
一、 當前軍用無人機作戰(zhàn)在運用發(fā)展中存在的主要問題:
1、單機機載設(shè)備的偵察能力有限,很難有效地全方位連續(xù)偵查和監(jiān)視目標;
2、無人機一旦發(fā)生設(shè)備故障,容易導(dǎo)致任務(wù)被延誤,甚至被迫取消;
3、在面臨高威脅防空體系時,容易被攔截和毀傷,導(dǎo)致任務(wù)失敗;
4、單機的武器載荷有限,使打擊威力和效果受到限制;
5、地面控制鏈路較難對多架無人機同時控制,導(dǎo)致空中無人機數(shù)量偏少;
6、智能化水平不高,在關(guān)鍵節(jié)點時仍需有人協(xié)助;
7、被賦予任務(wù)日趨復(fù)雜多樣,需要的傳感器數(shù)量和種類不斷增加;
8、無人機的成本不斷提高,和有人機相比已經(jīng)不再有優(yōu)勢。
? ? ? ?

因此,世界軍事強國在未來無人機作戰(zhàn)研究及發(fā)展的思路上也不盡相同,隱身化、高速化、?。ㄎⅲ┬突⒋笮突葻o人機發(fā)展型號不斷翻新,但普遍認識到無人機單機的作戰(zhàn)能力已很難有較大提高。
? ? ? 在此背景下,一個并不是全新的作戰(zhàn)樣式再次被推上了前臺,這就是無人機的“蜂群”作戰(zhàn)。

二、 無人機“蜂群”技術(shù)的原理和發(fā)展
1、 近期各國無人機“蜂群”技術(shù)發(fā)展的情況。
2015年1月3日,翼龍無人機進行了新年首次編隊飛行,兩架翼龍順次起飛編隊飛行。

2016年10月3日,在韓國第一屆陸軍參謀總長杯無人機競賽中,300架無人機同時升空并完成3分鐘以上的飛行。
2016年11月5日在第十一屆中國國際航空航天博覽會上記者了解到,我國第一個固定翼無人機集群飛行試驗以67架飛機的數(shù)量打破了之前由美國海軍保持的50架固定翼無人機集群飛機數(shù)量的紀錄。

2016年底,根據(jù)中國航天空氣動力技術(shù)研究院發(fā)布的消息稱。彩虹4無人機完成了五站四機協(xié)同超視距飛行任務(wù),包括超視距飛行、衛(wèi)星通訊接力、多路衛(wèi)星通訊同傳、多機態(tài)勢監(jiān)測及協(xié)同飛行等多個科目。實現(xiàn)了多區(qū)域偵察監(jiān)視打擊和控制的作戰(zhàn)演練。
2017年1月, 3架F/A-18超級大黃蜂戰(zhàn)斗機在加利福尼亞州進行的測試中成功釋放了103架“珀耳狄克斯”微型無人機,這標志著代號“蜂群”的微型無人機攻擊系統(tǒng)在研發(fā)上取得重大進展?!?/p>

2、無人機 “蜂群”技術(shù)的基本原理
? ? ? 無人機蜂群作戰(zhàn)的技術(shù)原理是“集群智能”,即眾多無/低智能的個體通過相互之間的簡單合作所表現(xiàn)出來的集體智能行為。在群體行為中,單個個體的行為會被臨近的個體所影響,通過他們局部簡單的相互交流,使得整體可以通過組織協(xié)作完成一些較為復(fù)雜任務(wù)。通過交互作用和協(xié)作行為,簡單個體的協(xié)同集合可以表現(xiàn)出整體優(yōu)勢從而完成復(fù)雜任務(wù)。在復(fù)雜性技術(shù)中,這種現(xiàn)象叫做涌現(xiàn)。主要特點有:
(1)個體簡單性:群體中的每一個個體可以相對簡單,并不需要完成復(fù)雜任務(wù)所需要的較高智能。群體中的每個個體,并不能,或并不需要直接得知整個群體的信息,而只需要感知一部分信息。群體中的個體具有十分簡單的自治個體的規(guī)則,只需要最小智能,因而具有簡單性。
(2)控制分散性:群體中包含的所有個體是完全分散的,沒有中心控制。也就是不會因為單個體或少數(shù)幾個個體出現(xiàn)不確定的狀況而影響全局。因此整個群體的健壯性較高,或者說群體整體具有更強的穩(wěn)定魯棒性。
(3)聯(lián)系有限性:群體中的相鄰個體之間,可以彼此直接交換有限的信息;或者彼此不直接交互信息而是通過環(huán)境探查間接獲取相關(guān)信息,不需要或不可能群體中的每個個體與其他所有個體發(fā)生信息交流。
(4)群體智能性:在個體簡單性、控制分散性和聯(lián)系有限性的基礎(chǔ)上,群體卻可以在適當?shù)倪M化交互過程中表現(xiàn)復(fù)雜行為涌現(xiàn)出來的智能,而這種智能是單個個體無法做到的。

