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俄羅斯的核力量包括遠程戰略系統--包括洲際彈道導彈（ICBMs）、潛射彈道導彈（SLBMs）和重型轟炸機--以及中短程運載系統。俄羅斯正在對其核力量進行現代化改造，用新的導彈、潛艇和飛機取代蘇聯時期的系統，同時開發新類型的運載系統。盡管自冷戰結束以來，俄羅斯的核武器數量急劇下降，但它保留了數千枚彈頭的庫存，其中1500多枚彈頭部署在能夠抵達美國領土的導彈和轟炸機上。

條令和部署

在冷戰時期，蘇聯重視核武器的政治和軍事屬性。雖然莫斯科承諾它不會在沖突中首先使用核武器，但許多分析家和學者認為，蘇聯將核武器納入其作戰計劃。冷戰結束后，俄羅斯沒有保留蘇聯的 "不首先使用 "政策，它已經多次修改其核條令，以應對對其安全環境和常規部隊能力的擔憂。結合軍事演習和俄羅斯官員的公開聲明，這種不斷變化的條令似乎表明，俄羅斯有可能更加依賴核武器，并可能在地區沖突中威脅使用核武器。這種條令使一些美國分析家得出結論，俄羅斯已經采取了 "升級以降級 "的戰略，即如果它在與北約成員的沖突中失敗，它可能威脅使用核武器，以說服美國及其北約盟國退出沖突。俄羅斯官員以及美國和歐洲的一些學者和觀察家對這一解釋提出異議；然而，對這一條令的擔憂為改變美國的核態勢提供了建議。

俄羅斯目前的核力量現代化周期始于21世紀初，可能在2020年代結束。此外，在2018年3月，俄羅斯總統弗拉基米爾-普京宣布，俄羅斯正在開發新型核系統。雖然有些人認為這些武器是俄羅斯試圖實現對美國的某種程度的優勢，但其他人指出，它們可能代表了俄羅斯對美國新興導彈防御能力的擔憂的回應。俄羅斯的這些新系統包括，除其他外，一種有能力攜帶多彈頭的重型洲際彈道導彈，一種高超音速滑翔飛行器，一種自主水下飛行器，以及一種核動力巡航導彈。高超音速滑翔飛行器由現有的遠程彈道導彈攜帶，于2019年底開始服役。

軍控協議

多年來，美國先后與蘇聯和俄羅斯簽署了雙邊軍備控制協議，限制和減少了其核運載系統攜帶的彈頭數量。早期的協議對減少蘇聯部隊的規模沒有什么作用，因為蘇聯開發并部署了多彈頭的導彈。然而，1991年的《削減戰略武器條約》，加上減緩俄羅斯核現代化計劃的財政困難，使俄羅斯部隊部署的彈頭數量急劇減少。2010年的《新削減戰略武器條約》在這一記錄上增加了適度的削減，但仍有助于限制俄羅斯部隊的規模，并保持條約中監測和核查條款所提供的透明度。

美國會的興趣

一些國會議員對俄羅斯給美國及其盟國帶來的挑戰表示了越來越多的關注。在這種情況下，國會議員在辯論美國核力量結構和美國核現代化計劃時，可能會討論有關俄羅斯核力量的一些問題。國會可能會審查關于美國的現代化計劃是否需要維持美國的核威懾力，或者這些計劃是否可能助長與俄羅斯的軍備競賽的辯論。國會還可以評估，如果美國和俄羅斯不繼續根據《新削減戰略武器條約》限制其部隊，俄羅斯是否能夠以威脅美國安全的方式擴大其部隊。最后，國會在決定美國是否需要發展新的能力以阻止俄羅斯使用核武器時，可以審查專家界關于俄羅斯核條令的辯論。

作者：Tamir Eshel，專知防務編譯

1 無人機蜂群的優勢

2 對抗無人機蜂群

3 攻擊蜂群網絡

4 理解態勢圖

5 態勢感知：生存的關鍵

6 擊敗無人機

7 蜂群信息

8 LEONIDAS

9 無人機與無人機蜂群

10 高功率激光器

11 總結

前言

集群無人駕駛系統代表了無人作戰的顛覆性演化階段。在本文中，將蜂群視為一組以協調方式自主運行以執行任務的無人駕駛系統（UXS）。UXS組件可以是空中、陸基、水面或水下機器人平臺，執行的任務包括：

• 情報、監視和偵察（ISR）；
• 目標獲取與攻擊；
• 壓制和摧毀敵人防空系統（SEAD/DEAD）；
• 攔截高優先級目標，如指揮所、通信設備和雷達。

在海上，成群的無人船或游蕩的武器和無人潛航器可以用來摧毀敵方艦隊的脆弱資產，如雷達和通信或聲納。蜂群也可用于先發制人地壓制敵人在特定區域的活動，如機場、降落區或彈道導彈發射場。

單個無人機或巡航武器的攻擊需要有人類控制者參與，而無人機蜂群攻擊與此不同，蜂群收到簡報并自主執行任務，根據任務階段不斷協調其行為以最有效地實現目標。例如，它們可以計劃和機動從不同方向攻擊目標，或同時攻擊多個目標，或者犧牲蜂群中的一些元素以觸發目標在被擊中之前做出反應暴露自己。人類控制員主要發揮監督作用，只有在需要或蜂群要求時才會干預和指導無人機。

1 無人機蜂群的優勢

群體行動的無人機可以由人類單獨控制，也可以作為一個群體完全自主運行。其他操作方法遵循羊群行為，其中一些成員充當領導者，而其他成員充當追隨者。UXS蜂群通常由一個多發射器和地面控制站控制，從而簡化和加速部署。一旦啟動，單無人機的運行主要是自主的，使一個操作員能夠管理整個蜂群，而不是指導每架無人機飛行。

蜂群可能包括同一平臺的許多同類元素（被稱為同質蜂群）或不同的參與者形成的異質蜂群。每架無人機可能發揮類似的作用，或者專有功能，如信息收集、武器部署或通信中繼。其行為的關鍵是連接所有成員的網絡。通常情況下，這樣的網絡能夠通過不斷地轉發信息、位置和導航，使蜂群連接所有成員。特定的成員可以在不同的時間對整個編隊進行控制，以協調和確定行動的優先次序，分配任務，對障礙或威脅發出警報，或將權力移交給其他成員。如果一個控制節點被消滅，其他成員將根據網絡的自我形成、自我修復算法來重新控制。

大多數商用遙控無人機是通過跳頻擴頻（FHSS）控制的，使用先進的頻率敏捷波形，或通過無線局域網（WLAN）。從無人機發射的信號也使用FHSS、寬頻或WLAN信號。其他無人機可能依靠射頻（RF）、蜂窩或衛星通信（SATCOM）。蜂群經常利用臨時網絡技術（MESH網絡）在蜂群成員之間進行通信。這種方法在視線之外和在現有連接沒有保障的廣泛地區運行時特別有利。單個無人機可以隨時連接和斷開網絡，使得分散的自組織網絡結構非常適合它們的運行。

2 對抗無人機蜂群

盡管無人機和機器人是自主運行的，但在被派往執行任務之前需要進行全面的準備。路線規劃、飛行前網絡設置、GNSS鏈接建立、與控制器和其他小組成員的協調都要在起飛前完成，以啟動一個自主任務。這種活動大多有明顯的電子特征，可以被信號情報（SIGINT）活動探測到。但有些準備工作比其他工作更不明顯。例如，在其載體上打包準備發射的游蕩無人機經常在無線電靜默中進行這種準備，沒有任何信號發送，測試和設置都在載體上進行。

一旦蜂群被發射并分組，其成員可以機動成編隊，使單個目標的探測更加困難。對目標的導航可以采用全球導航衛星（GNSS、GPS）、慣性導航、基于圖像的場景匹配，或幾種方法的組合，使其更難被擊敗。編隊成員可以相互依靠來確定他們的位置，從而保持傳感器的冗余度，以克服特定的對抗措施，如GPS干擾。

與可以完全孤立執行任務的單一自主無人機不同，蜂群有一個重要的弱點——它所依賴的網絡。蜂群成員必須不斷通信，以分享信息、狀態和任務。由于這些網絡使用特定的波形，它們的活動可以被SIGINT檢測到，以提供該地區蜂群活動的第一個警報。因此，SIGINT被認為是對抗蜂群（或反蜂群）的第一道防線，作為整個分層防御系統的核心。

