技术驱动战术

2018-06-23 07:42:44 航空世界 2018年1期

张策

多年来,军事理论家们一直在设想使用蜂群战术推动机动作战方式的演变,未来学家也在设想用半自动化的无人机组合团队来实施蜂群战术。这些设想来源于对巢穴聚居类生物,如蜜蜂或蚂蚁,利用非层次性通信形成协同作战能力打败强大入侵者所显现出的优势。其他蜂群战术研究者引用了古代亚洲草原上骑马弓箭手们通过松散的,短暂式组合方式对机动性较差的敌人实施攻击所产生的致命效果。无论灵感来源于何处,这些设想者都没有超越对无人机蜂群的抽象使用。為了充分发掘蜂群战术在火力和机动中的运用效果,美军正试图将蜂群战术融入到现代军事的战术概念中,探索蜂群战术在陆军作战理论确立的五种机动进攻作战形式下的具体运用。

蜂群作战平台

大多数人都不情愿承认研究无人机蜂群战术的理论起点在技术上缺乏一个明确的发展成长路径。没有人知道蜂群作战平台会是什么样子,它们需要什么样的作战能力。虽然目前世界上已经存在许多蜂群作战平台的原型装备,但它们具有不同的发展路径。

蜂群无人机已经被列入美国海军的低成本无人驾驶飞行器蜂群技术(Low-Cost UAV Swarming Technology,缩写为LOCUST,也是英语“蝗虫”的意思),它是一种廉价的固定翼平台,具有独立的发射管,当发射后可以自主加入空中作战蜂群。地面蜂群作战平台则可能类似于微型坦克,像爱沙尼亚的“忒弥斯”ADDER武装无人战斗车等。美军认为,未来蜂群作战平台可能会分为两大类:火力支援蜂群和机动作战蜂群。

火力支援蜂群平台将携带一次性使用的战斗部,可以根据打击目标的性质对战斗部进行模块化替换,从而适用于打击面状或点状、软质或硬质,空中或其他类型等多种目标,类似“自杀式无人机”。这些“自杀式无人机”可以从空中发射或地面发射。它们通过图像分析系统自主识别敌方目标,或者通过人工控制帮助选择打击目标。这种作战平合与目前许多现代化武器相比可能便宜很多,包括它们携带和更换的精确制导弹药也更加便宜。火力支援蜂群可以首先通过传统的野战炮兵和空中力量进行部署,但将来专门为蜂群火力攻击目的而设计的半自动化系统将取代它们进行蜂群部署任务。这种半自动化系统可能类似于一个小型移动追击炮、自行火炮、高空飞行的无人驾驶飞机,或者是车载火箭等,能与机动作战部以一起自动向前机动,将火力支援蜂群快速部署到位。

从理论上讲,火力支援蜂群的作战平台会比精确制导弹药更便宜,能够在没有人工干预的情况下,通过目标识别系统选择打击目标,并能在机动作战部队上空游荡,根据需要展开攻击。他们最大的优势是数量规模。现代防空系统的设计都不是针对拦截大量的小型发射器,如果用于拦截一支由几十枚弹药组成的火力支援蜂群,目前的导弹系统将难以应对。

机动作战蜂群将类似于现代空军和微型化的陆军。如装备有轻机枪的微型四轴飞行器就可以作为空中攻击平台,小型化的步兵战车将模仿现代装甲兵和机械化步兵。固定翼飞机蜂群将是机动作战蜂群的主体,可提供持续的自动化空中支援作战,它们像一群愤怒的小鸟环绕着战场飞行。

机动作战蜂群可能比它们的火力支援伙伴续航时间更持久,并在战场上与作战人员进行更深入的合作。与火力支援蜂群一次性使用不同,机动作战蜂群将持续和可重复使用。一个机动作战蜂群可能类似于二十世纪中期后合成武装力量部队的一个缩影。它们将发挥以各个能力为基础的协同作战能力,但它们可能部署的地面和空中力量与今天常见合成旅战斗队截然不同。

