时间内完成复杂的作战任务。三是作战灵活性高。无人机集群可以根据战场态势的变化迅速调整作战策略和任务分配。例如,当发现敌方新的防空力量出现时,集群可以快速调整,一部分无人机对防空力量进行干扰或攻击,为其他无人机开辟攻击通道;或者根据新的作战任务要求,如从侦察任务转换为攻击任务,集群中的无人机能够迅速重新配置任务,调整飞行姿态和武器系统,适应新的作战需求,在复杂多变的现代战争环境中具有很强的适应性和竞争力。
## 第三章 美军有人/无人机智能协同作战研究
### 第一节 美军有人/无人机智能协同发展概况
#### 一、多种战法探索
美军在有人/无人机智能协同作战方面进行了多种战法探索。其中包括“长机 - 僚机”协同战法,即有人驾驶飞机作为长机,无人机作为僚机,在作战过程中,长机负责指挥控制和主要的作战决策,僚机则根据长机的指令执行侦察、监视、攻击辅助等任务。例如,在空战场景下,长机飞行员根据战场态势指挥无人机僚机前出侦察敌方战斗机的位置、数量和飞行状态,无人机将信息实时回传,长机据此制定作战计划,当进入攻击范围时,长机可指挥无人机释放干扰信号或发动佯攻,为自己创造有利的攻击条件,然后长机再发动致命一击。还有“分布式协同”战法,将有人机和无人机分散部署在不同的地理位置,通过网络化的信息系统实现协同作战。例如,在应对敌方的防空体系时,分布在不同区域的有人机和无人机共同组成作战网络,无人机利用自身的隐身性和机动性接近敌方防空阵地,进行侦察和干扰,有人机则在安全距离外根据无人机提供的情报,发射远程武器对敌方防空设施进行打击,实现作战力量的分散与协同,降低被敌方一次性打击摧毁的风险。此外,美军还探索了“分层式协同”战法,根据作战任务和空域的不同层次,合理分配有人机和无人机的任务。比如在高空,有人预警机负责指挥控制和大范围的情报收集与分发;在中空,有人战斗机与无人机协同进行空战和对地面目标的攻击;在低空,无人机则专注于近距离的侦察、监视和对小型目标的攻击,通过这种分层式的协同作战,充分发挥有人机和无人机在不同层次的优势,提高整体作战效能。
#### 二、典型协同作战运用构想
美军典型的有人/无人机智能协同作战运用构想主要围绕不同的作战场景展开。在空对空作战构想中,设想由有人战斗机与无人机组成混合编队。有人战斗机凭借飞行员的经验和高超的空战技能,在编队中发挥核心决策和关键攻击作用。无人机则利用其先进的传感器和较小的雷达反射截面积,在编队前方或侧翼进行侦察和预警,提前发现敌方战斗机的踪迹,并将相关信息传输给有人战斗机。当遭遇敌方攻击时,无人机可以作为诱饵,吸引敌方火力,为有人战斗机创造反击机会。例如,在与敌方先进战斗机对抗时,无人机先释放虚假的雷达信号和红外特征,误导敌方战斗机的攻击方向,有人战斗机则趁机迂回到敌方战斗机的侧后,发动突然袭击。在空对地作战构想方面,有人机与无人机协同对敌方地面目标进行打击。有人轰炸机或攻击机在后方相对安全的区域,根据无人机提供的目标情报,如目标位置、防御设施情况等,制定攻击计划并发射精确制导武器。无人机则在目标区域上空进行持续侦察和监视,评估攻击效果,并在必要时对地面目标进行补充攻击或对敌方的防空反击力量进行干扰。例如,在对敌方的地下掩体或坚固工事进行攻击时,无人机先对目标区域进行详细侦察,确定入口位置、防御火力点等信息,有人轰炸机根据这些信息发射钻地炸弹,无人机在炸弹命中后继续观察,若发现有未被摧毁的目标或敌方的救援力量赶来,可立即发动攻击,确保作战任务的完成。在特种作战场景构想中,有人特种部队与无人机配合执行任务。无人机为特种部队提供战场情报支持,包括侦察敌方兵力部署、巡逻路线、通信网络等信息,同时还可以作为通信中继平台,保障特种部队与后方指挥中心的信息畅通。在特种部队执行突袭任务时,无人机可在周边区域进行警戒,一旦发现敌方增援部队或其他威胁,及时通知特种部队。
### 第二节 美军基于长机僚机式有人/无人机协同作战
#### 一、基本思路
美军基于长机僚机式的有人/无人机协同作战基本思路是充分发挥有人机与无人机各自的优势,构建一种高效的协同作战模式。有人机作为长机,凭借飞行员丰富的作战经验、卓越的态势感知能力以及强大的决策能力,在作战行动中承担核心指挥与关键作战任务执行的角色。无人机则作为僚机,利用其相对较小的雷达反射截面积、良好的机动性以及可承担高风险任务的特性,为长机提供多方面的支援。例如,在进入敌方领空执行任务时,无人机僚机可率先前出,利用其搭载的先进侦察设备,如光学相机、红外热成像仪、雷达等,对敌方的防空部署、军事设施分布以及潜在威胁目标进行详细侦察,并将获取的情报信息通过高速数据链实时传输给长机飞行员。长机根据无人机提供的情报,制定作战策略,如规划飞行路线、确定攻击目标以及选择合适的攻击时机等。在攻击过程中,无人机僚机还可以根据长机的指令,对敌方目标进行干扰、佯攻或直接参与攻击行动,如释放干扰弹干扰敌方雷达和防空导弹的制导系统,或者发射小型空地导弹对敌方的次要目标进行打击,分散敌方注意力,为长机创造有利的攻击条件,从而提高整个作战编队的作战效能和生存能力。
#### 二、协同作战配置方法
在协同作战配置方面,美军通常根据作战任务需求和战场环境特点来确定有人机与无人机的具体配置。首先是武器装备配置,有人机一般配备中远程、高精度的空空导弹和空地导弹,如 F - 35 战斗机可搭载 AIM - 120 中距空空导弹和 JDAM 联合直接攻击弹药等,用于对敌方的空中目标和地面高价值目标进行打击。无人机则根据其任务定位,可装备相对小型的空空导弹、空地导弹或电子战装备。例如,XQ - 58A 无人机能够携带 AIM - 9X 近距空空导弹或一些小型空地导弹,同时还可配备电子干扰设备,用于执行自卫和辅助攻击任务。其次是传感器配置,有人机搭载高性能的雷达、光电探测系统等,如 F - 22 战斗机的 AN/APG - 77 有源相控阵雷达,具备远距离探测、多目标跟踪和精确识别能力,可对战场态势进行全面感知。无人机则配备多种专用传感器,如长航时无人机可装备合成孔径雷达,用于大面积地面目标侦察;小型无人机可搭载微型光学相机和红外传感器,用于近距离、高分辨率的目标侦察与监视,并将传感器获取的数据实时传输给有人机,实现信息共享。再者是通信系统配置,有人机与无人机之间采用高速、抗干扰的数据链通信系统,确保两者之间的信息传输稳定可靠。例如,采用 Link - 16 数据链或更先进的战术瞄准网络技术(TTNT)数据链,能够实现大容量数据的快速传输,包括战场情报数据、指挥控制指令以及武器系统协同数据等,保障有人机与无人机在协同作战过程中的高效信息交互,使长机能够及时准确地指挥僚机执行各项任务,僚机也能迅速将自身状态和战场信息反馈给长机。
#### 三、典型作战运用构想
在典型作战运用方面,一种常见的构想是在空战场景中的应用。作战开始时,有人机与无人机僚机组成编队向目标空域进发。无人机僚机利用其隐身性能和机动性,在编队前方进行搜索和警戒,一旦发现敌方战斗机或防空系统的踪迹,立即将相关信息传输给长机。长机根据无人机的情报,指挥编队进行战术机动,如抢占有利高度和位置,准备迎敌。当进入交战范围后,无人机僚机可根据长机指令,对敌方目标进行干扰或佯攻。例如,释放电磁干扰信号,破坏敌方雷达的探测和通信系统,或者模拟己方战斗机的雷达信号和飞行特征,吸引敌方火力,使敌方误判攻击目标。长机则在无人机的掩护下,利用自身先进的武器系统和空战技巧,对敌方战斗机进行攻击。例如,发射中距空空导弹,在超视距范围内打击敌方目标,或者在近距离格斗中,凭借飞行员的高超驾驶技术和有人机的机动性优势,与敌方战斗机展开周旋并将其击落。另一种作战运用构想是在对地攻击任务中。有人机在安全空域飞行,指挥无人机僚机接近敌方地面目标区域。无人机利用其携带的侦察设备,对目标区域进行详细侦察,包括目标的位置、类型、防御设施等信息,并将这些信息传输给有人机。有人机根据情报制定攻击计划,选择合适的武器和攻击角度,然后指挥无人机僚机对目标区域进行攻击前的准备工作,如释放烟雾弹进行掩护,或者对敌方的防空系统进行攻击,削弱敌方的防御能力。最后,有人机发射空地导弹或投放精确制导炸弹,对敌方地面目标进行精确打击,无人机僚机则在攻击后对目标区域进行侦察评估,确认攻击效果,如有必要,可对残余目标进行补充攻击,确保作战任务的完成。
### 第三节 美军基于分布式有人/无人机协同作战
#### 一、基本思路
美军基于分布式有人/无人机协同作战的基本思路是将有人机和无人机分散部署在不同的地理位置或作战域,通过网络化的信息系统将它们连接成一个有机的作战整体,实现分布式的协同作战。这种作战模式旨在应对现代战争中敌方强大的反介入/区域拒止能力和复杂多变的战场环境。通过分散部署,降低被敌方一次性集中打击摧毁的风险,同时利用网络化信息系统的强大信息共享和协同能力,使各分散的作战单元能够实时感知战场态势,协调作战行动,发挥整体作战效能。例如,在面对敌方严密的防空体系时,将有人机部署在相对安全的后方区域,无人机则分散部署在靠近敌方防空区域的不同位置。无人机利用其隐身性、机动性和多种侦察、电子战能力,对敌方防空系统进行分布式侦察、干扰和攻击,通过数据链将获取的信息和作战情况实时传输给后方的有人机。有人机根据这些信息,综合分析战场态势,指挥各无人机的作战行动,如调整无人机的侦察方向、干扰频率和攻击时机等,并在合适的时机,使用自身携带的远程武器对敌方防空体系中的关键目标进行打击,实现从多个方向、多个作战域对敌方目标的分布式协同攻击,提高作战的成功率和生存能力。
