2020年5月11日，美國(guó)蘭德公司發(fā)布《在對(duì)抗環(huán)境中運(yùn)用低成本可消耗無(wú)人機(jī)》研究報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》）�！秷�(bào)告》受美空軍作戰(zhàn)集成能力中心委托，以臺(tái)灣海峽為作戰(zhàn)場(chǎng)景，研究提出以數(shù)百架低成本可消耗無(wú)人機(jī)作為前出部隊(duì)阻止我海軍兩棲艦艇登陸臺(tái)灣本土的作戰(zhàn)概念，探討了無(wú)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(guò)推演仿真驗(yàn)證了作戰(zhàn)效果。

一、研究背景

美空軍委托蘭德公司開(kāi)展上述研究主要有兩大背景因素：一是落實(shí)“大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)”戰(zhàn)略、全力備戰(zhàn)大國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)。自特朗普政府2017年正式鎖定中俄為最大戰(zhàn)略對(duì)手并提出“大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)”戰(zhàn)略以來(lái)，美軍全力備戰(zhàn)大國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)，重點(diǎn)研究如何戰(zhàn)勝對(duì)手的“反介入／區(qū)域拒止”能力。蘭德公司在《報(bào)告》中披露，該機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)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(duì)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(dòng)防御措施雖可能有效，但無(wú)法真正影響勝負(fù)。因此，美軍需要探索在大國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)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(wú)人機(jī)裝備，而美空軍正在開(kāi)展探索性研究和實(shí)驗(yàn)。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(shì)一直是美軍應(yīng)對(duì)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(lái)持久大規(guī)模大國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)，全面探索發(fā)展低成本可消耗無(wú)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(wú)人機(jī)和美國(guó)防部國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的X－61A“小精靈”空射可回收蜂群無(wú)人機(jī)均已開(kāi)展試飛，初步證實(shí)了技術(shù)可行性。因此蘭德公司在《報(bào)告》中提出，在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中大量使用低成本可消耗無(wú)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(guò)數(shù)量規(guī)模優(yōu)勢(shì)抵抗中俄打擊。但是美軍迄今并未系統(tǒng)性探討運(yùn)用問(wèn)題，在這種情況下，美空軍委托蘭德公司開(kāi)展研究，完成了《報(bào)告》。

二、報(bào)告內(nèi)容

《報(bào)告》提出了在對(duì)抗環(huán)境中運(yùn)用低成本可消耗無(wú)人機(jī)的基本概念，分析了實(shí)現(xiàn)該概念所需的主要支撐要素和運(yùn)用方式，并以在臺(tái)灣海峽為場(chǎng)景進(jìn)行了概念推演仿真。

1． 作戰(zhàn)概念

《報(bào)告》提出的作戰(zhàn)概念為：在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中使用大量低成本可消耗無(wú)人機(jī)，利用機(jī)上各類(lèi)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(shí)等能力，進(jìn)而生成對(duì)地對(duì)海目標(biāo)識(shí)別、推薦打擊武器類(lèi)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(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)提供優(yōu)勢(shì)。值得注意的是，概念中的無(wú)人機(jī)之間有密切的信息交互，而沒(méi)有較多的行動(dòng)交互，僅協(xié)同保持行動(dòng)間距，因此不屬于“蜂群”。

2． 支撐要素

《報(bào)告》設(shè)想了兩種無(wú)人機(jī)。其中較大的就是美空軍研究實(shí)驗(yàn)室正試飛的XQ－58A，較小的是蘭德公司自己提出的“小貓”無(wú)人機(jī)概念，具體參數(shù)見(jiàn)表1。其中，“小貓”無(wú)人機(jī)成本僅30萬(wàn)美元，并可利用大展弦比機(jī)翼實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)耐久性，如可在距發(fā)射點(diǎn)1850千米的戰(zhàn)位停留2小時(shí)。上述無(wú)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(bào)傳感器以及低功率短距定向無(wú)線電設(shè)備。部分無(wú)人機(jī)還將攜帶遠(yuǎn)程無(wú)線電設(shè)備，可與衛(wèi)星等通信�！秷�(bào)告》主要圍繞“小貓”無(wú)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(wú)人機(jī)。

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

《報(bào)告》認(rèn)為無(wú)人機(jī)發(fā)射裝置必須簡(jiǎn)單且對(duì)場(chǎng)地要求低。如“小貓”無(wú)人機(jī)的發(fā)射裝置為配裝導(dǎo)軌的牽引車(chē)，重45～90千克，成本20萬(wàn)美元，其結(jié)構(gòu)緊湊，可儲(chǔ)存在集裝箱內(nèi)由卡車(chē)轉(zhuǎn)移�！靶∝垺睙o(wú)人機(jī)的發(fā)射裝置對(duì)場(chǎng)地要求低，僅需類(lèi)似于一小片平整耕地便可發(fā)射回收。這類(lèi)場(chǎng)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(shí)，還能迅速轉(zhuǎn)移至附近的類(lèi)似場(chǎng)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(gè)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(wú)人機(jī)和發(fā)射裝置、任意數(shù)量的消耗性備用無(wú)人機(jī)、約20名人員，以及每天可分配約7000磅燃油的運(yùn)輸設(shè)備（蘭德公司圖片）

圖中所示區(qū)域?yàn)?0千米×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(lèi)似的農(nóng)田用黃色標(biāo)出。日本自衛(wèi)隊(duì)的新田原空軍基地顯示在底部中間的橙色框內(nèi)，平時(shí)“小貓”無(wú)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(yùn)用分析