3 攻擊蜂群網絡

隨著網絡信號的采集和跟蹤，以及信號情報（SIGINT）對網絡脆弱性的評估，防御者可能對威脅采取電子或網絡攻擊。考慮到這種探測的延伸范圍，依靠戰略性機載或天基SIGINT資產，防御者可以通過準備和執行應對威脅的通盤計劃來避免意外。對單個蜂群成員的探測和跟蹤構成了另一個重大挑戰，因為雷達和電子光學傳感器探測小型、低速和低空飛行目標的能力有限，特別是遠距離目標。對水下移動的目標探測幾乎是不可能的。此外，由于傳感器遇到的噪音和雜波，對移動中的目標探測也很有限。

C-UAS探測和對抗系統，如羅德與施瓦茨公司（R&S）開發的ARDRONIS，針對無人機的射頻信號活動，使用敏感的監測接收器收集和破壞無人機控制。據R&S稱，該監測器可以從5公里外探測到大疆Phantom 4迷你無人機。當使用FHSS與無人機接觸時，ARDRONIS將檢測到的信號與廣泛的無人機配置文件庫進行比較。這種“監測和匹配”過程為覆蓋區域內的任何威脅提供了可靠的早期警告。該系統還提供無人機遙測、視頻下行鏈路和控制單元的測向（DF），顯示操作員的位置。該系統還有一個集成的干擾器，可破壞目標無人機或無人機與控制器之間的通信，而對同一頻段的其他信號干擾最小。

羅德與施瓦茨公司和OpenWorks公司合作，在反無人駕駛航空系統（C-UAS）任務中建立了一個自主的三維探測和跟蹤系統。該系統已經通過北約新的“即插即用”協議集成，稱為“集成電子網絡技術的資產保護傳感”（SAPIENT），并在荷蘭德皮爾空軍基地的北約技術互操作性演習（TIE）活動中進行了測試。

ARDRONIS無人機探測解決方案與OpenWorks公司的SkyAI自主光學技術相結合，并與指揮和控制系統以及決策引擎相結合，以應對不斷升級的無人機威脅。ARDRONIS提供了一個主要的檢測能力，使用頻譜分析方法定位無人機和遠程控制器。SkyAI采用二維數據，并將其與通過SAPIENT網絡從遠程傳感器收到的信息相結合。然后，它控制與系統相關的EO/IR相機，自主地搜索無人機系統。利用實時先進的人工智能目標分類，EO/IR傳感器鎖定目標，并將高質量的視頻流傳給系統操作員，以進一步分析威脅。然后，對SkyAI ARDRONIS傳感器的數據進行融合，以提供被追蹤無人機系統的完整3D位置。

4 理解態勢圖

IAI的無人機衛士代表了另一種探測和攔截無人機和無人機蜂群的多層次解決方案。它由幾種被動和主動傳感器組成，通過一個統一的C2系統與軟、硬殺傷效應器集成。探測和分類層依賴于一個多任務三維X波段AESA雷達和SIGINT系統，該系統探測并對UAS數據鏈通信進行威脅探測和分類。一個日/夜EO/IR傳感器支持目標分類和獲取。無人機衛士使用各種攔截手段，包括干擾或接管作為軟殺傷措施和硬殺傷措施，如精確步槍瞄準器、火箭彈或無人機-殺傷-無人機（DKD）解決方案。

該系統的核心是指揮和控制元件，它從傳感器收集數據，自動關聯信息，定義優先級，并創建一個統一的態勢感知圖，以便及時部署針對威脅的對抗措施。該系統通過機器學習（ML）不斷學習和適應新的威脅類型，并配備了內置的先進決策和人工智能（AI）算法，用于威脅分析和手動、半自動或完全自主響應。

拉斐爾公司的Drone Dome是另一個“端到端”C-UAS解決方案，具有反蜂群能力，在一個多層架構中整合了各種傳感器。該系統采用了RADA的RPS-82雷達，采用靜態或車載配置，使用四個AESA雷達面板，覆蓋360度。除了目標探測和跟蹤外，RPS-82還采用了微多普勒算法進行目標分類。SIGINT元素覆蓋70兆赫到6千兆赫的頻譜，以定位無人機的位置及其操作者，并處理探測到的信號到達時間差（DTOA），以提高態勢感知。另一個自動化層是系統的EO/IR傳感器，支持視頻運動檢測（VMD），能夠根據無人機模式庫自動檢測、識別和跟蹤多個目標。

該系統生成了一個基于地圖的全面態勢圖，允許單個操作員進行可擴展的威脅緩解，采用響應性干擾（RJ）和GNSS反制措施，甚至使用高功率激光，這可對蜂群編隊進行有效打擊，快速連續擊敗多架無人機。

5 態勢感知：生存的關鍵

因此，態勢理解是盡可能早地擊敗蜂群的關鍵，通過目標定位網絡，將蜂群無人機解析轉化為先進的、幾乎堅不可摧的機器。將許多傳感器和信息源融合到態勢感知（SA）圖中，使防御者能夠針對蜂群的弱點，采取最有效的行動。根據行動策略，這些弱點可能是數據鏈、網絡或領導蜂群的“牧民”。行動可以采用軟殺傷，如進攻性網絡、電子戰斗（干擾、GPS拒止）。動能措施的范圍包括部署尼龍流和碎片堵塞無人機的螺旋槳和轉子，以及由C-UAS系統自主指揮和控制的高功率微波或高能激光器、空爆彈藥和火器的定向能量效應。

為C-UAS開發的最復雜的指揮和控制系統之一是Anduril的LATTICE。該系統通過自主解析來自數以千計的傳感器和數據源的數據，并將其轉化為一個智能的共同作戰圖，實時創建對戰斗空間的共享理解。使用傳感器融合、計算機視覺、邊緣計算、機器學習和人工智能，LATTICE可以檢測、跟蹤和分類操作員附近任何一個感興趣的目標。這個系統將SA從戰術層面擴展到戰略視角。Anduril的目標是將LATTICE作為一個全領域的任務引擎部署在陸地、海洋、空中和太空。它采用其網狀網絡來確保信息流，即使在偏遠和有爭議的地區，即使在帶寬有限的情況下，也能實現彈性的信息流和協作編隊。

6 擊敗無人機

其他C-UAS系統，如D-Fend的EnforceAir、DroneShield的DroneSentry-X支持戰術單位保護：

• 重要人員；
• 特種部隊；
• 下馬隊；
• 單個車輛；
• 車隊；

EnforceAir自動識別附近的無人機，然后利用網絡攻擊自動控制它們，并將其降落在一個安全的指定區域。據D-Fend公司稱，這種緩解方法采用了針對目標的協議，不會對友軍通信或授權無人機的運行造成干擾。該系統可以作為一個便攜式戰術套件使用，或安裝在車輛上，以支持靜態或移動操作，形成一個移動的保護“氣泡”。

在探測和識別階段，該系統保持被動，使秘密部隊能夠保持無線電靜默。由于無人機被迫降落在被保衛單位附近，軍事情報部門可以利用捕獲的無人機數據來了解使用的是哪種類型的無人機，它們從哪里發出，以及它們的攝像機記錄了什么。無人機接管只需要幾秒鐘，使該系統能夠有效地控制無人機小型蜂群。

DroneSentry-X是一個不同的移動C-UAS系統，因為它的擊敗能力依賴于干擾，不涉及協議操縱或“網絡”戰術。該系統可以在獨立模式下運行，并集成了傳感器和一個緩解器，以破壞其附近的無人機系統操作，并在360度范圍內保護平臺。

7 蜂群信息

DroneShield和D-Fend都采用“外科手術”行動來對付單個或小群無人機，在它們到達目標之前將其擊落。其他使用電磁脈沖（EMP）和高功率微波（HPM）發射器——更強大的手段，來根除該地區的所有電子系統和活動。這種行動可以一次擊落許多無人機，但也會損壞其他沒有受到這種“電子沖擊治療”保護的系統。這種類型的系統已經在市場上出現，表明該技術已經成熟，可以集成到無人機和C-UAV系統中。

這種武器被設計為“犧牲型”，這意味著它們在激活期間被摧毀或“可重復使用”。美海軍水面作戰中心的工程師們構思了一種爆炸形成的電磁脈沖，可以作為彈頭裝在導彈或無人機內，成為一種能夠攔截和擊敗無人機的武器。 這種EMP裝置被稱為“通量壓縮發生器”，由一個線圈編織成一個密閉的圓柱體構成。 圓筒中充滿了電離的鋰氣，在啟動時建立了一個強磁場。圓筒被炸藥壓縮，通過增加的磁場加速電離氣體分子，產生太瓦級的強大電磁波。球形EMP摧毀攔截的無人機，并使其附近的任何電子系統失效。

可重復使用的高功率電磁效應器采用不同設計的微波發射器來提供能量爆發，可以從遠處使電子電路失效。最初，這些都是大型（卡車大小）系統，需要強大的發電機和冷卻裝置來產生預期的效果。大多數陸基系統是定向的，而更緊湊的系統則根據爆炸產生的能量爆發覆蓋一個球形模式。最近，大功率固態HPM的進步使新的HPM效應器更加成熟，更適合于戰術使用。

