某局部冲突中无人机作战运用及启示*

张洪碧,孟凡松,翟东航

(1. 国防科技大学信息通信学院,湖北 武汉 430010;2. 空军航空大学,吉林 长春 130022)

2022年,两个主权国家在某地区爆发局部冲突,在本次低烈度局部战争中,一方除借助第三方国家或组织的高空长航时战略无人机进行情报侦察外,作战双方还大量运用中低空、中低速武装无人机开展空地对抗,特别是以察打一体无人机为突破点,运用智能化游击战战法并达成作战效果。研究本次冲突双方无人机与其他作战力量综合运用,分析无人机作战特点规律,积极探索无人机作战概念和战术战法创新,对于加强无人机作战力量建设,牵引无人机装备发展,具有十分重要的意义。

1 冲突中各国无人机作战运用基本情况

1.1 情报信息支援,增强战场感知

无人侦察机配合有人作战力量,为陆、海、空等作战力量提供侦察预警、战场监视、目标引导、通信中继等支撑,是获取情报信息,增强战场态势感知的重要手段。其功能如下：1)抵近侦监。战略无人机可对敌实施长时间的连续侦察监视,信息动态性、实时性强,能够有效发现敌时间敏感目标和无规律活动的目标;相比有人机机身体积小,具有低可探测性,能够隐蔽实施侦察,可掌握详细、准确、连续、实时的情报信息,既可为火力打击和电子进攻提供目标数据信息,也可为防空作战提供早期预警情报,是卫星和其他战役战术侦察手段的重要补充。如冲突初期,在作战双方军舰对峙时,第三方国家出动E-3A/E-8C等有人侦察机,以及RQ-4“全球鹰”和MQ-9A“收割者”战略无人机一直在交战地区上空巡逻,为不对称一方舰队提供了目标指引。2)末端引导。末端引导可分为数据式引导、溯源式引导和照射式引导三种方式,通过察打一体无人机进入目标空域,对远距离打击目标或被敌遮蔽目标实施近距离的探测、定位,并将相关情报参数传至作战指控中心或火力打击单元,直接对地面炮兵进行末端定位、引导指示、弹道修正和参数校射,提高火力打击的精度和对敌突袭兵力/武器拦截概率。冲突中,不对称一方使用TB-2无人机避免与对手国家正面交锋,迂回绕至对手后方,引导地面炮兵部队,对该国装甲车队和后勤保障车队开展猛烈炮击。3)通信中继。利用无人机建立信息网络节点,为超出视距通信范围、卫星通信盲区或通信受限区域内的任务部队传送情报信息和图像信号,为其通信范围内的所有陆海空作战平台提供信息转继,可避免地球曲率影响,有效增加各大站点的通信传输距离,极大提高部队远距离作战能力和复杂战场环境中指挥协同能力。介入本次冲突的第三方国家的MQ-9A“收割者”无人机的通信系统可使用C波段用于近距离通信,也可使用Ku波段与卫星配合实施超视距数据传输,为前方其支援的军队和本国支援单位搭建通信桥梁。

1.2 智能决策赋能,推动算法创新

冲突中,第三方国家和组织通过人工智能系统处理卫星和无人机传回的各类情报信息,根据打击目标的兵力部署、火力配置、运动方向和后勤补给线路进行系统综合分析,生成报告后发给支援国家军队,再用现有武器进行最优化的打击,不断推动算法创新。一是通过人工智能提高战场感知能力。在人工智能的强大算力支持下,从侦察、监控、保密通信、卫星定位到分配任务、伏击路线、目标锁定等,都可以通过智能化系统轻松完成,从而获得超强的战场感知能力。被支援国家军队依靠第三国的人工智能系统和情报支援,能提前计算和预判对手后勤车队的出发时间、出发地点和终点站,以及护卫情况等,而后根据情报信息，出动TB-2型无人机对对手国家军队后勤车队实施精确打击。二是通过人脸识别开展斩首行动。通过收集日常生活中人脸信息,建立规模庞大的数据库,将对手国家指挥官和作战人员的军衔、职务贴上“标签”。冲突中,第三方国家相关公司向其支援国家政府部门开放人脸数据库,包含20亿张从打击目标国家社交平台收集的图片,有了这个基础,不对称的被支援一方就能在失去制空权的情况下,仅凭狙击步枪、弹簧刀等短程单兵武器就能精准狙杀对方高级指挥官,给对手国家军队特别是其高级军官造成惨重损失。三是通过算法创新预判战场态势。通过人工神经网络、线性回归、贝叶斯等算法,对人的意识、思维进行还原和模拟,能按照人类的设定进行独立思考。因此,在情报、决策与作战一体化领域,经典算法广泛应用并起到关键支撑作用。本次冲突中,第三方国家军队将所有战场情报和打击目标全部输入算法系统,由人工智能系统通过算法来确定打击目标,并按威胁程度进行优先排序。算法、兵棋推演、人工智能系统和战场情报相融合,就可以对战场态势进行相对准确的预测和预判。

