2020年5月11日，美國蘭德公司發(fā)布《在對抗環(huán)境中運用低成本可消耗無人機(jī)》研究報告（以下簡稱《報告》）。《報告》受美空軍作戰(zhàn)集成能力中心委托，以臺灣海峽為作戰(zhàn)場景，研究提出以數(shù)百架低成本可消耗無人機(jī)作為前出部隊阻止我海軍兩棲艦艇登陸臺灣本土的作戰(zhàn)概念，探討了無人機(jī)的功能和性能、發(fā)射回收方式、瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的能力等，并通過推演仿真驗證了作戰(zhàn)效果。

一、研究背景

美空軍委托蘭德公司開展上述研究主要有兩大背景因素：一是落實“大國競爭”戰(zhàn)略、全力備戰(zhàn)大國戰(zhàn)爭。自特朗普政府2017年正式鎖定中俄為最大戰(zhàn)略對手并提出“大國競爭”戰(zhàn)略以來，美軍全力備戰(zhàn)大國戰(zhàn)爭，重點研究如何戰(zhàn)勝對手的“反介入／區(qū)域拒止”能力。蘭德公司在《報告》中披露，該機(jī)構(gòu)經(jīng)過一系列兵棋推演，認(rèn)為中俄的彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、反太空武器、網(wǎng)絡(luò)和電子戰(zhàn)等裝備將嚴(yán)重挑戰(zhàn)美軍兵力投送。如在沖突爆發(fā)的前幾天，美軍事基地和航母編隊將遭到大規(guī)模導(dǎo)彈齊射攻擊，美軍防空反導(dǎo)攔截系統(tǒng)可能被摧毀，欺騙、誘餌、分布等被動防御措施雖可能有效，但無法真正影響勝負(fù)。因此，美軍需要探索在大國戰(zhàn)爭中完成力量投送的新方法。

二是技術(shù)發(fā)展可初步支撐新形態(tài)無人機(jī)裝備，而美空軍正在開展探索性研究和實驗。把先進(jìn)技術(shù)和新型作戰(zhàn)概念相結(jié)合，進(jìn)而形成作戰(zhàn)優(yōu)勢一直是美軍應(yīng)對重大挑戰(zhàn)的抓手。隨著增材制造、自主控制和傳感器小型化等技術(shù)的進(jìn)步，美軍正瞄準(zhǔn)未來持久大規(guī)模大國戰(zhàn)爭，全面探索發(fā)展低成本可消耗無人機(jī)技術(shù)，如美空軍的XQ－58A“戰(zhàn)神婢女”低成本可消耗隱身作戰(zhàn)無人機(jī)和美國防部國防高級研究計劃局的X－61A“小精靈”空射可回收蜂群無人機(jī)均已開展試飛，初步證實了技術(shù)可行性。因此蘭德公司在《報告》中提出，在強(qiáng)對抗環(huán)境中大量使用低成本可消耗無人機(jī)前景良好，它可在敵防區(qū)內(nèi)遂行各種作戰(zhàn)任務(wù)，并通過數(shù)量規(guī)模優(yōu)勢抵抗中俄打擊。但是美軍迄今并未系統(tǒng)性探討運用問題，在這種情況下，美空軍委托蘭德公司開展研究，完成了《報告》。

二、報告內(nèi)容

《報告》提出了在對抗環(huán)境中運用低成本可消耗無人機(jī)的基本概念，分析了實現(xiàn)該概念所需的主要支撐要素和運用方式，并以在臺灣海峽為場景進(jìn)行了概念推演仿真。

1． 作戰(zhàn)概念

《報告》提出的作戰(zhàn)概念為：在強(qiáng)對抗環(huán)境中使用大量低成本可消耗無人機(jī)，利用機(jī)上各類傳感器構(gòu)建瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，形成情監(jiān)偵、定位導(dǎo)航授時等能力，進(jìn)而生成對地對海目標(biāo)識別、推薦打擊武器類型和制導(dǎo)防區(qū)外發(fā)射武器等功能，為美軍進(jìn)入“反介入／區(qū)域拒止”環(huán)境并贏得大國戰(zhàn)爭提供優(yōu)勢。值得注意的是，概念中的無人機(jī)之間有密切的信息交互，而沒有較多的行動交互，僅協(xié)同保持行動間距，因此不屬于“蜂群”。

2． 支撐要素

《報告》設(shè)想了兩種無人機(jī)。其中較大的就是美空軍研究實驗室正試飛的XQ－58A，較小的是蘭德公司自己提出的“小貓”無人機(jī)概念，具體參數(shù)見表1。其中，“小貓”無人機(jī)成本僅30萬美元，并可利用大展弦比機(jī)翼實現(xiàn)較強(qiáng)耐久性，如可在距發(fā)射點1850千米的戰(zhàn)位停留2小時。上述無人機(jī)都將配裝體積小、重量輕、成本低的光電／紅外傳感器、合成孔徑雷達(dá)、電子情報傳感器以及低功率短距定向無線電設(shè)備。部分無人機(jī)還將攜帶遠(yuǎn)程無線電設(shè)備，可與衛(wèi)星等通信�！秷蟾妗分饕獓�繞“小貓”無人機(jī)闡述作戰(zhàn)概念，表明蘭德公司可能更認(rèn)可這種無人機(jī)。

