无人机蜂群对海作战概念与关键技术研究

摘 要：无人机蜂群作战技术是当今世界上一种新型的作战模式，在未来的战争中，这种作战模式对人类的打击将会是覆灭性的，随着当今科学技术的快速发展，无人机蜂群作战技术已经从理论逐渐转为实践，已经有个别国家对这种技术进行研究开发。不可否认，这种新型的作战技术具有它独有的特点，那就是对海作战中拥有别的武器所没有的优势，这也是为什么这用作战模式被提出的重要原因。未来战争中，无人机蜂群作战将会成为一种趋势。

关键词：无人机；蜂群；作战模式；技术

引言：随着科学技术的发展，人们开始着眼于更加智能化，稳定性的新科技。无人机技术的发明加快了无人机蜂群技术的发展。这是当今社会发展的一种必然趋势。科技人员就当今海内外无人机技术的发展状况，充分发挥其中的优势，从而完善无人机蜂群作战的技术，并且详细的分析了其运用技术对这有作战模式的重要性，研究难点及相关问题的解决方法。无人机蜂群技术所用到的技术将会是人类努力发展的方向，为今后研究这项技术提供了保障。

一、什么是无人机蜂群对海作战

每一种技术都会有它的优点和短处，无人机蜂群作战技术的优点在于成本低廉，可以量产，无人机的目标小，但是蜂群的数量大，可操纵性好；它的缺点在于单机作战能力大大减小，用于建设的蜂群无人机探测的能力有限，行动缓慢，不灵活，消耗的能量大，航程有限制并且对目标的打击能力也有限制[1]。对无人机蜂群作战的优点和缺点进行分析，无人机蜂群对海作战还是有很高的可能性：其中一个原因是无人机蜂群成本低廉，对于打击海上昂贵的舰艇起到了一种以低成本杀伤性武器打击昂贵水面舰艇的利益化得到最大。另一个方面，海上舰艇的目标比较大，容易被发现，并且机动性能还是有一定的缺陷，运用蜂群进行水面舰艇的打击是最有力的方法。当然，海上舰艇的对蜂群无人机的打击能力也有一定的缺陷，海上舰艇的对空作战能力本来就不是它的优势，大量的无人机蜂群会使海上舰艇的打击能力无处可施。

由此我们可以推断，以后的无人机蜂群作战模式是否可以针对具有更高价值的航空母舰，随着科学技术的发展，智能无人系统和蜂群作战也日渐熟练。

二、当今世界各国无人机蜂群研究的现状是怎么样的呢

在发达国家，尤其是美国和欧洲各国，他们的无人机技术一直处于领先地位，伴随着无人机蜂群作战的理念被提出，他们已经开始着手研究无人机作战有什么样的需求，发挥其中的优势[2]。2016年美国军方发布了《小型无人机系统路线图2016—2036》，充分体现了美军在无人机蜂群作战的重要关注及期待。美国不论在空军、陆军、海军、都已经开始就这项技术展开了研究，并且启动了多个项目来确保无人机蜂群作战的实现。比如MICA项目（减少人工操作最无人机技术的干扰）、CODE项目（为了增强无人机的自主性）、“小精灵项目”（为了回收侦查和电子战无人机蜂群）、OFFSET项目等等。

我国国内的无人机蜂群作战研究要比美国和欧洲国家研究的晚一些，虽然我们起步晚，但是经过科学家的不懈努力，我们也取得了相应的进步与研究成果。在理论研究的方面中，我国多地高校学者协调合作、分工明确，经过多年的钻研和积累，取得了很大的进步。科学家们提出了很多非常有力的建议来确保无人机技术的发展。比如：运用一定的技术手段来解决无人机的协同任务分配问题，运用基于Du bins路径的一种无人机避障方法，对未知发生的威胁进行避障。在演示验证方面：中国电子科技集团公司成功完成了飞行试验，这次实验由119 架固定翼无人机蜂群进行演示，演示了多种高难度的动作，例如：密集弹射起飞、空中集结、蜂群行动等。这也标志着我国的无人机蜂群在智能化的道路上更近一步。

