无人机支援地面防空作战研究*

宋占福，赵全习，胡文志，黄懿

（1. 空军工程大学，a. 防空反导学院；b. 基础部，陕西 西安 710051；2. 中国人民解放军95010 部队，广东 汕头 515000）

0 引言

随着人工智能、无人技术、导航技术、材料技术的发展和军事应用，无人机得到了迅猛发展，以其灵活的运用手段、隐蔽的机动方式和较高的战场效费比，成为了颠覆各领域作战的新型力量，加速了战争样式的嬗变［1-4］。在美政府强势推进“印太战略”的高压态势下，在空袭体系日趋智能化、体系化、多样化的背景下，在高原山地、远海岛礁、陌生地域等复杂作战环境下，深入研究无人机支援地面防空作战，既是适应新军事变革发展的迫切需求，也是推动新质力量融入防空作战体系，提升无人机力量运用水平的重要途径。

1 无人机支援作战的优势

目前，无人机已成为军事各领域作战的重要组成部分，以其作战能力强、战技性能好、运维成本低、作战损失小等特点，在各领域作战中发挥着不可估量的支援优势。

1.1 作战能力多样

21 世纪以来，从阿富汗战争、伊拉克战争、利比亚战争到纳卡冲突、俄乌冲突，无人机作为新质作战力量，执行了侦察监视、指挥通信、信息情报、大规模杀伤武器核查、战区导弹防御预警、防空火力压制、搜索救援、气象水文监测、心理战、火力打击等作战行动，支援了陆、海、空、天等各领域作战行动，取得了奇效。从任务特性上看，无人机承担起了“危险性大、毁伤性高”的人类飞行员无能力或不适合实施的各种任务，为实现战争意图提供了有利条件，降低了人装损失，提高了作战效率。从作战时效性上看，为打击高价值时敏目标提供了侦察、搜索和监视等保障。从侦察能力上看，无人机的低空侦察能力有效弥补了卫星受云层、大气干扰的不足，为有效打击目标提供了精准的情报和定位信息［5］。

1.2 战技术性能好

在军事竞赛愈演愈烈的今天，无人机的隐蔽性、机动性、自主性等方面得到了迅速发展［6］。从隐蔽性方面看，无人机机身大小、外形设计、表面材料、反红外探测等，比有人机更具优势，致使无人机雷达散射截面积（RCS）很小，隐蔽性强。从机动性方面看，无人机具备近程、中程、远程的机动能力，甚至可飞抵全球任何地点执行任务，飞行高度由低空延伸至临近空间和航天空间，续航时间高达30 h，滞空时间高达20 h，有效载荷高达数吨，并且实现了超声速飞行等，打破了有人机的时空限制，为执行各类极限特殊任务提供了有力依托。从自主性方面看，随着 Dijkstra 算法、A*算法、D*算法、遗传算法、蚁群算法、神经网络算法、机器学习算法等人工智能算法的应用发展［7-8］，无人机系统可根据战场数据，自主决策所需飞机数量、战斗载荷和支援保障等。自主选择作战时机、自主规划航线、自主编队飞行，并根据战场态势生成相应的对抗策略，任务完成后自主返回基地。

1.3 运维成本低

无人机的系统由飞机系统、地面系统、任务载荷和综合保障系统组成［2］。与有人机相比，无人机的研制、运行、维护成本都低得多。2020 年，美国智库战略与预算评估中心（CSBA）发布了《侦察威慑：无人系统在大国竞争中的关键作用》报告，数据显示，1 架MQ-9“捕食者”无人机每小时飞行成本为4 864 美元，RQ-4“全球鹰”无人机为 18 591 美元，而E-8“联合星”有人侦察机为109 377 美元。如果对周长1 000 n mile（约1 852 km）范围进行全年24 h不间断地监控，MQ-9 的成本约为有人侦察机的1/30［9-11］。另外，一些中小型无人机，不需专用基地和跑道，仅依托手抛或发射车就可实现无人机的起降，大大降低了对作战环境的要求，减小了额外的保障费用。

