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解析美国防部《反小型无人机系统战略》报告

2021年1月7日,美国防部发布《反小型无人机系统战略》报告(下简称报告),针对当前及未来小型无人机系统(sUAS,指重量低于1320磅/600千克的无人机(系统),对应美国防部无人机系统标准分类的第1~第3等级小型无人机)指数级增长对美国本土、海外驻扎/作战/中转伙伴国和应急行动地点造成的威胁及危害,提出应对战略。

我们对该报告进行了研读、分析,现将主要内容及有关思考梳理如下:

一、报告主要内容

(一)制订战略的必要性

报告首先从威胁/危害和早期应对方针的不足两个方面阐述了制定反小型无人机系统战略的必要性。

1、小型无人机系统指数级增长引发了新的威胁/危害

报告指出,技术的发展在极大拓展小型无人机系统合法用途的同时,也使其成为敌对国家、非政府组织和犯罪分子手中更具威力的武器。即使在合法使用的过程中,由粗心大意的或鲁莽的操作员控制的小型无人机也可能对国防部在空中/地面/海上等不同域的作战行动形成潜在危害。越来越多的小型无人机系统或是与作战飞机共享空域,或是在国防设施附近空域飞行,甚至被敌对势力所掌控,国防部不得不在这种条件下保卫人员、设施和资产的安全。

2、国防部早期应对小型无人机威胁的方针存在不足

报告指出,国防部早期强调通过部署运用管控和商用货架装备来应对当前小型无人机系统造成的风险,其后果是军方形成了大量未经集成的、冗余的装备解决方案。虽然早期的方针可以满足近期需求,但却使得国防部持续发展与不断演变的威胁相适应的作战能力变得十分困难。2019年,国防部设立反小型无人机系统联合办公室,负责领导、协调和管理军兵种反小型无人机系统的有关事项。该办公室致力于应对当前和未来的小型无人机系统威胁,通过对联合条令、需求、装备、训练标准和能力的开发与监管,最终形成多种具有通用架构的联合解决方案。

(二)安全环境分析

报告从战争形态的演变、竞争对手的崛起、美军事优势面临的挑战和作战环境的改变等方面分析了当前及未来面临的安全形势。

1、战争形态的演变

随着性能、可靠性、生存能力的快速提升和成本的下降,小型无人机系统的用途不断拓展,能力日益强大。一些小型无人机能够从操作员的手掌起飞执行军事任务,还有一些能够遂行与传统平台无关的新型进攻或防御行动。小型无人机集群独立作战或与有人装备、先进算法、高速通信网络等系统共同作战将使作战体系的复杂程度上升到新的层级。当前正在进行的人工智能与自主小型无人机系统的技术融合将导致战争形态发生重大变化。

2、新兴的战略竞争

敌对国家已经从非政府组织和美国使用小型无人机系统的成功实践中吸取了经验。这些国家大量部署专用的军用小型无人机及消费级小型无人机,为防御性和进攻性作战行动提供了更多的选择。中国在迅速占领商用和消费级无人机市场的同时,在军事上正大力开发和部署先进武器系统;俄罗斯将小型无人机平台视为未来作战能力不可或缺的一部分,正积极提升侦察-火力的一体化水平,并装备侦察和攻击无人机;伊朗的代理人正在使用小型无人机系统开展动能打击行动。即使没有与俄罗斯、中国或伊朗发生直接正面冲突,美军仍可能在全球各地遭遇其代理人利用先进小型无人机系统发起的战斗。

3、美军事优势面临挑战

报告指出,小型无人机系统不仅会在单个域内对美军造成影响,而且能够在多个域内实施作战行动。对手利用小型无人机挑战美军事优势的形式主要包括:通过态势感知收集关键情报,削弱美军自由机动能力,甚至加装武器对美军进行攻击;通过扩展传感器覆盖范围和视距外通信提升对手作战的灵活性;发起网络攻击,窃取非加密系统上的敏感数据、传送恶意内容等。小型无人机系统的出现使得原本充满挑战的安全环境更加复杂。其处于(传统)防空、兵力防护和作战空域控制之间的空白地带。该系统的持续扩散将挑战国防部当前应对新兴技术的方式,而这些新兴技术可能会对联合部队形成威胁。在考虑具体的解决方案时,须从技术水平、产品获取的难度、监管环境、操作者意图、风险(威胁级别、薄弱环节和可能的后果)、任务目标、空域情况、管理职能等要素面临的不同情况出发。美军在国内面临的最有可能的威胁是,对手利用小型无人机收集美军部队和设施的有关情报。同时,一次对特定人员的恶意攻击就可能影响联合部队的战备状态。在不受国防部控制的空域,联合部队还将面临其他一系列挑战。未来小型无人机一旦大规模使用,将占用空域,并在美军位于国内及全球各地的军事设施上空飞行。为了适应这种变化,国防部必须采用一种非常规的探测方式,寻求能够重点关注异常行为的方法,并将注意力集中在那些被识别为潜在威胁或危害的小型无人机上。虽然业余爱好者和运营商使用小型无人机时无意间对军方形成的潜在危害与对手恶意使用小型无人机所带来的威胁存在根本差异,但两者都会给国防部带来风险。