#### 二、协同作战配置方法
在协同作战配置上,美军注重构建分布式的信息网络架构以及合理配置有人机与无人机的作战能力。在信息网络架构方面,采用卫星通信、高空长航时无人机中继通信以及地面通信基站等多种通信手段相结合的方式,构建一个覆盖范围广、传输速率高、抗干扰能力强的分布式信息网络。例如,利用卫星通信实现全球范围内的基础信息传输,确保分散部署在不同地区的作战单元能够保持基本的信息连通;通过高空长航时无人机,如全球鹰无人机,在特定作战区域上空进行通信中继,将地面或低空无人机与后方有人机之间的通信距离拉近,提高通信质量和稳定性;在地面作战区域附近设置通信基站,增强局部区域内的通信信号强度,保障作战单元在近距离作战时的信息交互。在作战能力配置上,有人机主要侧重于远程精确打击能力、大范围态势感知能力以及指挥控制能力的提升。例如,B - 2 轰炸机拥有强大的隐身性能和远程精确打击能力,可携带大量的巡航导弹和精确制导炸弹,对敌方纵深目标进行打击;同时其搭载的先进雷达和电子侦察系统能够对大面积的战场态势进行感知,并通过数据链对分布式的无人机进行指挥控制。无人机则根据不同的任务需求进行多样化配置。一些无人机侧重于侦察和监视任务,装备高分辨率的光学相机、红外热成像仪和雷达等侦察设备,如 RQ - 4 全球鹰无人机;另一些无人机则侧重于电子战任务,配备电子干扰机、雷达告警接收机等电子战装备,如 EA - 18G 咆哮者无人机的电子战无人机版本,可对敌方的电子设备进行干扰和攻击;还有部分无人机具备一定的攻击能力,携带小型空地导弹或空空导弹,在有人机的指挥下对敌方目标进行攻击,通过这种分布式的作战能力配置,使有人机与无人机在分布式协同作战中能够相互配合,发挥各自的优势,实现作战效能的最大化。
#### 三、典型作战运用构想
在典型作战运用构想方面,以应对敌方海上防空体系为例。美军可将有人驾驶的战斗机、轰炸机以及预警机等分散部署在远离敌方海域的陆基机场或航母战斗群上,无人机则分散部署在更靠近敌方海域的多个方向。首先,无人机利用其隐身性能和低空飞行能力,从不同方向接近敌方海上防空舰艇编队,对其进行分布式侦察,获取敌方防空舰艇的位置、雷达频率、防空导弹类型等信息,并将这些信息通过分布式信息网络传输给后方的预警机和战斗机。预警机对无人机传输的信息进行整合分析,形成完整的战场态势图,并将相关信息分发给战斗机和轰炸机。战斗机根据预警机的指令,指挥无人机对敌方防空舰艇进行干扰攻击。例如,部分无人机释放电磁干扰信号,干扰敌方雷达的探测和防空导弹的制导系统;部分无人机则发射反辐射导弹,攻击敌方的雷达设施,削弱敌方的防空能力。在无人机进行干扰和攻击的同时,轰炸机在战斗机的护航下,从远距离外发射远程巡航导弹,对敌方海上目标进行精确打击。在整个作战过程中,各分散部署的有人机和无人机通过数据链保持密切的信息交互和协同作战,根据战场态势的变化及时调整作战策略和任务分配,如当敌方派出战斗机进行反击时,预警机及时指挥战斗机进行拦截,无人机则继续对敌方防空体系进行干扰和攻击,确保作战任务的顺利进行,实现对敌方海上防空体系的分布式协同突破和打击。
### 第四节 美军基于分层式有人/无人机协同作战
#### 一、基本思路
美军基于分层式有人/无人机协同作战的基本思路是依据不同的作战高度、作战任务以及作战域,将有人机与无人机进行分层配置与协同作战。这种作战模式旨在充分发挥各层作战力量的独特优势,实现作战效能的优化整合。在高空层,通常部署有人预警机和大型侦察机等,它们凭借其高空飞行优势、强大的雷达探测范围和信息处理能力,对整个战场态势进行宏观监控与情报收集,犹如战场的“天眼”,为各层作战力量提供全面、准确的战场态势信息。在中空层,安排有人战斗机与具备一定空战能力的无人机协同作战。有人战斗机依靠飞行员的经验和高超的空战技能,在作战决策和关键攻击环节发挥主导作用;无人机则利用其良好的机动性、隐身性能以及可承担高风险任务的特性,辅助有人战斗机进行侦察、预警、干扰和攻击等任务,两者相互配合,在中空层形成强大的空战和对地攻击力量。在低空层,主要部署小型无人机和部分特种作战无人机,它们专注于近距离的侦察、监视、目标指示以及对小型目标的攻击任务。例如,小型无人机可利用其灵活的飞行性能,深入城市街巷、山谷等复杂地形区域,对敌方的地面部队部署、隐蔽目标以及简易爆炸装置等进行侦察和定位,并及时将信息传递给上层作战力量,为其提供精确的目标信息,实现从高空到低空的多层次、全方位协同作战,提高作战体系的整体作战效能和适应性。
#### 二、协同就业配置方法
在协同作战配置方法上,美军根据分层式协同作战的特点进行针对性配置。在高空层,有人预警机如 E - 3 哨兵预警机,装备有大型旋转雷达天线罩,其雷达系统可探测数百公里外的空中和地面目标,同时配备先进的通信和数据处理系统,能够对海量的战场信息进行快速处理和分发。在这一层的无人机主要是长航时、高空侦察无人机,如全球鹰无人机,其搭载高分辨率的合成孔径雷达和光电侦察设备,可对大面积的地面目标进行详细侦察,并将侦察数据通过卫星通信或数据链传输给预警机。在中空层,有人战斗机如 F - 22、F - 35 等,配备高性能的空空导弹、空地导弹以及先进的航空电子设备,包括有源相控阵雷达、光电探测系统等,具备强大的空战和对地攻击能力。与之协同的无人机如 XQ - 58A 等,装备有小型空空导弹、空地导弹以及电子战设备,同时具备良好的隐身性能和机动性,可在有人战斗机的指挥下,在中空层执行侦察、干扰、攻击等任务。在低空层,小型无人机如 RQ - 11 渡鸦无人机,体积小巧、机动灵活,便于携带和快速部署,其搭载的光学相机和红外传感器可用于近距离的目标侦察和监视。特种作战无人机则可根据任务需求配备特殊装备,如投放小型特种作战武器或进行电子侦察的设备,通过这样的分层配置,使各层的有人机与无人机在作战功能上相互补充,在作战信息上相互共享,形成一个有机的协同作战体系。
#### 三、典型作战运用构想
在典型作战运用构想方面,以城市作战场景为例。高空层的有人预警机和侦察无人机首先对城市作战区域进行大范围的侦察和态势感知,确定敌方的主要兵力部署区域、重要军事设施位置以及可能存在的威胁,如敌方的防空阵地、装甲部队集结地等,并将这些信息实时传输给中空层的作战力量。中空层的有人战斗机与无人机编队根据高空层提供的情报,向城市作战区域进发。有人战斗机在城市周边空域保持警戒,利用其先进的雷达和光电探测系统,对城市内的目标进行精确搜索和识别。无人机则深入城市上空,对街道、建筑物内的敌方目标进行近距离侦察,如发现隐藏在建筑物内的敌方狙击手或小型武器发射点,立即将信息传输给有人战斗机。当发现敌方的防空力量或空中威胁时,无人机可在有人战斗机的指挥下,对敌方目标进行干扰或攻击。例如,无人机释放电磁干扰信号,破坏敌方防空雷达的探测能力,或者发射小型空空导弹,与敌方的直升机或低空飞行的战斗机进行对抗。在低空层,小型无人机和特种作战无人机则在城市街巷内穿梭,为地面特种部队提供实时的情报支持和目标指示。例如,为特种部队标记出敌方的巡逻路线、隐藏的爆炸装置位置以及敌方重要人物的藏身之处,特种部队根据无人机提供的信息,制定作战计划并展开行动,如突袭敌方据点、解救人质等,在整个城市作战过程中,各层的有人机与无人机通过紧密的协同作战,实现对城市复杂环境下敌方目标的精确打击和有效控制,提高美军在城市作战场景中的作战效能和生存能力。
### 第五节 美军有/无人机协同关键技术及存在问题
#### 一、有/无人机集群指控技术及存在问题
美军有/无人机集群指控技术旨在实现对多个有人机与无人机组成的混合集群进行高效指挥与控制。该技术依赖于先进的网络通信系统、分布式计算技术以及智能决策算法。通过高速数据链,将集群内的有人机与无人机连接成一个有机整体,实现信息的实时共享与交互。例如,采用 Link - 16 数据链及其后续升级版本,确保大容量的战场情报数据、指挥控制指令能够在集群内快速传输。在分布式计算技术方面,利用多台计算机或计算节点协同处理集群作战中的海量数据,如目标信息处理、飞行路径规划等任务,提高数据处理速度和效率。智能决策算法则根据战场态势信息和作战任务要求,为集群内的各作战单元分配任务、规划行动路线等。例如,基于人工智能的任务分配算法可根据各作战单元的位置、性能、武器装备情况以及目标的威胁程度等因素,合理地将侦察、攻击、干扰等任务分配到有人机与无人机上。然而,该技术也存在一些问题。首先,数据链的抗干扰能力面临挑战,在复杂电磁环境下,如敌方实施强电子干扰时,数据链可能出现中断或传输错误,影响集群的指挥控制。其次,智能决策算法的适应性有待提高,在面对复杂多变的战场情况,如出现新型目标或敌方采用非常规作战策略时,算法可能无法及时做出准确的决策,导致作战效能下降。此外,随着集群规模的不断扩大,如何确保指挥控制的实时性和准确性也是一个亟待解决的难题,过多的作战单元可能会导致信息拥堵和指挥延迟,降低集群的作战协同性和灵活性。
