固定翼無人機的集群飛行能力，代表着未來無人機應用的重要方向，也是智能無人系統“改變遊戲規則”的體現。該領域的競爭日趨激烈，短短兩年內，中美四次刷新無人機集群飛行的規模。今年6月，中國電科宣布已成功完成119架固定翼無人機集群飛行試驗，刷新2016年67架固定翼無人機集群試驗紀錄——在智能無人集群方面實現又一突破。

　　“這完全回到了古代匈奴王的戰術，”美國蘭德公司高級工程師蘭德爾·斯蒂布說，“一支輕型攻擊部隊能夠擊敗更強大、更先進的對手。它們突然冒出來，從各個方向進行攻擊，然後突然消失不見，反反覆覆。”

　　回顧歷史，從人類飛行之夢到真正衝上雲霄、從有人駕駛到無人機、從單一無人機操作到蜂群式協同行動，人類空天科技的發展從幻想起步，在千萬人心血的孕育中成為現實。

　　文 | 千里岩  瞭望智庫特約國際觀察員

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　　夢想：從“空天母艦”說起

　　20世紀末，暴雪公司開發出一款名為“星際爭霸”的電子遊戲，風靡全球，在70後和80後玩家中尤為盛行。遊戲中的一款經典武器“空天母艦”，驚艷了諸多遊戲迷的雙眼：一個巨大的空天母艦能夠釋放出12個小型戰鬥機，發起集群攻擊，迅速摧毀目標。

　　這個畫面很科幻。

　　然而，短短十幾年之後，更華麗的場景呈現在現實之中：一剎那，戰機釋放出成百架微型無人機，一時間鋪天蓋地，像蜂群一樣席捲敵軍。更令人驚嘆的是，通過人工智能技術的應用，這百餘架無人機可以互相配合、進行協同作戰……

　　這，就是即將成為現實的無人機蜂群戰術。

　　毫不誇張地說，未來，無人機占主流的作戰模式一定會顛覆現在的戰場模式，多任務無人機智能編隊（即無人機蜂群）將很可能在相當程度上取代現行“預警機+作戰飛機”的模式。

　　此外，無人機輕量化、小體積、靈活起飛和可回收的特點，可能給陸軍現有的“察打一體”火力指揮體制帶來革命性顛覆，甚至，很可能使作為強國標誌而縱橫四海的航母編隊在一夜之間成為過時的東西……

　　許多劃時代的科技成果均來源於人類偉大的幻想。

　　實際上，“空天母艦”之集群攻擊概念並非暴雪首創，早在二戰前，勇於創新的人們就已經開始構想這種戰術並進行了無數次實踐。

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　　代價：機毀人亡的慘劇

　　在空戰中，最理想的方案是一架飛機能夠完成所有作戰任務。然而，正所謂“樣樣通必然樣樣松”，由於技術限制，如果想適應所有的作戰需求，飛機的綜合性能將一無是處。其實，從軍用飛機出現以來，我們就不得不對飛機的種類進行分化，如戰鬥機和轟炸機等，分化後的幾種功能又相對單一，無法滿足全部作戰需要。

　　因此，各國退而求其次，轉向追求將幾種不同類型的飛機整合在一起，產生了一些腦洞大開的“子母機”型號，比如：

　　*蘇聯的TB3轟炸機可以外掛三架戰鬥機；

　　*美國曾試驗從飛艇外掛戰鬥機，以及專門掛在B29轟炸機下的XB85戰鬥機；

　　*納粹德國更瘋狂，在其“末日計劃”中提出了十幾個相關方案。

　　只是很可惜，當時的技術水平決定了飛機都必須有人操縱，因此飛機體積很大；而且，當“母機”回收“子機”時，需要雙方駕駛員操縱精確並保持穩定。

　　因此，實現整合的難度係數太大。

　　可是，如果不能回收，航程有限的“子機”將無處安身，“母機”也喪失了持續作戰能力。

　　美國最早的寄生式戰鬥組合要數“梅肯”號飛艇和“雀鷹”戰鬥機的組合。考慮到上述“痛苦”，美國決定使用飛行相對穩定的飛艇作為母體，上面安裝一種“鞦韆”狀的掛架，掛載4架“雀鷹”戰鬥機——打算釋放戰鬥機的時候，像盪鞦韆一樣把戰鬥機“扔”出去。

