摘要
自2014年10月美国安全中心发布《战场机器人Ⅱ：即将到来的蜂群》报告起，美军首次提出“无人系统蜂群作战”概念。其深入分析了蜂群作战优势，并提出构建蜂群的建议。2016年5月，美空军提出《2016-2036年小型无人机系统飞行规划》，希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统，并在2036年实现无人机集群作战。经过多年的研究与论证，美军已将无人系统集群作战作为一个重要研究方向，通过顶层设计、项目规划、理论研究、关键技术公关和演示验证等方式促进这一方向的快速发展。
1 空中无人机集群项目
美军重点发展的无人机集群主要有“小精灵”“郊狼”“山鹑”和“蝉”等型号，形成了体积由米级到厘米级，重量由数十千克到数十克，飞行速度和航程梯次搭配，功能组合多样，有潜力满足不同类型作战任务需求的智能无人机集群。
1.1 “小精灵”（Gremlins）项目
2015年8月，美国防部高级研究计划局（DARPA）宣布启动“小精灵”项目，目的是使用有人驾驶飞机在敌人防区外发射和回收可重复使用的无人机集群。通过使用低成本无人机在对抗空域中执行危险任务，例如侦察监视、电子攻击瘫痪敌通信、导弹防御与战场网络系统等，实现美分布式空中协同作战的目的。2020年7月，“小精灵”无人机群完成了第二次试飞，利用C-130运输机测试了无人机的发射回收系统、无人机与母机间的指挥、控制与通信系统等性能和能力（“小精灵”无人机长约4.3米，重约725千克，最大飞行速度850km/h，最大航程556 km，多架“小精灵”在空中组网相互协作组成任务功能完备的作战综合体）。
图1 美军C-130运输机回收“小精灵”无人机
图2 美军“小精灵”项目作战构想图
1.2 “郊狼”无人机集群项目
“郊狼”无人机集群是美海军研究实验室研制的“低成本无人机集群技术”项目，目标是实现无人机快速发射并进行集群作战，以达成对敌方的压倒性优势。该项目旨在释放大量小型无人机，通过自适应组网，对某个区域进行全面侦察以及关键节点进行攻击破坏。2016年5月，在陆上完成30秒发射30架“郊狼”无人机的投放和编组飞行。2018年10月，试验友机信息共享，实现了“郊狼”无人机集群化（“郊狼”无人机长约1m，重约6kg，最大飞行速度110km/h，最大航程32km，可在舰船、飞机、车辆等无人平台的管状发射器内发射。在特定区域协同执行侦察监视、掩护、巡逻和攻击地面、海面目标任务）。
图3 美军进行“郊狼”无人机发射试验1.3 “山鹑”无人机集群项目
“山鹑”无人机集群由美战略能力办公室主导研制的微型无人机项目，是一种可利用战斗机的干扰弹发射装置投放、飞往低空执行侦察任务的微型无人机。2014年9月，首次利用F-16战斗机进行空中发射试验。2017年1月，使用3架F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机以0.6马赫速度投放了103架“山鹑”无人机，演示了集体决策、自修正和自适应编队飞行等先进的群体行为。目前，美军正在研究并验证适用于该无人机的侦察、干扰等载荷设备，拓展其作战使用领域，着眼在复杂作战环境中进一步扩大集群规模（“山鹑”无人机重约0.29kg，最大飞行速度110km/h，最大航程20km，为便于装入干扰弹发射筒，该无人机的前部和后部机翼在被投放前处于折叠状态）。
图4 美军试验使用“大黄蜂”战机投放“山鹑”无人机1.4 “蝉”无人机群项目
“蝉”无人机群，由美海军研究实验室研制的“近战隐蔽自主无人一次性飞机”，是一款自主的GPS控制无人机。2015年5月，美海军首次展示了“蝉”无人机集群。2017年4月，美海军从P-3“猎户座”侦察机一次性投放了32架“蝉”无人机。迄今为止，美海军已向美航空航天局交付了150架“蝉”无人机（“蝉”无人机重约35g，手掌般大小，最大飞行速度120km/h，可携带天气、气压、温湿度等传感器或声学探测、生化探测等微型电子设备，通过数据链互连组成网络，在目标区域组建“无人探测‘蜂群’”。原型机具有扁平的机翼和机身设计，可以轻松堆叠，能通过战斗机大量部署，“蝉”无人机没有电机，飞行时非常安静，在空气中无声无息，难以侦测）。
图5 “蝉”无人机集群编队构想图2 地面无人集群项目
2017年3月，美陆军发布《机器人与自主系统战略》，提出近期、中期和远期目标。近期目标是到2020年为部队采购一定数量的便携式机器人与自主系统；中期目标是从2021到2030年寻求发展包括无人战车在内的先进机器人与自主系统、人机协作等技术；远期目标是从2031到2040年替换过时的自主系统，装备新型无人自主系统，并将其完全集成到部队。
目前，美国国防高级研究计划局已启动“进攻集群使能战术”项目，采用开放式架构研发与作战相关的集群战术生态系统，通过组建数量超过100辆无人车构成的集群，致力于实现地面无人平台间协同、地面无人平台与空中无人平台协同以及地面无人平台与士兵协同，以提高未来部队的防御、火力攻击、精确打击以及情报、监视与侦察能力。
3 海上无人集群项目
海战场无人自主系统是美军发展未来海上作战力量的重要方向。2017年1月，美国国防部国防科学委员会发布《下一代无人水下系统》报告，从战略、战役和战术多个层面推动水下无人自主系统发展，加快实战化运用。
美战略能力办公室与海军研究室联合开展的“海上集群”项目，2014年8月，使用14艘无人艇进行了护航、敌船拦截能力测试，2016年秋，使用5艘无人艇进行了区域巡航、敌我识别、探测追踪等能力测试。美国国防部打造的“幽灵舰队”，意在将小型无人机群、水面无人舰群和水下无人艇群集成到一起，形成规模更大、功能更全的海上无人作战集群。
图6 美军无人水面艇蜂群试验构想图总而言之，分析未来美军无人“集群”未来发展趋势，其主要呈现出以下三个特点：
一是装备系列化。以组成集群的无人机为例，将形成以十克级、百克级、千克级、10千克级等系列化平台为基础的作战系统序列。
二是应用多样化。集群将逐步应用与预警探测、广域监视、抵近侦察、电子对抗、饱和攻击、主动防御、特种作战等复杂、强对抗、高不确定性的战场场景。
三是覆盖全域化。在智能、网络、协同与控制技术和无人平台技术的发展推动下，未来在陆、海、空、天各个领域将出现类似于“狼群”“鱼群”“蜂群”“星群”等各类无人集群，实施全域无人集群攻击与防御作战。
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