固定翼無人機(jī)的集群飛行能力,，代表著未來無人機(jī)應(yīng)用的重要方向，也是智能無人系統(tǒng)“改變游戲規(guī)則”的體現(xiàn),。該領(lǐng)域的競爭日趨激烈,，短短兩年內(nèi)，中美四次刷新無人機(jī)集群飛行的規(guī)模,。今年6月,，中國電科宣布已成功完成119架固定翼無人機(jī)集群飛行試驗(yàn)，刷新2016年67架固定翼無人機(jī)集群試驗(yàn)紀(jì)錄——在智能無人集群方面實(shí)現(xiàn)又一突破,。
“這完全回到了古代匈奴王的戰(zhàn)術(shù),，”美國蘭德公司高級(jí)工程師蘭德爾·斯蒂布說，“一支輕型攻擊部隊(duì)能夠擊敗更強(qiáng)大,、更先進(jìn)的對(duì)手,。它們突然冒出來，從各個(gè)方向進(jìn)行攻擊,，然后突然消失不見,，反反復(fù)復(fù)?！?/p>
回顧歷史,，從人類飛行之夢(mèng)到真正沖上云霄、從有人駕駛到無人機(jī),、從單一無人機(jī)操作到蜂群式協(xié)同行動(dòng),，人類空天科技的發(fā)展從幻想起步，在千萬人心血的孕育中成為現(xiàn)實(shí),。
文|千里巖瞭望智庫特約國際觀察員
本文為瞭望智庫原創(chuàng)文章,，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖那白⒚鱽碓床t望智庫（zhczyj）及作者信息,，否則將嚴(yán)格追究法律責(zé)任。
1,夢(mèng)想：從“空天母艦”說起
20世紀(jì)末,，暴雪公司開發(fā)出一款名為“星際爭霸”的電子游戲,，風(fēng)靡全球，在70后和80后玩家中尤為盛行,。游戲中的一款經(jīng)典武器“空天母艦”,，驚艷了諸多游戲迷的雙眼：一個(gè)巨大的空天母艦?zāi)軌蜥尫懦?2個(gè)小型戰(zhàn)斗機(jī)，發(fā)起集群攻擊,，迅速摧毀目標(biāo),。
這個(gè)畫面很科幻。
然而,，短短十幾年之后,，更華麗的場景呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)之中：一剎那，戰(zhàn)機(jī)釋放出成百架微型無人機(jī),，一時(shí)間鋪天蓋地,，像蜂群一樣席卷敵軍。更令人驚嘆的是,，通過人工智能技術(shù)的應(yīng)用,，這百余架無人機(jī)可以互相配合、進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)……
這,，就是即將成為現(xiàn)實(shí)的無人機(jī)蜂群戰(zhàn)術(shù),。
毫不夸張地說,，未來,，無人機(jī)占主流的作戰(zhàn)模式一定會(huì)顛覆現(xiàn)在的戰(zhàn)場模式，多任務(wù)無人機(jī)智能編隊(duì)（即無人機(jī)蜂群）將很可能在相當(dāng)程度上取代現(xiàn)行“預(yù)警機(jī)+作戰(zhàn)飛機(jī)”的模式,。
此外,，無人機(jī)輕量化、小體積,、靈活起飛和可回收的特點(diǎn),，可能給陸軍現(xiàn)有的“察打一體”火力指揮體制帶來革命性顛覆，甚至,，很可能使作為強(qiáng)國標(biāo)志而縱橫四海的航母編隊(duì)在一夜之間成為過時(shí)的東西……
許多劃時(shí)代的科技成果均來源于人類偉大的幻想,。
實(shí)際上，“空天母艦”之集群攻擊概念并非暴雪首創(chuàng),，早在二戰(zhàn)前,，勇于創(chuàng)新的人們就已經(jīng)開始構(gòu)想這種戰(zhàn)術(shù)并進(jìn)行了無數(shù)次實(shí)踐。
2,代價(jià)：機(jī)毀人亡的慘劇
