浅析美军无人作战系统发展及启示

2023-06-09 01:37刘长军
军事文摘 2023年11期
关键词:无人集群系统

刘长军

近年来,全球无人作战装备市场持续增长,无人作战领域成为各国加强军事战略博弈的焦点。美国《21世纪战略技术》报告提出:“20世纪的核心武器是坦克,21世纪的核心武器是无人系统。”在近几十年的局部冲突中,无人作战系统从小试牛刀到锋芒毕露,每一次登场都表现惊艳。作为世界无人作战领域的领航者,美军着眼全球军事战略,从战略规划、概念设计、体系建设、技术突破、实战运用等方面深研细耕、协同发力,保持了无人作战系统赋能军事实力的增长及地位,并不断地为抢夺未来无人战场主动权创造优势。

美军无人作战系统发展概述

无人作战系统的出现扩大了现代战争与传统战争的差别,加速了战争形态向智能化方向的演变。从近年美军直接参与、或者提供无人作战系统援助的历次战争来看,美军的无人作战系统在战争中发挥了突出作用,凭借着隐蔽性能好、持续作战能力强等优势,有效降低了人员伤亡率、减少了作战经费开支,对于作战目的的达成起到有力推动作用。

无人系统战略规划持续推进。美军具有超强的战略管理和规划能力,经几十年的发展,已形成了一个庞大且细致的战略管理体系,推动着美国军事力量的有序发展,无人系统领域亦是如此。《无人系统综合路线图》是美国军用无人机、无人潜航器、无人水面艇、无人地面车辆等无人系统全面发展的总体战略指南,美国防部曾先后于2000年10月、2002年12月、2005年8月和2007年12月发布了4个版本。从2007年开始每2至3年会滚动修订并发布一版未来25年的无人系统综合路线图。目前美国公开发布的最新版是2018年8月的《2017-2042年无人系统综合路线图》。该路线图是美军未来25年发展无人作战系统的纲领性指导文件,全面阐述了未来25年美国各种用途的无人系统研制、作战使用情况,说明了美国对无人系统的未来需求、技术实现途径、未来的发展规划和设想,为各军种提供了战略指导。

美空军部长弗兰克·肯德尔

为针对主要对手形成新“代差”优势,各军种也根据实际相应地制定了军种“无人系统发展路线图”,如陆军《美陆军无人飞行器系统路线图(2010——2035)》、空军的《美空军无人机计划(2009——2047)》《美空军无人机系统发展路线图(2013——2038)》《小型无人机系统飞行计划(2016——2036)》、海军与海军陆战队联合发布的《无人作战框架》、海军的《智能自主系统科技战略》等。

无人作战力量编制规模扩增。早在2002年3月,美空军就成立了世界上第一个无人攻击机中队,将无人作战力量编制成独立单位。随着无人装备发展以及着眼作战任务需要,美军不断地优化作战力量结构,增加无人作战系统,提高无人作战力量的编制比例。据资料显示,截至2013年底,美军空中作战司令部编无人机联队1个、无人机飞行中队7个、无人机训练中队3个,空军国民警卫队编无人机联队1个、无人机飞行中队4个,空军特种作战司令部编无人机中队3个,海军编无人机中队2个,海军陆战队编无人机中队3个。截至2015年初,已在陆军步兵战斗旅、斯特赖克战斗旅、重型战斗旅下的工兵营中编有1个近程战术无人机排,火力旅下编有1个战术无人机连,师属航空战斗旅下编有1个灰鹰无人机连,第160 特种作战航空团编有2个灰鹰无人机连,国家训练中心编有1个灰鹰无人机连。2017年9月组建了第一个独立的水下无人潜航器中队——UUVRON1,配备各类无人潜航器随舰执行ISR、反水雷和协助反潜等任务。2020 年10月1日,海军又成立第一个舰载无人加油机中队。拟在2023年夏末前,建立有史以来首支水面无人舰队。2023年3月7日,美空军部长弗兰克·肯德尔在美国航空航天大会上披露未来美空军战斗机部队将由1000架高度自主的先进无人机、200 架下一代空中优势隐形战斗机(NGA D)和300架F-35隐形战斗机组成。海军陆战队计划2030年左右在团下建立机器人(无人战车)营,并设想无人作战平台分别占到100%、36%~75%、35%以下三种比例的编配模式。

