国外巡飞武器系统集群化发展研究

郝雅楠 刘霄倩 孙宇健 张京男/文

随着未来作战任务的日趋复杂，以及作战平台自主能力的不断提高，作战平台集群化正在加速发展。巡飞武器系统集群化作战，具有成本低、数量大、灵活组网、生存性强等优势，有望成为未来战场中的重要组成部分。本文重点研究了巡飞武器系统集群化发展态势、关键技术及作战影响，为我国装备体系建设提供决策参考。

概念内涵界定

巡飞武器系统集群化是指将大量小型成本低的巡飞武器系统，通过开放式架构和高效管理控制实现相互之间的组网协同，进行多点压制或摧毁敌方防空系统等作战任务。巡飞武器系统集群化，能够有效扩展巡飞武器系统的感知范围，提升打击效果，完成复杂的作战任务。其中，巡飞武器系统是小型无人机技术与制导弹药技术结合的产物，是一种能够投放到预定空域并滞留一段时间的精确弹药，主要用来完成战场侦察、目标指示、精确打击、中继通信、毁伤效果评估等作战任务。集群作战是指一组具备智能自主能力的作战平台通过有人/无人操作装置的辅助，基于高速链路和网络技术，在操作员监控下，完成作战任务的过程。在研究中，集群作战有时也称为“蜂群”作战，两者有一定相通性。

国外巡飞武器系统集群化发展态势

目前，国外对集群作战的研究与试验主要基于巡飞武器系统、无人机等无人系统，而且对无人机集群作战的研究占多数。由于巡飞武器系统是无人机技术与制导弹药技术结合的产物，无人机集群的作战概念、关键技术对巡飞武器系统同样适用，因此本文在开展巡飞武器系统集群作战研究时也一并考虑无人机集群作战的进展。总体来看，集群作战研究已经开展了20多年，近5 年开始加速发展，有望在2025 年前后初步实现实战应用。

美军发展现状。21 世纪初，美军就对集群作战进行了仿真研究，但真正大规模开展系统层实物研究是2014 年美国国防部提出“第三次抵消战略”之后，集群作战的核心任务是有效应对潜在对手的反介入/区域拒止能力提升。在这一需求牵引下，美军开展了基于“郊狼”无人机、“山鹑”无人机、“弹簧刀”巡飞武器系统等集群作战项目，在集群作战概念、技术探索、仿真验证、编队飞行等方面取得了一定突破，但总体仍处于技术研发验证阶段。

海军研究局开展的“郊狼”项目中，美军完成了40 秒内在海上连续发射30 架无人机以及无人机群的编组和机动飞行试验。“郊狼”无人机发射之后，使用低功率无线电频率网络建立彼此之间的通信关系，共享位置信息和其他信息。所有无人机将形成“母子”关系，其中1 架起总体指挥作用，其余无人机则为下属无人机。作为彼此通信的一部分，每架无人机都会感知其他无人机的位置并共享自身位置。该试验验证了编队飞行、队形变换、协同机动等能力。后续，美军还将进一步开展技术研发和蜂群验证。

国防部战略能力办公室开展的“山鹑”项目中，美军用3 架“超级大黄蜂”战斗机投放103 架“山鹑”小型无人机，这些无人机质量仅0.3 千克，续航时间约20 分钟，最大飞行速度110 千米/小时，通过组网协同形成的蜂群，在地面站指挥下协同飞行，验证了无人机蜂群集体决策、自我修正、自适应编队能力。

国防高级研究计划局通过“进攻性蜂群战术”项目，着力点为执行城市作战任务的无人机蜂群生成、评估、集成战术。目前正在设计、研发一种蜂群开放系统架构；通过“拒止环境协同作战”项目，研发先进算法和软件，使蜂群协同完成发现、跟踪、识别、攻击等任务。

美国宇航环境公司在2018年4月，演示了采用“美洲豹”无人机和“弹簧刀”巡飞武器系统组合实现的自主目标“搜索—打击”系统。在执行任务时，“美洲豹”无人机利用高分辨率昼夜照相机识别目标，并自动将目标信息传输给“弹簧刀”巡飞武器系统；巡飞武器系统在接收到目标信息后立即发射，在后续飞行中持续获取“美洲豹”无人机传送的目标位置信息，根据操作人员指令执行打击任务。

经过20 多年的发展，美军在集群作战方面积累了丰富的研究成果，特别是近5 年密集开展演示验证，极大加快了实战应用进程。美国空军在《小型无人机系统飞行规划2016—2036》文件中预计实用性无人机蜂群将在2025—2035 年服役。届时，集群作战将为巡飞武器系统的作战应用提供新方向，形成战场上新的非对称作战优势，对未来智能化战争的作战模式产生深远影响。

其他国家和地区发展现状。近年来，俄罗斯、欧洲等国家和地区也高度重视集群作战概念和关键技术，加大研发投入和演示验证，推动自主决策、资源管理、协同导航等技术取得了实质性进展。

俄罗斯开展了第六代战斗机与无人机蜂群协同研究。第六代战斗机样机在设计时考虑了与无人机蜂群协同作战，如由1～2 架六代机与20～30 架无人机协同，执行空战、侦察、对地打击等任务，计划于2025 年实现首飞。同时，为应对蜂群作战的潜在威胁，俄罗斯还开展了反无人机蜂群研究，并于2016 年完成了新型武器设计工作，通过电子干扰使所有蜂群无人机上的电子器件失效，从而中断无人机与控制中心的通信，项目后续进展并未公布。

