蜂群式导弹攻防

阙渭焰

(中国人民解放军军事科学院，北京 100191)

0 引言

二战时期，法西斯德国出动1000架次的轰炸机携带9000件武器弹药进行群殴式的狂轰滥炸才能摧毁一个目标；1970年代越战时，美军只需要正规出动30架次的“鬼怪”式战斗机投放176枚非制导炸弹就能干掉一个目标；到了1991年美国攻打伊拉克，只需出动一架F-117隐身战斗机携带2枚激光制导炸弹就能摧毁1～2个目标；到了2003年再打伊拉克，则美军一架B-2隐身轰炸机就可携带16枚精确制导弹药通过机动转场迂回穿插打击多达16个目标；现在，一架B-2隐身轰炸机就可携带80枚小型高爆精确制导弹药，一个来回就能打击多达80个目标。但下一步，情况就很难说了，如果防御方诸多重要目标针对精导炸弹采用分散性蜂群战术、分布式技术、精导防护技术、蜂群式诱饵欺骗手段、电子防御措施，则攻击方就可能看不见、看不清、看不准目标。克制这些防御手段的出路应该是将精导炸弹变成规模更大、协调性更好、智能水平更高、反应速度更快的蜂群式导弹，即：B-2平台要尽可能多地装载小型精导高爆武器，每件武器又要像子母弹一样可以构成蜂群以自主行动打击多个目标，每件精导武器在强对抗环境下还要不断提升生存能力和对高难目标的毁伤能力，通过这种蜂群式精导武器的自主多任务能力来提高B-2平台的打击能力。

常说的导弹打击能力，往大里说取决于C4ISTARK(Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance, Target Acquisition, Reconnaissance and Kill)体系作战能力，往小里说就是取决于导弹飞向目标时的突防率PE、命中率PK和毁伤效果EK三者的综合能力。美国弹道导弹防御系统现采用多阶段多层拦截系统，其设计能力是欲将对手的远程弹道导弹突防率PE限制在0.1%～1%，而对手的弹道导弹采用对其C4ISTAR体系干扰手段和弹载电子对抗措施将重拾突防优势；美采用在目标区实施伪装、电子干扰，以及广布电子诱饵和光电红外(EO/IR)诱饵的办法，致使对手导弹命中率PK下降，而其对手采用抗干扰增强型导弹齐射的战法可抵消其多层防御和目标区主被动电子防御效能；美采用目标工事加固和分散C4ISR作战体系功能降低对手的打击效能，而对手将以分散对分散的作战模式，发展小型高爆弹头和集群攻击战术去抑制其分布式作战体系和导弹防御体系效能。

上述导弹攻防思想、技术和战术，既反映了攻击方立足现有成熟的信息技术和技术创新，提高导弹攻击效果的理念，也反映了美国这类强国的防御方未来行动的可能动向[1]。分析导弹攻防的发展，无论是技术还是战术，可以发现有一种蜂群作战或集群作战(swarming)的理念在其中起作用，在其中流行。现在回过头来看，蜂群作战概念可以解释为什么单发导弹突防有诱饵舱伴随掩护就可以降低防御方分阶段分层拦截的成功概率，以及怎么做会使诱饵群掩护弹头突防的效果更好。另外，蜂群作战概念还可以用来设计解决像航母这类大型水面作战平台的抗打击防护问题，如：水下上浮载荷UFP(Upward Falling Payloads)何时何地如何释放无人潜航器(UUV)以及怎么组织才可保护航母免受水下攻击，水面无人艇(USV)群如何协同工作才能迷惑如DF-21D之类的反舰弹道导弹[2]。蜂群式导弹攻与防问题值得探索。

1 蜂群式作战

1.1 蜂群式作战概念

西方学者Arquilla等在其开创性的著作《蜂群与未来冲突》中讲述了历史上四种作战方式的演变，这四种战争方式依次需要更加先进的指挥与控制结构以及聚众组织和信息组织关系与能力[3]：一是像原始部落式的群殴(Melee)，即个体间互不依托的两群体无序战斗；二是像古代集团军的正规战(Massing)，即作战个体按照官阶和队形组织成的大编队进行作战，如秦兵马俑坑显示的大规模作战；三是像美军强调的机动式作战(Maneuver)，即多编队协同作战，这又如法西斯德国的闪击战(Blitzkrieg)，其火力与远距离机动协同以达成战场上的作战目的；四是蜂群式作战(Swarming)，即大量分散的个体或小群体像一个人一样相互协调并肩战斗。

