蜂群作戰

“蜂群作戰”的本質是生物仿生學，由大量簡單的無人機個體，基於信息技術和智慧型控制技術，對群居生物的信息互動和分工協作進行編組模仿，從而實現高度智慧型自主的協同作戰，類似的“集群智慧型”正是構成無人機“蜂群作戰”的技術原理。

20世紀60年代，法國生物學家皮埃爾·保羅曾發現，在大自然中，許多簡單個體組成的集群，例如昆蟲，往往具有群體智慧型表現，並存在高度結構化的組織，能夠完成遠遠超出單一個體能力的複雜任務。無人機蜂群作戰的概念便來源於此。2010年之後才出現的無人機“蜂群”技術已經提出了跨時代的高度人工智慧自主化的要求，真正實現儘可能減少甚至不依賴人工操控的目標。2018年1月6日，敘利亞軍隊利用無人機“蜂群”同時對俄駐敘利亞的兩個軍事基地進行突襲，這是無人機“蜂群”首次在實際作戰中運用，是開拓無人機戰法的里程碑事件，標誌著現代作戰樣式正在發生顛覆性改變。

“蜂群作戰”優勢，作戰運用覆蓋面廣，騷擾侵襲效果顯著。關鍵技術可實現協同任務分配、協同探測和協同攻擊等作戰任務，從而顯著提高無人機的整體作戰效能。體系架構具有單機成本低、集群抗毀性高、功能分布化、決策智慧型化等顯著優勢。其特點體積小、質量輕，隱身性能好；生產快、成本低，再生能力強；數量多、規模大，群體智慧型高；觀念新、可移植，用武之地多。按其設定的作戰地域來劃分，這些無人蜂群作戰裝備大致可劃分為無人空中、無人水面、無人水下、無人陸上和無人太空蜂群作戰裝備。

基本介紹

• 中文名：蜂群作戰
• 別名：蜂群系統
• 起源時間：20世紀60年代 
• 本質：生物仿生學 

發展歷史

20世紀60年代，法國生物學家皮埃爾·保羅曾發現，在大自然中，許多簡單個體組成的集群，例如昆蟲，往往具有群體智慧型表現，並存在高度結構化的組織，能夠完成遠遠超出單一個體能力的複雜任務。無人機蜂群作戰的概念便來源於此。

2000年，美國國防高級研究計畫局啟動無人機蜂群作戰研究以來，其真正意義上的作戰效能並未得到實戰驗證。自2000年美國國防高級研究計畫局啟動無人機蜂群作戰研究以來，其真正意義上的作戰效能並未得到實戰驗證。俄烏衝突中，雙方投入大量無人機，但戰場上並未出現蜂群作戰樣式。相反，由於電子系統、控制軟體、導航和氣象等原因，無人機滿天亂撞的報導接連出現。2010年之後才出現的無人機“蜂群”技術已經提出了跨時代的高度人工智慧自主化的要求，真正實現儘可能減少甚至不依賴人工操控的目標。2011年，伊朗就是利用電子干擾手段徹底切斷了美軍一架RQ-170隱身無人偵察機的數據鏈通信和衛星定位信號，使其只能不斷地原地盤旋飛行，最終燃料耗盡墜落。

蜂群作戰

2016年，美國空軍發布了首份針對小型無人機系統的飛行規劃，即《小型無人機系統飛行規劃2016—2036》，是“蜂群作戰”理念的概念基礎。該規劃中特別提出了“蜂群（Swarming）”、“編組（Teaming）”、“忠誠僚機 （Loyal Wingman）”三種集群作戰概念，並對每種作戰概念進行了闡述，後逐步發展並豐富為如今的“蜂群作戰”理念。但實際上，無人機作戰理念共分為三類，分別是“機群作戰”、“集群作戰”與“蜂群作戰”。2021年1月成功演示無人機蜂群突破伯克級驅逐艦的“宙斯盾”防空系統，才標誌著無人機蜂群戰術初步成熟。2021年5月，中國無人機“蜂群”系統曝光，一次可出動200架。

