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对抗蜂群:反无人机作战的战略考量

时间: 2023-02-04 16:26:08

【知远导读】本文编译自美国《联合部队季刊》(JFQ)2022年第4期刊发的题为《反无人机蜂群作战的战略考量》(Countering Swarms,Strategic Considerations and Opportunities in Drone Warfare)的文章。文章指出,目前美国无法完美应对无人机蜂群的潜在战略风险。为减轻这一新出现的风险,美国需要采取协调一致的方法来解决技术、法律和条令等方面的问题。文章最后,作者根据当前无人机蜂群的发展趋势,提出了三点建议。    文章全篇约9300字,篇幅所限,推送部分为节选。需要阅读完整版本的读者可直接访问知远外军防务开源情报数据库(http://www.knowfar.net.cn/)或与客服联系。美国国防部和美国政府在小型无人机系统对抗使用方面面临着重大国家安全挑战。现有技术可以制造产生大量此种能力,从而产生多层次、无法管理的威胁。本文将探讨如何应对这一迫在眉睫的挑战,即“无人机蜂群”挑战。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。尽管美国防部战略包括一些对抗敌方无人机威胁的方法,但并没有办法完全面对未来武装无人机蜂群所构成的战略挑战。为减轻这一新出现的风险,美国需要采取协调一致的方法来解决技术、法律和作战条令等方面的问题。重要术语首先应厘清关键术语和分析范围。欧文·拉克豪在《原子科学家公报》上把蜂群无人机定义为“分布式协作系统,成群的小型无人机,可以在有限的人工干预下集体移动和行动。”蜂群的另一定义明确了其军事应用:“大量分散的个体或小群体协调一致,作为一个整体作战。”根据《美国防部指令3000.09》,自主武器系统“一旦激活,可以选择和打击目标,而无需人工操作人员进一步干预。”美国国家科学院、工程院和医学院将无人机蜂群定义为40个或更多小型无人机,无人机蜂群作为一个具有个体行为的单元,所有成员都不知道任务,成员之间相互通信,每个小型无人机“将相对于其他无人机定位”。这些创新包括人工智能、自主技术和机器学习的应用,以及被美国防部指定为第1、2、3组的小型无人机的进步,它们作为一个整体执行情报、监视、侦察、进攻等攻击。本文将把这种威胁称为无人机蜂群。技术可行性对美国防部和负责保卫国土的国家机构而言,应对无人机蜂群威胁涉及三个方面的挑战和机遇。首先是技术,美国防部的工作重点是材料解决方案。2021财年,美国防部最初计划“在反无人机研发上至少投资4.04亿美元,在反无人机采购上至少投资8300万美元。”各军种都在追求尖端技术解决方案,以探测、跟踪、识别和击败目标。用于探测的材料解决方案包括雷达以及光电、红外和声学传感器;由于小型无人机的表面特性和相对速度,这些方案的有效性都受到限制。另一项技术涉及操作人员控制无人机可能需要的无线电指令信号。挫败机制包括干扰、欺骗、枪械、网络、定向能和“标准”防空系统等方法。但目前的能力给操作人员带来了好坏参半的结果,主要针对数量较少、没有集群行为的无人机。其他方法包括高功率微波(HPM),美空军和国防部正在作战环境中测试,可能会提供更有效的能力对抗无人机蜂群,但专利可能限制其有效性。诚然,美国防部可能正在追求更先进、基础设施占地更小的高功率微波武器,如“列奥尼达斯”(Leonidas)系统,但目前的研究仅限于非密渠道。美国防部反小型无人机战略认识到无人机蜂群所呈现的战争特征的变化,但并未提出解决技术风险的具有办法。考虑到近期反无人机蜂群的需求,当前技术的重大局限给该行业带来了挑战。此外,国防部可能不会关注无人机蜂群的新威胁。相反,研发和采购工作表明,传感器和武器是重点。美国防部2021财年反无人机预算是发展现有装备的近期财务成本指标,可能无法考虑满足未来需求所需的技术创新。如果这样,在新冠疫情期间和之后,国防部预算下降的情况下,这种方法可能会被证明是低效的,并会带来重大风险。各国发展无人机蜂群技术的速度表明,与应对此类威胁的设备相比,无人机蜂群的成熟速度更快。