#### 二、有/无人机低截获/低探测概率通信技术及存在问题
美军有/无人机低截获/低探测概率通信技术主要是为了提高有人机与无人机在通信过程中的隐蔽性和安全性。该技术采用多种手段,如采用特殊的通信频段、扩频通信技术、跳频通信技术以及定向通信技术等。特殊通信频段选择在敌方不易监测的频段范围,减少被敌方发现的概率。扩频通信技术通过将原始信号的频谱扩展,使信号在传输过程中更难被敌方截获和识别。跳频通信技术则使通信频率在多个预设频率之间快速跳变,进一步增加敌方的截获难度。定向通信技术可将通信信号集中在特定方向上传播,降低信号在其他方向上的辐射强度,减少被敌方非预期方向探测到的可能性。例如,美军一些先进的无人机在与有人机通信时,采用高频段跳频扩频通信技术,配合定向天线,在保证通信质量的同时,有效降低了被敌方雷达和通信侦察设备发现的风险。但是,该技术也存在不少问题。一方面,特殊通信频段资源有限,随着战场上各种通信设备的增多,频段资源的竞争日益激烈,可能导致通信干扰或无法使用理想频段。另一方面,扩频、跳频通信技术虽然提高了通信的隐蔽性,但也会对通信的传输速率和稳定性产生一定影响,在高速率数据传输需求的情况下,如传输高清图像、视频或大量战场情报数据时,可能出现数据传输延迟或丢失的现象。此外,定向通信技术对通信设备的对准精度要求较高,在无人机高速飞行或机动过程中,可能出现通信方向偏差,导致通信中断或信号质量下降,影响有人机与无人机之间的信息交互和协同作战。
#### 三、有/无人机协同态势感知技术及存在问题
美军有/无人机协同态势感知技术致力于实现有人机与无人机之间对战场态势的全面、准确、实时共享与理解。这一技术整合了多种传感器信息,包括雷达、光电探测器、电子侦察设备等。有人机和无人机各自搭载的传感器收集周边环境信息,如目标位置、速度、类型,地形地貌特征以及电磁信号分布等情况。通过先进的数据融合算法,将这些来自不同平台、不同类型传感器的信息进行综合处理,构建出统一的战场态势图。例如,无人机利用其小型化、灵活部署的特点,深入敌方空域或复杂地形区域,使用光学相机和红外热成像仪获取高分辨率的图像和热成像信息,探测到隐藏在树林或建筑物中的敌方目标后,将这些信息传输给有人机。有人机则凭借自身强大的雷达系统对远距离目标进行探测,并结合无人机传来的信息,通过数据融合技术生成完整的战场态势感知,以便更好地进行作战决策。然而,该技术面临诸多挑战。首先,传感器数据的准确性和可靠性难以保证,不同传感器受环境因素影响较大,如恶劣天气会降低光学传感器的可视范围和精度,电磁干扰可能影响雷达和电子侦察设备的正常工作,导致数据出现偏差或丢失。其次,数据融合算法的复杂度较高,在处理海量、多源、异构的传感器数据时,可能出现计算资源消耗过大、处理时间过长的问题,无法满足实时性要求。再者,在多平台协同感知过程中,信息传输的延迟和同步性问题也较为突出,由于有人机与无人机之间的通信距离、数据链带宽以及网络拓扑结构等因素影响,信息传输可能存在一定延迟,导致各平台获取的态势信息在时间上不一致,影响协同作战的精确性和有效性。
#### 四、有/无人机协同认知电子战技术及存在问题
美军有/无人机协同认知电子战技术旨在将有人机的认知决策能力与无人机的电子战能力相结合,实现对敌方电子系统更智能、高效的攻击与防御。该技术基于对敌方电子设备的信号特征、工作模式以及行为规律的深度认知和学习。无人机利用其搭载的电子侦察设备,如频谱分析仪、信号接收机等,对敌方电子设备发射的信号进行截获、分析和识别,获取信号的频率、调制方式、编码规律等信息,并将这些信息传输给有人机。有人机则借助人工智能算法和大数据分析技术,对无人机传来的信息进行处理和学习,建立敌方电子设备的行为模型,预测其下一步的动作和可能采取的对抗措施。在此基础上,制定针对性的电子战策略,指挥无人机实施电子攻击或干扰。例如,当发现敌方防空雷达系统时,无人机先进行侦察,获取雷达信号特征,有人机分析后判断其薄弱环节,然后指挥无人机发射干扰信号,采用欺骗式干扰或压制式干扰等方式,使敌方雷达无法正常工作或产生错误的目标信息。不过,该技术也存在不少问题。一是对敌方电子设备的认知学习过程需要大量的数据和时间,在面对新型电子设备或敌方频繁更新电子设备参数时,可能无法及时准确地建立行为模型,导致电子战策略失效。二是在复杂电磁环境下,无人机的电子侦察设备可能受到干扰,影响信号截获和分析的准确性,进而影响整个协同认知电子战的效果。三是有人机与无人机之间的协同配合要求较高,在高速动态的作战环境中,信息交互的及时性和准确性难以保证,可能出现指挥失误或无人机执行任务偏差的情况,降低电子战的作战效能。
### 第六节 美军有人战机与无人机协同作战实验场景
#### 一、有人战机与轰炸机编队协同纵深打击
在这一实验场景中,美军设想由有人驾驶的战斗机与轰炸机组成编队,协同执行对敌方纵深目标的打击任务。有人战斗机如 F - 35 等型号,具备高机动性、先进的空战能力以及强大的态势感知系统。轰炸机则如 B - 2 或 B - 52 等,拥有较大的载弹量和远程飞行能力。作战开始时,战斗机在编队前方和侧翼进行护航与警戒,利用其雷达和光电探测系统,搜索敌方可能的空中拦截力量和防空威胁。例如,在进入敌方领空后,战斗机的雷达迅速扫描周边空域,一旦发现敌方战斗机来袭,立即与其展开空战,凭借自身的空空导弹和机动性能,确保编队的空中安全。同时,无人机如 XQ - 58A 等被部署在编队周围,承担侦察和辅助攻击任务。无人机利用其隐身性能和较小的雷达反射截面积,深入敌方领空更深处,对目标区域进行详细侦察,包括目标的精确位置、防御设施布局以及周边的地形地貌等信息,并将这些信息实时传输给轰炸机。轰炸机根据无人机提供的情报,在战斗机的护航下,飞抵目标区域上空,然后发射远程巡航导弹或投放精确制导炸弹,对敌方的军事基地、指挥中心、工业设施等纵深目标进行精确打击。在打击过程中,无人机还可以根据战场情况,对敌方的防空系统进行干扰,如释放电磁干扰信号,破坏敌方雷达和防空导弹的制导系统,提高轰炸机攻击的成功率,通过这种有人战机与轰炸机编队协同,结合无人机的侦察与干扰,实现对敌方纵深目标的高效、精确打击,降低美军自身的作战风险并提高作战效能。
#### 二、有人战机与无人攻击/战斗机协同作战
此实验场景主要聚焦于有人战机与无人攻击/战斗机之间的紧密协同作战。有人战机如 F - 22 等,凭借其卓越的空战性能和飞行员的经验,在作战中发挥核心指挥与空战主导作用。无人攻击/战斗机如 XQ - 58A 或其他新型无人机则具备一定的自主作战能力和多种任务执行能力。作战时,有人战机与无人机组成混合编队向目标区域前进。无人机利用其隐身性能和机动性,率先接近敌方目标区域,进行侦察和目标搜索。例如,在面对敌方的地面防空体系时,无人机通过光学相机、红外热成像仪和雷达等侦察设备,探测敌方防空阵地的位置、防空武器类型以及雷达信号特征等信息,并将这些信息传输给有人战机。有人战机根据无人机提供的情报,制定作战计划,指挥无人机进行攻击前的准备工作。无人机可以对敌方防空系统进行干扰攻击,如发射反辐射导弹摧毁敌方雷达设施,或者释放电磁干扰弹干扰敌方防空导弹的制导系统。在无人机进行干扰的同时,有人战机利用自身的空战优势,与敌方可能出现的空中拦截力量进行对抗,确保制空权。当敌方防空系统被削弱后,有人战机和无人机共同对敌方的地面目标进行攻击。无人机可携带小型空地导弹或精确制导炸弹,对敌方的轻型装甲目标、通信设施等进行攻击,有人战机则对敌方的高价值目标,如指挥中心、大型武器装备等进行重点打击,通过这种协同作战方式,充分发挥有人机与无人机的优势,提高对敌方目标的打击效率和作战成功率。
#### 三、有人战机、忠诚僚机与无人机群协同作战
在这一复杂的实验场景中,美军探索有人战机、忠诚僚机与无人机群之间的协同作战模式。有人战机如 F - 35 或更先进的型号,作为作战编队的核心指挥单元,凭借飞行员的经验和决策能力,掌控整个作战行动的战略方向。忠诚僚机如 XQ - 58A 等无人机,与有人战机保持紧密的配合关系,在有人战机的指挥下,承担多种辅助任务。无人机群则由大量的小型无人机组成,如微型侦察无人机、自杀式攻击无人机等。作战伊始,无人机群在有人战机和忠诚僚机的前方散开,对敌方的大面积区域进行侦察和搜索。例如,微型侦察无人机利用其小巧灵活的特点,深入敌方阵地的各个角落,包括城市街巷、山区丛林等复杂地形,收集敌方的兵力部署、武器装备位置以及潜在的威胁目标等信息,并将这些信息传输给有人战机。忠诚僚机则在有人战机周边,根据有人战机的指令,对无人机群进行管理和任务分配。当发现敌方目标后,有人战机根据情报制定作战策略。忠诚僚机可在有人战机的指挥下,对敌方的防空系统进行干扰或攻击,如释放干扰信号、发射反辐射导弹等。无人机群则根据任务分工,一部分无人机继续进行侦察和监视,确保战场态势信息的实时更新;另一部分无人机则对敌方目标进行攻击,如自杀式攻击无人机在发现敌方高价值目标后,发动自杀式攻击,对目标造成直接破坏。在整个作战过程中,有人战机、忠诚僚机与无人机群通过高速数据链保持密切的信息交互和协同作战,实现对敌方目标的全方位、多层次攻击,提高作战编队在复杂战场环境下的作战效能和生存能力。