《報(bào)告》設(shè)想了由數(shù)百架無(wú)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(wú)人機(jī)將觀測(cè)其傳感器探測(cè)范圍內(nèi)的目標(biāo)，且多架配裝不同傳感器的無(wú)人機(jī)可觀測(cè)同一目標(biāo)。獲得信息后，無(wú)人機(jī)會(huì)把其傳遞給附近的無(wú)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(lèi)型。完成目標(biāo)識(shí)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(diǎn)。

《報(bào)告》假定在100千米×100千米的區(qū)域內(nèi)有500架無(wú)人機(jī)，它們?cè)?200米的高度飛行，傳感器有效距離為10千米，無(wú)人機(jī)彼此間隔3至5千米。在這種情況下，大約15架無(wú)人機(jī)攜帶的傳感器能同時(shí)探測(cè)到觀測(cè)區(qū)域內(nèi)任意位置的某個(gè)目標(biāo)（蘭德公司圖片）

《報(bào)告》討論了該網(wǎng)絡(luò)抵抗我軍攻擊的措施。如用飽和探測(cè)策略應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈打擊，即使損失部分無(wú)人機(jī)，仍可利用信息共享設(shè)計(jì)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(duì)電子干擾，由于大氣對(duì)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(jì)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。《報(bào)告》分析了中隊(duì)級(jí)部隊(duì)的作戰(zhàn)能力和成本。據(jù)分析，約900人的中隊(duì)每6小時(shí)可發(fā)射回收300架XQ－58A，每天1200架；504人的小規(guī)模中隊(duì)則可每12小時(shí)發(fā)射回收600架“小貓”無(wú)人機(jī)。一支中隊(duì)的裝備（無(wú)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(wàn)美元。另外，作戰(zhàn)時(shí)不需要對(duì)無(wú)人機(jī)維修，用新機(jī)替換即可。

4． 仿真場(chǎng)景及推演結(jié)果

《報(bào)告》對(duì)上述作戰(zhàn)概念進(jìn)行了推演仿真，交戰(zhàn)地點(diǎn)為臺(tái)灣海峽1萬(wàn)平方千米的區(qū)域，交戰(zhàn)背景為我軍1550艘兩棲登陸艦隊(duì)從東南沿海出發(fā)駛向臺(tái)灣，其中包括50艘高價(jià)值艦船、500艘低價(jià)值艦船和1000艘無(wú)價(jià)值誘餌船。美軍的衛(wèi)星和防區(qū)外偵察機(jī)僅能探測(cè)到這些艦船，但無(wú)法可靠識(shí)別，需要部署600架左右無(wú)人機(jī)識(shí)別目標(biāo)，并為1000枚“捕鯨叉”反艦導(dǎo)彈提供制導(dǎo)。

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

《報(bào)告》假設(shè)無(wú)人機(jī)飛行高度為9200米、通信距離為5千米、傳感器探測(cè)范圍10千米，傳感器單次觀測(cè)識(shí)別準(zhǔn)確率為20％，“捕鯨叉”導(dǎo)彈攻擊高價(jià)值艦船最薄弱點(diǎn)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(wàn)枚“捕鯨叉”僅能摧毀艦隊(duì)72％的運(yùn)力；若使用600架無(wú)人機(jī)，僅需1000枚導(dǎo)彈就能摧毀80％以上的運(yùn)力。

三、幾點(diǎn)看法

首先，反無(wú)人機(jī)問(wèn)題需要高度重視�！秷�(bào)告》所提的作戰(zhàn)概念主要圍繞臺(tái)灣海峽展開(kāi)，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(yùn)用隱蔽靈活，戰(zhàn)時(shí)美軍大量低成本可消耗無(wú)人機(jī)可能突然出現(xiàn)在戰(zhàn)區(qū)上空，對(duì)我軍造成突襲。建議我國(guó)重視美軍低成本可消耗無(wú)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(dòng)裝備技術(shù)發(fā)展。蘭德公司的報(bào)告凸顯了根據(jù)實(shí)際場(chǎng)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(shí)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(bào)告》可能會(huì)牽引出“小貓”無(wú)人機(jī)、強(qiáng)韌組網(wǎng)、多源信息智能融合算法等各類(lèi)技術(shù)和裝備。從美軍長(zhǎng)期以來(lái)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(guò)需求輸入、概念發(fā)展、任務(wù)分析、差距識(shí)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(shí)滿足未來(lái)作戰(zhàn)需求、解決關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題的作戰(zhàn)裝備，保持軍事優(yōu)勢(shì)。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(zhuān)欄文章，如下所列：第1篇，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)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(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局航空航天專(zhuān)項(xiàng)辦公室分析，2016年3月11日；第3篇，美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局2015年航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目分析，2016年4月27日；第4篇，美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局“小精靈”空中群射／回收無(wú)人機(jī)項(xiàng)目分析，2016年10月11日；第5篇，美國(guó)防部國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局重要航空項(xiàng)目研究進(jìn)展，2017年5月19日；第6篇，“蜻蜓眼”受控生物無(wú)人機(jī)取得重要進(jìn)展，2017年9月15日；第7篇，美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局實(shí)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(wú)人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)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(duì)大國(guó)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)提出新目標(biāo)和新舉措，2019年5月20日；第10篇，美國(guó)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(guó)防部國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)流程概述，2019年6月17日；第12篇，美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局“駕駛艙內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)”項(xiàng)目分析，2019年7月8日；第13篇，英國(guó)國(guó)防部國(guó)防和安保加速器2018財(cái)年年報(bào)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(dòng)向述析，2019年9月2日。

（中國(guó)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