在空戰(zhàn)中,，最理想的方案是一架飛機(jī)能夠完成所有作戰(zhàn)任務(wù),。然而,，正所謂“樣樣通必然樣樣松”，由于技術(shù)限制,，如果想適應(yīng)所有的作戰(zhàn)需求,，飛機(jī)的綜合性能將一無是處。其實(shí),，從軍用飛機(jī)出現(xiàn)以來,，我們就不得不對(duì)飛機(jī)的種類進(jìn)行分化，如戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)等,，分化后的幾種功能又相對(duì)單一,，無法滿足全部作戰(zhàn)需要。
因此,，各國退而求其次,，轉(zhuǎn)向追求將幾種不同類型的飛機(jī)整合在一起，產(chǎn)生了一些腦洞大開的“子母機(jī)”型號(hào),，比如：
*蘇聯(lián)的TB3轟炸機(jī)可以外掛三架戰(zhàn)斗機(jī),；
*美國曾試驗(yàn)從飛艇外掛戰(zhàn)斗機(jī)，以及專門掛在B29轟炸機(jī)下的XB85戰(zhàn)斗機(jī),；
*納粹德國更瘋狂,，在其“末日計(jì)劃”中提出了十幾個(gè)相關(guān)方案。
只是很可惜,，當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平?jīng)Q定了飛機(jī)都必須有人操縱,，因此飛機(jī)體積很大；而且,，當(dāng)“母機(jī)”回收“子機(jī)”時(shí),，需要雙方駕駛員操縱精確并保持穩(wěn)定。
因此,，實(shí)現(xiàn)整合的難度系數(shù)太大,。
可是，如果不能回收,，航程有限的“子機(jī)”將無處安身,，“母機(jī)”也喪失了持續(xù)作戰(zhàn)能力。
美國最早的寄生式戰(zhàn)斗組合要數(shù)“梅肯”號(hào)飛艇和“雀鷹”戰(zhàn)斗機(jī)的組合,?？紤]到上述“痛苦”，美國決定使用飛行相對(duì)穩(wěn)定的飛艇作為母體,，上面安裝一種“秋千”狀的掛架,，掛載4架“雀鷹”戰(zhàn)斗機(jī)——打算釋放戰(zhàn)斗機(jī)的時(shí)候，像蕩秋千一樣把戰(zhàn)斗機(jī)“扔”出去,。
但是,，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)返回之時(shí),，二者在保持同樣速度的情況下，母機(jī)伸出秋千,，戰(zhàn)斗機(jī)的飛行員需要準(zhǔn)確操縱飛機(jī),、緩慢接近這個(gè)秋千、準(zhǔn)確地把飛機(jī)上部的掛鉤掛入秋千環(huán)中,，而后,，飛艇上的回收機(jī)務(wù)人員把機(jī)身固定架套在戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身上，用卷揚(yáng)機(jī)將飛機(jī)拉回母體上,。
這個(gè)過程非常復(fù)雜,，就像空中雜技一樣困難。
并且,，飛艇有個(gè)重大弱點(diǎn)——抗風(fēng)暴性奇差,。在短短兩年時(shí)間內(nèi)，“梅肯”號(hào)和姊妹艇“阿伽門農(nóng)”號(hào)都因?yàn)楸伙L(fēng)吹斷了尾部而墜毀,，造成了上百名艇員遇難,。
最后，美國不得不放棄了這個(gè)原本看起來很有前途的路線,。
當(dāng)然,，美國人絕不就此甘心罷手。
二戰(zhàn)后,，他們以B29轟炸機(jī)為母機(jī)開發(fā)了EB29+XF85戰(zhàn)斗機(jī)組合,。為了掛載寄生式的小型戰(zhàn)斗機(jī)XF85，載機(jī)EB29專門設(shè)置了吊架等回收裝置,。
不過,，還是老問題，兩架高速飛行的飛機(jī)之間氣流復(fù)雜使得飛行員無論如何都難以確?；厥諘r(shí)候保持平穩(wěn)飛行,。在7次試驗(yàn)中,，子機(jī)和母機(jī)發(fā)生碰撞造成結(jié)構(gòu)損壞的有4次,，成功的3次其實(shí)也都是險(xiǎn)象環(huán)生，僅憑運(yùn)氣,。