1.3 反制样式灵活,加速攻防转换

本次冲突中,交战双方均使用无人机进行情报侦察和火力打击,同时灵活采用多种无人机反制样式,第三方国家也派出有人/无人机加入侦察和干扰反制的行列,协助其支持军队削弱对手国家无人机作战能力。在无人与反无人的较量中,攻防角色不断转换,加剧了战争激烈程度。一是导航定位干扰。通过干扰无人机的导航定位系统,使无人机无法准确定位自身的空间位置而偏离预定飞行路线,或者无法获取目标精确位置信息而造成打击失效。一方生产的“自杀式”无人机KUB-BLA,遭遇对手导航干扰,有数架在对手国家的银行附近坠毁,未能精确命中对方军事目标。二是侦察干扰。通过发射电磁干扰信号，使无人机无法正常接收探测信号回波，或者使其接收错误和虚假目标信息,还可以通过发射、散射特定能量的光波，施放烟幕等手段对己方目标进行光学伪装遮障。冲突中,一方国家地面后勤部队饱受对手TB-2型无人机攻击之苦。冲突中后期,西部军区反无人机混编大队通过装备的“克拉哈苏”电子战系统,对TB-2无人机的侦察系统采取致盲压制干扰和目标欺骗干扰等反制手段,并配合“铠甲-S”防空系统予以彻底摧毁。三是信息干扰。通过信号劫持或病毒入侵的方式,夺取无人机控制权,使其无法回传数据,篡改无人机行动指令、变更航线,甚至引导无人机自毁。据第三国《防务新闻》报道,其情报中心一直在向所支持国家军队传输情报数据,每天都有数架预警机、侦察机和无人机在该国周边飞行,利用先进的机载雷达系统帮助其搜索对手情报。一方在交战地区一次突袭作战当中,缴获到敌方笔记本电脑,发现这台电脑可以直接与第三国某空军基地的E-3A预警机连线,第三方组织和国家军官不但参与其支持的国家作战会议,参与制定作战计划,通过网络系统直接指挥被支持的国家作战,还对交战另一方军队无人机等指挥信息链路进行信息干扰。

2 无人机作战的主要特点及达成的效果

2.1 数据情报共享,全面感知战场态势

战场态势感知是为所有参战部队和支援保障部队对战场空间内敌、我、友各个方面的兵力部署、武器装备和战场环境等信息实时掌握的过程。战场态势感知主要持点如下：一是感知类型多样。参与情报支援的第三国RQ-4搭载了AN/ZPY-3多功能有源传感器(MFAS)、有源电子扫描阵列、组合光电/红外传感器、I/J波段合成孔径雷达等侦察感知设备,能实时获取图像视频信号和雷达电磁信号;TB-2配备了三重冗余航空电子系统、POP-300D侦察吊舱(Pilot静态传感器、红外摄像头、激光测距仪等感知模块)、CMX-15D型6合1光电转塔,能清晰识别地面静止和运动目标。二是感知精准度高。“全球鹰”的红外传感器采用锑化铟640*480凝视焦平面阵列,工作波段为3.6～5.0 μm,像元尺寸为20 μm,其合成孔径雷达在聚束工作模式下,扫描覆盖速率为79点/h(1900点/天),图像分辨率为0.3 m。如此高精度的感知能力,可以精确探测到所支持国家对手军队的装备型号、数量以及部队行进轨迹。三是态势共享迅速。交战一方军队“猎户座”无人机配备了具有电视和红外通道的光电系统、高分辨率数字航空摄影系统、雷达设备及无线电侦察设备,其软件可以处理收集的各种数据,5分钟生成概略报告,20分钟生成详细报告,30分钟内可将战场态势信息共享给友邻部队。

2.2 拓展时空频域,增加战场空间维度

随着信息技术广泛用于军事领域,信息作战把作战空间扩展到电磁空间和网络空间。无人机核心技术不断取得突破,先进技术的融合运用,极大地拓展了无人机侦察的时域、空域和频域,信息化战场呈现多维一体的全域特征。

