智能化对未来空中作战的重塑——有人无人协同空中作战制胜机理

李 飞 王世梅 吕永健 胡 荣

近年来，人工智能技术不断突破技术瓶颈，迎来了从“不能用、不好用”到“可以用”的质变，在众多领域都取得了前所未有的重大成果，如机器翻译、语音识别、图像识别等，正在引领新一轮产业革命。恩格斯曾鲜明指出，“技术上一旦进步到可以用于军事目的并且已经用于军事目的，它们便立即几乎强制性地、且往往是违背指挥官意志地引起作战方式上的改变甚至变革”。

受战争需求和军事斗争准备的强力牵引，军事领域智能化进程步伐加快，态势感知、信息处理、指挥控制、辅助决策、无人作战等发展如火如荼。空中作战态势复杂、节奏紧凑、对抗性强，对智能化的需求尤为迫切。通过采用人工智能和群体智能技术，无人机自主能力、协同能力可得到极大提升。2020年8月，DARPA曾举办“阿尔法狗斗试验”（Alpha Dogfight）决赛，AI算法在虚拟空战中以5:0的压倒性优势击败了驾驶虚拟F-16战斗机的飞行员。当然，我们也要清醒的认识到，在目前弱智能时代，即智能化系统的通用性、自主性还未完全突破，智能系统只能完成某一类特定任务，基于人工智能技术的无人机及其作战运用在短时间内难以全面取代有人机作战。

美空军于2015年启动“忠诚僚机”项目，可以看作是在无人机高度智能化、具备完全自主空中作战能力之前，基于现有人工智能和战场网络化水平，实施的过渡性质、依然需要“人在回路中”的作战概念。该项目通过有人机与无人机取长补短、高效协同与有效集成，实现态势感知多元，攻击方式多样以及“挨刀你来、好处我占”的低死伤效果。目前，该项目已经由第一阶段“飞行控制的技术突破”转向第二阶段“任务能力生成”。2020年12月，美空军的F-22、F-35和克拉托斯公司研制的XQ-58A无人机在亚利桑那州的尤马试验场进行了飞行试验。2021年11月，美国克拉托斯公司表示其已完成XQ-58A无人机向美空军的交付。

智能化有人无人协同空中作战概念

空中协同作战一般是指一定规模数量和功能的多种有人机之间的协同，而随着无人机任务能力的提升和规模化运用，有人机与无人机之间协同进行空中作战已经成为未来空中作战的必然趋势。传统的有人机与无人机相协同的空中作战是按照预定规划的协同，即无人机以配合、支援有人机空中作战为目的，在地面站的控制下，按照预先规划的空域、航线和时间，执行预先侦察、箔条撒播、通信中继、定向电子干扰等战术任务。通过资源的充分配置和任务的合理分配实现减少人员投入、降低作战成本、提高作战效能的目的。

美空军XQ-58A、MQ-20等无人机与有人机智能化协同作战的核心支撑是美空军正在开发的天空博格人（Skyborg）自主核心系统。天空博格人系统将赋予无人机更高的智能化水平和基于人工智能的辅助决策能力，使无人机具备自主化、智能化以及与有人机实施高水平自适应、可重构、可扩充的协同作战能力。

在2020年的“阿尔法狗斗试验”中，AI算法战胜了飞行员

智能时代的有人无人协同空中作战，则是在信息化的空战场环境下，以高效协同为主要形式，具有相当智能化水平的无人机与有人机之间进行互补增效，进而实现实时感知战场态势、优化配置作战资源、智能分解作战任务、高效达成作战目标、动态精确评估效果的空中作战样式。应该认识到，在无人机智能化水平尚无法支撑完全自主空战的阶段，有人无人协同空中作战目前还处在“半自主”阶段，即以有人机为主干，无人机为配合，美空军“忠诚僚机”项目是该阶段的典型代表。

从目的上看，智能化有人无人协同作战，一方面继承了当前有人无人协同作战“无人”和“协同”的优势。“无人”优势即以低成本无人机替代或掩护高价值有人作战平台，降低战场损失和作战成本并且能够消耗对手作战资源，“协同”优势即通过合理配置作战资源和分配作战任务，增加作战体系能力冗余和结构弹性，通过提高任务效率提升作战效能；另一方面则是智能时代空中作战领域“技术决定战术”规律的体现，随着无人机智能化和自主作战能力的不断提升，有人机与无人机之间的协同将逐步弱化有人机的控制地位，进一步提升作战体系的战场生存能力和协同作战能力，通过群体智能实现空中作战能力的“跃升”。

随着智能技术的不断突破，有人无人协同作战并不会被无人机独立自主空战所完全取代，战争的根本属性是政治性，还是要有人的参与和主导。在大规模、强对抗、瞬息变化的战场环境下，面向不同作战任务生成适用的作战规则会受到伦理、道德等因素的制约。在高度智能化时代，有人无人协同作战将进入到“去中心化”和“全自主”阶段，即有人机与无人机都可以作为战场空间的关键节点，作战流程的“驱动者”可以在不同平台之间切换或分配，在全域多维空间实现有人机与无人机的优势互补和分工协作，进而实现空中作战体系效能的最优。

智能化有人无人协同空中作战支撑技术

智能化有人无人协同空中作战的实质是在大数据、云计算、信息组网、机器学习等智能技术的支撑下，实现有人机与无人机的动态协同，生成空中新质作战力量体系，高效完成协同侦察感知，协同指挥控制，协同火力打击、压制和电磁干扰协同制空作战等任务。以人工智能技术为核心的一系列技术创新和突破将是智能化有人无人协同空中作战的基础和关键。