　　但是，當戰鬥機返回之時，二者在保持同樣速度的情況下，母機伸出鞦韆，戰鬥機的飛行員需要準確操縱飛機、緩慢接近這個鞦韆、準確地把飛機上部的掛鈎掛入鞦韆環中，而後，飛艇上的回收機務人員把機身固定架套在戰鬥機的機身上，用卷揚機將飛機拉回母體上。

　　這個過程非常複雜，就像空中雜技一樣困難。

　　並且，飛艇有個重大弱點——抗風暴性奇差。在短短兩年時間內，“梅肯”號和姊妹艇“阿伽門農”號都因為被風吹斷了尾部而墜毀，造成了上百名艇員遇難。

　　最後，美國不得不放棄了這個原本看起來很有前途的路線。

　　當然，美國人絕不就此甘心罷手。

　　二戰後，他們以B29轟炸機為母機開發了EB29+XF85戰鬥機組合。為了掛載寄生式的小型戰鬥機XF85，載機EB29專門設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之間氣流複雜使得飛行員無論如何都難以確保回收時候保持平穩飛行。在7次試驗中，子機和母機發生碰撞造成結構損壞的有4次，成功的3次其實也都是險象環生，僅憑運氣。

　　所以最後美國空軍只能結論“ 即使在經驗豐富的試飛員的操縱下，回收也是個困難的工作”，只得徹底作罷。

　　各國不得不放棄了這個誘惑十足、野心勃勃的的戰術方案。

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　　轉機：無人機重燃希望

　　最開始的無人機都是程序控制性的，通過機械或者電子計時器計算速度和飛行時間，在這個基礎上規劃一個返回航路。

　　例如，某無人機飛行速度700KM/小時，那麼在地圖上量好飛行方向就應該可以飛到某地，計時器設定為一小時後自動啟動讓飛機作出轉舵返航動作，然後根據轉舵角度確定無人機返回地區，回收分隊前往“守株待兔”……在此過程中，無人機操控人員跟飛機基本沒有什麼互動。

　　如今，時過境遷，無人機的出現已經使上述狀況發生改變。

　　現在，有了先進的電腦技術和衛星通訊系統，不但可以事先給無人機輸入“電子地圖”，一路上通過機載傳感器不斷地按圖索驥，更可以通過衛星網絡隨時跟操控人員進行聯繫，不管是中途改變任務還是遭遇敵人攔截，都能作出相應對策。

　　並且，相對於有人駕駛的作戰飛機，無人機具有諸多優勢：

　　*不用顧慮駕駛員的生存問題，無須配備複雜龐大的駕駛員生命維持系統，可以將體積微型化，使其難以被發現和跟蹤；

　　*可以採取大型化路線，塞進更多的燃料，從而實現數十個小時的留空時間；

　　*可以在各種極端情況（超過人體極限）下工作，諸如輕鬆實現高超音速飛行，大幅度機動動作等等。

　　並且，無人機成本低廉、效果顯著，損失一架無人機不過是損失一部機器，不存在人員傷亡，大規模工業產品可以讓成本不斷降低。

　　隨着以計算機技術、網絡通訊技術為基礎的人工智能控制系統逐漸成熟，無人機技術出現了新飛躍：

　　*通過機載傳感器，無人機將所感知到的戰場信息迅速上傳戰場戰術網絡系統，並向所有作戰平台分發共享；

　　*通過衛星網絡或者戰區指揮網絡，無人機可接受實時指令，使用攜帶精確制導彈藥衝到第一線、執行“定點清除”任務，讓恐怖分子無處遁形；

　　*先進計算機控制的電傳操縱系統可以通過互相的交聯通訊，使得兩架飛機之間的協調動作更加順暢，畢竟機器的穩定性賽過飛行員。

　　可以說，目前，無人機在戰場上已經大放異彩，不僅僅能夠執行偵察、監視等輔助性任務，在某些任務領域早就挑起“大梁”，例如，美國正在致力於使X47B無人機（可以用於奪取制空權和對地攻擊多用途）實現艦載。