8 LEONIDAS

其中之一是LEONIDAS，基于Epirus公司開發的SmartPower技術。它使用固態放大器，以極高的功率傳輸定向能量，造成反電子效應。Epirus公司利用人工智能支持的氮化鎵（GaN）半導體陣列來產生HPM傳輸所需的極端功率密度，而無需特殊冷卻。頻率敏捷系統可迅速發射一連串獨特的波形，以利用無人機系統目標最容易受到的特定頻率。這使得戰術上相關的反蜂群范圍超過了小武器打擊，即使是針對各種蜂群。

一個全尺寸的地面LEONIDAS效應器使用非常高的能量從遠處作業，而裝在吊艙中的較小版本則可由無人機攜帶，更接近目標。由于該系統使用電力，LEONIDAS有很深的彈倉，可以連續快速發射，以達到精確或區域火力的效果，而不會過熱或需重新裝彈。

這項技術已經與美國陸軍的一些防空能力相結合。2020年，諾斯羅普-格魯曼公司宣布與Epirus公司達成戰略供應商協議，提供LEONIDAS作為其反無人機系統（C-UAS）系統解決方案的一個組成部分。諾斯羅普-格魯曼公司的C-UAS解決方案已經提供了一個分層結構，具有完整的動能和非動能效應、空中和地面傳感器的前線防空指揮和控制（FAAD-C2）系統，該系統被美國陸軍選定為反小型無人機系統能力的臨時C2系統。該協議增強了系統的非動能能力，以擊敗無人機系統蜂群。在另一項協議中，Epirus公司在2021年底宣布，該公司已與通用動力公司合作，在美陸軍的IM-SHORAD系統上集成LEONIDAS，該系統已經在移動中為戰斗人員提供C-UAS保護，使陸軍能夠與無人機蜂群作戰。

9 無人機與無人機蜂群

目前LEONIDAS尺寸也被縮小，以適應無人機攜帶的小吊艙。該吊艙與現有的機載系統集成，去到最終用戶希望它去的地方，直接飛向威脅區。當與地面的LEONIDAS裝置一起部署時，兩個系統協同工作，以實現更大的功率和范圍，并創建一個分層防御力場。

其他運行HPM的C-UAS系統包括洛克希德-馬丁公司的MORFIUS C-UAS無人機。該公司使用Dynetics Area-I公司的Altius 600無人機，裝上洛克希德-馬丁公司的HPM效應器MORFIUS，在距離和速度上對付無人機蜂群。這種管狀發射的無人機攜帶一個HPM效應器有效載荷和一個尋的器，使其能夠從遠距離對目標進行定位。兩者都是可回收和可重復使用的。管狀發射無人機平臺可以從空中、地面或移動的車輛上部署，支持分層防御方法。

雷神公司最近用其COYOTE Block 3渦輪動力C-UAS導彈展示了一個類似的概念。在這次演示中，COYOTE使用一種未指定的非動能效應器擊落了一組10架無人機。目標組包括在尺寸、復雜性、機動性和范圍方面不同的無人機。該測試還證明了COYOTE可以在交戰后被回收和重新部署，可以在車輛、飛機、直升飛機和無人機上部署。

10 高功率激光器

高功率激光器也提供了有效的反蜂群能力，它能夠通過摧毀無人機的機身、能源、光學器件或電子電路來迅速擊敗小型和機動目標。以低成本快速“發射”多發子彈的能力使激光器適用于極短距離防空（VSHORAD）任務和對抗無人機小型蜂群。這種激光器已經被集成到一些C-UAS平臺上，如 Stryker的DE M-SHORAD、雷神公司的HELWS2和拉斐爾公司的激光無人機穹頂激光效應器，它們已經展示了擊敗小型無人機蜂群的能力。激光和HPM效應器都為操作者提供了一種低成本的單次射擊選擇，只需要電能就能操作。然而，激光器受到天氣的限制，因為它們不能穿透厚厚的云層，而HPM可能在其區域內造成附帶損害。

11 總結

自主的、由人工智能驅動的和聯網的無人機蜂群正在成為一種顛覆性的軍事能力，它們執行任務的能力遠遠超過單一無人機的規模和能力。沒有打敗無人機蜂群的銀彈，因為對抗措施需要一個至少與無人機本身一樣先進、復雜和不斷發展的系統，利用無人機使用的一些技術。

這篇論文考慮的情況是，一架無人機保衛一個高價值的目標，以抵御一些入境的攻擊無人機。防御性無人機配備了短程武器，必須以最有效的方式摧毀每一架攻擊性無人機。這個問題是應用數學中幾個開放性問題的交匯點，例如在有損耗的情況下的最佳行動規劃，以及解決有移動目標的 "旅行推銷員問題"（TSP）。我們研究的目的是通過將該問題分解為各組成部分的問題，然后提出各組成部分的概念驗證方案來分析該問題。這篇論文的主要成果包括一個建模框架，在這個框架中，可以在不需要約束的情況下進行優化；比較使用不同類型的成本函數進行優化的優勢（例如，最小化高價值單位被摧毀的機會與基于防御者相對于攻擊者的路徑的度量）；以及通過將其映射到標準TSP或使用機器學習來解決某些限制下的移動目標TSP。

1.1 戰斗中的自主系統

自動化系統，特別是無人駕駛飛行器（UAVs）的迅速增加，改變了現代戰場。美國已經率先在整個作戰范圍內開發和實施無人機，從信號情報到無人機精確打擊[1], [2]。然而，我們的對手繼續取得有意義的進展，最近的例子是俄羅斯在烏克蘭使用中國制造的無人機[3]，無人機可能參與了最近對北溪管道的破壞[4]，甚至恐怖組織的小規模、低技術的無人機攻擊[5]。

美國繼續按照無人駕駛航空系統（UAS）路線圖[6], [7]發展其無人機能力，該路線圖規定了無人機平臺的幾個重要任務，包括情報、監視和偵察（ISR）、壓制敵方防空（SEAD）、電子攻擊、網絡節點/通信中繼和空中投遞/補給。然而，這份清單中明顯缺少的是無人機系統的防御。無人機戰爭的一個新的和發展中的方面，即無人機對無人機的交戰，迫在眉睫。有許多無人機防御系統正在開發中，包括地面激光系統，如海軍陸戰隊的緊湊型激光武器系統（CLWS）[8]和導彈系統，如陸軍的KuRFS和Coyote Effectors[9]。然而，新的反無人機系統（C-UAS）無人機正在開發中，如洛克希德-馬丁公司的MORFIUS[10]，它使用高功率微波（HPM）武器系統，使敵方無人機在飛行中失效。

美國軍方和國防部（DOD）總體上對其無人機能力進行了大量投資，這不僅包括人員、設備和武器，還包括對無人機和蜂群的戰術運用的大量研究，而這些研究超出了最近取得巨大成功的ISR和精確打擊能力[11], [12]。在2019年的指揮官規劃指南中，海軍陸戰隊指揮官大衛-H-伯杰將軍要求建立一個 "適合偵察、監視和提供致命和非致命效果的強大的無人系統家族"，以及 "大大增加我們在其他領域成熟無人駕駛能力的努力" [13]。正是在這些其他領域，我們必須繼續創新，特別是在我們對抗對手在無人機/無人機系統開發方面的成果的能力方面。

2021年，美國防部發布了其C-UAS戰略，確定了其核心挑戰：小型無人機系統（sUAS）的指數級增長給美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正在極大地改變小型無人機系統的合法應用，同時使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。當被疏忽或魯莽的操作者控制時，小型無人機系統也可能對國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。國防部必須在越來越多的小型無人機系統與國防部飛機共享天空、在國防部設施上空運行以及被我們國家的對手使用的環境中，保護和捍衛人員、設施和資產[14]。

雖然該戰略要求在理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施-政策（DOTMLPF-P）等方面應對這些挑戰，但必須做更多的工作，將研究/開發與戰術層面的使用結合起來，并使之同步。這篇論文的目的就是要彌補這些領域之間的差距。

1.2 目前的工作

為了提高ISR能力，無人機技術早期發展的大部分學術工作都致力于各種學科的最佳路徑控制，但具體的軍事應用包括為ISR任務避免碰撞/雷達[15]。這項工作的成功從美國的無人機精確打擊能力中可見一斑。在海軍研究生院（NPS），Kaminer等人就大型蜂群的動力學和行為開展了大量的工作[16]-[20]。盡管有很長的工作歷史，這些最近的論文提出了高價值單位防御中的一個新的最佳控制問題，開發了具有損耗建模的最佳控制問題的計算框架，并開發了高效的數值框架來解決最佳控制問題中的不確定參數