无人机机动作战蜂群最大的特性是没有像人类那样对战斗的恐惧。这种对死亡的冷漠将使它们的作战行动不受敌人火力的限制,而且它们有能力投入大量的蜂群作战平台,完全能够抵御人类作战人员所无法做到的对失去战斗能力的影响。机动作战蜂群主要由空中无人机组成,这使它们有能力将作战部署区域压缩到地面机动部队难以想象的程度,因为可以将各种空中作战平台在不同高度叠加起来部署。

最后,无人机机动作战蜂群将为执行侦察拉动战术或充当任务指挥官附属单元提供了最好的平台。所谓侦察拉动战术,是通过侦察发现敌方薄弱环节,引导主力形成突破。在侦察拉动时,指挥官命令侦察分队沿敌防御正面一线进行侦察,确定在哪个地段集中力量实施决定性作战行动,尝试突破敌防御或对敌形成包围。蜂群作战平台之所以能特别有效,是因为它具有实时收集大数据的潜力。即见即传,毫无停顿,蜂群作战平台能比电台台长更快地传递作战态势报告。每个士兵都可能是一个传感器,但每一个蜂群作战单元都将是一个拥有可靠记忆的传感平台。蜂群作战平台的每一次射击或是被射击都会提供一个数据点,当数据聚集后,便可帮助蜂群(或后台的人工分析人员和操作员)确定敌军在其前方的数量、密度和部署位置。通过适当的处理,这些蜂群数据便可以为指挥官提供战场上实时的、可视化的敌人活动情况,提高其感知能力,从而对一个充斥着成千上万机器人、作战人员和车辆的战场了如指掌。

想象一下成千上万的无人机实时采集作战数据的威力,它们在接近敌人的瞬间使可以计算出敌人防线的薄弱点并一起涌向突破点。然后再想象一下这些无人机在攻击敌人薄弱点时力量集中的快速程度。经过训练的蜂群在这种情况下的观察、判断、决策和行动速度潜力足以让人类作战人员畏惧。当一组蜂群遇到另一组蜂群时,由算法效率和处理能力支持的蜂群瞬间计算速度直接决定作战的结果。如果机器人成为军队的主要机动作战力量,那么这支机器人部队的移动计算能力将成为评估其整体作战能力的关键要素。

空军和海军航空兵在蜂群战术中的作用

无论是在陆地、海上和空中遂行作战任务,空海军力量在无人机蜂群的输送、保障和信息防护方面都起着至关重要的作用。在部署和控制地面机动作战蜂群时他们也肩负重任。由于航空设计固有的功效原理,使固定翼飞行器在耐久性、速度和有效载荷能力方面比旋转翼飞行器具有更大优势。因此,固定翼无人机在未来机动作战和火力支援蜂群中仍占据主力部分。按照传统作战装备的区分,固定翼飞机主要装备空海军,旋转翼飞机主要装备陆军,除非打破这种惯例,否则固定翼无人机平台将主要编入空军或海军航空兵,这使得空海军有条件在蜂群作战指挥上进一步与地面部队作战直接融合。

目前.空军掌握机动制空权的主要方式是在作战区域外侧部署空中力量,但是部署大量固定翼无人机蜂群的作战方法将扩大空军对机动制空权的定义,同样也扩大了陆军和海军陆战队机动作战的概念。与传统的作战飞机不同.固定翼机动作战蜂群将会持久地占领和控

制相应地形,空军在作战中将广泛实施持续性机动作战,类似于他们的陆上作战伙伴。成群的无人机蜂群能够在作战地区上空盘旋十几个小时,甚至有可是几天,一次又一次地向敌人发起进攻,就像古代蒙古骑兵射手在敌人战线前面盘旋一样。敌方地面火力将会造成无人机很大损失,但都在承受范围之内,因为蜂群作战平台将维持很低的单位生产成本,尤其是这种损失不会危及最昂贵的经过战斗职业训练的飞行员。

像现代空军作战控制人员一样,控制这些固定翼机动作战蜂群的空军和海军人员需要融入到机动编队,空军和海军条令将会进行修订,以适应其陆战中的新角色。此外,在不同军种的各种自动化和无人化作战平台的自动化系统之间也要具有互操作性,需要进行标准化和联合测试,这与大多数20世纪武器系统完全不同。