所以最后美國空軍只能結(jié)論“即使在經(jīng)驗(yàn)豐富的試飛員的操縱下,，回收也是個(gè)困難的工作”，只得徹底作罷,。
各國不得不放棄了這個(gè)誘惑十足,、野心勃勃的的戰(zhàn)術(shù)方案。
3,轉(zhuǎn)機(jī)：無人機(jī)重燃希望
最開始的無人機(jī)都是程序控制性的,，通過機(jī)械或者電子計(jì)時(shí)器計(jì)算速度和飛行時(shí)間,，在這個(gè)基礎(chǔ)上規(guī)劃一個(gè)返回航路,。
例如，某無人機(jī)飛行速度700KM/小時(shí),，那么在地圖上量好飛行方向就應(yīng)該可以飛到某地,，計(jì)時(shí)器設(shè)定為一小時(shí)后自動(dòng)啟動(dòng)讓飛機(jī)作出轉(zhuǎn)舵返航動(dòng)作，然后根據(jù)轉(zhuǎn)舵角度確定無人機(jī)返回地區(qū),，回收分隊(duì)前往“守株待兔”……在此過程中,，無人機(jī)操控人員跟飛機(jī)基本沒有什么互動(dòng)。
如今,，時(shí)過境遷,，無人機(jī)的出現(xiàn)已經(jīng)使上述狀況發(fā)生改變。
現(xiàn)在,，有了先進(jìn)的電腦技術(shù)和衛(wèi)星通訊系統(tǒng),，不但可以事先給無人機(jī)輸入“電子地圖”，一路上通過機(jī)載傳感器不斷地按圖索驥,，更可以通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)跟操控人員進(jìn)行聯(lián)系,，不管是中途改變?nèi)蝿?wù)還是遭遇敵人攔截，都能作出相應(yīng)對(duì)策,。
并且,，相對(duì)于有人駕駛的作戰(zhàn)飛機(jī)，無人機(jī)具有諸多優(yōu)勢：
*不用顧慮駕駛員的生存問題,，無須配備復(fù)雜龐大的駕駛員生命維持系統(tǒng),，可以將體積微型化，使其難以被發(fā)現(xiàn)和跟蹤,；
*可以采取大型化路線,，塞進(jìn)更多的燃料，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)十個(gè)小時(shí)的留空時(shí)間,；
*可以在各種極端情況（超過人體極限）下工作,，諸如輕松實(shí)現(xiàn)高超音速飛行，大幅度機(jī)動(dòng)動(dòng)作等等,。
并且,，無人機(jī)成本低廉、效果顯著,，損失一架無人機(jī)不過是損失一部機(jī)器,，不存在人員傷亡，大規(guī)模工業(yè)產(chǎn)品可以讓成本不斷降低,。
隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的人工智能控制系統(tǒng)逐漸成熟，無人機(jī)技術(shù)出現(xiàn)了新飛躍：
*通過機(jī)載傳感器，無人機(jī)將所感知到的戰(zhàn)場信息迅速上傳戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，并向所有作戰(zhàn)平臺(tái)分發(fā)共享,；
*通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或者戰(zhàn)區(qū)指揮網(wǎng)絡(luò)，無人機(jī)可接受實(shí)時(shí)指令,，使用攜帶精確制導(dǎo)彈藥沖到第一線,、執(zhí)行“定點(diǎn)清除”任務(wù)，讓恐怖分子無處遁形,；
*先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的電傳操縱系統(tǒng)可以通過互相的交聯(lián)通訊,，使得兩架飛機(jī)之間的協(xié)調(diào)動(dòng)作更加順暢，畢竟機(jī)器的穩(wěn)定性賽過飛行員,。