許多文獻都涉及到減員模型。蘭徹斯特損耗模型使用微分方程來研究敵對部隊的依賴性損耗，自第一次世界大戰（WWI）以來，該模型被有力地運用于戰斗研究[21], [22]。一些工作已經確定了需要并解決了明確結合最優控制和損耗建模的問題[23], [24]。然而，并不存在將這些領域有效地結合在一起的一般框架或理論，當它們被解決時，其結果往往是高度特定的場景。

本論文的大部分內容將關注旅行銷售員問題（TSP）在動態環境中的應用。最佳控制和TSP在物理學和工程科學中經常有交集。例如，一個這樣的問題可能是由航天器以最佳方式訪問木星的所有79顆衛星[25]。Moraes和Freitas通過比較幾種啟發式算法來解決移動目標TSP（MT-TSP），并應用于人群和無人機檢測[26]。

1.3 開放式問題

耦合蘭徹斯特損耗模型、最優控制理論和TSP的問題對于大領域的超級蜂群是難以解決的。然而，無人機防御研究必須關注這三個領域的交叉點，以便適當地解決這一領域現存的軍事戰術和戰略問題。超級蜂群系統的基本特征還沒有得到很好的理解，盡管隨著我們擴大小型蜂群參與戰略和框架的規模，它們的屬性可能會出現。

圖 1.1 一般研究問題的解決框圖

本論文從這個有利的角度來探討這個問題，從小型蜂群開始，開發新的方法來解決更多可解決的系統，然后可以擴大規模。

每一種方法都考慮到sUAS有限的機載計算能力和作戰期間有限的可用時間。如圖1.1和1.2所概述的一般研究問題，首先是估計諸如武器類型、武器效能、無人機群類型等參數。本論文將把所有的參數視為常量、已知量。關于參數的不確定性分析見Walton等人[17]。

圖1.2 研究問題的場景可視化

其次，一群防御性無人機必須決定如何分割即將到來的攻擊者集合，以便以最佳方式與他們交戰，使高價值單位（HVU）的生存概率最大化。本論文將這一場景限制在單一防御無人機上。關于多重TSP（MTSP），見參考文獻[27]-[29]。

1.4 提綱

剩下的幾塊，決定攻擊順序和路徑優化，將在下面幾章討論。第二章假設已經知道或選擇了合理的攻擊順序，并解決相關的科學問題，即如何使HVU的生存率最大化。我們偏離了最優控制的路徑優化，而是致力于建立全新的、無約束的優化框架的可行性，在這里我們討論了各種成本函數的優點和缺點。第三章和第四章分別從TSP和機器學習（ML）的有利角度解決攻擊順序問題。

第三章試圖消除MT-TSP的時間依賴性，以證明動態版本的TSP仍然可以在轉換的空間上采用傳統的TSP算法，第四章為ML的應用建立了一個概念證明。最后，第五章展示了我們開發的圖形用戶界面（GUI）的功能，作為無人機防御任務規劃的輔助工具。

戰略導彈防御或反彈道導彈（ABM）系統被認為是拒止威懾資產。關于這些系統是穩定還是破壞了核大國之間的力量平衡的問題辯論仍未解決。這項工作以北約的導彈防御工作為重點，以東西方關系為例回顧了這種影響。這分兩部分進行。第一部分是歷史部分，根據戰略武器庫、危機事件和與導彈防御發展有關的軍備控制會談，回顧了冷戰期間的東西方關系。第二部分回顧了2000年以來的發展，再次使用戰略武器庫、危機事件、軍備控制會談以及北約和俄羅斯聯邦的導彈防御比較。歷史分析和現狀分析都沒有顯示出反彈道導彈系統具有明顯的導致升級的特點。特別是在歷史上，反彈道導彈系統似乎有穩定的作用。然而，導彈防御的每一次發展都創造了這樣一幅圖景：對手的技術優勢可能超過進攻能力，使一個國家的進攻能力下降。目前的情況詳細表明，這樣的未來從未形成，而且在可預見的未來可能也不會形成。它顯示了防御者對核攻擊的劣勢將是多么巨大。攔截器的位置有物理限制，以便能夠成功攔截導彈。更重要的是，一次攔截的成本大大高于一枚攻擊導彈的成本。這些限制使得針對俄羅斯重大導彈攻擊的導彈防御的發展和部署幾乎不可能。與此相反，俄羅斯在宣傳導彈防御時，主要是想把北約描繪成一個侵略者，試圖削弱俄羅斯的合法核防御能力。這種說法是完全錯誤的。 俄羅斯不是北約導彈防御努力的主要目標，而且只是在非常有限的程度上受到這些系統的影響。目前的導彈防御系統在兩個層面上為穩定做出貢獻。首先，通過拒絕對沒有能力克服防御的無賴政權的威懾。其次，通過創造阻止意外發射的能力。因此，導彈防御不應受到限制性軍控條約的約束。

關鍵詞：導彈防御，威懾，拒止威懾，北約，俄羅斯聯邦，國際關系，軍備控制

這篇短文分析了英國在最近兩份政策文件中提出的將人工智能（AI）用于軍事目的的方法。第一部分回顧并批評了英國防部于2022年6月發布的《國防人工智能戰略》，而第二部分則考慮了英國對 "負責任的"軍事人工智能能力的承諾，該承諾在與戰略文件同時發布的《雄心勃勃、安全、負責任》文件中提出。

建立自主武器系統所需的技術曾經是科幻小說的范疇，目前包括英國在內的許多國家都在開發。由于無人駕駛飛機技術的最新進展，第一批自主武器很可能是基于無人機的系統。

英國無人機戰爭組織認為，開發和部署具有人工智能功能的自主武器將產生一些嚴重的風險，主要是在戰場上喪失人的價值。賦予機器奪取生命的能力跨越了一個關鍵的道德和法律障礙。致命的自主無人機根本缺乏人類的判斷力和其他素質，而這些素質是在動態戰場上做出復雜的道德選擇、充分區分士兵和平民以及評估攻擊的相稱性所必需的。

在短期內，自主技術的軍事應用可能是在低風險領域，如物流和供應鏈，支持者認為這些領域有成本優勢，對戰斗情況的影響最小。這些系統可能會受到人類操作員的密切監督。從長遠來看，隨著技術的進步和人工智能變得更加復雜，自主技術越來越有可能成為武器，人類監督的程度可望下降。

真正的問題也許不是自主權的發展本身，而是人類控制和使用這一技術發展的里程碑的方式。自主性提出了與人類判斷、意圖和責任有關的廣泛的倫理、法律、道德和政治問題。這些問題在很大程度上仍未得到解決，因此，對于快速推進發展自主武器系統，人們應該深感不安。

盡管自主武器系統似乎不可避免，但有一系列的措施可以用來防止其發展，如建立國際條約和規范，制定建立信任措施，引入國際法律文書，以及采取單邊控制措施。英國無人機戰爭組織認為，英國應充分參與在國際舞臺上制定這些措施。

然而，在這個時候，政府似乎希望保持其選擇的開放性，經常爭辯說，它不希望創造可能阻礙人工智能和機器人技術的基本研究的障礙。盡管如此，大量受控技術，如加密，或在核、生物和化學科學領域，可用于民事或軍事目的，而且受控時不會扼殺基礎研究。

圖 陸軍現代化工作延伸到陸地、空中、海洋、太空和網絡空間，以確保未來的部隊能夠在任何戰場上發揮優勢。

根據"美國陸軍現代化戰略：國會監督考慮"，美國不再對其近鄰對手保持質量和數量上的優勢，而且陸軍的許多領導人和士兵都沒有接受過對抗近鄰威脅的訓練。因此，美國陸軍必須將自己轉變為一支多域的部隊，能夠在競爭、危機和沖突中實現超常發揮并擊敗其近鄰對手。這一挑戰是艱巨的，但卻是必要的。在 "多域作戰：推動變革以贏得未來"一文中，帕金斯將軍寫道，需要改變陸軍的作戰概念。帕金斯（2017）解釋說：

• 多域作戰是一個由主動選擇驅動的概念，并以失敗的威脅為依據。它是陸軍作戰概念的演變，詳細說明了對俄羅斯新一代戰爭以及中東地區持續挑戰的回應。它承認，美國正在到達一個可以通過選擇進行變革的時期的終點，而不至于遭受嚴重損失。陸軍必須發展和改變。(p. 9)