无人作战体系结构不断优化。美军是世界上拥有无人作战装备类型最全、数量最多的军队,形成了相对完善的无人作战装备体系。现美军中服役的无人机型号多达数十种、数量达一万多架,涵盖高空、中空长航时、小型、微型种类的无人机,可遂行情报侦察、预警、目标捕获、火力打击、战效评估、反潜、反舰、扫雷等多样化任务。随着自动化、人工智能和通信网络技术的发展和日益成熟,美军凭借技术优势推动无人系统进入快车道,通过推陈出新,不断完善装备体系结构,使无人装备系统领域呈现出智能化、综合化和体系化优势。从类型结构上看,其类型从最初的无人机扩展到地面无人车/机器人、无人水面艇、水下无人潜航器,甚至空间、临近空间无人飞行器;从性能功能上看,已逐步由性能水平较低向高性能发展,由作战功能单一向多功能拓展,基本满足执行恶劣条件下多样化作战任务需求;从体系评估上看,将无人作战系统纳入净评估等体系检验技术运用、赋能作战效能,效果显著。

无人系统战场运用日益广泛。发挥无人作战系统优势,实施有人-无人协同作战成为美军现代战争中重要的作战样式。而且美军正在将作战体系尽可能地向无人化、智能化方向发展,最大限度地减少人的参与。在伊拉克战争中,美军操纵龙眼、影子200等无人系统进行近距侦察、危险探测、目标获取和毁伤评估等;在阿富汗战争中,美军使用空中无人系统穿梭于山林茂密、沟壑纵横的复杂战场完成了大量侦察、监视等任务。使用捕食者无人机发射地狱火导弹,成功击杀基地组织的军事首领穆罕默德·阿提夫;美军也曾使用死神无人机执行精确斩首行动,通过搭载的光电探头识别打击目标,成功实施击杀苏莱曼尼。美海军为实现“小而快、精准而有力”的建设目标,提高满足作战需求的保障体系,开始尝试无人机补给。2023年2月19日,美军在日本海上自卫队陆战航空站进行投送演习时,使用CH-53E超级种马运输直升机吊运悍马战车。未来,无人系统将会出现在任何一场战争中,而且承担作战任务的比重将越来越大。

美军机器人战车配备标枪导弹和无人机

美军无人作战系统发展趋向

经过理论、技术、实践的多轨发展,美军无人作战系统从靶机、侦察、打击等单一功能向察打一体、智能化方向演进,引领着世界其他国家军事无人作战系统的发展方向。为深入契合其“分布式作战”思想、“敏捷战斗部署”概念,保持与作战对手的“代差优势”,美军加大无人作战系统的研发投入,推动无人作战系统向智能化、集群化、多能化、全域化纵深发展。

指挥决策智能化。军事智能化发展,标定了无人作战系统智能化发展方向。美军无人作战系统现阶段处于局部智能状态,但是随着人工智能技术的发展,其军事智能化发展程度只会增强不会减弱。以人工智能为主导,推动由无人作战系统建设要素齐全向无人作战系统建设更加智能方向发展,感知方式由人来判断目标属性向基于人工智能的目标识别、特征信息获取的方式转变。2022年10月,美陆军启动为期3个月的“会聚工程-2022”演习,整合人工智能、机器人技术和自主性,验证、测试和评估新兴技术和能力,提高战场态势感知能力。推动由人工操作人脑决策向自主学习智能决策方向发展,决策方式由单一依靠人来决策向以人为主、人机智能交互决策为辅的方式转变,通过设立专门机构推动美国各军种的无人系统加快融入人工智能、大数据及机器学习等关键技术,以算法驱动决策,实现灵活高效的辅助决策。