《蜂群与未来冲突》一书中作者建议将蜂群战术表述为“可持续的脉冲式打击”，在这个概念中部队组织大规模火力，然后将它们分散开，再一同实施攻击。这个观点浅显易懂，但有些局限。而另一西方学者更详细地审视了蜂群战术，将蜂群定义为“多个作战单元从多个维度对目标实施合围式攻击”。这个说法颇有工科的学术味道和技术上的可操作性。上述两种说法在研究导弹攻防技术这一专业性强的狭小问题上有启发性。但需要指出的是，现代意义下所谓的“蜂群”相对现今网络化部队/兵器来说，其集群具有更大的群体(mass)、更强的协调能力(coordination)、更高的智能(intelligence)和更快的反应速度(speed)。

作为一个学说概念，蜂群作战比机动作战有优势，这是因为蜂群作战的思想是将兵力在整个战场进行分布，而与此同时仍然把握着它们，打起仗来像一个统一一致的整体。考虑导弹攻防问题，蜂群的潜在优势在于： 1)攻防作战能力可以分散开，给敌人制造更多的目标，迫使其耗费更多的弹药；2)平台的生存性概念让位于蜂群韧性概念，蜂群如果有充足的数量，则就无须关注其中每一个体平台生存性，作为一个整体它对遭受的攻击仍有一定的韧性而不会被瘫痪；3)蜂群的规模体量使得蜂群个体在消耗时，蜂群整体的作战能力只是个退化过程，而不至于像单个比较考究的平台，一遭受损失就会导致作战能力突然衰落；4)进攻性齐射能够饱和敌防御系统。具体来说，对于蜂群式攻击，目前大多数防御系统在某一时只能对付多个威胁，而不是全部，因此导弹防御部队弹药可以被耗尽；近距防护的机枪火力也只能在一个时间对准一个方向；像高能激光这种连射或近连射的低成本火力打击武器，某一时刻只能对付一个目标，通常需要几秒时间才能打下目标；制导武器的齐射或无人载体的蜂拥而至能够打垮敌防御系统，因此能够“渗入”拿下目标。

1.2 蜂群的指挥与控制模式

怎么样对蜂群实施有效的管理是个很有学术味的问题，中心目的就是让它们根据任务要求以某种规模自主地去抱团，以某种编队自主地去机动出击。根据装备对装备的攻击与防护问题，可能的指挥与控制模式(见图1)，由于通信等原因，按较为集中化的控制到越来越分布式的控制模式进行排序，包括以下四种[3]：一是集中式控制(Centralized control)，即蜂群成员将信息反馈给核心计划者，之后这个计划者给每个蜂群成员一一布置任务；二是分层控制(Hierarchical control)，即蜂群的每一个成员都由“组长”这一级控制，“组长”依次由更高一级的“班长”控制者控制，以此类推；三是共识性协调(Coordination by consensus)，即蜂群成员相互保持通信，通过投票表决机制或竞拍的方法使问题趋于解决；四是应急协调(Emergent coordination)，即像自然界蜂群那样，协调之事自然由个体性蜂群成员们响应其他蜂群成员而起。这四种指挥与控制模式与关键的一套从上到下的编队合围算法有着密切的关系，变幻无穷。

图1 蜂群系统的指挥与控制模式

给定场景下的最佳指挥与控制模式取决于多种因素，包括：蜂群个体相对所实施任务复杂性所表现的智能水平，在使命任务开始执行前需要对任务和环境进行信息掌握的量，任务执行期间环境变化的程度或使命任务自身变化的程度，为适应变化中的事件或威胁所需要的反应速度，为了完成任务蜂群各成员间需要协调的程度，从通信带宽、可靠性和潜在性(latency)考虑蜂群各成员间和蜂群与人工控制器件的连通性，从可能与结果两方面考虑得到的次最佳解决方案或彻底失败的风险等等。