蜂群能力假设

自动化蜂群技术目前尚存在于萌芽阶段,但要探索蜂群在机动进攻中的方式,我们需要对其未来作战能力进行合理预测。

未来蜂群作战平台在接到人工操作员初步指导之后,将拥有足够的人工智能进行半自动化操作。机动作战和火力支援蜂群能够在无人控制下完成后续复杂的任务处理:

比如,对设定中心点500米半径内的所有武装人员实施攻击,直到耗尽弹药。此时返回集结点X,或者飞行到这个地理坐标点,在随后四个小时计算被识别为武装人员的人数,并将数据实时进行中继传递,然后返回到集结点x坐标,或者沿着预先确定的路线进行侦察,如果航线无法通行则自主确定偏离航线,如果遇交战之敌则自主实施防卫。

因为他们在战斗或机动过程中具备不用分散精力即可与执行其他任务的蜂群成员进行信息沟通的能力,机动作战和火力支援蜂群能够比作战人员更快地改变战斗队形或做出情况处置,并在战场上充分利用这一优势。它们无视眼前炮火对心理影响的能力使这一优势变得更大。

蜂群的行动持续能力将随时间发展逐步增长,但现在我们通常假设拥有充足作战能力的蜂群作战平台能够保持独立于人类支持的情况下自主行动12至24小时,其问的差别取决于遂行作战任务的强度。根据战场态势情况,为延长蜂群作战平台在作战过程中的持续力,可以在前方部署一些充电站。

影响蜂群技术成功的主要障碍之一是通信安全问题。没有蜂群内部通信,机动作战蜂群将成为人工设置的攻击波,虽然规模可怕但不能够形成有效协同作战能。担任直接攻击任务的火力支援蜂群将不太依赖群内通信,也不太容易受到电子战的攻击。

机动作战和火力支援蜂群都很容易受到敌对国家和非国家行为体的网络信息攻击。各军种的网络信息部门需要尽力减少已方蜂群的弱点,并充分利用敌人的漏洞。为减少单一性软件或硬件出现漏洞的可能性,武装力量需要避免蜂群内部的软件过度标准化,即使这将会使系统的互操作性更复杂。为保障蜂群作战平台能够动态使用的网络信息战主要由系统管理员和信息保障人员组成,负责在敌方部队识别破解旧版本开发路径之前,更新软件补丁。而已方部队也试图识别破解敌方的软件。加密和快速更新密码将是另一条战线的斗争。联合部队各级通信军官每天需要多次更新加密密钥以保证信息安全。

蜂群作战平台将通过不同载体部署到作战空间,包括空投、炮射、搭载巡航导弹、常规飞机和其他陆基载体等等。

在战场上部署武装蜂群很容易给双方作战人员带来危险。自相残杀也是一种现实风险,尤其要考虑机器人目标识别的不成熟状态。为解决这一问题,机动作战和火力支援蜂群都会在部署前在其程序中设置一些火力支援控制措施。这些控制措施可能是在地理方面(如只有在一定地理边界范围内的敌方人员才作为打击目标),在时间方面(如在祖鲁时间12:00后开始攻击目标)进行标识,或基于信号标识(不攻击广播XX或携带XX的人或车辆:类似于电影《尖叫者》中的场景,当士兵们带上特定标志就可避免成为挥舞利刀漫游星球的机器人的目标。这些备用的方法很可能被推荐使用)。

虽然蜂群作战平台有着令人畏惧的作战能力,但它们也只是联合部队指挥官工具箱中的一种工具。至少在未来20年内,常规部队仍将主要由人类作战人员和载人装備组成,但机器人作战平台的编制规模将随着能力的增长而增长。总有一天,半自动化系统将成为战场上作战力量构成的大多数。然而,蜂群不是万能的,需要与其他武器装备融合使用。步兵武器、载人战斗机和军舰的使用也要适应蜂群作战平台的到来,就像过去对坦克、地空导弹、潜艇投入作战使用一样。

指挥官需要多种类型的蜂群装备有效地完成作战任务。蜂群作战平台的成本可能会从几百美元(用于一次性使用的火力支援弹药)到几十万美元(永久性作战平台)不等,这取决于他们的用途和所需的耐用性。一些蜂群装备将专门为侦察识别任务建造,另一些则会配备武器和传感器模块,使他们能够适应不同作战环境的多功能角色。最重要一点,随着半白化技术的迅猛发展和普遍应用,指挥官需要蜂群装备即能与传统的机动作战部队作战,也能与其他蜂群作战。