因此，最近和未來的條令尋求將陸軍從一支注重反叛亂的部隊過渡到一支注重多域作戰（MDO）的部隊，體現出多域作戰的原則。陸軍必須以無與倫比的團結努力來接受這些信條，以建立一支靈活的部隊，能夠建立融合和決策主導權，具有鞏固成果的耐力，并有能力在沖突和大規模作戰行動（LSCO）之前保持競爭。為了在多域環境中獲得成功，陸軍需要新的指揮和控制系統，更現實和苛刻的訓練，靈活和適應性強的編隊和能力，以及了解任務指揮和紀律性主動性是在競爭、危機和沖突中取得成功的基本要素的領導人。

競爭、危機和沖突

圖 2022年11月23日，在波蘭Bemowo Piskie舉行的Bull Run實彈演習中，被分配到第1騎兵師第3裝甲旅戰斗隊第8騎兵團混沌連的士兵在一輛布雷德利戰車的火力支援下向目標前進。

美國打了二十年的雙線反叛亂戰爭，沒有鞏固任何實質性的成果，也沒有取得任何道義上或實際上的勝利。然而，在同一時期，近鄰對手卻在重大沖突以下的競爭時期推進、訓練并鞏固了成果。俄羅斯入侵格魯吉亞，并在入侵前花了幾個月在烏克蘭邊境集結。如果美國繼續允許競爭對手保持其主動權，未來的沖突就不可避免。

道格拉斯-麥克阿瑟將軍在西點軍校的告別演說中稱贊柏拉圖說："只有死去的人才看到戰爭的結束"（MacArthur, 1962, 第26段）。競爭和危機導致美國與一個近似的對手發生沖突，這只是時間問題。在不久的將來，以小規模沖突或為爭奪資源而進行的小規模交戰，或在俄羅斯入侵前為保衛烏克蘭等國家而進行的沖突，越來越有可能。這些沖突也可能導致為捍衛國家利益的大規模戰斗。陸軍還沒有準備好。陸軍部長在其年度講話中概述了陸軍的六個目標，前兩個目標專門針對近鄰威脅。第一個目標是 "在不確定性中使陸軍走上可持續發展的戰略道路"（Wormuth, 2022, 第3段）。第二個她說："陸軍必須找到一種方法，在面臨日益增加的財政壓力的同時，將我們所需的尖端編隊投入戰場，以開展MDO"（沃姆斯，2022年，第3段）。因此，陸軍在應對近鄰威脅時的可持續性和成功在于其執行多域行動的能力。現在是準備和訓練的時候了。

在陸軍領導人了解他們需要如何準備和訓練之前，他們必須了解他們需要如何對抗已經使用自己版本的MDO的近距離威脅。每個梯隊的陸軍領導人都必須了解MDO及其基本原則，并對他們自己和他們的組織進行任務指揮培訓，并在最低層行使紀律性的主動權。MDO的基本原則是敏捷、聚合、耐力和深度（陸軍部，2022，第3-2頁）。敏捷、耐力和深度對陸軍在多域作戰中的成功至關重要，但本文試圖討論融合、成功運用任務指揮和決策主導之間的關系，作為多域作戰成功的基礎支柱。

融合

如果美國陸軍要在多域作戰中取得成功，我們必須成功地運用所有的原則。這首先需要對編隊進行重組，并對多域能力進行重組。具有多域能力的編隊必須在需要的戰區內進行部署。融合要求部隊在所有的領域都有姿態和能力取得成功。陸軍部（2022）指出：

• 融合是一種結果，它是通過協調使用來自多個領域和梯隊的能力，對任何領域的決定性點進行組合，對一個系統、編隊、決策者或一個特定的地理區域產生影響。(p. 3-3)

簡單地說，融合是指為實現一個更高的目標而統一使用來自多個梯隊和領域的能力。融合使用多領域的能力，但依賴于在空間的正確時間使用這些能力和效果，同步實現一個更高的目的或目標。融合是多域行動的一個關鍵原則，但其成功需要有效的任務指揮和決策主導。顧名思義，指揮和控制（任務指揮）以及有紀律的主動性能夠實現融合，因此對執行決策主導權至關重要。指揮官必須堅持訓練和演練使用任務指揮的原則，以成功運用他們的多域能力。

任務指揮

圖 2013 年 9 月 1 日，分配給美國陸軍航空日本營的一架 UH-60 黑鷹直升機準備降落在太平洋海上的日本海軍驅逐艦村雨 (DD 101) 。這次歷史性的著陸標志著這是美軍直升機第一次降落在日本艦艇上。

根據陸軍部（2019年）的說法，任務指揮是 "陸軍的指揮和控制方法，賦予下屬決策權和適合情況的分散執行權"（第1-3頁）。指揮官將指揮和控制作為行使其權力和提供組織指導的方法，以完成任務目標。當陸軍編隊有未經訓練和未經證實的下屬時，指揮官必須提供更多的控制和指導，以確保任務的完成，但這并不是首選的方法。當下屬領導在指揮官的意圖或戰區戰役的意圖范圍內執行有紀律的倡議時，就會出現分散執行。沒有有能力和有意愿的領導人，就不可能有有紀律的主動性。為了實現和促進有紀律的主動性，指揮官必須將信息傳播到最基層，以促進組織的共同理解。

共同的理解取決于兩個關鍵的基礎要素，即當前形勢和指揮官的意圖。當前的情況就是現在的作戰環境。作戰環境是復雜的、快速變化的、不斷發展的，因此信息流必須是持續的。指揮官的意圖提供了明確的目的，并詳細說明了指揮官期望的最終狀態。它是任務指揮的一個重要原則。指揮官必須了解公布其意圖的重要性，而不是依靠參謀部為他們做這件事。根據柯林斯（2020）的說法：

• 太多時候，參謀部在沒有指揮官意見的情況下計劃和制定行動。指揮官在計劃過程中沒有發揮積極作用，因此沒有充分提供所需的意圖。沒有指揮官的意圖，下級就不能利用他們的判斷力和主動性來做出促進上級指揮官意圖的決定。其結果是層層遞進的行動與指揮部可能真正想要執行的行動相去甚遠。(第3段)。

一個有效的指揮官意圖提供了什么，為什么，以及如何導致有效的任務指揮和完成。當指揮官提供一個可靠的指揮官意圖時，他們就會建立一個共同的理解，士兵們就能取得無限的成就。喬治-巴頓將軍有句名言："永遠不要告訴人們如何做事情。告訴他們該怎么做，他們會用他們的聰明才智給你帶來驚喜"（庫克，2015年，第2段）。為此，指揮官的意圖有助于下屬形成共同的理解，使他們能夠在沒有命令的情況下迅速行動，并抓住、保持和利用主動權。紀律嚴明的主動性還要求指揮官接受風險，允許下屬在最初的指導下進行，以實現戰役的意圖和期望的最終狀態。

指揮官做出決定并承擔可接受的風險，以奪取主動權并完成任務，但在這種情況下，接受風險的目的是賦予下屬權力。根據陸軍部（2019年）的說法。

灌輸風險接受與創造一個不僅鼓勵下屬承擔風險，而且容忍錯誤的環境是相輔相成的。指揮官認識到，下屬最初可能不會完成所有任務，而且可能會出現錯誤。指揮員訓練下屬在不確定的情況下按照指揮官的意圖行事。指揮員給予下屬犯錯和學習的自由。(p. 2-7)

在艱苦的現實主站部隊訓練中，風險的接受尤為關鍵，在戰斗訓練中心（CTC）的輪換中達到高潮。下級通過指揮官、下級領導和CTC的觀察員教練/訓練員（OCTs）的良好指導學習最佳做法。這些活動促進了整個指揮系統的相互信任。士兵們學會行使良好的判斷力和有紀律的主動性。各級指揮官、領導和士兵都必須明白，有紀律的主動性超出了散兵坑和前線的范圍，這一點至關重要。

成功地執行匯合和實現決策主導權取決于指揮所和戰術行動中心（TOC）的工作人員和人員，以及他們快速處理信息和做出決策的能力，為敵人提供多種困境，保持作戰節奏和陸軍編隊內的重點。

圖 第 3 步兵師第 28 步兵團第 1 營的士兵在日本 Aibano 訓練區的城市地形軍事行動訓練中等待另一個小隊清理一個房間，同時與日本地面自衛隊成員進行雙邊演習-國防軍第 15 快速部署團在 2021 年 6 月 7 日 21 日至 2 日的東方之盾演習中。東方之盾是美國陸軍和 JGSDF 最大的雙邊野戰訓練演習，正在日本各地進行，以增強互操作性并測試和完善多域和跨域作戰。

指揮和控制系統

如果沒有訓練有素的士兵、經過測試和驗證的流程、網絡和指揮所，就不可能實現融合。人才管理對于軍隊組織內指揮和控制系統的成功至關重要。指揮官必須了解人才管理對于融合、實現決策主導權和成功執行MDO所必需的重要性。陸軍部（2021年）指出：