2 蜂群式导弹攻击

2.1 弹载蜂群电子战提升导弹突防率

先不讲体系作战，仅就弹道导弹部队一个兵种在无战略支援下的导弹攻击能力来说，这个能力取决于导弹飞向目标时的突防率PE、命中率PK和毁伤效果EK这三方面表现出的综合能力。将蜂群式作战概念引入到导弹的硬打击行动中，在理论和实际中就产生了导弹齐射毁伤目标的战术战法。美军深知蜂群战相对于机动战的优势，因此就是不说先前其像隐身、精确打击、先进感知和先进信息化C4ISR的第二次抵消战略成果已经消失，它也不得不考虑构想第三次抵消战略来应对导弹齐射威胁。将有着穿插、分隔、包围、歼灭等丰富内涵的蜂群式作战的思想引入电子战，同样也会产生奇幻的效果。拿反舰弹道导弹打击航母为例，通过在导弹战斗部加载电子战舱，通过自主工作模式在适当的地点适当的时间投放多样化蜂群式电子战载荷和协同工作，可以重拾被弱化的单发导弹突防概率Pe(probability of penetration)，使被反导系统弱化的突防率Pe(通常为1%量级)，仅在M个逼真欺骗诱饵的蜂群式伴随下，就能提升到PE：

PE= 1-(1-Pe)M

(1)

从蜂群作战理念看弹载电子战舱，它不是一堆简单的东西，而是其中的诱饵、干扰和电子攻击载荷能够蜂群式地自主协调它们的行动(如：干扰、欺骗、侦察资源分配与施用，及参数设定等)，在时间上作出最佳的安排，以支援真弹头这种战斗部运动战式的打击行动。

一般来讲，蜂群式攻击能让敌人始终搞不清楚来自各个方向的威胁，它通过协调机动与攻击行动，使攻击行动明显地比能实施集团作战但没有协调机制的攻击更加有效。另外，多波次的运动战攻击武器能够在蜂群作战模式下同步协调其攻击行动，使之能够同时发动攻击，或使之能从多个方向发动攻击，从而饱和与压垮防御系统。

2.2 蜂群式导弹齐射提高命中率

若防御方采用各种手段使攻击方单发导弹命中率(probability of kill)降低至Pk，则攻击方可采用蜂群式的N发导弹齐射战术，命中率PK为：

PK=1- (1-Pk)N

(2)

易见，只要Pk≠0，攻击方就可以通过提高相对低成本的导弹数量N，使PK→1，从而使攻击与防御的耗费比却有利于进攻方，这意味着进攻方仅仅需要采购更多的导弹就能饱和防御系统，如图2所示。

综上所述，蜂群式作战思想用于导弹齐射和诱饵抛洒，既能提高命中率对敌实施有效的硬杀伤，也能提高单发导弹突防率。

另外，作为导弹攻击的另一种模式，可用巡航导弹平台给敌方的机场或航母活动游弋区域投送滞空时间长且装备有侦察打击载荷的蜂群式无人机,它们对起降的飞机来说就像空中有爆不完的炸弹，有挥之不去的幽灵，这种大集群的自杀式攻击行为会让敌飞行员惶恐而失去战斗意志，这种心理打击效果也是信息战追求的目标。这种以巡航导弹远程投送的蜂群式无人机系统天生就是对海信息战手段。

3 蜂群式导弹防御

如果要降低对手导弹攻击给己方带来的威胁，同样也要从C4ISTARK体系对抗的角度考虑，一是己方要有电子战群和网络战群，干扰对手天基、空基和海基信息系统和国防信息基础设施，在战略层面上弱化对手C4ISR能力，在战术层面上弱化C4ISTAR的目标发现、锁定、跟踪和目标指示能力，包括使用水下上浮载荷UFP释放无人潜航器(UUV)构成的蜂群，制造时隐时现的假目标以迟缓对手“观察、理解、决策、行动”(OODA)能力，使用水面无人艇(USV)构成蜂群，协同工作以迷惑导弹；二是针对对手的远、中、近战略和战术导弹构建如国家导弹防御系统(NMD)和战区导弹防御系统(TMD)之类的远、中、近导弹拦截系统，以及用高能激光、高功率微波、电磁轨道炮和电子战干扰与欺骗实现的高价值目标近距防护系统；三是靠前部署机动力量尽前打击，将对手的蜂群力量摧毁于蜂巢中；四是对于自身的军事基地和指挥控制系统采用分散与工事加固的措施，以增强其韧性。