2、無人機“蜂群”技術(shù)的典型算法和技術(shù)支撐
(1)蟻群算法(ACO)又稱螞蟻算法,是由Marco Dorigo在1992年的博士論文中提出的。其靈感來源于螞蟻在尋找食物過程中發(fā)現(xiàn)食物源和到達路徑的行為。
(2)人工蜂群算法(ABC)人工蜂群算法的起源,是諾貝爾獎得主、奧地利人K.VON.Frisch發(fā)現(xiàn)的。2005年土耳其大學(xué)的D.Karaboga正式提出了基于蜜蜂采蜜的ABC人工蜂群算法,該算法具有簡單和魯棒性強的特點,在非限制性數(shù)值優(yōu)化函數(shù)上比常見的啟發(fā)式算法具有更加優(yōu)越的性能,用于解決多峰值函數(shù)的問題。
? ? ? 這兩種算法各有特點,國內(nèi)某單位將蟻群算法設(shè)計的結(jié)果與遺傳算法設(shè)計的結(jié)果進行了比較,數(shù)值仿真結(jié)果表明,蟻群算法具有很高的有效性和應(yīng)用價值,感興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料。
(3)無人機群的航路規(guī)劃問題,即協(xié)同飛行、作戰(zhàn)、打擊、評估等。

三、無人機“蜂群”技術(shù)在軍事上的應(yīng)用
? ? ? 無人機蜂群作戰(zhàn),已經(jīng)在國外進行了實驗,美國海軍使用裝備宙斯盾系統(tǒng)的伯克級驅(qū)逐艦進行攔截無人機蜂群的試驗,發(fā)現(xiàn)只有密集陣近防系統(tǒng)和重機槍才能有效攔截。但對8架無人機組成的蜂群進行攻擊攔截時,平均有2.8架無人機能夠避開攔截系統(tǒng)。即使經(jīng)過更好的傳感器、更多的機槍和密集陣系統(tǒng)進行升級后,仍然至少有1架能夠避開攔截。無人機蜂群作戰(zhàn)一方面向進攻方展示了難以估量的力量,也同時對防守方發(fā)出了不可忽視的警告。
? ? ? ?蜂群無人機的載彈量小,更適合打擊防空反導(dǎo)系統(tǒng)或有防空反導(dǎo)保護、無堅固掩體防護的海上或陸上的“軟”目標;若與少量大威力的巡飛彈配合使用,則可對保護嚴密、防護堅固的關(guān)鍵目標構(gòu)成非常嚴峻的威脅。
若蜂群無人機搭載電磁干擾裝置或定向能武器,就可具備一定的攔截能力,自身還可作為假目標或誘餌實施干擾,非常適合應(yīng)對飽和導(dǎo)彈攻擊,快速消耗敵方攔截武器,具有良好的防御效果。
? ? ? ?無人機單機的“孤鷹”式作戰(zhàn)模式,已經(jīng)取得了很大的實戰(zhàn)成績,而大量無人機集群作戰(zhàn)的“蜂群”模式,尚在研發(fā)和驗證過程中。即便能夠獲得成功,“孤鷹”也不會完全替代“蜂群”。一方面,二者的使用場景和任務(wù)特點不同;另一方面,比無人機作戰(zhàn)模式創(chuàng)新更加重要的,是將無人機融入現(xiàn)有的作戰(zhàn)體系。
? ? ? 與1995年美軍裝備察打無人機捕食者A,2001年進行首次打擊任務(wù)相比,中國軍方在2012年正式列裝察打一體無人機——"攻擊-1"無人機,晚了11年;

? ? ? 與2004年美軍利用一架T-33技術(shù)驗證機,與F-15E進行有人機/無人機協(xié)同飛行能力的驗證飛行相比,而有人機/無人機協(xié)同飛行尚未見之于報道。

? ? ? ?2012年,美軍完成了兩架改進型的RQ-4“全球鷹”無人偵察機的空中自主、互助加油技術(shù)成功,使美軍的“全球鷹”無人飛機航行時間從40小時延長到160小時,極大提高了偵察范圍。

? ? ? ? 革命尚未成功,同志仍需努力?,F(xiàn)在,中國的67架固定翼無人機已集群試飛,標志著我們在無人機蜂群作戰(zhàn)這個新興領(lǐng)域的前沿位置。相信在不久的將來,我們的軍工也必然能夠彎道超車,領(lǐng)跑世界。