• 創新和變革的加速將增加對我們人員的技術和認知要求，產生新的人員和培訓要求。我們正在改變我們的戰斗方式，我們用什么戰斗，以及我們如何組織，但我們也必須改變我們的訓練方式。(p. 27)

訓練對成功至關重要。指揮官必須明白，人才管理要求他們不要把他們的參謀部變成不合格和不稱職的士兵的垃圾場。士兵和領導都必須保持熟練，并不斷接受新的和新興技術的培訓，這些技術旨在傳輸實時和預測未來作戰環境的變化，以及敵人的組成和行動，這些都是過渡到千年發展目標。參謀人員必須成為訓練有素的信息渠道，使指揮官和下屬領導能夠快速做出明智的決定（陸軍部，2021a）。

決策主導強調指揮官、領導和所有梯隊的士兵在幾秒鐘內而不是幾小時或幾天內處理信息，然后在摩擦點上做出決定，或向指揮官提出知情建議，以便快速決策。快速解讀和傳遞具有時間敏感性的情報有助于指揮官及其編隊行使紀律性的主動權，并在指揮官的意圖范圍內果斷行動。決策主導權的核心是為了鞏固成果，防止敵人獲得主動權和實現自己的目標而進行的知情和迅速的侵略行為。訓練有素、有能力、有紀律的士兵和領導人需要高效、有效、經過驗證的程序、網絡和指揮所來推動決策主導權的成功。

決策主導權

決策主導權是一個與陸軍對MDO和LSCO的關注有關的熱門詞匯，但這個詞并不新鮮。近二十年前，梅里克-克勞斯將 "決策主導權 "作為一個作戰概念，建立在之前的 "基于效果的行動和快速決定性行動 "的概念之上（克勞斯，2003年，第1-2段）。克勞斯的定義側重于通過支配敵人的決策過程來剝奪他們的決策能力，而不僅僅是摧毀軍事資產和平臺。它的中心思想是："當敵人因為沒有可行的選擇而無法有效作戰時，它就會停止戰斗，也許在雙方發生重大傷亡之前"（克勞斯，2003，第5段）。克勞斯和今天的陸軍領導人一樣，相信通過利用技術和取得長期的成功，可以實現決策主導權（克勞斯，2003）。

在 "陸軍多域轉型：準備在競爭和沖突中取勝 "中，陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍討論了技術的重要性和軍隊轉型的需要。在陸軍部（2021年）中，麥康維爾指出："這種大膽的轉型將為聯合部隊提供尖端技術的范圍、速度和融合，這些技術將提供贏得下一場戰斗所需的未來決策主導權和過度匹配"（第i頁）。為了完成決策主導權，陸軍指揮官和領導人必須首先了解它是什么。陸軍部（2020b）指出。"決策主導權是一種理想狀態，在這種狀態下，指揮官的感知、理解、決定、行動和評估比對手更快、更有效"（第8頁）。這個現代定義是對克勞斯最初定義的擴展，他沒有解決融合、指揮和控制（任務指揮）以及決策支配力在深度和廣度上的關系。

結論

如果不培養多域的領導者，陸軍的多域概念就無法在第一次交戰中存活。指揮官、他們的參謀人員、下級領導和整個陸軍的士兵必須接受并理解有效的指揮和控制、多域組織和決策主導權之間的聯系。如果美國要在競爭、危機和與近鄰對手的沖突中取得成功，將進行這種變革。新的指揮和控制系統，靈活和適應性強的編隊，以及新的能力是成功的必要條件，但領導人要推動行動。領導人必須明白，任務指揮和有紀律的倡議是成功實施和執行千年發展目標的基本要素和關鍵。軍隊需要那些接受變革需求的領導人，學習成為主題專家，并使用以任務指揮為基礎的艱苦和現實的訓練，使他們的部隊為現代戰場做好準備。

俄羅斯國防部在2022年3月18日報告說，俄羅斯軍隊使用了Kinzhal高超音速導彈[1]，并摧毀了位于烏克蘭西部Delyatina村的一個導彈和航空彈藥地下倉庫。美國官員也證實使用了高超音速導彈[2]。根據美國官員的說法，這次發射旨在測試武器，并向西方發出有關俄羅斯軍事能力的信息。

本文討論了現有的俄羅斯高超音速導彈，并回顧了在烏克蘭軍事行動中使用的可能使用新興破壞性技術的其他俄羅斯軍事能力。

1. 俄羅斯高超音速導彈

首先，應該提到的是，高超音速武器被認為是用于戰爭的顛覆性技術之一，同時還有人工智能、自主系統、大數據、量子技術、生物技術和新型材料等技術[3]。

高超音速導彈的飛行速度至少為5馬赫或5倍音速。高超音速武器有兩類：第一類是火箭載體攜帶高超音速滑翔機，在飛行過程中與載體分離；第二類是火箭本身是高超音速的，在整個飛行過程中由高速發動機驅動。與彈道導彈不同，高超音速武器不遵循拋物線彈道軌跡，以高超音速飛行。它們在飛往目標的途中可以自由機動，這使得它們在飛行中更難被探測和摧毀[4]。

俄羅斯目前有兩種類型的高超音速導彈在使用，并正在開發第三種類型的高超音速武器，以攜帶核彈頭：阿凡格、金沙爾和3M22鋯石。阿凡格 "是一種從彈道導彈發射的高超音速滑翔機，如SS-19 "斯蒂爾托"、SS-9 "斯卡普 "和SS-X-29 "薩爾馬特"。根據俄羅斯新聞來源，Avangard在2019年12月開始執行戰斗任務。2017年12月，空中發射的高超音速火箭Kinzhal補充了俄羅斯軍隊的武器庫。Kinzhal可以從圖-22轟炸機或米格-31戰斗機上發射。同時，Zircon是一種高超音速巡航導彈，目前正在進行測試，應該在2023年投入使用[5]。

Kinzhal導彈還可以用來摧毀低地球軌道上的衛星。據估計，Kinzhal導彈的飛行距離可達2000公里，飛行高度可達1500公里。在2017年進行了密集測試并接受金沙爾導彈進入俄羅斯軍隊的武庫后，它被使用了兩次：2019年在北極地區和2021年在敘利亞。在這兩種情況下，導彈都是從米格-31戰斗機上發射的。Kinzhal導彈的總產量不詳。

（2018 年 5 月 9 日，在 2018 年莫斯科勝利日閱兵期間，一架帶有 Kinzhal 高超音速導彈有效載荷的 MiG-31 飛越莫斯科）

應該注意的是，不是每架俄羅斯MIG-31戰斗機都能攜帶Kinzhal導彈。為此已經開發了MIG-31K的專門版本[7]。俄羅斯空軍估計有多達10架現代化的戰斗機專門用于這一任務[8]。圖-22M3轟炸機可以攜帶四枚金沙爾導彈。然而，據說還沒有從這個平臺上進行過測試[9]。

俄羅斯軍隊有一個龐大的非人防空對地導彈庫，因此在烏克蘭戰爭中使用金沙爾導彈的象征意義大于實際意義。俄羅斯很可能同時使用 "阿凡格 "高超音速導彈和艦載高超音速巡航導彈Cirkon，以提高其高超音速武器的有效性的說法。

2. 在烏克蘭戰爭中使用具有顛覆性技術的其他軍事能力

俄羅斯在人工智能和自主武器系統方面取得了重大進展，一些俄羅斯研究所和軍工企業專門從事這方面的研究[10]。然而，對俄羅斯軍隊在烏克蘭使用的軍事裝備的詳細分析顯示，公開提出的創建和測試的概念中只有一小部分在實踐中使用。即使是之前在敘利亞廣泛使用的系統，在烏克蘭也沒有被密集使用。 這些顛覆性的技術并不多，也沒有達到必要的成熟度。

2.1. 使用無人駕駛飛行器（UAVs）

俄羅斯目前在烏克蘭使用了少量的無人機，這是由于幾個因素。首先，俄羅斯計劃的軍事行動將持續三天，而且沒有預期的高度抵抗，因此，由于行動的節奏非常快，無人機的部署計劃是最小的。其次，烏克蘭防空和電子戰（EW）對無人機的成功演示影響了俄軍指揮官的選擇。另外，俄羅斯攻擊的目標位于整個烏克蘭境內，所以現有的無人機的技術特點不允許它們支持如此深度和頻率的行動。在不久的將來，俄羅斯對無人機的使用可能會加強，因為戰爭正在慢慢變得靜態。這些系統在打擊陣地戰方面的重要性已經被反復證明。