### 第七节 美军有人/无人机智能协同作战发展趋势
未来美军有人/无人机智能协同作战将呈现多方面的发展趋势。一是智能化程度持续加深,有人机与无人机之间的协同将更加自主和智能。人工智能算法将进一步优化,使无人机能够更好地理解有人机的意图和战场态势,实现更高效的任务分配和自主决策。例如,无人机在面对突发的敌方威胁时,能够自动调整任务优先级,在无需人类干预的情况下,迅速采取应对措施,如改变飞行路线、释放干扰信号或发动攻击等,同时将相关信息及时反馈给有人机。二是协同作战的规模和范围将不断扩大,从目前的小规模编队协同向大规模、多域作战协同发展。随着技术的进步,美军将能够实现更多数量、更多类型的有人机与无人机在陆、海、空、天、网等多域的协同作战。例如,在海上作战中,航母战斗群中的有人战斗机、预警机与大量无人机协同,对敌方的海上舰艇编队、沿海陆地目标进行全方位的侦察、攻击和防御;在空中作战中,不同基地、不同类型的有人机与无人机组成庞大的作战网络,实现全球范围内的快速作战响应和协同打击;在陆地作战中,无人机为地面部队提供持续的侦察、火力支援和通信中继,与有人驾驶的直升机、战斗机等协同作战,拓展作战的深度和广度。三是数据链和通信技术将取得重大突破,以满足日益增长的信息传输需求。高速、大容量、抗干扰的数据链将被研发和应用,确保有人机与无人机之间在复杂电磁环境下的信息流畅传输。例如,采用量子通信技术或新型的毫米波通信技术,提高通信的安全性、可靠性和传输速率,实现高清图像、视频以及海量战场情报数据的实时传输,为协同作战提供更坚实的信息基础。四是作战任务的多样性和复杂性将不断增加,有人/无人机智能协同作战将不仅仅局限于传统的侦察和攻击任务,还将拓展到诸如电子战、网络战、心理战等多个领域。例如,无人机搭载电子战设备,与有人机协同进行复杂的电磁频谱作战,干扰敌方的通信、雷达和导航系统;或者利用无人机携带网络战设备,对敌方的信息网络进行攻击和防御,瘫痪敌方的指挥控制和情报系统;同时,通过无人机的宣传广播、信息投放等手段,开展心理战,影响敌方的士气和作战决策,使有人/无人机智能协同作战成为一种全方位、多功能的作战模式,适应未来复杂多变的战争需求。
## 第四章 美军无人机智能集群作战研究
### 第一节 美军无人机智能集群作战发展概况
#### 一、发展概述
美军无人机智能集群作战的发展经历了一个逐步演进的过程。早期的探索主要集中在无人机集群的基本控制和编队飞行技术研究上。通过一系列的实验和测试,美军逐渐掌握了如何使多架无人机在一定的规则和指令下实现简单的编队飞行,如直线编队、圆形编队等,以及基本的任务分配,如部分无人机负责侦察,部分无人机负责跟随等。例如,在一些早期的军事演习中,美军展示了小型无人机集群的简单编队飞行能力,这些无人机能够按照预设的航线和指令,保持相对稳定的队形飞行,为后续的集群作战研究奠定了基础。随着技术的进步,特别是人工智能技术、通信技术和自主控制技术的快速发展,美军的无人机智能集群作战进入了快速发展阶段。现阶段,美军的无人机智能集群作战重点关注集群的自主决策能力、协同作战能力和复杂任务执行能力的提升。研发了一系列先进的无人机平台和相关技术系统,如小精灵(Gremlin)无人机、低成本无人机集群技术(LOCUST)等项目,这些项目致力于实现无人机集群在复杂战场环境下的自主任务规划、目标搜索与识别、攻击决策与协同等功能。例如,在模拟实战的实验中,无人机智能集群能够在面对敌方的防空系统和干扰环境时,自主地调整作战策略,通过分布式侦察、协同干扰和集中攻击等方式,突破敌方防御,对目标进行有效打击,显示出强大的作战潜力,并且美军还在不断探索将无人机智能集群作战与其他作战域和作战力量进行融合,如与有人机协同、与地面部队配合以及在网络战和电子战中的应用等,进一步拓展无人机智能集群作战的应用范围和作战效能。
#### 二、主要研究内容
美军无人机智能集群作战的主要研究内容涵盖多个方面。一是集群的自主控制与决策技术研究。这包括开发先进的人工智能算法,使无人机集群能够在没有人类实时干预的情况下,根据战场态势信息自主地进行任务分配、飞行路径规划和攻击决策。例如,利用强化学习算法,让无人机在不断的模拟作战环境中学习和优化自身的决策策略,根据目标的位置、威胁程度以及自身的状态,选择最佳的行动方案,如决定哪架无人机进行侦察、哪架无人机进行攻击以及如何协同配合等。二是集群的通信与组网技术研究。由于无人机集群作战需要大量无人机之间进行高效的信息交互,因此美军致力于研发高速、可靠、抗干扰的通信技术和组网协议。例如,采用分布式网络架构,使无人机之间能够实现自组织、自适应的通信组网,即使部分无人机之间的通信链路被破坏,整个集群的通信网络仍能保持相对稳定的运行,确保信息在集群内的流畅传输,包括战场情报数据、指挥控制指令以及无人机自身的状态信息等。三是集群的任务规划与协同作战策略研究。研究如何根据不同的作战任务需求,如侦察、攻击、干扰、护航等,制定合理的无人机集群任务规划和协同作战策略。例如,在侦察任务中,确定无人机集群的搜索范围、搜索方式以及信息融合与共享机制,使集群能够快速、全面地获取战场情报;在攻击任务中,设计无人机集群的攻击队形、攻击顺序以及火力分配方案,提高攻击的效率和效果,同时还要考虑如何与其他作战力量协同,如与有人机、地面部队、海军舰艇等的配合,实现多域一体的协同作战,最大限度地发挥无人机智能集群作战的效能。
### 第二节 美军无人机集群的作战样式
#### 一、预警式侦察监视
预警式侦察监视是美军无人机集群的重要作战样式之一。无人机集群凭借其数量众多、分布广泛的特点,能够对大面积的区域进行持续、全面的侦察监视。在作战部署上,无人机集群可以在目标区域周边的不同高度、不同方向上分散部署,形成一个多层次、全方位的侦察网络。例如,在应对敌方的海上军事行动时,无人机集群可在沿海海域上空展开,部分无人机在高空利用合成孔径雷达进行大范围的海面搜索,探测敌方舰艇的位置、航向、速度等信息;部分无人机在中空利用光学相机和红外热成像仪,对海面目标进行详细的图像和热成像侦察,识别舰艇的类型、装备情况以及是否存在异常活动;还有部分无人机在低空,对近岸区域和岛屿进行侦察,监视敌方可能的登陆行动或沿海军事设施的部署情况。通过这种多层次的侦察部署,无人机集群能够将获取的海量侦察信息进行实时整合与分析,及时发现敌方的军事动向和潜在威胁,并将这些信息传输给己方的作战指挥中心或其他作战力量,如预警机、战斗机、舰艇编队等,为美军的作战决策和作战行动提供早期预警和情报支持,使美军能够在敌方行动初期就做出相应的反应,掌握战争的主动权。
#### 二、集群式协同攻击
集群式协同攻击是美军无人机集群极具威慑力的作战样式。在这种作战样式中,无人机集群通过紧密的协同配合,对敌方目标进行集中攻击。首先,无人机集群在接收到攻击任务指令后,会根据目标的位置、性质和防御情况,迅速制定攻击策略和任务分配方案。例如,对于敌方的地面装甲集群目标,部分无人机可能被分配负责干扰敌方的防空系统和通信网络,通过释放电磁干扰信号、发射反辐射导弹等方式,削弱敌方的防御能力;部分无人机则携带空地导弹或精确制导炸弹,从不同方向、不同高度对敌方装甲目标进行攻击,利用集群的数量优势形成饱和攻击态势,使敌方难以防御。在攻击过程中,无人机之间通过数据链保持密切的信息交互,实时调整攻击角度、速度和火力分配,确保攻击的准确性和有效性。例如,当发现敌方的防空火力集中攻击集群中的某一部分无人机时,其他无人机能够迅速调整攻击路线,从敌方防空火力的薄弱环节发起攻击,同时对遭受攻击的无人机进行支援或掩护,如释放干扰弹、吸引敌方火力等,通过这种集群式协同攻击,无人机集群能够对敌方的高价值目标、重兵集团等造成巨大的打击压力,有效突破敌方的防御体系,实现作战目标。