通过感知战场时间、空间等态势信息，进而通过数据分析、挖掘和评估得到战场环境状态、对手企图以及对态势发展趋势的理解，为作战方案制定和任务分配提供依据。其中，多源异构信息融合技术和延迟丢包条件下的信息融合技术是空中战场态势生成和快速评估的关键技术。有人无人协同空中作战，传感器信息具有多源、异构特性。在强电磁对抗特征明显的空中战场，各平台之间难以做到实时、可靠连通，因此，不确定、大延迟、数据丢包条件下的信息融合尤为关键。

数据链技术是实现各种数据实时传输、交换和共享的关键，是实现协同的前提和基础。空中战场环境的高动态性和强对抗性以及作战目标的高价值和高时间敏感性，使有人无人协同空中作战过程中各平台飞行航迹的动态规划的精度和效率要求越来越高。合理分配作战任务是协同作战的关键，在智能化有人无人协同空中作战过程中，分布式决策技术是在有人机与无人机之间进行任务分配的使能技术，目的在于既能够最大限度发挥无人机的自主作战能力，又要充分发挥有人机能动指挥控制的作用。

XQ‒58A无人机

从态势感知、情报处理到编队协同自主控制和分布式决策都需要人工智能技术的不断突破和支撑。隐身和高超声速是未来空中作战主干平台的主要技术特征，弱智能时代无人机作为空中协同作战的“僚机”和“配角”，其隐身、速度以及机动能力将在很大程度上决定整个编队的相关突防能力。随着一系列颠覆性技术的快速发展与应用，将对空中对抗力量与装备建设、空中作战理论创新等产生广泛而深远的影响，也是发挥有人无人协同作战“1+1＞2”的关键。

有人无人协同空中作战的制胜机理

有人机与无人机以及多无人机协同化、集群化作战，是无人机智能化水平不断提高的背景下空中作战样式发展的必然趋势。智能时代的有人无人协同空中作战行动既体现传统空中作战强胜弱败、以快制慢等一般规律，又呈现出智能化、网络化、体系化作战行动所赋予的特殊制胜规律。

未来的有人无人空中作战必将是体系层面的整体对抗，作战要素是否齐全、任务分配是否合理、信息流动是否顺畅赋能将成为达成空中作战目标的物质基础和前提。基于分布式任务决策和高效协同控制等智能技术，可以将部分大型、高端、昂贵的有人机功能分解到大量无人机平台上，通过体系化思想和智能化技术，将少量有人机和大量无人机形成统一的空战整体。具有分布式协同作战能力的智能化无人机可大幅降低任务成本，提高作战灵活性，而且大量的目标可使敌方防御系统产生“饱和”而无法全部应对，或达成部分消耗对手防空火力的目的。

MQ-20无人机

在有人无人协同空中作战力量体系中，硬杀伤武器系统对信息的依赖性日益增大，指挥控制、情报综合、信息处理等的建设水平直接影响武器装备效能的发挥。这就要求力量编成上必须注重软硬兼备，一是确保硬打击能力有效使能，二是可以实现作战能力硬打击与软杀伤兼具。目前，美军以有人无人协同化空中作战任务能力为牵引，立项研制了F-16改型无人机QF-16、UTAP-22灰鲭鲨、XQ-58A女战神以及小精灵等蜂群无人机。

美国空军《2030年空中优势飞行规划》提出了穿透性制空的概念，并将其描述为，“飞机能够进入，并在由包括陆基导弹和飞机在内的不断增强的精密空防系统保护的敌方空域内作战”。穿透性制空将是未来有人无人协同空中作战的重要场景。

传统隐身突防突击注重利用高端隐身有人机平台及其携带的精确制导武器载荷突破对手防空体系，进而实现“踹门”的效果。有人无人协同空中作战通过隐身高端有人机平台与电子战能力、火力打击及消耗能力和隐身突防能力等任务能力软硬兼备的无人机平台之间的高效协同，在人工智能、协同控制、分布式决策等关键技术的支撑下，在基于隐身能力制空和突防突袭的基础上，形成高效制空、低风险穿透打击编队，以顺利实现情报监视侦察和目标打击的双重穿透任务。

无人机具有零人员伤亡、持续作战能力强、任务功能多样化等优点，为了应对体系化、信息化、强对抗的未来战场环境，无人机作战运用呈现出从单机向多机、从单一类型组合向多机种协同编队、从纯无人机向有人无人协同方向发展的趋势。通过飞行控制、态势感知、目标分配和智能决策，实现能力互补扩展和行动协调高效。

智能化有人无人协同空中作战一方面可以通过高端有人机的功能分解和智能化无人机的能力集成，实现小兵力投入、小人员伤亡代价达成超预期作战效果；另一方面通过空、天、电磁空间以及硬打击、软杀伤、扰认知等多维多域能力的有效集成，可以在有限时间内快速放大作战效果，达成制空、突击、震慑以及支撑后续行动等作战目标，通过大体系支撑下的小行动，实现以点破面，小战而屈人之兵。

结语

随着无人机平台智能化水平的不断提升，有人无人协同作战将是高强度、快节奏和复杂化战场环境下空中作战的主要发展趋势。可以认为，以人工智能技术为代表的一系列智能化技术正在重塑未来的空中作战。应该认识到，有人无人协同空中作战已经不是单纯的作战概念，其在关键技术、典型装备和作战行动中进入到实践层面，成为不可逆转的趋势。本文从无人装备发展和智能技术发展趋势出发，研究了智能化时代有人无人协同作战概念内涵，提出了支撑智能化有人无人协同空中作战的关键技术，系统分析了有人无人协同空中作战的制胜机理。