　　因此，以無人機的方式實現“空天母艦”有了現實的基礎。

　　科技實力獨步全球的美國自然不甘落後。

　　在雄厚的技術基礎上，以DARPA （美國國防高級研究計劃局）為首的若干研究部門，明確提出了開發小型集群化作戰的無人機研發項目。未來，美軍將致力於裝備多種這樣的無人機系統：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調甚至與有人機協同作戰，並且成本低廉、可以回收。

　　這就是蜂群無人機戰術。

　　其靈感來自蜂群：蜜蜂群體行動時，每隻蜜蜂並不需要掌握所有信息，只跟自己周圍幾隻小夥伴進行信息交流，然後，通過網絡式共享信息，從而使整個蜂群明確行動目的。

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　　革命：蜂群無人機戰術

　　2015年底，俄軍出動無人機集群進入敘參加地面反恐作戰，世界上首次無人機機群作戰由此展開，對擊潰“伊斯蘭國”防線起到不可低估的作用。

　　這種蜂群戰術具有革命性意義！

　　對於集群無人機而言，其中並沒有領導者或者核心設備。集群無人機是一個自組織的系統，所有的無人機單體都是平等的。集群性能夠讓無人機對一個區域進行有效搜索，在一起飛行並不會發生碰撞。而且操作一整個集群無人機僅僅需要一個操作員。

　　設想一下，如果一架F16作為母機突然釋放出數十甚至更多個子機，一起發動攻擊，每個子機根據戰術網絡共享敵情信息、依靠機載人工智能控制系統進行選擇和判斷，最後分別撲向預定目標，就相當於在一瞬間使整體攻擊力成倍遞增。若其中還有其他個體分別承擔電子戰、警戒等作戰任務，那麼，在傳統有人駕駛飛機上飛行員難以獨自完成的警戒（一般要依靠僚機）、發現目標、發動攻擊等一系列必須動作，將由無人機蜂群迅速完美執行。

　　值得一提的是，這些子機依靠3D打印等技術製造，成本低廉。不必擔心對方火力攔截，即便損失了也不可惜，完全可以採取“自殺式攻擊”。從這個角度來說，等於使敵方火控系統的任務壓力迅速增加數十倍——面對這種“神風”式的飽和攻擊，即便防守方火力十分強大，也是無可奈何。打個比方，就像一頭壯壯的熊面對一群瘋狂撲來的馬蜂，除了抱頭逃走，也沒有什麼更好選項了。

　　更重要的是，由於無人機具有上述種種優勢，其體積大小完全可以根據使用環境來決定，起飛方式具有高度靈活性：既可以是有人作戰飛機撒布，也可以是大型無人機撒布，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可以使用蜂群戰術，即便是普通的艦船，甚至到陸軍的步兵分隊這一層次，也有可能使用小微類型的蜂群無人機靈活執行各類任務。

　　想想看，原本步兵需要冒着敵人火力去拼死炸碉堡的行動，現在變成了躲在戰壕里，掏出無人機扔上天（更可能還是支起來發射架），然後在操作台上像玩遊戲一樣就把敵方的火力點逐個打掉了。

　　這個畫面並非痴心妄想。

　　敘利亞戰場上，某交戰雙方已經開始使用無人機互相轟炸，只不過因為所用某型號無人機本來是我國產的玩具，用來作戰的話，效果可想而知——無論是載重還是精確程度都非常“草根”。