表 1 使用低成本可消耗飛機(jī)技術(shù)的無人機(jī)和“小貓”無人機(jī)的特點

《報告》認(rèn)為無人機(jī)發(fā)射裝置必須簡單且對場地要求低。如“小貓”無人機(jī)的發(fā)射裝置為配裝導(dǎo)軌的牽引車，重45～90千克，成本20萬美元，其結(jié)構(gòu)緊湊，可儲存在集裝箱內(nèi)由卡車轉(zhuǎn)移�！靶∝垺睙o人機(jī)的發(fā)射裝置對場地要求低，僅需類似于一小片平整耕地便可發(fā)射回收。這類場地可靠近城鎮(zhèn)道路，方便物資供應(yīng)，也可在山丘叢林中，易于隱蔽，而且在受到攻擊時，還能迅速轉(zhuǎn)移至附近的類似場地，十分靈活。

圖中為使用“谷歌地圖”隨機(jī)選擇日本南部九州島的一個部署區(qū)域，位于一條山脈邊緣的一片耕地中。該區(qū)域中配備了大約15架“小貓”無人機(jī)和發(fā)射裝置、任意數(shù)量的消耗性備用無人機(jī)、約20名人員，以及每天可分配約7000磅燃油的運輸設(shè)備（蘭德公司圖片）

圖中所示區(qū)域為20千米×40千米，約占九州島陸地面積的2％。其中，上圖所示區(qū)域在本圖中用紅色標(biāo)出，另外19塊類似的農(nóng)田用黃色標(biāo)出。日本自衛(wèi)隊的新田原空軍基地顯示在底部中間的橙色框內(nèi)，平時“小貓”無人機(jī)的發(fā)射回收裝置可以存放在那里（蘭德公司圖片）

3． 運用分析

《報告》設(shè)想了由數(shù)百架無人機(jī)組成的廣域覆蓋情監(jiān)偵和瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)中每架無人機(jī)將觀測其傳感器探測范圍內(nèi)的目標(biāo)，且多架配裝不同傳感器的無人機(jī)可觀測同一目標(biāo)。獲得信息后，無人機(jī)會把其傳遞給附近的無人機(jī)，之后網(wǎng)絡(luò)將利用人工智能算法進(jìn)行融合處理，確定目標(biāo)類型。完成目標(biāo)識別后，網(wǎng)絡(luò)將確定可用的最佳武器和攻擊剖面，還能引導(dǎo)武器攻擊目標(biāo)的脆弱點。

《報告》假定在100千米×100千米的區(qū)域內(nèi)有500架無人機(jī)，它們在9200米的高度飛行，傳感器有效距離為10千米，無人機(jī)彼此間隔3至5千米。在這種情況下，大約15架無人機(jī)攜帶的傳感器能同時探測到觀測區(qū)域內(nèi)任意位置的某個目標(biāo)（蘭德公司圖片）

《報告》討論了該網(wǎng)絡(luò)抵抗我軍攻擊的措施。如用飽和探測策略應(yīng)對導(dǎo)彈打擊，即使損失部分無人機(jī)，仍可利用信息共享設(shè)計保持網(wǎng)絡(luò)的功能；使用數(shù)十吉赫茲的高頻通信應(yīng)對電子干擾，由于大氣對該頻率電磁波的吸收率較高，故遠(yuǎn)離地面或艦載干擾設(shè)備作用距離將受到嚴(yán)重限制；以閉環(huán)設(shè)計抵抗賽博攻擊，網(wǎng)絡(luò)整體不與外界交互，僅與導(dǎo)彈之間建立數(shù)據(jù)鏈�！秷蟾妗贩治隽酥嘘牸壊筷牭淖鲬�(zhàn)能力和成本。據(jù)分析，約900人的中隊每6小時可發(fā)射回收300架XQ－58A，每天1200架；504人的小規(guī)模中隊則可每12小時發(fā)射回收600架“小貓”無人機(jī)。一支中隊的裝備（無人機(jī)和發(fā)射回收裝置）成本約3億美元，人力成本為每年5000萬美元。另外，作戰(zhàn)時不需要對無人機(jī)維修，用新機(jī)替換即可。