1.4 作战损失小

在信息化战争条件下，对抗的强度和危险性异常激烈，制空权的争夺往往使空间飞行器陷入危险的境地，有人机遭受打击的概率大大提高，相比之下，无人机具有巨大优势。一是无需考虑飞行员的生理因素。仅需油料保障到位，无人机可持续进行滞空、临空或航天飞行，作战时间极大延长。二是可执行特殊作战任务。对于染毒、核泄漏等极特殊的作战地区，利用无人机执行作战任务，可使人员免受伤害。三是充当诱饵。在执行编队突防突击、有人无人协同打击、反辐射打击时，可利用无人机模拟战斗机，诱骗对方防空雷达开机、消耗防空弹药、转移敌人视线、暴露阵地位置，掩护主要力量实施空袭作战，从而达到作战意图［12-13］。

2 无人机支援地面防空作战的运用策略

无人机支援地面防空作战行动，为地面防空部队在预警探测、伪装防护、信息通联、电子对抗、运输投送、实战化训练等作战的关键环节提供了更多手段。

2.1 “空中之眼”，为预警探测、态势获取提供情报支援

地面防空雷达是发现目标、跟踪制导、效能评估的关键装备，但在实际战场环境中，却受各种因素制约，无法发挥应有威力。如表1 所示，在考虑遮蔽角的情况下，当空袭目标高度为50 m，遮蔽角为1′时，防空雷达的探测距离约26.8 km；目标高度为100 m，遮蔽角为10′时，防空雷达的探测距离仅为23.3 km，极大缩减了拦截窗口。传统的应对措施为依托地监哨协同探测的方式进行低空预警，但受地形地貌影响，地监哨行动受限，预警体系建立缓慢，时效性差。此时，无人机支援防空作战的策略包括：一是协同预警探测。使用携带预警雷达的无人机，协同地面防空武器系统，在地形遮蔽较大的方向对低、慢、小目标进行远程预警探测，增大发现距离，为指挥决策和火力拦截提供更多时间。二是战场态势侦察。当进攻方利用电子干扰机制造大规模空袭假象诱骗防御方防空武器雷达开机时，可使用一定数量中远程无人机携带视频监视设备前出侦察（在防御方制空之内，进攻方制空区域边缘），实时掌握前方空中真实态势，避免弹药无用消耗。

表1 考虑遮蔽角时雷达对不同高度目标的探测距离Table1 Detection range of radar for targets at different heights consider shielding angle

2.2 “空中之链”，为接力跟踪、协同制导提供数据支援

地面防空雷达是防空体系的核心装备，进攻方通常采取电子攻击、网络攻击、火力打击、反辐射打击等多种手段破坏防御方防空体系，致使防空雷达无法正常工作，造成防御方陷入“束手无策”的尴尬境地。此时，无人机支援地面防空作战的策略包括：一是接力跟踪。如图1 所示，空袭目标通常利用地形特点进行低空突防，使地面防空雷达无法实现对目标的稳定跟踪，从而达到突防目的，若利用目标指示无人机，在适当空域对突防目标进行全程稳定跟踪，持续收集目标航迹信息，为超视距拦截超低空目标提供数据支援。二是协同制导。如图2 所示，当火力单位发射导弹后，目标指示无人机与地面雷达同时截获导弹，进行协同制导，在提高制导精度、高度和距离的同时，还可降低电子干扰影响，为雷达引导导弹拦截目标提供数据辅助支持。同时，地面雷达与无人机可以协同间歇照射，避免雷达长时间照射暴露频率和位置信息后遭受反辐射打击。当火力单位的制导雷达出现高度或角度测量故障以及地面武器装备实施静默时，利用无人机进行初段、中段制导，末端由导引头自主制导完成拦截任务。

图1 无人机对低空突防目标稳定跟踪示意图Fig.1 Schematic diagram of UAV stable tracking of low altitude penetration target

图2 无人机接力制导抗击空袭目标示意图Fig.2 Schematic diagram of UAV relay guidance against air raid targets