观察人士指出,需要快速创新以减轻不断上升的威胁带来的压力,但目前的国防工业基础面临着变革的障碍,包括军事文化和新的商业技术测试。快速创新的一个更常见问题源于商业产品的获取,其中知识产权成为系统部署的障碍。当公司的设备或软件不能互操作时,这一问题将变得非常严重,从而使反无人机操作人员无法获得摧毁目标所需的融合、及时、有用的信息。军事文化不一定会奖励创新型思想家,也可能会成为快速变革的障碍。尽管美国防部目前的反无人机战略确定了无人机蜂群的威胁,但没有充分解决如何克服高成本和创新缓慢的问题。合法性反小型无人机战略的第二个风险来自于法律约束,尤其是在本土。现行法律为美国公民提供的保护也限制了国防部保护军事设施免受无人机威胁。鉴于无人机蜂群威胁能力的倍增效应及对其探测的限制,无人机蜂群加剧了这种约束所产生的风险。反小型无人机战略指出,美国防部关键利益相关方必须与合作伙伴合作才能取得成功。这迫切需要推动立法解决,以扩大这种反无人机设备在美国国内的权限。反小型无人机战略着重强调了在本土运营反无人机能力的重大法律挑战,并声称“许多现有法律和联邦法规的目的并不是将小型无人机视为威胁,持续的技术变革使法律部门难以跟上步伐。”现行法律无法及时发现潜在的无人机威胁,这些威胁可能来自军事设施以外。根据《美国法典》第10卷130i条的授权,国防部长和军队指定人员可以采取一切动能、非动能手段,“禁用、破坏或摧毁”对“设施或资产”构成威胁的无人机系统。这一法律限制使操作者无法在无人机到达目标前击败潜在威胁。尽管《美国法典》第10卷130i条授权美国防部“在未经事先同意的情况下,通过拦截或其他有线、口头、电子通信等方式,探测、识别、监视、跟踪无人机”。但并未规定该权限是否可以超出基地边界。如果是这样,它将为防守方提供战术优势。新的授权也未表明美国防部是否可以在不违反情报监督指令的情况下,收集其管辖范围外的无人机信息。此外,针对潜在的无人机蜂群威胁,收集此类信息可能会加大责任。探测目标还需要区分敌方和友军无人机,根据目前授权,处理合法民用飞机的特定信息可能存在问题。根据反小型无人机战略,美国防部必须采取多边行动,并与执法机构共享威胁信息,这是《美国法典》第10卷130i条所允许的。其中一种可能的方式是在“国家安全特别事件”(NSSE)期间,联邦调查局可以在不事先获得许可的情况下拥有打击无人机的临时权力。2018年《防止新兴威胁法案》授权美国土安全部和司法部“通过基于风险评估,减轻无人机对设施和资产安全构成的威胁。”在最近案例中,联邦调查局与联邦航空管理局(FAA)合作,在2020年成功打击了200多架无人机,包括2020年“超级碗”职业橄榄球大联盟冠军赛、2019年世界职业棒球大赛、2020年玫瑰碗比赛、美国独立日庆典、以及纽约新年庆祝等活动。联邦调查局还与国土安全部及乔治亚州执法部门合作,在2019年“超级碗”期间打击了54起无人机入侵事件,在体育场周边临时飞行限制期间,至少没收了6架无人机。2018年《防止新兴威胁法案》的措辞与《美国法典》第10卷130i条的规定非常相似,但目前尚不清楚国土安全部、司法部和国防部如何开展合作。首先,“国家安全特别事件”是临时的,如果没有常设机构,通过各机构间的协调来预警威胁的优势几乎可以忽略。在“国家安全特别事件”期间,对手不太可能对国防部资产发动无人机蜂群攻击。其次,如果国防部发现了超出管辖范围的威胁,并向国土安全部或司法部告警,联邦、州或地方执法部门不太可能有时间和能力拦截无人机蜂群。当地执法部门和私人实体对付无人机的权力更少。根据国土安全部、司法部、交通部和联邦通信委员会最近发布的一份建议,使用反无人机技术的非联邦公共机构和个人可能违反联邦法律。法律将无人机定义为飞机,任何干扰或摧毁无人机的工具都可能引发涉及《飞机破坏法》和《空中劫机法》的责任。使用无线电探测可能会引发《笔录记录器、陷阱和追踪条例》和《窃听条例》的诉讼,这取决于其能力是否记录或拦截无人机和控制器之间的电子通信。最后,附带影响可能会导致当地执法部门或私人实体重新考虑使用这些功能。美海军研究生学院一篇题为“对抗无人机系统”的研究生论文分析了城市地区警察机构的因素,引用了反无人机技术干扰合法地面和空中活动的例子。目前,政府部门没有为美国防部对抗无人机蜂群所需的预警能力提供全面的法律基础。