可以說,，目前，無人機(jī)在戰(zhàn)場上已經(jīng)大放異彩,，不僅僅能夠執(zhí)行偵察,、監(jiān)視等輔助性任務(wù)，在某些任務(wù)領(lǐng)域早就挑起“大梁”,，例如,，美國正在致力于使X47B無人機(jī)（可以用于奪取制空權(quán)和對(duì)地攻擊多用途）實(shí)現(xiàn)艦載。
因此,，以無人機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)“空天母艦”有了現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ),。
科技實(shí)力獨(dú)步全球的美國自然不甘落后。
在雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)上,，以DARPA(美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局）為首的若干研究部門,，明確提出了開發(fā)小型集群化作戰(zhàn)的無人機(jī)研發(fā)項(xiàng)目。未來,，美軍將致力于裝備多種這樣的無人機(jī)系統(tǒng)：具有一定智能自主能力,、體積小型化、可在集群條件下互相協(xié)調(diào)甚至與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn),，并且成本低廉,、可以回收。
這就是蜂群無人機(jī)戰(zhàn)術(shù),。
其靈感來自蜂群：蜜蜂群體行動(dòng)時(shí),，每只蜜蜂并不需要掌握所有信息，只跟自己周圍幾只小伙伴進(jìn)行信息交流,，然后,，通過網(wǎng)絡(luò)式共享信息，從而使整個(gè)蜂群明確行動(dòng)目的,。
4,革命：蜂群無人機(jī)戰(zhàn)術(shù)
2015年底，俄軍出動(dòng)無人機(jī)集群進(jìn)入敘參加地面反恐作戰(zhàn)，世界上首次無人機(jī)機(jī)群作戰(zhàn)由此展開,，對(duì)擊潰“伊斯蘭國”防線起到不可低估的作用,。
這種蜂群戰(zhàn)術(shù)具有革命性意義！
對(duì)于集群無人機(jī)而言,，其中并沒有領(lǐng)導(dǎo)者或者核心設(shè)備,。集群無人機(jī)是一個(gè)自組織的系統(tǒng)，所有的無人機(jī)單體都是平等的,。集群性能夠讓無人機(jī)對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行有效搜索,，在一起飛行并不會(huì)發(fā)生碰撞。而且操作一整個(gè)集群無人機(jī)僅僅需要一個(gè)操作員,。
設(shè)想一下,，如果一架F16作為母機(jī)突然釋放出數(shù)十甚至更多個(gè)子機(jī)，一起發(fā)動(dòng)攻擊,，每個(gè)子機(jī)根據(jù)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)共享敵情信息,、依靠機(jī)載人工智能控制系統(tǒng)進(jìn)行選擇和判斷,，最后分別撲向預(yù)定目標(biāo),，就相當(dāng)于在一瞬間使整體攻擊力成倍遞增。若其中還有其他個(gè)體分別承擔(dān)電子戰(zhàn),、警戒等作戰(zhàn)任務(wù),，那么,，在傳統(tǒng)有人駕駛飛機(jī)上飛行員難以獨(dú)自完成的警戒（一般要依靠僚機(jī)）、發(fā)現(xiàn)目標(biāo),、發(fā)動(dòng)攻擊等一系列必須動(dòng)作，將由無人機(jī)蜂群迅速完美執(zhí)行,。