说到航母反导，出于防御目的，它对于对手齐射的反舰弹道导弹，将会部署像云一般的大量水面、水下无人器来保护航母战斗群免遭攻击，这些无人器以蜂群工作方式自主变化以遏制潜在威胁。比如，蜂群无人器能够用来欺骗对手的情报侦察与目标指示(RSTA)系统，使之认为有大型运动载体或整个运动平台编队正在某区域里通过。这种完美的欺骗需要通过不同的手段来实现，包括产生虚假的声学、视觉或电磁特征。具有协作性的蜂群式诱饵甚至能够用来产生时序上精确的虚假信号，欺骗对手天基和空基广域监视系统，产生有虚假航迹通过并使其一体化防空系统产生幻觉，使对手“观察、理解、决策、行动”(OODA)环路瘫痪。

4 结束语

蜂群式作战理念并不是什么新鲜事物，只是在网络化技术和自动化技术发达的今天，这种理念很容易被实现和推广普及。蜂群技术能模仿人的智能行为，能相较于敌方，将低成本导弹、诱饵等无人系统组织起来，使之像一个统一一致的整体一起去战斗，即使在距离上它们分散得很远。这样敌人不是在与一个堂堂正正的对手作战，而是在应对难有胜算的一堆目标，这些目标看起来无处不有，同时又神出鬼没。

“凡治众如治寡，分数是也；斗众如斗寡，形名是也。”把单一昂贵多任务系统的功能分解到大量的成本低却又不怎么复杂的系统上是一种有助于对抗现代威胁的方法。如果是无人系统，因为无人系统上面没有人，所以系统生存性问题就可以用来平衡成本问题，这样就可用蜂群韧性概念来取代平台生存性概念，理念的改变就会导致颠覆性技术的产生和战场游戏规则的改变。大数量的简单系统建得起耗得起，其中一些被摧毁，剩下的仍可履行使命，其战斗力下降平缓而不会有单一昂贵平台灾难性损失的风险。大数量不同的装备设施构成蜂群能给敌方带来成本压力，它们能大幅度增加敌方必须实施攻击或拦截的目标数量和类型，并且能通过避免单点失效(monocultures)来增强作战系统的韧性。蜂群式导弹攻防就是基于这种学说。

展望未来，当规模数量(mass)再次成为战场上的决定性因素，当有些最智能(intelligence)的算法比最好的硬件更重要，当战场加快的节奏(speed)不断地威胁着人工对战场的控制能力，当团结协作(coordination)仍然是联合作战强调的原则，则蜂群系统投入作战将导致作战样式的变化。对于蜂群式导弹攻防，蜂群式协调的行动能够实现同步的进攻行动或防御行动，可以在一个地域更有效地部署作战资源，可以自己组建网络以对敌行动作出响应，或分布作战资源来协调好传感、欺骗和攻击任务。蜂群式导弹攻击提高了导弹的突防率和命中概率，蜂群式导弹防御对应地也提高了导弹拦截率和稀释了导弹齐射攻击的密度。蜂群式导弹攻防是蜂群与蜂群的对抗，它们最后比的还是规模、智能、反应和协同。■

[1] Gunzinger M，Clark B.Winning the salvo competition: rebalancing America’s air and missile defenses[R]. Center for Strategic and Budgetary Assessments (CSBA)，2016.

[2] Martinage R. Toward a new offset strategy: exploiting U.S. long-term advantages to projection capability[R]. Center for Strategic and Budgetary Assessments (CSBA)，2014.

[3] Scharre P. Robotics on the battlefield part II：the coming swarm[R]. Center for a New American Security (CNAS)， 2014.

[4] Green M, Hicks K, Cancian M. Asian-pacifc rebalance 2025 capabilities, presence,and partnerships[R]. Center for Strategic and International Studies (CSIS)，2016.