1)拓展战场侦察空域。随着无人机向高空、高速、小型、微型化两极化方向发展,侦察空域也向两个极端扩展。高空、高速无人机飞得更快、更高、更远,活动范围将进一步向敌纵深腹地延伸,使侦察预警能力边界和国家利益拓展、安全威胁发展动态和武器打击范围同步延伸。小型化、微型化无人机由于隐蔽性和穿透性强,可突入严密防范的敌人内部,实施情报侦察甚至突袭破坏。

2)拓展战场侦察时域。无人机由于作战平台上无人,具有“不惧伤亡”优势,能够快速部署并进入有人作战力量无法或不便涉足的危险、恶劣环境和空间中,长时间、高强度遂行各种复杂、艰巨的作战和勤务保障任务。高空高速长航时无人机可在对流层上空飞行,避免了风雨雷电的影响,摆脱对天气的依赖,能全天候、全天时对重点作战区域实施侦察监视和预警,随时为作战行动提供情报信息支援,实现有利于己方的战场单向透明。

3)拓展战场侦察频域。频谱是信息化装备赖以发挥作用的载体,战场各类武器系统工作频谱不断向两极延伸拓展,形成光波到光谱的系列化、综合化战斗单元,既可实现广域普查,又可对局部进行重点详查。冲突中,交战双方、第三方国家(组织)以间接方式介入冲突,其行动空间已拓展到“陆、海、空、天、电、网、心”各领域各维度,第三国出动各型有人/无人侦察机帮助其支持国家军队搜集对手国家陆海空情报和战场电磁频谱信息;用无人机攻击对手国家视频作为宣传载体在各类社交媒体广泛宣传,起到攻心夺志的效果;雇佣黑客攻击对手国家和军队网络,全球最大的政治性黑客组织“匿名者”(Anonymous)在推特上宣布正式向对手国家一方发起网络战,已成功入侵该国政府网站、媒体平台以及广播电视,甚至将窃取的该国机密数据公之于众。

2.3 缩短侦打评保链条,提高现代战争效费比

冲突中,无人机在战场上的改变不仅让使用方获得廉价的空中攻击平台,而且让整个军事行动的节奏和章法都出现了本质转变。

1)缩短侦察打击链条。由于城市作战建筑物林立,传统的空中和地面侦察实际上很难动态精准掌握敌军情报。冲突中,非对称一方军队多次利用低空低速无人机提供比其他飞机更详细的战场画面,通过数据链连接到远离战场的情报指挥中心,这些视频资料还可以放大和慢镜头播放,以供分析研判,使用无人机前出侦察能有效降低有人机和人员伤亡,具有极高的战争效费比。

2)实时战场毁伤评估。无人机大规模投入战场后可在轰炸完成第一时间确定效果,如确需再次袭击则可立即发动第二轮攻击。冲突中,非对称一方通过利用无人机执行动态目标打击任务,引导地面炮火校射,打击对手一方坦克部队,开展无人近距火力支援,极大地改变了现代空中作战样式和毁伤评估方式。无人机作为察打一体平台,加快了战场杀伤链的运行速度,使得战争推进变得前所未有的迅捷灵活。

3)分散移动部署。无人机几乎不需要前进基地支持,部署可能更为分散甚至可以移动部署,让对手即便想反制也非常难下手。传统有人机作战需要一个可以容纳弹药、零件和满足飞行员生活需要的稳固基地,需要根据有人机作战半径,在战区附近建立一个庞大的空军基地,并且配备足够的兵力保护以免遭敌方攻击,因而大量使用无人机能有效降低后勤保障支出和压力。

3 对未来无人机作战运用的启示思考

无人机既是军事智能化装备发展的主要方面,又是新型作战力量体系的重要构成部分,基于冲突中无人机运用得失情况,未来应加强无人机数据链建设研究,重视有人系统/无人机作战运用,基于无人作战概念、作战样式、武器装备开展战法创新研究,提早架构设计反无人机战略,透析战争制胜机理,有效融入联合作战体系。

3.1 加强数据链协同建设,融入联合作战体系

无人机数据链能够有效将战场信息优势转化为决策优势和作战行动优势,进一步拓展无人机数据链协同作战能力,提升传统无人机高带宽通信组网和威胁应对能力,在联合作战任务中形成适应高对抗环境下的新型作战能力,是未来的重点发展方向。