蜂群在各种机动进攻形式中的运用

根据美国陆军野战手册3-90《战术》,进攻作战有五种机动作战形式,分别是:渗透、突破、正面进攻,包围和迂回。每种形式都将产生以特定方式使用机器人蜂群的有效战法。在后面的内容中将解释每一种机动形式,提供历史战例应用,并设想的机器人蜂群在这种机动作战形式中的用途。

渗透。轻型部队和叛乱武装最爱使用的形式。在渗透中,进攻部队的部分兵力潜入敌后或穿过敌方战线,占领敌人纵深有利地形或在发起主要攻击之前制造混乱。它们也可用于干扰敌人的后方补给能力。虽然空降部队仍然是实施渗透作战的备选力量之一,但由于机动作战蜂群的潜在运输工具具有较大的速度优势,因此能够更快的实施渗透部署。

与空降渗透或强行进入行动不同,蜂群是通过亚音速或超音速导弹投送的,事先没有实施大规模空降作战行动时的前期迹象,如建立空中走廊,集结运输飞机等,从而降低了旅团,或师级空降作战人员的风险。

蜂群渗透作战可能需要人力支持,以实现任何一种地面上的持续作战。少数的伞兵可以伴随蜂群加入战斗,作为作战控制人员,维护保障人员,或充电站的操作人员。要对占领的地形保持一定时间的控制,机动作战和火力支援蜂群将需要具备在敌人后方实施充电补给的手段,有可能通过空投太阳能电站,燃油发电机或充电电池。蜂群也无法处理较为复杂的任务,如解除安装有爆炸物桥梁险情或障碍物清除:在诺曼底战役中,美英军伞兵在夺占目标后,由于德军的主要设施布置爆炸物等无法让盟军使用,因此经常不得不进行人工清除。

突破。突破攻击是一种机动进攻手段,主要采取沿较窄正面轴线实施攻击的方式,穿透敌人防线和防御系统。一旦达成突破,己方部队既可以继续前进攻占敌防线后方目标,也可以利用割裂敌防御体系的效果攻击敌人未设防的翼侧。突破行动主要用于当敌侧翼无法实施攻击或防守较好时,亦或是指挥官没有时间采取其他行动时。突防攻击也可以利用敌人防御正面存在突出薄弱点时实施。在战争萌芽时期军队就使用突破战术。

在使用蜂群实施突破攻击时,机动作战和火力支援蜂群可以协同一体作战,查明并利用敌人防御薄弱地段。使用机器人瞬间侦察方式,机动作战蜂群可以沿敌人防御前沿部署成散兵布势,在与敌对峙中收集敌方部队编成和配置位置数据。在距离前沿较远的后方,部署一个计算机集群或一系列的计算机集群,或直接利用蜂群本身的计算能力聚合分析蜂群侦察的信息,通过审查蜂群中的散兵在每个地段的损失数量,蜂群作战平台消耗弹药的速度,以及其它观察数据来确认敌人的簿弱点。一旦敌人防线中最弱的部位被发现,机动作战蜂群就会默默地集结力量,集中兵力攻击这一部位。当他们开始攻击时,一个火力支援蜂群可以进一步削弱这一地域的防御,使用炮兵实施火力压制,精确的间接火力支援形成一个滚动的弹幕,由于机器人不害怕自相残杀,其接敌与推进速度是以往不可想象的。一旦实现了最初的突破成功,人类机械化部队便可以利用这一突破效果,将进攻推进到敌人后方的目标,或形成新的突破瓦解敌人防御体系。

正面攻击。当战争发展到稍有一些组织规模时,正面攻击就成为最古老的机动作战形式之一。当己方拥有相对于敌方压倒性力量优势时,指挥官通常采用正面攻击,将敌人牢牢控制在固定位置,摧毁击垮敌人,或进行有效的侦察。

无人机蜂群的优势就在于同等条件下它们具有实时相互通信能力和比作战人员快得多的机动能力,能够让他们在敌人意想不到的地点隐蔽集结,形成压倒性的优势。正面攻击依赖于复杂的地形和蜂群部署技术的应用,因此要很好地利用这些属性。蜂群作战平台具备收集并实时向联合部队指挥官发送信息的能力,这将非常有利于它们充当侦察兵和牵制部队。因为指挥官们不会太担心蜂群的伤亡,所以会优先让它们承担这些任务。