蜂群作戰

基本簡介

無人機“蜂群作戰”，這一概念最初源於蜜蜂群，科學家發現蜜蜂（或螞蟻）一類的群體昆蟲，雖然單個個體的智慧型十分低下，但卻可以通過群體相互之間的簡單協作所表現出來的集體智慧型來彌補，通過一些局部簡單的相互交流，整個“蜂群”（或蟻群）可以通過組織協作完成一些較為複雜的、個體無法完成的任務，類似的“集群智慧型”正是構成無人機“蜂群作戰”的技術原理。

作戰優勢

“蜂群作戰”優勢，三個角度分析其優勢基礎。

首先，從作戰運用角度來說。無人機“蜂群作戰”是指由幾十、上百、甚至上千架具有不同功能的小型或微型無人機組成，根據作戰任務分工不同進行編組，形成自主協同的攻擊蜂群，實現飛行控制、態勢感知、目標分配及智慧型決策，依靠整體戰鬥力，對敵發動攻擊的作戰方法，覆蓋面廣，騷擾侵襲效果顯著。

其次，從關鍵技術角度來看，無人機“蜂群”是以智慧型化無人控制技術和網路信息系統為支撐的集群式作戰武器，以數量眾多、群體智慧型為典型特徵，可實現協同任務分配、協同探測和協同攻擊等作戰任務，從而顯著提高無人機的整體作戰效能。

最後，從體系架構上來講，無人機“蜂群作戰”是以單機作戰能力為基礎，無人機之間的通信互動能力為支撐並以智慧型化控制為核心，總體是基於開放式體系架構，具有單機成本低、集群抗毀性高、功能分布化、決策智慧型化等顯著優勢。

蜂群作戰

性能特點

優勢

特點之一是體積小、質量輕，隱身性能好。與常規武器裝備相比，無人蜂群作戰裝備大都設計小巧，具有較強的隱身性，不但當前的偵察監視和預警探測設備較難發現，即使發現和摧毀所付出的代價也很大。並且，一些無人蜂群作戰裝備可預先部署在戰場，根據需求適時激活，伺機發動突然襲擊，達到出其不意的效果。

特點之二是生產快、成本低，再生能力強。作戰無人蜂群有很大一部分是基於現實軍民通用或者軍用傳統平台的縮小版，研發時只需要對它們的功能進行最佳化並賦予智慧型控制系統即可，這大大降低了研發成本，縮短了研發周期。並且，部分類型還可重複使用。這些特點使其可以快速生產、補充投放或重新部署。在高度對抗性、高度不確定性、高度動態性的作戰環境中，價格低廉的無人蜂群可以更好地完成情報偵察與飽和攻擊任務，這無疑會大大降低有人機和昂貴無人機的風險。

特點之三是數量多、規模大，群體智慧型高。無人蜂群組成個體數目多，各平台物理分散，廣泛採用動態無中心自組網技術，這使蜂群能通過協同實現整體能力放大，在部分個體嚴重受損的情況下，保持其他個體繼續協同作戰。藉助自主技術，無人蜂群作戰裝備能夠根據戰場形勢及時改變群體位置和結構，圍繞“偵、控、打、評、保”各個環節，進行專業化分工，連結為一個有機整體，實現作戰效能的最大化。

特點之四是觀念新、可移植，用武之地多。蜂群作戰系統顛覆了以往追求單平台作戰能力指標的發展邏輯，而是把體系功效作為重點。這種體系架構和群體制勝觀念，可以拓展到多種武器平台，套用於不同作戰場景中，促成由人與武器直接結合逐漸向人與武器相對分離轉變，實現戰鬥力生成的新跨越。

蜂群作戰

劣勢

速度慢、航程短，增射程與保全全存在兩難。絕大多數蜂群無人機採用小型機體+電驅螺旋槳設計，飛行速度慢，且航程較短。這意味著攜帶無人機群的發射載機必須儘可能地靠近前沿，才能讓無人機有足夠航程，而這勢必要求載機前出至對方火力威脅範圍內。普遍認為，蜂群無人機的核心優勢是“蜂群”，擅長以量取勝的“飽和式”作戰，通過數量規模的疊加效應，形成局部壓倒性優勢，達到提高突防機率和摧毀目標的目的。也有觀點認為，蜂群無人機較慢的飛行速度將為敵防空系統“創造”更多攔截機會，即使擁有明顯的數量優勢，其突防效率也將不可避免地下降。