4． 仿真場景及推演結(jié)果

《報告》對上述作戰(zhàn)概念進(jìn)行了推演仿真，交戰(zhàn)地點為臺灣海峽1萬平方千米的區(qū)域，交戰(zhàn)背景為我軍1550艘兩棲登陸艦隊從東南沿海出發(fā)駛向臺灣，其中包括50艘高價值艦船、500艘低價值艦船和1000艘無價值誘餌船。美軍的衛(wèi)星和防區(qū)外偵察機(jī)僅能探測到這些艦船，但無法可靠識別，需要部署600架左右無人機(jī)識別目標(biāo)，并為1000枚“捕鯨叉”反艦導(dǎo)彈提供制導(dǎo)。

臺海上空使用數(shù)百架小型無人機(jī)攜帶的傳感器提供的覆蓋范圍（蘭德公司圖片）

《報告》假設(shè)無人機(jī)飛行高度為9200米、通信距離為5千米、傳感器探測范圍10千米，傳感器單次觀測識別準(zhǔn)確率為20％，“捕鯨叉”導(dǎo)彈攻擊高價值艦船最薄弱點使其失去戰(zhàn)斗力的概率為40％。推演仿真的結(jié)論是：若完全依賴衛(wèi)星和防區(qū)外偵察機(jī)，使用1萬枚“捕鯨叉”僅能摧毀艦隊72％的運力；若使用600架無人機(jī)，僅需1000枚導(dǎo)彈就能摧毀80％以上的運力。

三、幾點看法

首先，反無人機(jī)問題需要高度重視。《報告》所提的作戰(zhàn)概念主要圍繞臺灣海峽展開，值得高度警惕。該作戰(zhàn)概念依托的技術(shù)成熟，短期可大量裝備，部署運用隱蔽靈活，戰(zhàn)時美軍大量低成本可消耗無人機(jī)可能突然出現(xiàn)在戰(zhàn)區(qū)上空，對我軍造成突襲。建議我國重視美軍低成本可消耗無人機(jī)的潛在威脅，制定有效反制措施。如發(fā)展各種硬殺傷和軟殺傷手段，降低其作戰(zhàn)效能。

其次，要重視打造作戰(zhàn)概念，以作戰(zhàn)概念帶動裝備技術(shù)發(fā)展。蘭德公司的報告凸顯了根據(jù)實際場景和具體任務(wù)，立足裝備技術(shù)的可能性，提出作戰(zhàn)概念的思路。制定作戰(zhàn)概念的目的是識別關(guān)鍵需求，發(fā)現(xiàn)能力差距，牽引出先進(jìn)的軍用技術(shù)和作戰(zhàn)裝備。例如《報告》可能會牽引出“小貓”無人機(jī)、強(qiáng)韌組網(wǎng)、多源信息智能融合算法等各類技術(shù)和裝備。從美軍長期以來的做法看，其把作戰(zhàn)概念作為先進(jìn)科技和裝備發(fā)展的重要源頭，通過需求輸入、概念發(fā)展、任務(wù)分析、差距識別、技術(shù)探索、裝備研制這一正向研發(fā)流程，不斷推出切實滿足未來作戰(zhàn)需求、解決關(guān)鍵瓶頸問題的作戰(zhàn)裝備，保持軍事優(yōu)勢。這種做法是值得關(guān)注、研判和借鑒的

本文第一作者袁成先生此前已為《空天防務(wù)觀察》提供14篇專欄文章，如下所列：第1篇，美國國防高級研究計劃局發(fā)展創(chuàng)新的近距空中支援技術(shù)，2016年2月29日；第2篇，刀尖上的新舞者——美國防高級研究計劃局航空航天專項辦公室分析，2016年3月11日；第3篇，美國防高級研究計劃局2015年航空領(lǐng)域科技項目分析，2016年4月27日；第4篇，美國防高級研究計劃局“小精靈”空中群射／回收無人機(jī)項目分析，2016年10月11日；第5篇，美國防部國防高級研究計劃局重要航空項目研究進(jìn)展，2017年5月19日；第6篇，“蜻蜓眼”受控生物無人機(jī)取得重要進(jìn)展，2017年9月15日；第7篇，美國防高級研究計劃局實施顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的各方利益分析，2017年9月29日；第8篇，外軍無人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與應(yīng)用前景，2018年10月15日；第9篇，美空軍新版《科技戰(zhàn)略》針對大國戰(zhàn)略競爭提出新目標(biāo)和新舉措，2019年5月20日；第10篇，美國防科技創(chuàng)新機(jī)構(gòu)與外界交流的各種舉措，2019年6月10日；第11篇，美國防部國防高級研究計劃局技術(shù)研發(fā)項目立項流程概述，2019年6月17日；第12篇，美國防高級研究計劃局“駕駛艙內(nèi)自動化系統(tǒng)”項目分析，2019年7月8日；第13篇，英國國防部國防和安保加速器2018財年年報述析，2019年7月22日；第14篇，美軍分布式空中作戰(zhàn)概念最新動向述析，2019年9月2日。

（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心  袁成，韓楊楠冰）                                      

本篇供稿：系統(tǒng)工程研究所