无人机蜂群的重要性越来越被国内外国家所关注，并且都会作为各国在军事理论与实际应用的重要课题进行研究，并开展了一系列的研究工作[3]。美国欧洲等发达国家的无人机蜂群技术取得了不小的突破性成果，并向着实战运用中的步伐前进。我国国内的研究目前阶段仅仅是在理论方面进行积累分析，与美国欧洲发达国家还存在着不小的差距。无人机蜂群作战技术距离真实的成功还是需要攻破更大的困难才能真正的运用到真实作战中。

三、无人机蜂群作战的关键技术是什么

（一）战术与作战使用

由于无人机蜂群的关键技术还没有解决导致目前阶段，无人机蜂群的发展面临着巨大的压力。无人机蜂群的关键技术包括无人机在战术与作战中如何使用、总体架构是什么、集群感知是否能正常使用与信息能否完全融合、如何进行集群控制与群体智能、任务规划和它的航迹如何规划等。

我们要从未来战争的需求方面进行分析，从未来战争的角度出发，来研究无人机蜂群作战技术，这是我们研究无人机蜂群技术首先要着手的问题[4]。无人机蜂群作战将会产生一种全新的的作战模式，这用模式的优点在于数量多，对目标的打击能力大，可以对战场的相关信息进行监控，智能化会让它在战争的应用中更加让各国注意，并且让打破各国的防空系统成为可能。事实上，由于蜂群技术的刚刚起步，我们可能因为对他不够深入了解而会对这一技术存在误解，充分发挥集体的优势，运用集体的智慧可能會是解决这一问题的关键所在。

（二）总体架构

由大量的不同类型和功能的设备，并具有较强的交互能力和自主决策能力的无人机构成了无人机蜂群系统。为了任务的高效有序进行，无人机蜂群必须进行更大级别的集体配合，这就需要更高的技术进行支持。总体框架的功能是确保系统的总体效能得以保障。除了在传统的系统框架下的集中式和分布式框架外，多智能系统和复杂网络系统常作为研究热门为无人机分群系统提供新的思路。

（三）集体控制与群体控制

无人机作战的核心就是集体控制和群体控制，这是确保无人机蜂群海上作战顺利进行的前提，借助有效的群体控制可以使无人机蜂群成为一个具有强大力量的整体，当前解决群体控制的有效途径是借鉴生物群体智能的理论。

（四）航迹规划

航迹规划是指无人机在实行任务的过程中，实时的设计出一条从起点到终点的最优质的航线。合理的航线规划可以确保任务的按时完成，提高生存的概率。

总结：未来的战争向着智能化的趋势发展，而由不同功能、不同性能的无人机组成的蜂群将会成为未来战争的重要手段。无人机蜂群运用的每一种技术都将会成为今后学者研究的重要课题，但是无人机作战概念的真正实行还需要太多的问题要被解决，比如作战的概念不明确，导致作战的任务就无法正常进行，其次，蜂群作战对无人机之间的协同合作技术有较高的需求，这也是确保蜂群作战的前提保障。未来的发展挑战不断，同时机遇也会不少。我们一定会在无人机领域更进一步。

参考文献：

[1]谭何顺，曹雷，彭辉，等.一种多无人机层次化任务分配方法[J].解放军理工大学学报（ 自然科学版） ，2014，15（ 1）：18-24.

[2]关震宇，杨东晓，李杰，等.基于 Dubins 路径的无人机避障规划算 法[J].北京理工大学学报，2014，34 （ 6）：570-576.

[3]刘伟，郑征，蔡开元.未知复杂环境中的无人机平滑飞行路 径 规 划[J].控制理论与应用，2012，29 （ 11）：1403-1413.

[4]曲成刚，曹喜滨，张泽旭.人工势场和虚拟领航者结合的多智能体编队[J].哈尔滨工业大学学报，2014，46（ 5）：1-5.

作者简介：

姓名：金立民（1996.09--）；性别：男，籍贯：江苏省连云港人，研究方向：电子信息工程；