尽管多边协调可能在与东道国或应急地点的某些情况下为防御方提供优势,但考虑到国防部的法律限制,美国本土也为对手利用无人机蜂群攻击关键基础设施提供了优势。条令适用性反小型无人机战略的最后一个障碍来自于反无人机装备的有效使用这一重要但容易被忽视的方面。该战略断言,随着技术逐步成熟,条令需要发展,但仅仅承认企业需求并不能解决“谁能操作装备”的重大问题。现在确定条令需求将减少未来的能力差距。美陆军必须在保卫空军基地免受无人机蜂群威胁方面发挥更大作用。使用反无人机能力的一个独特方面是,它囊括了所有领域的作战。具体而言,瞄准和削弱空中对手需要对三个主要任务领域进行清晰评估:防空、力量保护和空域管制。从这些任务区总结部署原则,对规划反无人机能力的战略用途具有很大价值。由于联合条令是基于当前部队结构和解决复杂问题的职责,规划对抗无人机蜂群的方法需要对联合条令中的角色与职责进行更深入评估。条令必须考虑到对未来装备操作人员的培训,这些装备将在所有领域发挥作用。空战需要具备全面的防空、力量保护和空域管制方面知识与技能的人员。技术与装备同步发展的部队结构,将更有效地威慑和对抗先进威胁。这一发展将推动反无人机蜂群条令的权威性,并成为联合反小型无人机办公室(JCO)作为美国防部执行机构的职责之一。此外,联合反小型无人机办公室应“协调反小型无人机联合作战概念与联合条令的发展”,并将其他领域的职责交给各军种。但这种职责描述未能考虑在面对无人机蜂群威胁上,美国防部各军种部门当前在防空、力量保护和空域管制方面的挑战。专注于应对地面威胁的力量保护军事人员,不具备在躲避友军飞机的同时、对抗空中威胁所需的专业知识。对这些人员进行空域环境、电磁频谱、太空作战、气象等相关知识培训,可使其更有效地运用反无人机蜂群力量。在防空领域,特别是在美陆军和空军之间存在责任重叠,可以解决这一条令挑战。对条令的探讨还包括角色和任务的辩论,特别是在空军基地的防空方面。越南战争和伊拉克战争迫使高级军事指挥官和各军种将作战能力分配给传统任务,而牺牲了支持战略和作战目标的空军基地。自二战结束以来,美陆军和空军一直在争夺区域和点防空任务的具体角色。兰德公司2020年的一项研究强调了当前的争论:“当前,美陆军负责为空军基地和其他固定设施提供空中和导弹的点防御(AMD),但多年来这两个军种的忽视导致了能力建设不足。可以理解的是,陆军领导层优先考虑机动部队的机动近程防空,而不是固定设施防御。”在美陆军优先分配资源用于海外和本土主要空军基地的防空前,战略和作战目标极易受到无人机蜂群攻击。此外,美空军将可能继续倡导和获取反小型无人机能力,而缺乏条令解决方案。美空军可能会实现其长期以来的愿望,即在战术防空方面发挥更大的领导作用,这将与联合反小型无人机办公室避免工作职责交叉、提高效率相矛盾。同样,其他军种可能会继续采购装备并进行试验,如果没有跨域和职能协调,这可能不是最佳或有效的。兰德公司的报告还详细说明了美陆军和空军在防空方面的角色错位。2020年美国国会的一份研究报告在这场辩论的背景下提出了一个重要问题:“计划中的近程防空部队结构和能力是否足以应对未来挑战?”该报告表明,美陆军计划将18个营的防空能力划分为现役和预备役两部分,可能无法满足支持“欧洲威慑倡议”和“太平洋威慑倡议”中陆军部队的需求。这些能力包括应对小型无人机威胁,但不包括假定的保卫空军关键资产和主要作战基地的任务。尽管联合出版物3-0《作战》呼吁整合进攻和防御能力,实现空中优势和对抗敌无人机的力量保护,但没有明确各军种的角色和任务。这种条令上的模糊导致近程防空工业资源不足,难以应对未来无人机蜂群的威胁倍增效应。随着技术的不断发展和非国家行为体使用无人机蜂群可能性的增加,有必要重新评估无人机相关条令和军种的角色。美空军参谋长已敦促国防部长办公室对各军种的角色和使命任务进行审查,确定联合作战概念的领导机构,如远程精确火力打击、受到攻击的后勤保障。这两个概念都与保护战略资产免受无人机蜂群攻击有关。此外,美国防部缺乏条令指导也表明,需要评估跨机构的概念和方法,以便在民事司法管辖区使用类似能力。联合反小型无人机办公室及国防部战略将为持续的条令发展提供基本要素,但更多工作必须集中在调整各军种的角色和资源上。