美军推行的马赛克战作战体系和无人机蜂群,可根据作战任务和作战目的,动态、自适应、可重组地构建作战体系,分工作战任务,配置作战能力,评估作战效果。美军正在将人工智能“小群模块式”融入作战体系各环节,逐步实现多种无人平台、无人系统之间的高度自组织协同作战以及有人系统与无人系统之间的互信协同作战,向智能化演进。虽然早期的机器人通常只表现出自动化的能力,但人工智能和机器学习技术的进步将有助于开发具有更高自主水平的系统。未来的无人系统将实现从遥控和自动化系统到拥有接近完全自主能力系统的跨越。

作战编组集群化。鉴于单体能力仍难以形成规模化作战能力,美军正在推动无人作战样式由“单平台遥控作战”向“智能集群作战”发展,模拟“蜂群”“蚁群”和“鱼群”等集群行为构建仿生学编队,以实施自主协同作战、开展分布式杀伤与饱和式攻击。无人系统集群是为完成统一的任务目标,多个同构或者异构无人系统构成的协作系统,主要是以集群智能控制算法、协同感知、协同任务规划及高效低成本平台技术为基础,形成以无中心、群控制、高涌现等为特征的整体作战群组。由于无人系统集群可执行的任务复杂多样,自适应环境,对抗交换成本低,抗毁性高,直接通信量小,具有颠覆未来战争样式的潜力,所以美军将其列为实现第三次抵消战略的颠覆性技术之一,开展了诸多围绕集群化作战概念的项目试验以提高集群化作战能力,例如美国启动的进攻性蜂群使能战术(OFFSET)、小精灵(Gremlins)、低成本无人机集群技术(LOCUST)等无人机集群技术项目。2012年开展13艘水面艇集群防护测试;2015年50架固定翼无人机集群飞行;2017年103架山鹑微型侦察无人机集群飞行等;2022年美陆军开展“试验性验证网关演习”(EDGE),成功完成规模为30架的无人机集群作战试验。风险与机遇同在,迄今为止,美国还没有任何方法能够完美应对无人机蜂群的潜在战略风险,这也同时证明集群化发展的重要战略价值。

美军研制中的虎鲸大型无人潜航器

功能拓展多样化。无人系统已经由单一功能向多个功能拓展,呈现出多类型、多用途等特点。一是按照作战链路功能需求,从侦察巡视搜集情报、数据通信传输信息、引导火力精确打击、携弹瞄准火力毁伤、战场效能实施评估等赋能无人作战装备,进一步提高隐形能力以及长航时、远航程、高负荷等性能,完善察打一体化,实现覆盖OODA整个环路功能上的拓展。二是按照任务需求,诸如远程运输投送、作战支援保障、伴随火力打击、作战电磁干扰等定制专门无人系统,融合作战体系,提高作战能力。据悉,美海军陆战队下步将进行“蜂群”式投放补给测试。

战场空间全域化。当今时代,威胁日益多样化,战争形态呈现混合特征。美国是实施混合战争的行家,也是应对混合战争的老手,开始重点将无人系统技术从特定领域转移到不可知领域,通过实现与联合部队结构的无缝连接和整合,提高其他领域应对威胁或助力提升战略威慑等综合能力。从近年来的局部战争和武装冲突看,无人化作战力量运用已突破时空限制,贯穿陆、海、空、天、电、网等领域,覆盖战略、战役、战术不同层级,高中低空甚至临近空间等不同空域,大中小甚至微型等不同量级,呈现多维全域的发展趋势。美海军计划2023年夏末前,组建有史以来第一支无人水面舰队。如果这一消息属实,美军将整合空中、海上、地面等域无人系统,实现平台之间的能力互补,大大提高无人系统联合作战能力。

美军C-130运输机使用回收臂回收小精灵无人机

随着无人系统渗透式发展,将逐步替代有人系统,成为智能化战争的主战装备。美军也在不断地加强海外无人作战力量的部署,提高分布式任务完成能力。无人系统在军事领域的运用是暴力手段的丰富和发展,同时也是遏制暴力、维护和平的手段,为保持无人系统有序使用和健康发展,应当像预防核战争那样,保持对无人作战系统发展应有的约束。因此,解决无人系统所面临的伦理文化、法律政策等领域内的障碍,也将成为无人系统发展的重要内容。