2.3 “空中之盾”，为隐真示假、电子对抗、伪装防护提供防护支援

进攻方实施空袭作战前，往往使用电子侦察手段对防御方防空指挥信息系统和防空武器装备的电磁信号进行侦察、截获、测量、分析、识别，以获取防空装备技术参数、型号、位置、用途等，对防御方造成较大威胁。在空袭作战时，在网络化、体系化、一体化空袭作战条件下，作战飞机、制导导弹、巡航导弹等更依赖雷达制导和电磁波通信，并对地面防空体系实施信息与火力的综合打击。此时，无人机支援地面防空作战策略包括：一是营造虚假态势。以无人机快速机动的优势，在多个地区间歇释放不同防空雷达的信号，欺骗干扰，营造大规模防空武器待战假象，隐真示假，迷惑对手。二是多手段电子对抗。利用通信和雷达干扰无人机协同电子对抗力量，对敌机载轰炸瞄准雷达、导弹制导雷达等实施干扰，力争使其通信瘫痪、指挥失灵。三是组织多维防护。协同地面电子防护力量，组织无源干扰无人机携带干扰设备，在适当位置大面积投放金属箔条、金属离子等无源干扰物和致盲烟雾，形成防护走廊，建立干扰通道，以干扰敌警戒、火控、末制导雷达系统和巡航导弹景象匹配制导行动，降低空袭火力效能，保障保卫要地和防空体系安全［14］。

2.4 “空中之网”，为信息通联、体系入网、数据传输提供信息支援

根据国际形势和作战任务需要，高原高寒、远海岛礁、陌生地域等地面防空压力陡增。地面防空部队在极特殊环境下的信息通信、数据传输等受到严重影响，时常出现指挥信息断链、卫星通信失效的致命问题。如图3 所示，此时，无人机支援地面防空作战的运用策略包括：一是通信中继。对于地面防空武器装备部署分散，微波、有线通信距离短，散射通信不稳定的现实问题，虽然可以通过增加微波通信车延长通信距离，但费效比较高。依托无人机机动灵活可控、覆盖范围广、费效比低的优点，在复杂地形条件下，运用机载数据中继系统或卫星通信中继数据链的通信无人机，在空中合适位置设置通信节点，打通上级、本级、下级与空中的通信链路，构建战场立体指挥通信网络，弥补通信距离受限和易受干扰的不足。二是体系入网。利用无人机携带入网交链节点，将地监哨、便携式雷达等因距离、地形因素难入网的末端信息融入地面防空信息网络，为火力拦截低空超低空目标提供技术支援。三是数据传输。空地协同防空作战中，因距离过远，可能导致数据链丢失、协同信息不通等问题，无人机可作为信息节点，传输预警机、指挥机的数据信息，为空地协同防空作战提供网络节点保障。

图3 无人空中平台搭载通信中继示意图Fig.3 Schematic diagram of communication relay on unmanned air platform

2.5 “空中之翼”，为阵地校飞、演习演练、运输投送提供战训支援

为提升训练水平，达到训练效果，地面防空部队通常需要航空兵、雷达兵、火箭军等其他军种的协同配合，但组织跨军种协同训练往往会耗费大量人力财力，加之训练时间、训练空间、人员精力有限，很难在短时间内达到训练标准。此时，无人机支援防空作战的运用策略包括：一是阵地校飞。在防空阵地部署和伪装防护上，利用无人机模拟战斗机、侦察机飞行，对阵地兵力部署进行校飞，准确判断阵地部署防空雷达威力和伪装防护效果。二是模拟靶机。利用无人机携带雷达吊舱，模拟隐身飞机、巡航导弹、弹道导弹等空袭目标，组织地面防空部队抗击多样化目标训练，提高防空作战效能，检验部队战斗力水平，促进防空部队训练更加集约高效。三是运输投送。在战场交通环境差、进攻方火力打击集中、作战区域方向多的情况下，根据战场态势需要，可利用运输无人机，对防空力量进行作战器材、便携式导弹、轻武器弹药、紧急抢修配件、急救药品、单兵食品等各类物资的快速精准补充，切实提高后勤补给效率，为持续作战提供有力保障。