　　隨着無人機技術進一步發展，危險而強大的蜂群無人機在未來戰場上必將得到廣泛應用，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將是一副什麼景象？那是滿世界的航母啊！

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　　障礙：道高一尺，魔高一丈

　　當然，想象總是更加美好。若要付諸實踐、使無人機蜂群在實戰中發揮重要作用，現階段，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，無人機的自主性普遍較低，即便是赫赫有名的美國“捕食者”無人機，也需要有一個飛行員通過地面站在遠距離上對其進行遙控。依賴遠距離遙控，僅僅就信號傳輸處理耗時而言，必然導致無人機對於戰場情況作出反應出現延遲。

　　在對地攻擊中，這麼一兩秒鐘的延遲也許不算問題，但是，在未來激烈的空中對戰中，時機差之毫厘，戰果將失之千里。

　　另外，在無人機群的飛行過程中，有一點非常關鍵：各無人機之間必須互相交流信息後進行協調計算，從而確保不會發生碰撞，然後涉及任務分配、目標選擇等。這些功能的實現都需要強大的人工智能系統運作。

　　然而，人工智能水平越高，對機載計算機的能力要求就越強大，所需能耗就會翻倍。

　　目前的電腦以Intel的I5CPU芯片為主，運算速度跟20年前的386時代相比，早已不知道翻了多少倍。不過，只要拆開你的台式機機箱，看看目前的電源模塊功率標稱是多少，CPU上的風扇有多麼巨型，再回憶一下當年386時代的小巧玲瓏電源模塊和沒有風扇的樣子，相信你就明白了這個問題其實一點都不是小事。

　　其次，通訊問題。

　　雖然無人機群傾向於依靠強大的人工智能，儘可能的減少操作者對其進行干預程度，但是肯定不可能對其放任不管。戰場上什麼情況都可能出現，舉個例子，如果敵對目標放棄抵抗，那麼就必須及時中止無人機蜂群攻擊行為。

　　這時，人工智能系統很可能無法識別變化，仍然需要人類指揮員進行決策。無人機之間、無人機與有人機配合作戰時，都需要依靠戰區戰術網絡系統進行信息共享，這就對無人機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”，最後操縱你的無人機把你的炸彈扔在你的司令部房頂，而當下無人機一旦受到電磁壓制干擾，既無法通過衛星網絡確定自己位置，又不能跟操縱員取得聯繫接受操控，就出現迷航墜落的現象也必須得到改變。

　　2016年底伊朗擊落美國無人機RQ170時，據說就是採取了這種方式。

　　目前，雖然採用了跳頻和直接擴頻等諸多保密通訊方式，但是，正所謂“道高一尺，魔高一丈”，未來戰場情況將越加複雜，面對更多樣化的挑戰，操控如此強大的武器系統，顯然需要更可靠的通訊指揮手段。

　　最後，能源儲存問題。

　　如果蜂群無人機採取類似X47B這種大型化模式，就可以使用跟現有航空發動機類似的型號，依靠空中加油以便實現長時間留空，並且為機上設備提供足夠的電力。

　　不過，大型無人機也有其弱點，一方面，因為體積較大，所以靈活性較差，與小型機相比，更容易被發現和跟蹤、摧毀；另一方面，與有人駕駛飛機相比，大型無人機較為廉價，但是造價仍然不太便宜。因此，為了追求戰術靈活性和最佳費效比，在未來的戰爭中，最具前途的還是大量小型無人機組成的蜂群。

　　但是，小型無人機也有短板：迫於其體量較小，裝載燃料必然有限，甚至大量的小微無人機必須整體依靠電池作為動力，這樣的話，如何解決好機載設備低能耗和大容儲量電池問題，對於其發揮更大作戰效能的影響十分關鍵。

　　目前，電子計算機技術走到了一個“瓶頸”期，要支持一個高度智能化的蜂群存在一定難度。未來的量子計算機、生物計算機或者激光計算機等高效低能耗的新型計算機技術一旦成熟，必然會給無人機蜂群帶來翻天地覆的變化。