设想一下这样的场景:两支力量相当的轻型步兵部队在交战中互相遭遇。一方从运载车辆上部署了几十个机动作战蜂群,使用它们向前推进实施正面突击,牵制敌人的力量,并保障有人作战要素的机动。这些蜂群作战平台可能都会被对方摧毁,但如果他们给轻型步兵部队提供以较小的风险向敌方类似规模部队展开机动作战的机会,蜂群就已经发挥了应有作用。机动作战和火力支援蜂群将为指挥官提供使用机器人生命交易空间和时间的选择,并鼓励采用积极的攻击性战术,而这些行动指挥官不可能让人类士兵去做。

包圍。包围是使用进攻部队从各个方向对坚守防御之敌实施进攻,通常在夺占敌人后方或侧翼攻击的目标时采用。包围有多种形式:单面包围,双面包围,环型包围和垂直包围。所有形式都试图避开敌人的正面,因为在正面敌人会部署较强的火力。

成功的包围战术需要满足三个条件:一是比对手强的机动优势,二是获取信息的优势(必须确定可以攻击的敌方翼侧位置),三是实施包围的部队与正面牵制部队之间的有较强的信息沟通能力。机器人蜂群将为联合部队指挥官提供所有这三个方面的优势。正如渗透战术中所描述的那样,机动作战和火力支援蜂群将从数百英里外以超音速速度展开部署。如果战术情报监视和侦察力量能够有效地识别敌人的侧翼边缘,指挥官可以请求在几分钟内从巡航导弹或以空投方式快速部署蜂群作战平台,从而获得巨大的战术突然性。除了它们的部署优势外,蜂群作战平台还可以利用它们收集大量数据的能力,进行侦察和发回数据,帮助情报分析人员确定敌人侧翼的起始位置,以及是否有防御力量。更可怕的是,机动作战蜂群可以很容易地进行发射部署,对撤退的敌军形成有效的垂直包围,并將其战斗队形打散,以便追击部队对其歼灭。

迂回。在迂回机动作战中,进攻部队避开敌人的主要防御,绕到敌人后方夺占目标,目的是迫使敌人以全部或局部力量从目前的阵地上转移应对。迂回战术常被用来通过占领人口密集区或敌军关键的供给保障线来迫使敌军部队脱离有利地形。

蜂群作战平台最适合充当地面指挥官的辅助力量,而不是实施迂回作战本身的基本组成力量。蜂群缺乏进行自我保障能力,不适合承担迂回作战重任。如果没有人类的支持,机动作战蜂群将无法在敌人后方维持作战状态,难以真正威胁敌人的交通路线。

相反,机动作战和火力支援蜂群可以配置在敌方和己方担负迂回作战任务的部队之间。具有机械化和空中机动作战能力的个体蜂群作战平台不仅能够覆盖大片的地形,还能迅速巩固阵地对抗敌人任何针对迂回部队的企图,因为迂回部队在机动中将暴露其脆弱的侧翼给敌人主力。

技术进步驱动战术发展

机动作战和火力支援蜂群的技术限制和优势最终将决定它们在机动进攻作战中的用途,就像坦克、航空母舰、潜艇等所有的突破性技术一样,它们必须融入到整体战术运用中。随着技术的不断进步成熟作战人员的创新应用。在蜂群正式投入战场使用之前,作战指挥和操作人员也可以加快蜂群战术应用的发展。

美军认为军事理论发展必须向前看10至20年,甚至30年,那时人工智能将支持蜂群作战平台部署于战场。要在战斗中充分利用蜂群,还需要展开多年的野外演习,而演习中形成的作战概念可能在战争的最初几个小时内便被摧毁。即便如此,作战理论研究者们也要采取风险投资的心态,接受创新作战思想过程中的多次失败,因为这些新的作战思想最终将会彻底改变战争的游戏规则。进攻战术的形式不会马上改变,但是作战力量的种类和能力即将改变。让我们一起迎接蜂群作战时代的来临。

编辑:戴嘉琦