運行中樞“神經網路”複雜，作戰控制面臨重重難關。每架無人機都要通過集群算法，完成數據收集、匯總，空中編隊切換與執行攻擊指令等一系列任務。另外，有些國家還在嘗試研製能夠直接使用強電磁攻擊的反無人機武器，在無人機蜂群所處空域實施磁暴，讓機載電子設備陷入癱瘓，進而使無人機喪失戰鬥力甚至墜毀。高度複雜的控制系統和日益強大的反制武器，將給無人機作戰控制帶來更大挑戰。

“空中大腦”突防能力弱，實戰運用約束多，戰場劣勢明顯。無人機在航程超過一定距離後，受地形、磁場、信息傳輸等因素影響會更大，僅靠地面控制站很難完成任務。為此，科研人員提出空中指揮所模式，希望通過前移控制站強化對無人機的控制。

技術難點

作為一項前沿技術，無人機蜂群作戰存在較高的技術門檻。其一是飛行控制問題，包括對多架無人機的控制和對飛行中的無人機蜂群的間距控制。對單一無人機的控制仍存在一定技術難度，對多架無人機的控制難度更大。無人機蜂群在空中飛行時，相當於人為製造了一種複雜的天空環境。在攻擊目標時，每架小型無人機之間還需要互相規避，使得控制算法的難度加大。另外，無人機蜂群執行的作戰任務具有複雜性和不確定性，導致蜂群決策的難度增大，決策過程放慢，進而影響到蜂群實時協同等關鍵行動。

其二是信息互動問題。蜂群內部通過信息互動方式，使所有無人機能及時共享戰場態勢，並對其他無人機提出請求或做出回應，這對無人機蜂群的信息交換能力提出較高要求。一是通信速率要快，二是要抗電磁干擾。無人機蜂群雖然可實現成百上千架無人機編隊飛行，但這種編隊飛行總體抗干擾能力較弱，經不住導航/通信鏈路被干擾破壞。一旦通信鏈路或關鍵節點被摧毀，無人機之間的協作將很快“崩塌”，戰鬥力將消失殆盡。在俄烏衝突中，雙方均有大量無人機折損於電子戰。

其三是人工智慧問題。蜂群作戰要求無人機具有較高的自主化與智慧型化水平，但在現階段乃至今後很長一段時間內，無人機飛行仍需控制站的遠程輔助，不僅帶來信號傳輸處理的延遲，而且對無人機的飛行控制、編隊控制、機站間通信、控制站人員指揮控制能力等都提出較高要求。另外，各無人機之間必須實時互交信息，確保有序飛行，以及任務分配、目標選擇等實現，這些功能都需要人工智慧系統運作。而人工智慧水平越高，對機載計算機的能力要求越高，所需能耗也越高，這對於無人機蜂群而言又是一大挑戰。

其四是能源問題。能源直接影響無人機蜂群的機動能力，進而關係到作戰效能。受無人機蜂群低成本、輕量化和小型化等要求限制，無人機的機動性、續航能力和承載能力相對較差，從而限制了單架無人機性能。最理想的情況是無人機配備低能耗機載設備和大容量的儲能電池，但距離這一目標為時尚遠。

其五是載荷問題。受無人機蜂群的成本限制，單架無人機的體積、重量和功耗有限，攜帶的載荷有限，導致機載通信、計算和存儲能力相對較低。而載荷性能較低，必然影響到無人機蜂群的毀傷能力。單一的無人機很難對目標構成致命毀傷，因此需要依靠無人機蜂群實施飽和打擊，以達到擊毀或重創敵方目標的目的。

研發方向

隨著集群控制算法與通信技術耦合等集群核心技術的發展，一些軍事強國紛紛加入無人集群技術裝備研發行列。從其研發和使用情況來看，這些裝備大都尚處於“揮翼舞翅”的“試飛”“試用”階段。按其設定的作戰地域來劃分，這些無人蜂群作戰裝備大致可劃分為無人空中、無人水面、無人水下、無人陸上和無人太空蜂群作戰裝備。