1)情报协同。发挥无人机数据链不仅能够被动地传输情报,而且可以智能处理和发布分配指令,具备向上级指控站和同级作战单元高速共享情报的能力,节约作战过程中信息传输时间,加快复杂环境下联合作战反应速度。

2)作战协同。基于无人机数据链的数据传输功能,在一定的作战目标有效区域内通过现有网络技术对各作战单元进行组网,共同构建联合作战动态网络,在作战过程中为地面、海上和空中作战平台之间提供实时信息交换和处理服务,在指挥控制站与作战单元协同外,实现作战单元之间的高质量协同。

3)编组协同。通过增强有人作战平台与无人机之间的互操作性,依托先进的数据链路和实时、高效的信息共享能力,将有人作战力量与无人作战力量共同编组,实现有人系统与无人机高度融合与行动同步,达成更加直接的战场信息交互、作战支援与行动配合,实现有人与无人一体编组、整体作战,更好地发挥有人作战力量与无人作战力量的互补优势。

3.2 重视有人/无人协同运用,打造新质作战力量

有人/无人协同作战作为一种可以预见的全新作战力量,将作为生成体系作战能力的有效途径,对空中力量的作战运用产生巨大而深刻的影响，应对加强二者协同作战运用研究,大量使用有人/无人混合编组,将多域有人和无人能力整合到作战场景中,行使无人指挥和控制,制定战术、技术和程序,验证有人/无人协同作战样式及效果,检验无人系统装备技术战术能力,促进我同类作战条件下无人作战能力跃升。

1)空中机动作战,提高侦察打击能力。注重增强无人机与有人机以及指挥系统之间的互操作性,达成更加直接的战场信息交互、作战支援与行动配合,以实现共同编组、整体作战。例如由有人机指挥无人僚机,作为战场宽带数据链的空中信息节点,执行前出探测隐身战斗机等目标,执行侦察或打击任务,利用无人机为其中一方提供ISR支持等。

2)协同对地防空压制,增加战场控制能力。无人作战飞机具有价格低廉、信息处理完整、机动轨迹规划精细、跟踪控制能力精准等优点,而有人机可在无人机全方位态势感知辅助支持下,更加关注整体态势判断和战术决策,根据整体效能最优原则指挥无人机执行具体目标察打任务。在压制防空方面,本次优势兵力一方没有利用开战时首轮远程精确打击效果,持续压制瘫痪不对称一方的预警雷达、地面防空系统和主要机场,在空中实施进攻性制空扫荡,使其空军能够零星起飞战斗机、无人机升空作战,给本国地面部队造成损失。非对称一方无人机频繁游击打击强大一方军队车队，反映出小型察打一体无人机在没有战区制空权的条件下仍然具备带弹起飞能力。

3)空中遮断,摧毁后勤保障能力。无人机在广阔的作战区域通过高效能探测系统获得完整的侦察信息,有人机通过综合情报信息,根据作战任务,给无人机分配高威胁目标或紧急突发任务,对敌方指挥所、机场、桥梁、弹药库等目标进行有效打击。如近期的战斗中,非对称一方利用TB-2武装无人机对另一方军队的保障车队不断袭扰,迫使原本强大一方军队转移大量的部队来保卫自己的供应线,严重限制了其军队攻势。

3.3 运用无人作战概念样式武器,推动战法创新

未来智能化战争时代,作战概念不仅是经验概念,更是对作战的构想、设计和前瞻。探索无人作战概念、作战样式、装备武器和战法创新,能有效定位军事需求、创新军事理论,搞清“打什么仗、怎么打仗”的问题,发挥无人系统作战能力基础性、先导性作用。

1)发展无人作战智能决策与对抗军事思维。冲突中,人工智能与传感器、无人机以及武器之间愈加紧密,无人作战系统的智能决策与对抗能力已经成为各国军队作战概念创新的重点运用方向。原本军事实力不强的一方利用低复杂传感器、多域指挥与控制节点、有人/无人系统等,在非对称作战条件下,以自协调、自适应的方式,构建快速响应、动态重组的智能游击战作战体系,基于分布式态势感知,延迟或阻止对手实现目标,利用AI人脸识别技术加无人机精准狙击实施斩首行动。