值得一提的是,，這些子機(jī)依靠3D打印等技術(shù)制造,，成本低廉。不必?fù)?dān)心對(duì)方火力攔截,，即便損失了也不可惜，完全可以采取“自殺式攻擊”,。從這個(gè)角度來說，等于使敵方火控系統(tǒng)的任務(wù)壓力迅速增加數(shù)十倍——面對(duì)這種“神風(fēng)”式的飽和攻擊，即便防守方火力十分強(qiáng)大,，也是無可奈何,。打個(gè)比方，就像一頭壯壯的熊面對(duì)一群瘋狂撲來的馬蜂,，除了抱頭逃走,，也沒有什么更好選項(xiàng)了。
更重要的是,，由于無人機(jī)具有上述種種優(yōu)勢,，其體積大小完全可以根據(jù)使用環(huán)境來決定，起飛方式具有高度靈活性：既可以是有人作戰(zhàn)飛機(jī)撒布,，也可以是大型無人機(jī)撒布,，甚至還可以是用車載乃至手拋起飛。因此,，不僅僅空軍和海軍航空兵的無人機(jī)可以使用蜂群戰(zhàn)術(shù),，即便是普通的艦船，甚至到陸軍的步兵分隊(duì)這一層次,，也有可能使用小微類型的蜂群無人機(jī)靈活執(zhí)行各類任務(wù),。
想想看，原本步兵需要冒著敵人火力去拼死炸碉堡的行動(dòng),，現(xiàn)在變成了躲在戰(zhàn)壕里,，掏出無人機(jī)扔上天（更可能還是支起來發(fā)射架），然后在操作臺(tái)上像玩游戲一樣就把敵方的火力點(diǎn)逐個(gè)打掉了,。
這個(gè)畫面并非癡心妄想,。
敘利亞戰(zhàn)場上，某交戰(zhàn)雙方已經(jīng)開始使用無人機(jī)互相轟炸,，只不過因?yàn)樗媚承吞?hào)無人機(jī)本來是我國產(chǎn)的玩具,，用來作戰(zhàn)的話，效果可想而知——無論是載重還是精確程度都非?！安莞?。
隨著無人機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，危險(xiǎn)而強(qiáng)大的蜂群無人機(jī)在未來戰(zhàn)場上必將得到廣泛應(yīng)用,，說無處不在也不為過,。
試想一下，海軍艦船普遍攜帶蜂群出動(dòng)將是一副什么景象,？那是滿世界的航母??！
5,障礙：道高一尺,，魔高一丈
當(dāng)然,，想象總是更加美好,。若要付諸實(shí)踐、使無人機(jī)蜂群在實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用,，現(xiàn)階段，我們至少需要跨越下面這三道門檻,。
首先,，人工智能問題。
目前,，無人機(jī)的自主性普遍較低，即便是赫赫有名的美國“捕食者”無人機(jī),，也需要有一個(gè)飛行員通過地面站在遠(yuǎn)距離上對(duì)其進(jìn)行遙控。依賴遠(yuǎn)距離遙控,，僅僅就信號(hào)傳輸處理耗時(shí)而言,，必然導(dǎo)致無人機(jī)對(duì)于戰(zhàn)場情況作出反應(yīng)出現(xiàn)延遲,。
在對(duì)地攻擊中，這么一兩秒鐘的延遲也許不算問題,，但是，在未來激烈的空中對(duì)戰(zhàn)中,，時(shí)機(jī)差之毫厘，戰(zhàn)果將失之千里,。
另外，在無人機(jī)群的飛行過程中,，有一點(diǎn)非常關(guān)鍵：各無人機(jī)之間必須互相交流信息后進(jìn)行協(xié)調(diào)計(jì)算,，從而確保不會(huì)發(fā)生碰撞，然后涉及任務(wù)分配,、目標(biāo)選擇等,。這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)運(yùn)作,。
然而，人工智能水平越高,，對(duì)機(jī)載計(jì)算機(jī)的能力要求就越強(qiáng)大，所需能耗就會(huì)翻倍,。