俄羅斯制造的神風無人機KUB-BLA在烏克蘭基輔附近的敵對行動中被使用[11]。KUB-BLA的操作是基于人工智能算法的，所以它可以自主地識別目標并摧毀它。KUB-BLA還在敘利亞進行了測試，它在那里進行了許多成功的行動。KUB-BLA是一種難以探測的無人機，可以飛行40公里，飛行速度高達130公里/小時，可以攜帶重量達1公斤的炸藥[12]。無人機可用于摧毀非武裝或輕度裝甲目標，并產生突襲效果。

有多份報告和證據表明，在烏克蘭的俄羅斯軍隊密集使用無人機Orlan-10和Inokhodets（Orian），它們也有破壞性的技術。

Orlan-10于2010年開始在俄羅斯軍隊中服役。該無人機是模塊化的，配備了多個攝像頭和其他傳感器。2020年，Orlan-10被升級為激光指定器。奧蘭-10經常與俄羅斯遠程火炮一起使用，也適合執行ISR任務；它是一種小型無人機，翼展為1.8米，它可以在70-150公里/小時的速度下飛行18小時。到目前為止，共有14架奧蘭-10在沖突中被摧毀[13] 。此外，這些模塊可以由一個日光攝像機、一個熱成像攝像機、一個視頻攝像機和一個無線電發射器組成，裝在機身下的陀螺穩定的攝像機吊艙中。這些相機提供實時情報、3D地圖、監視和對地面目標的空中偵察。有效載荷收集的圖像、視頻和其他傳感器數據通過使用3G/4G蜂窩網絡的數據鏈接實時傳輸到地面控制站。可選擇的是，Orlan-10配備了EW能力，可以區分友方和敵方的信息傳輸方式。它可以安裝干擾發射器并設置蜂窩干擾區[14]。

（2022 年 3 月 30 日，一名俄羅斯士兵準備在俄羅斯入侵烏克蘭期間發射 Orlan-10）

同時，"伊諾霍杰茨 "是一種中等高度和長距離（MALE）的戰術無人機。到目前為止，俄羅斯軍隊在烏克蘭只損失了一架。Inokhodets的最大有效載荷重量為200公斤，它可以在7.5公里的高度飛行，最多可飛行24小時，速度可達200公里/小時。它還有一個電子光學、激光目標探測儀和紅外攝像機。該無人機被用于ISR和戰斗任務。Inokhodets可以安裝9M133 Kornet（AT-14 Spriggan），第二代便攜式反坦克導彈，用于摧毀裝甲車輛和坦克。該無人機能夠在最大96公里的范圍內探測目標，并能在距離目標4公里的范圍內發射導彈[16]。

（2020 年 8 月 29 日展出的俄羅斯獵戶座無人機（也稱為 Inokhodets））

隨著戰爭進入第二階段，意味著俄羅斯軍隊開始只關注頓涅茨克和盧甘斯克地區，無人機的使用將加強。最有可能的是，我們將看到Altius、Forpost和Volk-18無人機，它們利用人工智能執行ISR任務，探測和識別目標并進行自主操作。

到目前為止，沒有跡象表明俄羅斯海軍正在使用其無人海軍艦艇Kadet-M、洲際核動力自主魚雷Poseidon或無人水下航行器Galtel。同樣，陸軍也沒有跡象表明現有的無人駕駛地面車輛Udar[18]正在戰爭中使用。Udar是在BMP-3步兵戰車和Marker的基礎上開發的，Marker最近剛剛升級，具有與一組地面機器人自主通信的能力[19]。

很可能，無人駕駛的地面和水下系統根本沒有被使用，因為它們還沒有被完全開發，而且互動能力有限。此外，事實證明，在目前的戰爭節奏下，傳統的系統是有效的。

2.2. 具有人工智能和自主能力的其他平臺

俄羅斯聯邦旨在為海軍提供大型巡邏艦，能夠在公海和封閉海域進行巡邏、監測和保護。到目前為止，在22160項目下建造了六艘船，該項目于2014年啟動，旨在通過自動化和人工智能減少船員。瓦西里-別科夫號是黑海現有的三艘艦艇之一，在俄羅斯入侵烏克蘭的第一天，參與了2022年2月24日對蛇島的攻擊[20]。

T-14 Armata坦克是另一個能夠自主作戰的平臺，可作為無人駕駛坦克技術的試驗臺。該坦克具有完全數字化的設備，一個無人駕駛的炮塔，以及一個供乘員使用的隔離式裝甲艙。到目前為止，沒有證據表明T-14 Armata在烏克蘭被使用。此外，已經有明確的跡象表明，制裁將阻礙T-14 Armata的生產[21]。

有人試圖用人工智能增強蘇-35S和米格-35飛機的機載信息管理和目標識別。只有蘇-35S參與了戰爭。到目前為止，一架蘇-35S在烏克蘭東部的Izium附近被烏克蘭防空部隊擊中。蘇-35S飛機的特點是推力矢量、雷達吸波涂料、Irbis-E無源電子掃描陣列雷達、IRST（紅外搜索和跟蹤）、Khibiny雷達干擾系統、超遠程R-37M空對空導彈，以及Kh-31反輻射導彈[22]。

此外，俄軍正在將人工智能用于瞄準自動化火炮系統。由Rostex公司生產的MSTA-SM有一個新的數字火控系統，可以將射速提高到8-9rpm。它有一個改進的陸地導航計算機，最大限度地減少了輸入射擊坐標的時間，因此可以在30秒內從待機狀態下開炮。MSTA-SM已經在戰爭中被大量使用[23]。

人工智能也被用于殺傷人員地雷POM-3 Medallion，它有利于自主識別和啟動目標。POM-3使用地震接近引信來探測人類的腳步聲，根據地雷附近的振動，并將該數據與彈藥的機載目錄中的地震特征進行比較。如果振動與地雷記憶中的正確地震特征足夠相似，并有足夠的和不斷增加的振幅（表明向地雷移動），則觸發彈藥。俄羅斯軍隊在烏克蘭戰爭中使用殺傷人員地雷POM-3的情況已在多個地點得到證實[24]。

（2020 年 8 月 23 日在陸軍展覽會上展出的俄羅斯 POM-3地雷）

2.3. 指揮與控制要素

與美國的全域聯合指揮與控制（JADC2）概念類似，俄羅斯有自己的國防管理中心（NDMC）系統。NDMC的目標是在空中、陸地、海上、太空和網絡部隊之間實時無縫移動數據。國防管理中心被設計為接收來自最低軍事單位的信息，并在分析和評估之后，將數據直接反饋給戰略層面的單位。烏克蘭戰爭第一階段的結果表明，來自最低軍事單位的數據沒有在NDMC內處理，其產出也沒有被帶到戰略層面[26]。

此外，沒有跡象表明，以下利用人工智能的系統在戰爭中被使用。福爾摩沙系統公司開發的Aquahranitel，能夠對海洋領域進行監督；俄羅斯軍隊的ACS，由國防部開發，用作管理戰場信息的系統；RadarMMS公司開發的飛機管理系統Kasatka，用于提高飛機、直升機和無人機的自主性[27]。

在EW方面，除了傳統的和更新的系統，俄羅斯軍隊正在使用由Ruselektronics公司建造的Bylina EW系統，該系統應用AI來進行ISR、信息操作和自主EW操作。Bylina還能夠降低和干擾通信衛星的傳輸[28]。

2.4. 防空系統

Pantsir-S防空系統，是部署在烏克蘭的少數系統之一。Pantsir-S用于擊落攻擊型無人機、GRAD和Tochka-U導彈，并通過人工智能實現防空作戰的更大自主權[29]。

在烏克蘭的戰場上只觀察到少數擁有新興破壞性技術的武器平臺。最流行的類型仍然是無人機，然而，帶有人工智能的增強型傳統系統也仍然被廣泛使用。當然，人工智能帶來的適度改進并不是為了增加武器或系統本身的殺傷力，而是為了提供增強功能，以便縮小決策周期，更快地尋找和指示目標，或提供更多的自動化解決方案來處理數據。

對北約的影響

在與烏克蘭的戰爭中，俄羅斯軍隊使用的由新興顛覆性技術增強的系統相對較少。相反，俄軍在使用傳統系統的同時，還使用了一些新穎的元素，如高超音速導彈、無人機、雷達或火炮自動化系統，能夠對目標和目標的消除進行精確的監視。其原因主要是這些系統的可用性和成熟度。從長期角度來看，制裁很可能會影響到俄羅斯軍隊使用的新興破壞性技術增強的武器的發展速度。

盡管俄羅斯擁有多種電子戰能力，但由于烏克蘭軍隊有能力指揮和控制部隊，所以它的表現并不理想。分散C2要素、使用普通移動電話和利用固定電話是成功實施反擊的幾個例子。很明顯，俄羅斯人沒有對電磁波譜進行適當的管理，因為他們的一些干擾正在干擾友好的通信。