2)加强无人作战与信息战、心理战、网络战、认知战等作战样式结合。冲突双方每日发布的战报都通过互联网全球公开,网络上各种媒体(电台、报纸、Facebook、Twitter、Tiktok)充斥各种真假不一的战场和非战场信息,甚至鼓励制造虚假信息进行战略性传播,这都是双方信息战、心理战的一部分,一方利用无人机实时拍摄的画面,在全球互联网发布摧毁对手装甲车或者抓捕其战俘的视频,利用信息舆论扰乱对手军心。军事实力非对称方使用“星链”系统以及邻国地面站,指挥战场上的无人机对军事实力强大一方军队装甲部队实施侦察和降维打击。“星链”在战场上可以对目标进行长时间观察和通信,将高精度画面实时传输给指挥所,再分发到各作战单位,一旦进入作战,对未来作战形态将造成重大影响。太空互联网已成为现实并改变战争形态,需进行有效战略预置。

3)利用无人系统武器打造超视距杀伤链闭环。利用战场物联网、云计算、信息融合与共享、数据挖掘、数学建模等人工智能技术,让无人机成为战场上传递信息的杀伤链节点,进而有效夺取战场信息优势、决策优势和行动优势。在多维复杂战场环境下,以战略无人侦察机作为空中节点,以数据链系统为支撑,建立全方位、全天候和全频谱的空中侦察系统,从多维度空间获取态势信息,实时共享情报态势,分配打击力量,缩短信息传递过程,使信息在作战节点间自由流动,进一步压缩杀伤链时间。军方利用低成本、可消耗的无人机，凭借其数量优势，将脆弱的杀伤链升级为强大的杀伤网。廉价化、软件化、精密化已成为各国智能化战争无人武器的发展趋势,未来应在战术末端大量配备适用单兵携带、可提高排级步兵单位的精确火力，以及适用于城市作战的消耗型无人机。

3.4 架构设计反无人机战略,透析制胜机理

将无人作战领域从地理空间、电磁空间拓展到网络空间甚至是认知空间,将顶层战略与作战概念、作战训练和技术发展串联起来打造闭合回路,以实现智能化战争中的全域多维、降维打击,需从以下三个方面加强架构设计。

1)概念研判,战略预置。针对编组灵活,使用自杀式无人机消灭目标的作战样式,要研判对手相关作战概念必须解决哪些问题,然后根据这些问题反向倒推,提出制胜对手在无人机反制方面“所需作战能力”。从“无人作战概念”到“问题难题”再到“所需作战能力”,形成以透析制胜机理为中心的配套理论,提早进行有效战略预置。例如“穿透性制空”作战概念中强调以少量“高端有人机平台”+功能各异的“无人机平台”模式,利用穿透无人机的灵活隐身低可探测性能,与有人机形成高效、低风险穿透打击编队,以实现情报监视侦察和目标打击的双重穿透任务，需尽早开展突破军兵种的无人近距空中支援等新型作战概念研判,开展反制“穿透型制空”小体系对抗探索。

2)分层防空,直达末端。无法长时间对1 000 m以下的空域实施作战控制,是军事强国在作战中面临的共性问题。冲突中,强大一方军队现有的防空系统也无法探测和攻击TB-2型低空低速无人机,直接导致战场上的该国军队很容易受到对方无人机攻击。现代化、分层防空的部队结构将能有效防止低空、低速小型无人机袭击。军事强大国家部队通常在其合成作战单元中具有分层防空和反无人机能力,但其前沿部队在冲突中未能展现出有效的防空能力,也没有展示出其多年来在以往地区冲突实践并试图完善的战术、技术与项目能力。在未来的演训中,需要直达战术末端训练部队,预置指挥链路被切断时,一线指挥员能否在脱离上级指挥情况下有效使用手中的智能无人武器系统,考虑己方智能无人武器系统使用的同时,考虑敌方智能无人武器系统使用,做好主动和被动防空。

3)综合集成,体系融合。通过此次冲突,人工智能与传感器、无人机以及武器之间连接愈加紧密,必将在军事界与技术产业界引发一系列连锁反应。未来战争是技术与技术的交锋,体系与体系的较量。反无人机技术的发展,应该以体系构建为着眼点,以实现探测预警信息互联互通、情报实时共享、功能融合为切入点,以提高体系作战能力为发展目标,满足低烈度战争、灰色地带战争、高烈度战争等多种作战环境下的需求，加紧针对反无人机技术和人工智能结合研究,通过发展无人化智能化武器平台,实现“无人反无人”“智能对智能”的功能,将其作为新型作战力量,抢占未来智能化战争制高点。