主要思考

从使命任务看,无人系统从辅助作战任务正逐渐向主战任务转变;从建设规模看,世界主要国家正在加紧布置规划,拓展无人装备列装率。原则上讲,无人作战不可能完全取代有人作战。世界主要国家历经战争检验,无人作战系统已日渐成熟,形成了具备一定优势的战略力量。在百年未有之大变局的当下,在军事力量转型发展的关键期,亟需瞄准强军目标加强智能化建设,在无人作战领域加强战略推进、坚持体系建设、激活人才资源、突破关键技术、完善制度保障等方面并向施力、提档加速。

加强战略推进。无人作战系统存在与发展的主要意义在于代替指战员高效执行能力局限、情景危险等不利条件下的任务。受限于科技发展的瓶颈,无人系统在短期内不可能完全取代有人系统,而是与有人系统长期协同存在,因此应当合理布局、稳步推进。从战略层面讲,将无人作战系统纳入国家无人系统发展体系,规划设计战略指导,科学制定无人系统发展路线图,着眼科技的快速更新,定期修订完善。从执行层面讲,组建专门负责机构,牵头负责整合各领域研究力量,完善科研全产业链的管理,规范无人系统建设标准,统筹调配发展资源,减少重复研究成本,促进现有企业科技成果向军事领域转化,推动无人系统高质量发展。

坚持体系建设。重点向“多兵种”集成化方向发展,逐步建立起功能齐全、结构合理、性能卓越、多域覆盖的无人作战系统体系。着眼作战能力提升,坚持“紧贴实战”打通“体系链路”,持续在紧贴实战的对抗环境下探索无人作战系统战斗力生成机理,贯通作战概念从构想设计到落地见效的体系链路,推动无人系统实战能力快速生成,为制胜未来智能化战争奠定坚实基础。把握体系建设重点,通过场景布设、战法创新等方式,探究作战任务需求,牵引无人系统功能实现全面拓展;攻克体系建设难点,解锁有人系统限制,运用科技与非科技、有人或无人相结合等手段,灵活方法、攻坚克难,完整链路结构;打通体系建设堵点,根据作战整体闭合回路运转情况,坚持逢山开路、遇水搭桥,稳畅体系信息流贯通全链;优化体系建设节点,评估无人系统建设效能,坚持战斗力标准局部优化,提高无人系统对作战效能的贡献率。

面对伦理、合法性等困境,要及时对无人作战系统进行伦理和法律的约束及制衡

激活人才资源。无论战争形态如何演变,人始终是智能化武器装备的发明者、制造者和运用者,是战争指导和作战力量不可替代的能动主体。美军各种人工智能相关战略规划和实践活动都特别强调与产业界和学术界合作。因此,我们一方面要健全完善人工智能、无人系统等专业领域人才体系;另一方面,构建良好的专业领域科研环境,推动无人系统现代化发展。

突破关键技术。抓住科技创新这个“关键变量”,坚持战斗力标准,以重点领域突破带动系统能力提升,推动无人作战系统高质量发展。要加强科研链条起始端——基础研究,坚持目标导向和自由探索,把世界科技前沿同无人作战系统功能需求结合起来,支撑无人系统作战功能实现;要坚持科技自立自强,突破国外核心技术封锁,解决“卡脖子”技术难题;要创新科技体制机制,加深军民融合发展,推进创新链产业链资金链人才链深度融合,推动军民技术耦合赋能无人系统健康、稳定、快速发展;要积极开展国际合作,坚持科技开放,增强重要科技能力优势互补,提高集智攻关技术难题能力。

完善制度保障。对战争进行伦理和法律的约束及制衡,是人类长期努力的结果,也是人类文明进步的重要表现。因此,一方面,通过法制规范推动发展高效高质,明确相关领域部门的责任、界定权责边界、完善激发奖励机制等,打破部门技术发展壁垒、消除发展中的利益藩篱,为无人作战系统实现快速发展铺路奠基。另一方面,通过立法形式规避发展困境问题,要深刻汲取美军发展无人作战系统所衍生出的或是视野范围内所能预测的伦理、合法性等困境问题经验,加强法治体系建设。

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