#### 三、干扰式诱敌骗敌
干扰式诱敌骗敌作战样式利用了无人机集群的灵活性和隐蔽性。无人机集群可以通过模拟各种目标的信号特征和飞行轨迹,对敌方的防空系统、雷达系统和作战指挥系统进行干扰和欺骗。在作战实施中,无人机集群首先释放虚假的雷达反射信号,使敌方雷达探测到大量的虚假目标,干扰敌方对真实目标的判断。例如,在敌方防空区域外,无人机集群按照预设的程序,发射与有人机或大型轰炸机相似的雷达信号,并且模拟出不同的飞行速度、高度和航向,使敌方防空雷达误认为有大规模的空中打击力量来袭,从而启动防空系统进行应对。同时,无人机集群还可以释放电磁干扰信号,破坏敌方的通信和雷达正常工作。例如,部分无人机携带电子干扰设备,在敌方防空系统附近释放宽带电磁干扰,阻断敌方雷达与防空导弹之间的通信链路,使敌方防空系统陷入混乱。此外,无人机集群还能通过释放红外诱饵弹等方式,模拟飞机发动机的热辐射信号,误导敌方的红外制导防空导弹,使其偏离真实目标。在整个干扰式诱敌骗敌过程中,无人机集群根据敌方的反应不断调整干扰策略和信号特征,持续吸引敌方的注意力和防空资源,为己方真正的攻击力量创造有利条件,如为有人机的突防或导弹的远程打击开辟安全通道,提高整体作战的成功率和突然性。
#### 四、过渡式信号中继
过渡式信号中继是美军无人机集群在复杂战场环境下保障通信畅通的重要作战样式。在作战区域中,由于地理环境、敌方干扰等因素,可能存在通信盲区或通信信号弱的情况。无人机集群可以作为信号中继平台,解决这一问题。多架无人机分布在不同位置,形成一个通信中继网络。例如,在山区作战时,无人机在山谷、山峰等不同高度和位置部署,通过其搭载的通信中继设备,接收来自一方的信号,如地面部队的通信信号或卫星信号,然后将信号转发给另一方,如远处的指挥中心或其他作战部队。在海上作战中,当舰艇编队与陆地指挥中心之间的通信受到干扰或距离过远导致信号衰减时,无人机集群可以在舰艇与陆地之间的海域上空盘旋,接力传递通信信号,确保信息的稳定传输。同时,无人机集群还可以在不同频段之间进行信号转换和中继,适应多种通信设备的需求。例如,将卫星通信频段的信号转换为适合地面部队通信设备使用的频段,或者将地面部队的超短波信号中继到空中作战平台,实现不同作战域、不同通信系统之间的互联互通,提高作战指挥的协同性和作战行动的灵活性,保障整个作战体系的信息流畅传递,避免因通信中断而导致的作战失误或延误。
#### 五、执行反无人机任务
随着无人机技术的广泛应用,战场上无人机威胁日益增加,美军无人机集群也被用于执行反无人机任务。在执行反无人机任务时,无人机集群首先利用自身的侦察能力,对周边空域进行搜索,探测敌方无人机的位置、飞行轨迹和信号特征。例如,通过光学相机、雷达以及电子侦察设备,发现敌方无人机的踪迹,并将这些信息迅速整合分析。然后,无人机集群采取多种方式进行反制。一种方式是发射干扰信号,如电磁干扰或激光干扰,破坏敌方无人机的通信链路或导航系统,使其失去控制或偏离预定航线。例如,针对采用卫星导航和无线电通信控制的敌方无人机,无人机集群发射与敌方通信频段相同的干扰信号,阻断其与地面控制站之间的联系,或者使用激光设备干扰敌方无人机的光学传感器,使其无法正常飞行。另一种方式是直接攻击敌方无人机,无人机集群中的部分无人机可携带小型空空导弹、网枪或高功率微波武器等反无人机装备。例如,使用小型空空导弹对敌方大型武装无人机进行击落,或者利用网枪发射特殊材料制成的网,捕获敌方小型无人机,高功率微波武器则可以在一定范围内破坏敌方无人机的电子设备,使其失效。通过这些反无人机手段,美军无人机集群能够有效地应对敌方无人机威胁,保护己方作战力量和重要设施的安全,维护战场的制空权和信息优势。
### 第三节 美国无人机智能集群作战发展趋势
未来,美国无人机智能集群作战将呈现出一系列显著的发展趋势。一是集群规模进一步扩大化,随着技术的不断进步,美军将能够操控数量更为庞大的无人机集群。更多数量的无人机组成的集群将能够覆盖更广阔的区域,执行更为复杂多样的任务。例如,在大面积的侦察任务中,上千架无人机可以同时对一个国家或地区的大片领土进行地毯式侦察,获取极其详尽的情报信息;在攻击任务中,大规模无人机集群能够形成更为强大的火力网,对敌方的军事目标、工业设施等进行饱和攻击,极大地提高作战的杀伤力和破坏力。二是智能化程度持续提升,无人机集群将具备更强的自主学习、自主决策和自适应能力。通过更先进的人工智能算法和大数据分析技术,无人机集群能够在瞬息万变的战场环境中迅速做出反应并调整作战策略。例如,无人机集群可以根据敌方防御体系的变化实时优化攻击路线和目标选择,自动学习和识别新型的敌方目标和威胁,并且在遭受敌方干扰或攻击时,自主地调整通信频率、飞行姿态和任务分配,确保作战任务的顺利进行,减少对人类操作员的依赖,提高作战的效率和灵活性。三是与其他作战力量深度融合,无人机智能集群将与有人机、地面部队、海军舰艇以及网络战和电子战力量等实现更为紧密的协同作战。在与有人机协同方面,无人机集群可以为有人机提供侦察、干扰、诱饵等支援,有人机则为无人机集群提供指挥控制和空中掩护;在与地面部队配合时,无人机集群能够为地面部队提供实时的战场情报、精确的火力支援以及通信中继服务,地面部队则可以为无人机集群提供部署基地和目标指示;在海军作战中,无人机集群可与舰艇编队协同,执行海上侦察、反潜、反舰以及对陆攻击等任务;同时,无人机集群还将深度融入网络战和电子战领域,利用自身的平台优势,搭载网络战和电子战设备,对敌方的信息网络和电子系统进行攻击和干扰,实现多域一体的联合作战,充分发挥无人机智能集群作战在整个作战体系中的综合效能。四是作战任务更加多样化和复杂化,除了现有的侦察、攻击、干扰等任务外,无人机智能集群还将承担诸如特种作战支援、人道主义救援、环境监测与评估等非传统作战任务。在特种作战支援方面,无人机集群可以深入敌后,为特种部队提供隐蔽的通信中继、目标侦察和火力掩护,协助特种部队完成突袭、破坏、营救等任务;在人道主义救援中,无人机集群可用于灾区的搜索救援、物资投放和通信恢复等工作,快速定位受灾群众的位置,投放食品、药品和救援设备,建立临时通信网络;在环境监测与评估领域,无人机集群能够对战场或受灾地区的环境状况进行实时监测,如检测核辐射水平、化学污染扩散范围以及自然灾害的破坏程度等,并将数据反馈给相关部门,为后续的应对措施提供科学依据,拓展无人机智能集群作战的应用范围和社会价值。
## 第五章 美军无人机智能作战项目案例
### 第一节 美军有人/无人机智能协同作战无人机
#### 一、XQ-58A无人机
XQ-58A 无人机是美军在有人/无人机智能协同作战领域的重要项目成果。它具备良好的隐身性能,采用独特的飞翼式布局设计,有效降低了雷达反射截面积,使其在战场上更难被敌方雷达探测到。其航程较远,能够在一定程度上伴随有人机执行远程作战任务。例如,在深入敌方领空的作战行动中,可与 F-35 等有人战斗机协同,先于有人机进入危险区域进行侦察。它可搭载多种任务载荷,如空空导弹、空地导弹等武器系统,在有人机的指挥下,对敌方空中或地面目标进行攻击。同时还配备有先进的侦察设备,包括光学相机、红外热成像仪等,能够将侦察到的战场情报实时传输给长机或后方指挥中心。在作战过程中,XQ-58A 无人机可以根据有人机飞行员的指令迅速调整任务角色,从侦察状态切换到攻击状态或者干扰状态,为有人机提供灵活的作战支援,有效提升了有人/无人机编队的整体作战效能和生存能力。
#### 二、空中力量组合系统(ATS)
空中力量组合系统(ATS)项目旨在进一步探索有人/无人机在复杂作战环境下的协同作战模式。该系统注重无人机与有人机之间的任务适配性和协同灵活性。ATS 无人机能够与多种有人机平台进行无缝对接和协同作战。它具备较强的机动性和适应性,可在不同的作战场景下快速调整作战任务。例如,在空战场景中,可协助有人战斗机进行目标搜索与锁定,利用自身携带的电子战设备干扰敌方雷达和通信系统,为有人机创造有利的攻击条件;在对地攻击任务中,能够对目标区域进行详细侦察,标记出高价值目标和防御薄弱点,并根据有人机的攻击计划,实施辅助攻击或吸引敌方火力。ATS 无人机还采用了先进的通信与数据共享技术,确保与有人机之间的信息交互快速、准确、可靠,即使在复杂电磁环境下,也能保持稳定的协同作战能力,通过不断优化有人机与无人机之间的任务分工和协同机制,提高整个作战编队在面对不同威胁时的应对能力和作战效率。
#### 三、远射(LongShot)项目
远射(LongShot)项目聚焦于拓展无人机在空战中的作战能力以及有人/无人机的协同作战新样式。该项目中的无人机被设计为一种远程空战武器平台,可由有人机携带至特定空域后发射。例如,可由 B-52 等轰炸机携带多架远射无人机,在远离敌方防空区域的安全位置释放。这些无人机具备自主导航与目标搜索能力,一旦发射后,能够迅速飞向预定作战区域,利用自身携带的先进空空导弹,对敌方的空中目标进行攻击。在协同作战方面,远射无人机与有人机之间通过高效的数据链保持密切联系。有人机可以远程指挥无人机的作战行动,包括调整攻击目标、优化攻击路线等。同时,无人机在作战过程中收集到的战场信息,如敌方空中兵力分布、新型战机的性能特点等,也能实时反馈给有人机,为有人机的后续作战决策提供依据。这种作战模式不仅增加了有人机的攻击距离和作战灵活性,还通过无人机的分散式攻击,提高了对敌方空中防御体系的突破能力,改变了传统空战的作战样式和战术运用。