無人空中蜂群作戰裝備。無人空中蜂群通常是指無人機群。在操控人員的指揮或監督下，它們通過自主組網遂行統一作戰任務。無人機是當前較為成熟並已投入作戰套用的無人蜂群作戰裝備。它可分為一次性與可重複使用的無人機蜂群兩種。以在這方面起步較早的美國為例，其一次性無人機蜂群作戰裝備中，較有代表性的是“山鶉”微型無人機和“郊狼”三足小型無人機。其中，“山鶉”僅重0.3千克、續航時間約20分鐘，“郊狼”重5.9千克、續航時間約1.5小時，主要通過以量增效和近距投放來彌補其短板。可重複使用的無人機蜂群作戰裝備的代表是“小精靈”偵察與電子戰無人機和RQ-23“虎鯊”小型無人機等。其中，“小精靈”無人機據稱可回收使用20次。各國用於構建蜂群的無人機尚存在探測能力弱、機動性差、航程短、智慧型化程度低、打擊能力有限等短板。

無人水面蜂群作戰裝備。當前，無人水面艇以遠程測控、單機自主為主要研發方向，但同時也在向合作互動階段邁進。以美軍為例，其無人水面蜂群作戰裝備主要由3類組成。一是無人水上綜合任務艇，由港口級、通氣管級和艦隊級無人艇組成，主要用來協作執行自主搜尋和識別、護航、攔截等任務。二是無人水面反潛艇，以“海上獵人”號無人艇為代表，旨在遂行持續跟蹤反潛任務。三是無人多功能水面艇，主要以滑翔式無人艇為代表，可通過水麵艦艇進行部署，藉助衛星上傳數據，主要用來協作執行反潛、水面戰和持久偵察監視等任務。

無人水下蜂群作戰裝備。通常是指將無人潛航器、各類飛彈、魚雷等預先放置於敏感海域進行長時間潛伏，關鍵時通過遠程手段激活並執行定位、跟蹤、通信、打擊等任務的水下作戰裝備。一是固定水聽器和無人潛航器。它可用潛艇搭載和布放形成集群，對一定水域內的常規潛艇等進行長期的探測、識別、定位、跟蹤，為水下作戰提供情報支撐。如美國構建的“近海水下持久監視網”就是如此。二是深海沉浮載荷。它是一種內置有感測器、無人機、飛彈等有效載荷且可在深海布置的密封吊艙，能夠潛伏長達數年，在需要時遠程遙控激活，吊艙浮出水面，釋放有效載荷，執行各項軍事任務。這種載荷已有國家進行實戰化部署。三是水下作戰平台。這種平台能在水深300米以內的海區潛伏數月，在無人值守的情況下，對有關海域艦艇往來進行偵察監視，並融入反潛、對艦、對地打擊網路。這種平台的代表是海德拉式蜂群作戰裝備。

戰術套用

2018年1月6日，敘利亞軍隊利用無人機“蜂群”同時對俄駐敘利亞的兩個軍事基地（赫邁米姆空軍基地和塔爾圖斯海軍基地）進行突襲，這是無人機“蜂群”首次在實際作戰中運用，是開拓無人機戰法的里程碑事件，標誌著現代作戰樣式正在發生顛覆性改變。

2019年9月14日，葉門胡塞武裝組織通過10架無人機突襲了沙特境內的布蓋格煉油廠和胡賴斯油田，致使沙特石油產業遭受重創，遇襲石油設施每日停產原油約570萬桶。

2020年9月，納卡衝突，亞塞拜然的無人機“蜂群”飛臨亞美尼亞陣地上空，對亞美尼亞軍事目標實施偵察監視、火力打擊、目標引導等行動，並摧毀S-300防空系統、BM-30遠程火箭炮等高技術裝備，承擔了75%以上的攻擊任務，取得顯著戰果，一定程度上主導了作戰進程。

2021年11月，美國國防預研局（DARPA）在田納西州的卡西迪聯合訓練場完成了“進攻性蜂群戰術（Offensive Swarm-Enabled Tactics，即 OFFSET）”項目的最後一次外場試驗。