欧洲防务局启动了“欧洲蜂群”项目，研发无人机蜂群任务自主决策、资源管理、协同导航、传感器网络、信息融合等关键技术。英国国防部长于2019年2 月提出无人机蜂群研制项目，以遂行扰乱和压倒敌方防空系统等作战任务，支持有人机的领先优势，计划于2022 年完成。但从其表述推测，该无人机蜂群并不是一个独立的无人机蜂群，更像是与有人机伴飞的无人僚机。波兰防务公司于2017 年推出了“蜂群”机动型察打一体化系统。该系统包括两辆侦察指挥车和两辆攻击车，集成了现有的“飞眼”微型无人机和“战友”微型巡飞武器系统。其中，每辆侦察指挥车携带3 架“飞眼”无人机，无人机可通过加密数据链提供实时图像，具备情报、监视与侦察能力；每辆攻击车可以携带20枚“战友”巡飞武器系统，用于精确打击“飞眼”无人机识别的目标。该系统并非真正意义上的集群作战，但初步实现了无人机与巡飞武器系统的协同，为实现集群作战积累了技术和经验。

从目前进展来看，集群作战从概念走向部署还有较大的难度。为此，俄罗斯、欧洲更多聚焦于有人机与无人机蜂群协同研究，以降低研制难度，加快实战部署。

巡飞武器系统集群化关键技术

当前，集群作战需要重点解决的关键问题包括：大规模无人作战平台管理与控制、多无人作战平台自主编队飞行、集群感知与态势共享、集群突防与攻击等方面。

在复杂战场环境下，集群执行作战任务时通常出动无人机架数较多，需要具备大规模无人作战平台管理与控制能力来综合考虑任务和空间要求。围绕该能力，美国国防高级研究计划局通过“分布式作战管理”项目研发辅助决策系统，来帮助作战指挥人员生成详细作战计划、实施飞行控制。

集群作战需要具有自主编队能力，既要实现巡飞武器系统编队控制，又要实现集群感知与规避。编队控制要考虑集群在执行任务过程中，如何形成并保持一定的几何构型，以适应平台性能、战场环境、战术任务等要求的控制技术。集群感知与规避要提高集群主动安全能力和生存能力。巡飞武器系统本身要具备装备间局部环境感知能力，能够对周围集群内其余弹进行状态估计与跟踪，从而实现对集群内它机轨迹的跟踪与避碰，保持集群编队构型，实现协同飞行。围绕该技术，美国国防部战略能力办公室通过“山鹑”无人机蜂群项目，演示验证了103 架小型无人机按指令编队飞行、自主重构，为技术成熟奠定了基础。

集群感知与态势共享是集群控制与决策的依据，需要提升协同目标探测、协同目标状态融合估计、协同态势理解与共享等技术，可以基于巡飞武器系统弹载传感器实现集群战场态势感知，获得更广的观测范围、更高的定位精度和鲁棒性，实现态势信息共享，形成统一的通用作战视图。

集群突防与攻击是实现集群作战的核心能力。巡飞武器系统之所以要组成集群协同作战，就是要在高强度对抗的战场环境中提高系统的整体生存能力，在可能损失部分导弹的条件下仍能确保任务完成。在面临来自地面防空系统和空中敌方战机的高威胁环境中，集群必须首先能够突破敌方的严密防空圈，到达任务区域，其次对目标发起协同攻击，确保摧毁敌方重要目标，实现既定作战目标。

巡飞武器系统集群化作战影响

未来，随着集群作战概念的不断完善和丰富，相关技术的不断成熟和加速应用，巡飞武器系统集群化将加快迈向实战应用，并对未来装备的设计理念、作战模式、作战效能产生重大影响。

在设计理念方面，巡飞武器系统的集群化发展为解决未来巡飞武器系统高性能与低成本的矛盾提供了一种新途径。巡飞武器系统集群通常具有较高的效费比，成本低，打击能力强，同时还可以快速消耗对方的地空导弹等高价值攻击武器，以规模优势给对手造成惨重损失。此外，这些集群在穿透攻击目标的雷达系统及拦截装置方面也有更大优势。

在作战模式方面，巡飞武器系统的集群化发展为自主协同攻击，给智能化作战模式奠定了坚实基础。既能大幅提升多弹协同作战的效能，推动自主协同攻击作战模式的成熟；又能通过集群行为的自主控制，大幅降低对作战人员的依赖和负担，推动作战的智能化进程。

在作战效能方面，巡飞武器系统的集群化发展对战场态势的快速感知、复杂多目标的快速响应及突防与生存能力的提升具有重要作用：一是利用弹群的信息快速扩散机理，实现对整个战场态势的快速感知能力；二是利用群的数量优势，基于自主任务规划能力，实现对复杂多目标的快速作战响应；三是利用弹群饱和攻击的数量优势，提升巡飞武器系统的突防与战场生存能力。

在相关战法与技术的推动下，巡飞武器系统集群将更加充分地发挥巡飞压制、自主侦察、精确打击、效果评估、智能组网等作战能力，快速有效地构建闭环的实时毁伤链，显著缩短发现目标到毁伤目标的时间，大幅提高实时打击能力，在未来高技术竞争和应对未来智能化战争中展现出更大的军事价值。