#### 四、协同作战飞机(CCA)项目
协同作战飞机(CCA)项目是美军在有人/无人机智能协同作战领域的综合性探索项目。CCA 无人机旨在与有人战斗机形成紧密的协同作战伙伴关系,具备高度的自主性和智能决策能力。它可以在有人机的指挥下执行多种任务,从侦察、监视到攻击、电子战等。在作战编队中,CCA 无人机能够根据战场态势和有人机的指令,自主调整飞行姿态、速度和任务角色。例如,在面对敌方的防空系统时,CCA 无人机可以先进行侦察,确定敌方防空阵地的位置和防御范围,然后根据有人机的作战计划,选择合适的时机对敌方防空系统进行干扰或攻击。它还可以与其他 CCA 无人机组成集群,协同完成复杂的作战任务。在数据共享与通信方面,CCA 项目致力于构建高速、安全、可靠的数据链网络,确保无人机与有人机之间以及无人机之间的信息流畅传输和协同作战指挥。通过大量的实验和模拟演练,不断优化 CCA 无人机的性能和有人/无人机的协同作战策略,以适应未来复杂多变的空战环境,提升美军空中作战力量的整体效能和竞争力。
### 第二节 美军无人机智能集群作战无人机
#### 一、小精灵(Gremlin)无人机
小精灵(Gremlin)无人机是美军无人机智能集群作战的典型代表之一。它具有体积小巧、成本相对较低的特点,便于大规模生产和部署。小精灵无人机采用可回收设计,能够从空中发射平台(如大型运输机或轰炸机)发射出去,在完成任务后,可通过降落伞或其他回收装置被回收至指定地点,这大大降低了作战成本并提高了无人机的重复使用率。在作战功能上,它可携带多种小型武器或电子战设备,如小型空地导弹、干扰机等。在集群作战中,小精灵无人机能够以数量优势对敌方目标进行攻击或干扰。例如,多架小精灵无人机组成集群,对敌方的防空系统进行饱和攻击,部分无人机发射干扰信号,破坏敌方雷达和通信系统,其他无人机则趁机发射导弹摧毁敌方防空设施,通过这种集群协同作战方式,有效突破敌方的防空防线,为后续的作战行动创造有利条件。
#### 二、低成本无人机集群技术(LOCUST)
低成本无人机集群技术(LOCUST)项目专注于研发低成本、高效能的无人机集群作战系统。该项目旨在通过大规模部署低成本无人机,实现对敌方目标的全方位、多角度攻击和侦察。LOCUST 无人机采用模块化设计理念,其机身、动力系统、任务载荷等都可以根据不同的作战需求进行快速组装和更换。例如,在侦察任务中,可快速安装光学相机、红外热成像仪等侦察模块;在攻击任务中,则更换为小型炸弹或导弹发射模块。在集群作战方面,LOCUST 无人机利用先进的自主控制和组网技术,实现无人机之间的协同飞行和任务分配。大量的 LOCUST 无人机可以在短时间内迅速升空,组成庞大的无人机集群,对敌方目标进行地毯式侦察或密集攻击。例如,在对敌方的军事基地进行攻击时,数百架 LOCUST 无人机从不同方向飞向目标,使敌方难以防御,同时由于其成本较低,即使部分无人机被敌方击落,也不会造成过大的经济损失,且仍能保持集群的作战效能,有效提升了美军在无人机智能集群作战中的性价比和作战灵活性。
#### 三、近战隐蔽自主无人一次性微型无人机(CICADA)
近战隐蔽自主无人一次性微型无人机(CICADA)主要应用于近距离作战场景,尤其是在城市战、特种作战等复杂环境中发挥独特作用。CICADA 无人机体积微小,具有极强的隐蔽性,可通过火炮、火箭弹等多种方式发射到目标区域附近。它采用滑翔飞行方式,几乎不产生明显的噪音和热信号,不易被敌方察觉。在作战功能上,虽然其载荷有限,但可携带小型传感器,如微型光学相机、声音传感器等,用于对目标区域进行近距离侦察和监视。例如,在城市巷战中,CICADA 无人机可以被发射到敌方建筑物周围,收集建筑物内的人员活动、武器装备部署等情报信息,并将这些信息传输给己方作战部队,为部队的作战决策提供精确的情报支持。同时,由于其一次性使用的特点,在执行一些高风险任务时,如深入敌方防御严密区域进行侦察或对敌方重要设施进行自杀式攻击(携带小型爆炸装置)时,即使无人机被摧毁,也不会对美军造成较大的装备损失和人员伤亡,在近战和特种作战场景中为美军提供了一种灵活、隐蔽且低成本的作战手段。
#### 四、山鹑(Perdix)微型无人机
山鹑(Perdix)微型无人机以其卓越的集群协同能力而闻名。它重量极轻,便于携带和大规模部署。山鹑无人机之间通过先进的通信和协同算法,能够实现高度自主的集群飞行和任务执行。在作战实验中,大量的山鹑无人机可以像鸟群一样在空中自由编队飞行,迅速变换队形和飞行姿态。例如,在侦察任务中,它们可以快速分散开来,覆盖大面积的区域,对目标进行全方位侦察;在遭遇敌方攻击时,又能迅速聚集在一起,形成紧密的防御队形,通过释放干扰信号或模拟虚假目标等方式,保护自身安全并迷惑敌方。山鹑无人机还可以与其他作战平台协同作战,如为有人机提供近距离的侦察支援,或者与地面部队配合,对特定区域进行反复侦察和监视,其高度的集群自主性和灵活性为美军在未来复杂战场环境下的作战提供了新的思路和手段,在无人机智能集群作战的发展中具有重要的示范意义。
#### 五、复制者计划
复制者计划是美军在无人机智能集群作战领域的一项大规模战略举措。该计划旨在大幅增加美军可用于作战的无人机数量,并提高其智能化水平和作战效能。通过大规模生产和部署无人机,美军计划在未来的战场上形成数量庞大的无人机集群优势。在计划中,将涵盖多种类型的无人机,包括侦察型、攻击型、电子战型等,以满足不同作战任务的需求。例如,在一场大规模冲突中,美军可能部署数千架不同功能的无人机,这些无人机通过先进的网络通信和智能指挥系统,组成一个庞大而有序的作战集群。它们可以在广阔的战场上同时进行侦察、攻击、干扰等多项任务,对敌方的军事目标、后勤补给线、通信网络等进行全方位的打击和破坏。复制者计划不仅注重无人机的数量规模,还强调通过技术创新和作战概念创新,提升无人机集群的整体作战能力,如开发更先进的人工智能算法,提高无人机的自主决策能力;改进通信技术,确保大规模集群作战时的信息流畅传输;创新作战策略,实现无人机集群与其他作战力量的深度协同作战,从而重塑美军在未来战争中的作战模式和战略优势。
### 第三节 美军无人机智能作战体系架构项目
#### 一、分布式作战管理(DBM)项目
分布式作战管理(DBM)项目致力于构建适应分布式作战环境的无人机作战管理体系。该项目重点解决在多平台、分布式作战场景下,无人机与其他作战平台之间的信息共享、协同决策和任务分配问题。DBM 系统通过整合多种传感器信息源,包括无人机自身搭载的侦察设备、有人机的探测系统以及地面和海上作战平台的情报收集装置,构建一个全面、实时的战场态势图。例如,在一场海空联合分布式作战中,无人机将其侦察到的敌方舰艇位置、防空系统状态等信息传输到 DBM 系统,同时海军舰艇的雷达探测数据、空军有人机的空中目标情报也汇聚其中,DBM 系统利用先进的数据融合算法对这些海量信息进行处理,生成统一的战场态势认知。在此基础下,DBM 项目开发了智能决策算法,根据战场态势和作战任务目标,为各作战平台包括无人机分配任务。例如,指挥无人机对敌方防空系统的薄弱环节进行攻击,或者安排无人机为有人机提供侦察和干扰支援,同时协调各作战平台之间的行动顺序和协同配合方式,确保分布式作战行动的高效、有序进行。通过 DBM 项目,美军旨在提高无人机在分布式作战中的自主性和协同性,增强整个作战体系在复杂、分散作战环境下的作战效能和适应性。
#### 二、自适应杀伤网(ACK)项目
自适应杀伤网(ACK)项目聚焦于构建一个动态、自适应的无人机作战网络体系,以实现对敌方目标的高效打击。ACK 项目基于网络中心战理念,将无人机与其他作战资源(如有人机、地面武器系统、卫星等)连接成一个庞大的杀伤网络。在这个网络中,各作战资源之间通过高速数据链和智能信息交互系统,实现信息的实时共享和协同作战。例如,当无人机发现敌方的高价值目标后,将目标信息迅速传输给网络中的其他作战平台,卫星可为目标定位提供精确的地理信息,有人机则根据目标信息和自身位置制定攻击计划,地面武器系统如防空导弹系统可对空中作战提供掩护和支援,各作战平台之间相互配合,形成一个针对敌方目标的杀伤链。而 ACK 项目的独特之处在于其自适应能力,当战场态势发生变化时,如敌方采取了新的防御措施或出现了新的威胁目标,ACK 系统能够迅速调整杀伤网络的结构和作战策略。例如,重新分配无人机的任务,改变攻击路线和协同方式,使整个作战网络能够快速适应战场变化,保持对敌方目标的持续打击能力,通过构建这样一个自适应杀伤网,美军提高了无人机在复杂多变战场环境下的作战效能和战略灵活性,增强了整个作战体系的杀伤力和生存能力。