3 无人机在地面防空部队发展建设的建议

无人机作为空军装备发展的重点，应着眼未来作战方式演变，深入研究地面防空作战无人装备的发展需求，科学合理地构建地面防空部队无人装备体系，提高地面无人装备“通用化、体系化、集成化、智能化”水平。

3.1 统筹规划、体系配套

坚持以战领建、抓建为战，突出地面防空部队作战任务需求向导，在地面防空部队提出作战需求的基础上，领导机关负责顶层设计、统筹规划、实验论证、把握标准，使无人机供给侧与需求侧精准对接、体系配套、战建一体。一是建立无人机专业分队。根据作战任务和武器装备型号，在地面防空部队内部建立专业化无人机力量，负责无人机的日常训练、作战支援和维护保养。二是打造系列化无人机平台。按照“任务牵引，通用发展”的原则，研发地面防空兵“重、中、轻”基型无人机平台。重型，重点发展靶机靶弹、校飞平台、预警探测、跟踪制导等平台；中型，重点发展中继通信、信息对抗、态势感知等平台；轻型，重点发展数据传输、空中投送、低空侦察等平台。三是具备多样化作战能力。聚焦地面防空作战任务，按照“基型无人机+功能模块载荷”的思路，通过在不同无人机基型上加装功能性模块载荷，使无人机具备远程预警、接力制导、电子干扰、中继通信、态势侦察、运输投送、模拟装备等作战功能，满足防空作战多样化需求。四是适应复杂战场环境。无人机装备除了适应内陆自然环境外，还必须针对高原、岛屿、远海、域外等特殊环境，研究无人机飞行航迹规划、控制方法、起降方式等，保证战技术性能不降，作战效能稳定。

3.2 协同训练、融入体系

结合高原高寒、岛屿进攻、陌生地域等作战背景，强化无人机支援地面防空作战协同演练训练，加强规模使用、体系化运用、常态化应用，全面推开无人机协同地面防空作战行动的实践探索，使无人机不断融入防空体系，聚能释效。一是在各类演训活动中加大无人机运用和背景设置，对无人机支援防空作战的运用场景、组织流程进一步扩展探索，形成无人机支援地面防空作战的战术战法。二是依托地面防空作战指挥体制，作战筹划入手，把无人机作战力量的使用摆在重要位置，注重与地面防空部队整体筹划、合理安排，加强无人机与地面防空武器的信息交链，优化“侦、控、打、评”的闭合回路，发挥体系作战效能。三是由简入难，着眼无人机与地面防空部队的基本协同作战，制定协同机制，打牢协同基础，发现矛盾问题，及时反馈解决，逐步深化深入，为高难度协同作战提供作战基础。

3.3 健全机制，长效发展

完善的机制体系是保证无人机新质作战力量建设方向流动，确保建设目标长效发展的有力支撑。一是建立试点先行机制。无人机支援地面防空作战建设不是一蹴而就的事，必须按照建设规划，先搞好试点，而后逐步推进，把成熟的建设成果稳步推广，实现从构想到实践的转化。二是建立成果转化机制。通过军民融合，陆、海、空、火箭军等多兵种联合，共同开发研制无人技术，引进其他领域先进的技术手段，实现地面防空部队无人机力量的快速生成。三是建立效能评估机制。着眼无人机支援地面防空作战建设目标，制定建设标准，并对建设过程实施监控管理，组织阶段性评估，通过评估结果反馈建设偏差，并采取有效手段进行调控，确保整个过程不偏离建设目标和战斗力生成。

4 结束语

无人机支援地面防空作战具有巨大优势，在现有防空作战装备的基础上提高相同的作战效能，无人机装备的效费比相对于地面防空装备要高很多，有无人机支援的地面防空部队作战更加灵活多变，抗毁能力更强。但技术路线复杂、矛盾困难繁多，从理论变为现实还有很长的路要走。需要军队机关、院校，科研院所，工业部门等通力协作、统筹规划，为提升地面防空作战效能、改变作战样式、创新战术战法提供有力支撑。