目前的電腦以Intel的I5CPU芯片為主，運(yùn)算速度跟20年前的386時(shí)代相比,，早已不知道翻了多少倍。不過,，只要拆開你的臺(tái)式機(jī)機(jī)箱，看看目前的電源模塊功率標(biāo)稱是多少,，CPU上的風(fēng)扇有多么巨型，再回憶一下當(dāng)年386時(shí)代的小巧玲瓏電源模塊和沒有風(fēng)扇的樣子,，相信你就明白了這個(gè)問題其實(shí)一點(diǎn)都不是小事。
其次,，通訊問題。
雖然無人機(jī)群傾向于依靠強(qiáng)大的人工智能,，盡可能的減少操作者對(duì)其進(jìn)行干預(yù)程度,，但是肯定不可能對(duì)其放任不管,。戰(zhàn)場上什么情況都可能出現(xiàn),，舉個(gè)例子，如果敵對(duì)目標(biāo)放棄抵抗,，那么就必須及時(shí)中止無人機(jī)蜂群攻擊行為。
這時(shí),，人工智能系統(tǒng)很可能無法識(shí)別變化,，仍然需要人類指揮員進(jìn)行決策,。無人機(jī)之間,、無人機(jī)與有人機(jī)配合作戰(zhàn)時(shí)，都需要依靠戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行信息共享,，這就對(duì)無人機(jī)蜂群的通訊能力提出了很高的要求：通訊速率必須要快,！
不能被敵方截獲甚至入侵,、造成信息“劫持”，最后操縱你的無人機(jī)把你的炸彈扔在你的司令部房頂,，而當(dāng)下無人機(jī)一旦受到電磁壓制干擾，既無法通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)確定自己位置,，又不能跟操縱員取得聯(lián)系接受操控，就出現(xiàn)迷航墜落的現(xiàn)象也必須得到改變,。
2016年底伊朗擊落美國無人機(jī)RQ170時(shí)，據(jù)說就是采取了這種方式,。
目前，雖然采用了跳頻和直接擴(kuò)頻等諸多保密通訊方式,，但是，正所謂“道高一尺,，魔高一丈”,，未來戰(zhàn)場情況將越加復(fù)雜，面對(duì)更多樣化的挑戰(zhàn),，操控如此強(qiáng)大的武器系統(tǒng)，顯然需要更可靠的通訊指揮手段,。
最后，能源儲(chǔ)存問題,。
如果蜂群無人機(jī)采取類似X47B這種大型化模式,，就可以使用跟現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)類似的型號(hào)，依靠空中加油以便實(shí)現(xiàn)長時(shí)間留空,，并且為機(jī)上設(shè)備提供足夠的電力,。
不過，大型無人機(jī)也有其弱點(diǎn),，一方面,，因?yàn)轶w積較大，所以靈活性較差,，與小型機(jī)相比,，更容易被發(fā)現(xiàn)和跟蹤、摧毀,；另一方面,，與有人駕駛飛機(jī)相比，大型無人機(jī)較為廉價(jià),，但是造價(jià)仍然不太便宜,。因此，為了追求戰(zhàn)術(shù)靈活性和最佳費(fèi)效比,，在未來的戰(zhàn)爭中,，最具前途的還是大量小型無人機(jī)組成的蜂群。
但是,，小型無人機(jī)也有短板：迫于其體量較小,，裝載燃料必然有限，甚至大量的小微無人機(jī)必須整體依靠電池作為動(dòng)力,，這樣的話,，如何解決好機(jī)載設(shè)備低能耗和大容儲(chǔ)量電池問題，對(duì)于其發(fā)揮更大作戰(zhàn)效能的影響十分關(guān)鍵,。
目前,，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)走到了一個(gè)“瓶頸”期，要支持一個(gè)高度智能化的蜂群存在一定難度,。未來的量子計(jì)算機(jī),、生物計(jì)算機(jī)或者激光計(jì)算機(jī)等高效低能耗的新型計(jì)算機(jī)技術(shù)一旦成熟,，必然會(huì)給無人機(jī)蜂群帶來翻天地覆的變化。
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