4、三种不同的作战环境

(1)本土

无处不在的小型无人机系统带来了一系列独特的挑战。无人机的持续增长将从根本上改变空域的控制方式。在空域管理的背景下,指挥官需要通过程序性和积极的空域控制措施来确定小型无人机系统的行动意图。在国家空域系统具备有效管理和跟踪小型无人机之前,军方需要探测和识别部队和设施附近的异常系统,并在考虑附带损伤的前提下,根据需要对其进行反制。由于现行法律法规并未将小型无人机系统视为一种威胁,且立法进程难以跟上技术发展的步伐,这种情况限制了国防部发展有效防御潜在风险的能力。国防部必须与相关部门合作,从而确保小型无人机系统在国内使用的可控。

(2)海外驻扎/作战/中转伙伴国

与在本土面临的情况相似,伙伴国的各种法律法规可能会阻碍联合部队开展有效的兵力保护。国防部在伙伴国设立基地和开展活动时必须遵守当地的法律法规、条约或其他协议,并积极与当地的空域控制机构合作。

(3)应急行动地点

通常应急行动地点的限制因素最少,但潜在风险最高。即使在低烈度冲突中,对手也能够利用改装的商用小型无人机遂行情报、监视、侦察和动能打击等任务。同时,对手可能会利用这项技术来提升其实施网络战、电磁战的能力。在这种环境下,美军及其盟友使用小型无人机系统和有人驾驶飞机时将面临高度拥挤、但更加缺乏控制的空中环境。

(三)反小型无人机战略框架及内容

针对上述问题,国防部在报告中提出了“目标-途径-行动主线”的战略框架,并指出需要随着技术和系统的持续发展对该战略不断进行评估。

1、战略目标

报告提出反小型无人机系统的三项战略目标:一是通过创新和协作来提升军力,进而保护国防部在本土、海外驻扎/作战/中转伙伴国和应急行动地点的人员、资产和设施;二是开发各种装备和非装备解决方案,保障国防部遂行各项使命任务时的安全,并拒止对手妨碍美军达成预期目标的能力;三是与盟国及其他伙伴国家/部门/组织广泛开展合作,为国防部在国内外的利益诉求保卫工作提供支撑。

2、战略途径

对应三项战略目标,报告提出三条战略途径:一是同步推进相关研究、发展、试验与鉴定工作,为快速形成创新型解决方案提供支撑;二是针对小型无人机系统威胁,开发各种通用装备和非装备解决方案;三是充分提升与盟国及其他伙伴国家/部门/组织的协作效能。

3、行动主线

对应三条战略途径,报告提出三条行动主线:做好顶层筹划、全方位提升战力和打造联合团队。顶层筹划方面,主要举措包括:一是兼顾当前现实需求和未来长远需求,开展威胁评估,从威胁等级、薄弱环节和可能的后果等方面识别可接受的风险;二是根据评估结果,有序推进相关科研项目,加快关键技术开发,优先发展可靠的目标探测、跟踪和识别技术;三是开发通用信息共享架构方案(含威胁数据架构),确保不同解决方案之间的互操作和即插即用,且可以融入现有分层防御系统之中;四是制定相关试验与鉴定的协议、标准和方法,确认联合解决方案能够满足需求。此外,报告还提到要对相关采办流程的效率进行持续评估,并在必要的时候采用新的采办方式,确保向部队提供有效的装备和非装备解决方案。提升战力方面,主要举措包括:一是尽可能合理利用国防部的有关经费,交付覆盖条令、组织、训练、装备、领导与教育、人员、设施和政策各个要素的联合能力;二是开发相关作战概念和条令,重点关注部署联合行动小组遂行任务的价值和跨域作战的价值,提升联合部队的竞争优势;三是制定联合训练标准,完善现有训练内容,并推动其向军种训练系统转化。该主线强调通过发展通用、集成的装备和非装备解决方案来应对威胁/危害,并将其纳入现有分层式防御系统,进而形成可以与进攻性行动配合使用的分层式主动和被动防御能力。打造联合团队方面,主要举措包括:一是与国家安全创新基础和其他非联邦实体合作,促进缓解危害和慑止/挫败威胁的联合能力的快速开发;二是通过技术、政策、信息、装备等全方位协作,维持、加强和最大限度地提升与盟国和伙伴国家之间的互操作性;三是与国内实体协作,实现互操作,并最大限度地实现与其他联邦机构的一体化行动。