#### 三、对抗环境中的通信(C2E)项目
对抗环境中的通信(C2E)项目主要针对无人机在复杂电磁对抗环境下的通信难题展开研究。在现代战争中,战场电磁环境日益复杂,敌方的电子干扰和反制措施会严重影响无人机与地面控制站或其他作战平台之间的通信。C2E 项目旨在开发一系列抗干扰通信技术和系统,确保无人机在这种恶劣环境下的信息传输安全和稳定。该项目采用了多种技术手段,如跳频通信、扩频通信、定向天线技术以及量子通信技术的探索应用等。跳频通信技术使无人机的通信频率在多个预设频率之间快速跳变,使敌方难以截获和干扰;扩频通信则将原始信号的频谱扩展,降低信号被干扰的概率;定向天线技术可将通信信号集中在特定方向上传播,减少信号在其他方向上的泄漏,提高通信的保密性和抗干扰能力;量子通信技术则具有极高的安全性和抗干扰性,一旦成熟应用,将为无人机通信提供全新的解决方案。C2E 项目还注重构建多层次、冗余的通信网络架构,当部分通信链路被敌方破坏时,无人机能够自动切换到其他备用通信链路,确保信息的持续传输。例如,在无人机与地面控制站之间设置多条不同频段、不同传输方式的通信链路,同时利用卫星通信、高空长航时无人机中继通信等方式,构建一个全方位、抗干扰的通信体系,保障无人机在对抗环境中的作战指挥和信息交互,提高美军无人机作战的可靠性和适应性。
#### 四、任务优化动态自适应网络(DyNAMO)项目
任务优化动态自适应网络(DyNAMO)项目致力于打造一个能够根据作战任务需求和战场态势动态调整的无人机网络体系。DyNAMO 项目强调网络的动态性和自适应性,通过先进的网络技术和智能算法,实现无人机网络的快速重组和任务优化。在作战过程中,当作战任务发生变化时,如从侦察任务转换为攻击任务,或者战场态势出现意外情况,如敌方突然增派兵力或改变防御部署,DyNAMO 系统能够迅速感知并做出反应。它根据新的任务需求和战场态势信息,重新规划无人机网络的拓扑结构,调整各无人机之间的连接关系和任务分配。例如,将原本用于侦察的部分无人机重新配置为攻击无人机,为其分配攻击目标和武器资源,并优化攻击路线和协同方式;同时,调整无人机之间的通信链路和数据传输路径,确保信息在新的网络结构下能够高效流通。DyNAMO 项目还注重网络的优化性能,通过对网络资源的合理分配和调度,提高无人机网络的整体作战效能。例如,根据各无人机的位置、性能和任务负载情况,动态分配通信带宽、计算资源等,使无人机在执行任务时能够充分发挥自身优势,避免资源浪费和性能瓶颈,通过构建这样一个任务优化动态自适应网络,美军提高了无人机在复杂多变作战环境下的任务执行能力和作战灵活性,提升了整个无人机作战体系的适应性和竞争力。
### 第四节 美军无人机智能作战技术支撑项目研究
#### 一、拒止环境中协同作战(CODE)项目
拒止环境中协同作战(CODE)项目旨在提升无人机在高威胁、强对抗拒止环境下的协同作战能力。在这种环境中,无人机面临敌方强大的防空系统、电子干扰以及通信阻断等威胁。CODE 项目通过开发一系列先进技术来解决这些问题。首先,在自主决策技术方面,为无人机赋予了更强大的自主决策能力。无人机可以根据预先设定的任务目标、战场规则以及自身携带的传感器信息,在与外界通信中断或受到干扰的情况下,自主地判断战场态势,选择合适的作战行动。例如,当无人机进入敌方防空区域且通信被干扰时,它能够根据自身的侦察结果,判断敌方防空系统的薄弱环节,自主决定攻击时机和攻击方式,如选择从低空隐蔽接近目标,然后发射导弹进行攻击。其次,在协同算法上,CODE 项目研发了新的协同作战算法,使无人机之间以及无人机与其他作战平台之间能够在高威胁环境下实现更紧密、更高效的协同。例如,即使在敌方电子干扰下,无人机之间仍能通过特殊的信号编码和通信协议,实现有限信息的交互,协调彼此的行动,如多架无人机共同对敌方的一个防空阵地进行攻击时,能够自动分配攻击角度和攻击顺序,提高攻击的成功率。此外,CODE 项目还注重提高无人机的抗毁伤能力和生存能力,通过采用隐身技术、加固机身结构以及分布式任务系统等手段,使无人机在遭受敌方攻击时能够尽可能地保持作战能力或完成关键任务,确保美军无人机在拒止环境下的协同作战效能,增强美军在复杂高威胁战场环境下的作战能力。
#### 二、天空博格人(Skyborg)项目
Skyborg 系统通过集成先进的人工智能技术,使无人机具备高度的智能自主性。该系统能够对无人机进行实时的任务规划、飞行控制和目标识别与攻击决策。例如,在与有人机协同作战时,Skyborg 无人机可以根据有人机飞行员的指令或战场态势,自主地规划飞行路线,前往指定区域进行侦察或攻击任务。它可以利用自身搭载的人工智能算法,对侦察到的目标图像进行快速处理和分析,准确识别目标类型,并根据目标的威胁程度和作战任务要求,自动选择合适的武器和攻击策略。在面对多个目标时,能够自主确定攻击顺序,优先打击高价值或高威胁目标。同时,Skyborg 项目还致力于实现无人机之间的协同作战智能化。多架 Skyborg 无人机可以组成编队,通过数据链相互连接,共享战场信息,协同执行任务。它们能够根据编队中各无人机的位置、状态和任务分工,自动调整飞行姿态和速度,保持编队的稳定性和作战效能。例如,在执行侦察任务时,无人机编队可以按照预定的搜索模式,自动分配搜索区域,确保对目标区域进行全面、高效的侦察;在遭受敌方攻击时,编队能够迅速做出反应,采取分散、规避或反击等措施,保护自身安全并继续执行任务。此外,Skyborg 项目注重无人机与有人机之间的互操作性和协同性提升。通过开发通用的数据接口和通信协议,使 Skyborg 无人机能够与不同型号的有人机进行无缝对接和协同作战。有人机飞行员可以方便地对无人机进行指挥和控制,同时无人机也能够及时将自身的状态信息、侦察结果和作战建议反馈给有人机飞行员,实现有人机与无人机之间的高效信息共享和协同作战决策,提高整个作战编队的作战效能和生存能力。
#### 三、体系集成技术和实验(SoSITE)项目
体系集成技术和实验(SoSITE)项目主要探索如何将无人机与其他作战系统进行深度集成,构建一个高效、灵活的作战体系。该项目强调作战体系的开放性和可扩展性,旨在打破各作战系统之间的壁垒,实现无人机与有人机、地面部队、海军舰艇、卫星等多种作战平台的无缝集成和协同作战。在项目实施中,SoSITE 注重开发通用的体系架构和接口标准,使不同类型的作战系统能够方便地接入和交互信息。例如,为无人机设计了标准化的通信接口、数据格式和任务指令集,使其能够与其他作战平台进行快速、准确的信息共享和协同动作。通过这种集成,无人机可以在作战体系中发挥多种作用。在侦察方面,无人机可以与卫星、预警机等侦察平台协同,拓展侦察范围和精度。例如,卫星提供广域的目标搜索和定位信息,无人机则对重点区域进行详细侦察,将获取的高清图像、视频和电磁信号等情报信息传输给作战指挥中心或其他作战平台,为作战决策提供全面、精确的情报支持。在攻击任务中,无人机可与有人机、地面武器系统和海军舰艇等协同作战。例如,无人机为有人机指示目标,引导有人机发射导弹攻击;或者与地面防空系统配合,对来袭敌机进行拦截;在海上作战时,无人机还可以与舰艇编队协同,对敌方舰艇进行侦察、监视和攻击,通过数据链将目标信息传输给舰艇的武器系统,实现超视距攻击。SoSITE 项目还通过大量的实验和模拟演练,验证和优化作战体系的集成效果和协同作战策略。在实验中,设置各种复杂的战场场景,测试无人机与其他作战平台在不同任务需求和作战环境下的协同作战能力,如在强电磁干扰环境下的通信与协同、在多目标攻击任务中的任务分配与协同等,根据实验结果不断改进体系架构、接口标准和协同算法,提高作战体系的整体作战效能和适应性,以应对未来复杂多变的战争需求。
#### 四、进攻性集群使能战术(OFFSET)项目
进攻性集群使能战术(OFFSET)项目聚焦于开发利用无人机智能集群进行进攻性作战的战术和技术。该项目旨在通过大规模的无人机集群作战,突破敌方的防御体系,对敌方目标进行有效攻击。OFFSET 项目注重研究无人机集群的战术运用和协同作战策略。在战术运用方面,探索了多种集群进攻战术,如分散式攻击、饱和攻击、诱饵攻击等。分散式攻击是指将无人机集群分散部署在不同方向和高度,从多个点同时向敌方目标发起攻击,使敌方难以集中防御力量;饱和攻击则是利用无人机集群的数量优势,在短时间内向敌方目标发射大量武器弹药,形成压倒性的攻击火力,突破敌方的防空和防御系统;诱饵攻击是通过部分无人机模拟真实攻击目标的信号特征和飞行轨迹,吸引敌方的防空火力和注意力,为其他无人机的攻击创造机会。在协同作战策略上,OFFSET 项目开发了先进的集群协同算法,使无人机集群在攻击过程中能够实现高效的任务分配、飞行路径规划和攻击时机选择。例如,根据敌方目标的防御布局和火力分布,自动确定各无人机的攻击任务,如哪些无人机负责压制敌方防空火力,哪些无人机负责对目标进行直接攻击;同时,优化无人机的飞行路径,避免相互碰撞和被敌方集中防御,确保集群攻击的顺利进行。此外,OFFSET 项目还关注无人机集群与其他作战力量的协同作战。例如,与地面特种部队协同,无人机集群为特种部队提供空中侦察、火力支援和通信中继服务,特种部队则为无人机集群提供目标指示和战场情报反馈;与海军陆战队两栖作战协同,无人机集群在登陆作战前对敌方海岸防御进行侦察和攻击,为登陆部队开辟安全通道,在登陆过程中提供持续的火力支援和战场监控,通过这些协同作战方式,充分发挥无人机智能集群在进攻性作战中的优势,提高美军的作战效能和作战成功率。