二、有关思考

总的来看,报告可以称之为美军对反小型无人机问题的顶层考虑或重新思考。报告立足问题及现状分析,谋篇布局,在没有一竿子杵到解决方案的前提下,从国防部的角度分析了美军为什么要制定战略、要实现怎样的目标和通过怎样的途径发展。围绕该文件,结合美军相关规划、计划、装备采购及反无人机活动情况,以下几个方面值得思考。

(一)小型无人机攻防对未来战争可能产生怎样的影响?

从国外相关案例来看,当前小型无人机攻防主要局限于中小国家之间的低烈度对抗、反恐作战及政府执法。但公开资料显示,美军已将小型无人机攻防识别为未来战争的重要作战方式,且视为应对中国、俄罗斯等战略竞争对手不可或缺的组成部分。这种现象背后是怎样的研判逻辑?小型无人机攻防在未来战争中究竟扮演怎样的角色?人工智能等技术与小型无人机系统的技术融合将产生怎样的技术能力,对战争形态会可能产生怎样的影响?

(二)如何推进反小型无人机技术及能力的快速发展?

近年来,小型无人机在核心区域、重要设施、重大活动等敏感地区的恶意使用和无序滥用已经成为多国面临的重大安全威胁。由于其在飞行高度、速度、特征尺寸等方面的特殊性,传统管控与防御手段或是在技术性能上难以覆盖,或是在效费比上严重不匹配。特别是在消费级和商用小型无人机爆发式增长、相关技术加速突破的背景下,发展可用、可靠、低成本、低附带损伤的反制手段刻不容缓。

1、抓住当前存在的突出问题

正如报告中提到的,不同军种、部门从各自需求出发采购并装备了一些商用反制系统,除了性能未经严格验证之外,还导致了重复投资、不兼容等一系列问题。2020年6月,美国国防部反小型无人机系统联合办公室在评估后将联合部队的反小型无人机系统解决方案从40个缩减至8个。实际上,由于实战样本的极度稀缺,许多商用产品在推广过程中着重介绍静态性能参数,对有没有做过试验、在几种条件下开展试验、累计做过多少次试验、效果如何等关键问题讳莫如深,且不论很多“试验”仅仅是透明条件下的性能演示。当前,商用反小型无人机领域存在的突出问题是:如何在产品宣传真假掺杂的乱局之下,回归对特定需求的准确理解与分析,有力牵引、重点突破,形成切实可行的技术解决方案。

2、深入开展防护需求分析

按照场景、对象、威胁形式、可能造成的影响、防护要求等要素分类梳理针对小型无人机的防护需求及相应条件下的威胁特点,科学、合理、规范地提取不同场景(特别是恶意攻击作战样式)的有关需求,为反制技术开发及试验测试提供精准的需求输入。

3、大力推进对抗反制技术攻关

立足平时与战时相结合、作战与执法相结合,综合考虑不同场景及需求的紧迫性、反制难度、技术现状等要素,按照体系化原则,统筹规划、分步实施,有序推动各类反制技术的创新迭代发展。

4、重视探索与打造“强蓝军”

采用“强蓝军”对反无人机技术、产品和体系实施“背靠背”对抗测试,是评价反无人机技术、产品和体系效能最有效手段,而单纯的性能指标测试并不能反映产品的实际能力和使用效能。针对具体使用场景,挖掘利用小型无人机实施恶意攻击可能采用的战术,在当前可用技术及货架产品的基础上模拟威胁,探索与打造适用于反小型无人机技术、产品和体系效能测试的“强蓝军”。

5、在攻防对抗条件下开展近实战测试

面对实战样本极度稀缺的现状,创新装备试验测试形式,以攻防对抗为核心,在近实战场景和“强蓝军”的条件下对装备进行反复测试,不断加深对真实需求的理解与认知,在“矛”与“盾”的对抗中真正实现攻防互长。

6、建立并完善面向装备鉴定的测试规范

在近实战测试和前期试用的基础上,不断探索各类反制装备试验鉴定的流程、方法,建立测试规范,为形成适用于特定场合、特点突出(例如:高可靠预警、高精度跟踪、低成本+低附带损伤处置等)的反小型无人机成熟装备提供基准。

(中国航空工业发展研究中心  谷全祥、陈宣友、吴强)                        

本篇供稿:系统工程研究所

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