#### 五、“快速实验任务自主化”(REMA)项目
“快速实验任务自主化”(REMA)项目致力于加速无人机任务自主化技术的研发和实验验证。该项目通过构建快速实验平台和开发高效的实验流程,能够在短时间内对无人机的各种自主化任务技术进行测试和优化。在项目中,REMA 平台集成了多种先进的传感器、通信设备和计算资源,为无人机的自主化任务执行提供了强大的硬件支持。例如,高精度的光学相机、红外热成像仪、雷达等传感器,使无人机能够获取丰富的战场信息;高速数据链和卫星通信设备确保了无人机与地面控制站或其他作战平台之间的信息交互;强大的计算资源则能够快速处理和分析大量的传感器数据,支持无人机的自主决策和任务规划。REMA 项目采用敏捷开发和迭代实验的方法,快速验证和改进无人机的自主化技术。例如,针对无人机的自主目标识别技术,先开发出初始算法模型,然后在模拟战场环境中进行实验测试,根据测试结果分析算法的不足之处,如误识别率较高、对特定目标识别效果不佳等,然后对算法进行优化和改进,再次进行实验测试,如此反复迭代,不断提高无人机自主目标识别技术的准确性和可靠性。同样,对于无人机的自主飞行控制、自主任务规划、自主协同作战等技术,也采用类似的方法进行快速实验和优化。通过 REMA 项目,美军能够快速推进无人机任务自主化技术的发展,使其能够更快地适应未来战争对无人机智能作战的需求,提高美军无人机作战的自主性和智能化水平,增强美军在复杂战场环境下的作战能力和竞争力。
## 第六章 国内无人机智能作战技术评估与发展建议
### 第一节 我国无人机智能作战技术水平发展概述
我国无人机智能作战技术在近年来取得了显著的进步。在无人机平台研发方面,我国已经拥有了多种类型的无人机,涵盖了从高空长航时侦察无人机到察打一体无人机等不同功能和用途的型号。例如,“翼龙”系列和“彩虹”系列无人机在国际市场上也具有较高的知名度和影响力。“翼龙”系列无人机具备长航时、大载荷的特点,可携带多种武器和侦察设备,在侦察、监视和对地攻击等任务中表现出色。在智能控制技术上,我国不断探索和应用人工智能算法,使无人机的自主飞行能力和任务执行能力逐步提升。无人机能够实现自主起飞、降落、航线规划、目标搜索与跟踪等功能。例如,在一些复杂地形的侦察任务中,无人机可以根据预设的任务区域和地形数据,自主规划飞行路线,避开障碍物,高效地完成侦察任务。在数据链与通信技术方面,我国也在积极研发高速、可靠的数据链系统,确保无人机与地面控制站之间的信息传输稳定。同时,我国在无人机集群作战技术方面也开展了大量的研究和实验,实现了多架无人机的编队飞行和简单的协同任务执行,如集群侦察、模拟攻击等。然而,与美军相比,我国在无人机智能作战技术的某些领域仍存在一定差距,需要进一步加强研究和发展,以适应未来复杂多变的战争环境和国家安全需求。
### 第二节 中美无人机智能作战发展研究主要差距
中美无人机智能作战发展在多个方面存在差距。在技术研发投入上,美国长期以来对无人机智能作战技术研发给予了巨额资金支持,众多的科研机构、高校和企业参与其中,形成了一个庞大而完善的研发体系。例如,美国国防高级研究计划局(DARPA)在无人机智能作战相关项目上的投入持续不断,推动了如人工智能算法在无人机决策中的深度应用、新型无人机平台的概念设计与研发等众多前沿技术的发展。相比之下,我国虽然近年来在无人机研发方面的投入不断增加,但在整体规模和资金强度上仍与美国存在一定差距,这在一定程度上影响了技术研发的速度和深度。在基础技术研究方面,美国在一些关键技术领域如高性能芯片、先进传感器技术、量子通信等方面具有领先优势。这些技术对于无人机的智能感知、数据处理和通信能力的提升至关重要。例如,美国的高精度雷达传感器能够使无人机在更远距离、更复杂环境下准确探测目标,而其先进的芯片技术则为无人机的快速数据处理和智能决策提供了强大的计算能力。我国在这些基础技术领域虽然也在不断追赶,但仍面临一些技术瓶颈,如高端芯片的自主研发能力不足等问题,限制了无人机智能作战技术的进一步突破。在作战概念创新上,美军率先提出了一系列创新性的无人机智能作战概念,如“马赛克战”“忠诚僚机”等,并围绕这些概念开展了大量的实验和实践验证。这些概念将无人机与有人机、其他作战平台进行深度融合,创新了作战样式和协同作战模式。我国在作战概念创新方面相对滞后,虽然也在积极探索无人机与其他作战力量的协同作战模式,但在概念的前瞻性和系统性上还有待提高,需要进一步加强对未来战争形态和作战需求的研究,提出更具创新性和适应性的作战概念,并加快其实践验证的步伐,以缩小与美军在无人机智能作战领域的差距。
### 第三节 对我国无人机智能作战的发展建议
#### 一、应对美国“忠诚僚机”的对策建议
针对美国“忠诚僚机”作战概念,我国应从多方面采取对策。首先,加快我国“忠诚僚机”类似项目的研发进度。加大在无人机自主智能技术方面的投入,提高我国无人机与有人机协同作战的智能化水平。例如,研发能够与我国先进战斗机如歼 - 20 等紧密协同的无人机僚机,使其具备高度的自主决策能力,能够在复杂战场环境下根据有人机的指令迅速调整任务角色,如从侦察切换到攻击或干扰状态,并且能够自主地进行目标搜索、识别和攻击决策。其次,注重无人机与有人机之间的数据链和通信技术研发。构建高速、安全、抗干扰的数据链系统,确保两者之间的信息传输稳定可靠。这需要突破一些关键技术,如开发新型的通信频段和编码方式,提高数据链的抗干扰能力,以应对未来战场上复杂的电磁环境。同时,优化无人机与有人机之间的协同作战战术。通过模拟演练和实战化训练,探索出适合我国装备特点的协同作战模式。例如,在空战场景中,根据我国战斗机和无人机的性能特点,制定合理的编队战术、攻击顺序和防御策略,充分发挥有人机的空战优势和无人机的灵活性、隐蔽性优势,提高我国空中作战力量在面对美国“忠诚僚机”威胁时的应对能力和作战效能。
#### 二、应对美国无人机集群的对策建议
对于美国无人机集群作战的威胁,我国可采取以下对策。一是大力发展我国的无人机集群技术。加大在无人机集群自主控制、协同作战算法和通信组网技术等方面的研究力度。提高我国无人机集群的规模和智能化水平,实现大规模无人机集群的自主任务规划、目标搜索与攻击、抗毁伤能力提升等功能。例如,通过研发先进的集群自主控制算法,使无人机集群能够在无人工干预的情况下,根据战场态势自动调整任务分配、飞行路径和攻击策略,提高集群作战的灵活性和适应性。二是加强无人机集群的防御技术研究。开发针对无人机集群的探测、识别和拦截技术。例如,利用多频段雷达、光电探测设备等组成综合探测系统,提高对无人机集群的发现距离和识别精度;研发新型的反无人机武器系统,如激光武器、高功率微波武器等,这些武器具有快速反应、高精度打击和多目标攻击能力,能够有效地拦截无人机集群的攻击,保护我国的重要目标和军事设施免受美国无人机集群的威胁。三是创新无人机集群作战的战术运用。研究如何利用我国的地理环境、作战力量布局等优势,制定针对美国无人机集群的作战战术。例如,在我国的山区、城市等复杂地形环境中,巧妙地布置防御力量,利用地形优势对美国无人机集群进行伏击、干扰和破坏;或者采用诱饵战术,通过释放虚假目标和干扰信号,误导美国无人机集群的攻击方向,然后再集中力量进行反击,提高我国在应对美国无人机集群作战时的战略主动性和作战成功率。
#### 三、加强人工智能与大数据技术在无人机作战中的应用研究
深入挖掘人工智能与大数据技术在无人机作战中的潜力,是提升我国无人机智能作战水平的关键。在目标识别与分类方面,利用深度学习算法对海量的图像、视频数据进行训练,提高无人机对不同类型目标的识别准确率和速度,无论是在复杂的战场环境还是在面对新型目标时,都能快速、准确地判别目标性质,为后续的作战决策提供可靠依据。例如,通过对卫星图像、无人机侦察图像以及开源情报中的图像数据进行综合分析与学习,使无人机能够精准识别出军事设施、武器装备以及人员等各类目标。在作战决策优化方面,借助大数据分析技术,对历史作战数据、战场环境数据、敌我双方装备性能数据等进行深度挖掘与分析,构建作战决策模型。无人机在执行任务过程中,可根据实时获取的数据,结合决策模型,快速生成最优的作战方案。例如,在打击任务中,综合考虑目标的价值、防御强度、周边环境以及我方武器的射程、精度等因素,确定最佳的攻击角度、攻击时机以及武器使用策略,提高作战效能并降低我方风险。同时,加强人工智能与大数据技术在无人机集群作战中的应用研究,实现集群内无人机之间的智能协同与任务分配,通过对集群整体态势的感知与分析,根据各无人机的状态、位置和能力,动态调整任务分工,使无人机集群能够像一个有机整体一样高效运作,适应复杂多变的战场环境,提升我国无人机在智能作战时代的竞争力与战斗力,有效应对美军在无人机智能作战领域的优势与挑战,保障我国的国家安全与战略利益。