高超音速武器是目前最大的挑戰，因為它們可以容納核裝藥，并能在有限的時間內通過不可預測的軌跡到達目標。因此，監視、跟蹤和反導彈系統應得到加強或重新發明，以減少新型武器帶來的風險。諸如定向能武器、粒子束和其他非動能武器等技術為有效防御提供了最大的潛力。網絡和電子攻擊可以大大降低武器的有效性。在探測方面，將需要一個由天基衛星和分散的傳感器組成的網絡，這也將與JADC2相連。

看來，俄羅斯利用中央防御管理中心的意圖已經失敗，因此，熱衷于多領域行動的美國和北約國家在實施其JADC2概念時，必須考慮一些經驗教訓。重點應該放在首先連接所有必要的傳感器和師級甚至更低級別的效應器上。此外，該系統在和平時期的操作功能將不同于戰時所需的功能。

（2021年11月10日，在荷蘭弗里皮爾舉行的北約反無人機系統技術互操作性演習中，無人機在無人機群演示前處于起飛位置。）

美國防部（DOD）和美國政府在敵方使用小型無人駕駛飛機系統（sUAS）方面面臨著重大國家安全挑戰。創建集群能力的現有技術導致了多層次和無法管理的威脅。本文討論了如何準備和應對這一迫在眉睫的挑戰，俗稱“無人機蜂群”。傳統思維和實踐的基本挑戰推動了對無人機蜂群的關注。一些未解決的問題包括無人機蜂群對美國的潛在利益與威脅。迄今為止，沒有任何方法能充分解決美國對無人機蜂群的戰略風險。盡管美國防部戰略包括一些應對敵方無人機威脅的方法，但它并沒有完全面對挑戰，而要解決未來武裝無人機蜂群帶來的戰略問題，就必須面對這些挑戰。為了減輕這種新出現的風險，美國需要一個協調的方法來解決技術、法律和條令問題。

1 戰略環節

美國目前的戰略文件為確保和推進國家利益提供了總體要求。然而，新出現的威脅和潛在的無人機蜂群技術威脅著美國的安全態勢。例如，2017年美國國家安全戰略指出，“我們將保持一個能夠威懾并在必要時擊敗任何對手的前沿軍事存在”。隨著美國軍隊在全球范圍內的廣泛投入，對手可以利用無人機蜂群來挑戰美國在許多領域的利益；如果是這樣，美國軍隊就不能可靠地投射力量來威懾和擊敗這些同樣的對手。

此外，《美國國防戰略》認為戰爭的特點在不斷變化，行為者可以更迅速、更容易地獲得技術，包括人工智能（AI）、自主性和機器人技術。時任美國防部長詹姆斯-馬蒂斯在2018年說明了這種擔憂，他承認國土不再是一個避難所，必須預測針對“關鍵的國防、政府和經濟基礎設施”的攻擊。無人機蜂群構成了重大的國家安全戰略風險，應對這一新興威脅給美國帶來了三個關鍵領域的挑戰和機遇：技術、法律和理論。

2 奠定基礎:新興趨勢

關于作戰無人機系統使用的研究文獻揭示了以創新方式改變戰爭特征的潛力。技術革命使行為者能夠利用無人機來實現國家目標。最近發生在南高加索地區的納戈爾諾-卡拉巴赫爭議地區的戰爭說明了這一現實。阿塞拜疆對無人機系統的使用極大地幫助了它的勝利，支持了它對亞美尼亞的空中和地面作戰，而亞美尼亞擁有更多的常規空中和地面部隊，包括戰斗機和坦克。此外，這場戰爭說明了使用無人機系統來摧毀防空系統、地面部隊和裝甲車輛的優勢，包括空中能力成本相對低廉。這些系統可以憑借其相對較小的尺寸和較慢的速度避開敵人的防空系統，而且它們在常規沖突中為不太富裕的國家提供了潛在的軍事優勢。這種力量的再平衡表明，國家可能會在未來的沖突中更多地使用無人機系統來脅迫他們的敵人，促成外交上的讓步，并實現國家安全目標。遙控飛機是改變戰爭性質的工具，而小型無人機的創新使用說明了下一步的改進，其成本低，回報潛力大。

除了目前無人機系統的應用，這些航空器的未來發展趨向于更加復雜，在人工智能、自主性和機器學習方面將取得更多進展。這些術語可能會使一些人想到虛構的作品，如《天使降臨》（2019），這部電影中，小型螺旋槳驅動的無人機從地面的管道發射，攻擊美國總統和他的特勤人員。然而，在現實中主要軍事大國目前都在追求這種能力。

中國電子信息技術研究院在2020年9月測試了從地面和空中發射器發射和使用多個sUAS的蜂群編隊。此外，美國海軍研究辦公室和國防高級研究計劃局近年來進行了廣泛的測試，使用大量的無人機相互協調進行偵察，編隊飛行，或可用于向目標投放彈藥。2020年9月的一次演習顯示，俄羅斯也在繼續追求用三種型號的無人機系統進行集成編隊，打擊地面目標。雖然這本身不是無人機蜂群，但一位俄羅斯專家指出：“在這一點上，俄羅斯有很多關于UAV蜂群使用的研究，并對這種概念進行了測試和評估。”

民用無人機蜂群的發展表明，這是一項雙重用途的技術。在過去的幾年里，對無人機能力的需求不斷增加，因為各公司為編排好的展示活動編排了數以百計，有時甚至數以千計的無人機系統。例如，英特爾在2018年創造了一次展示中無人機數量最多的世界紀錄，有2066架。英特爾特定型號的無人機在眾多活動中飛行，包括2018年冬季奧運會和2017年超級碗的半場表演。最近，無人機表演為當選總統喬-拜登的特拉華州勝利慶典展示了蜂群能力。可以想象，一個邪惡的行為者可能會控制大量無人機，對涉及國家元首或大量人群的活動進行破壞。伊朗在2019年9月對沙特阿拉伯最大的原油穩定廠之一進行了無人機攻擊，顯示出不同尋常的復雜性，并且還在試驗同時對50個目標使用大量無人機。無人機蜂群的軍事和民用趨勢預示著美國的力量可能會在未來受到挑戰。盡管各行為體尚未使用真正的小型無人機蜂群來對付對手，但該技術的攻擊應用并不遙遠。

3 戰略風險及影響

各國應在仔細考慮其風險和影響后，規劃使用無人機群。一些文獻承認無人機蜂群在某些戰略軍事背景下的概念性應用。例如，一位戰略專家認為，完全自主武裝型無人機蜂群（AFADS）是蜂群應用的一個子集，可以被視為大規模殺傷性武器（WMD）。美國陸軍應用兵棋推演方法證明了無人機蜂群武器如何在平行攻擊中提供作戰優勢。美國防部關于使用自主系統的發起人之一指出：部署完全自主的武器將是一個巨大的風險，但這可能是一個軍隊值得承擔的風險。這樣做將會進入未知的領域。敵對行動者正積極試圖破壞戰時的安全行動。而且在行動時，沒有人可以干預或糾正問題。

大國可能愿意承擔這種風險；正在開發能夠獨立于人類操作者做出決策的自主武器。前美國防部長馬克-埃斯佩爾指出了美國和其他大國在自主武器發展方面的這種區別。一些評論家斷言，自動防御系統提供了軍事優勢，包括自由打擊覆蓋戰略資產的傳統防空系統或對核和支撐能力進行監視。

各國必須考慮自主武器計劃的戰略影響。一個行為者向對手使用無人機蜂群可能導致意外升級，而一個意外的人工智能決策可能無意中導致敵人反擊或外交危機。國際上的討論還沒有涉及到使用完全自主武器在“危機穩定、升級控制和戰爭終止”方面的戰略考慮。許多專家同意，自主武器系統可能在危機或武裝沖突期間提供作戰優勢，特別是在灰色地帶或混合戰爭中，但戰略風險要求決策者現在就考慮這些危險，以避免以后出現災難性的結果。完全自主的武器系統增加了誤判和/或誤解的風險，這可能導致國家和非國家競爭者之間不受控制的風險升級。這包括使用大規模毀滅性武器的威脅增加。盡管采用自主無人機蜂群存在固有的風險和后果，但這些能力為行為者提供了實現國家目標的軍事和戰略選擇。有人類參與的半自主無人機蜂群武器也會給對手帶來風險，盡管程度較低。

4 重要術語

關鍵術語和分析的范圍將澄清誤解。歐文-拉肖在《原子科學家公報》中寫道，將蜂群無人機定義為“分布式協作系統......成群的小型無人駕駛飛行器，可以作為一個群體移動和行動，只需有限的人類干預”。蜂群的另一個定義規定了軍事應用，“大量分散的個體或小團體協調在一起，作為一個連貫的整體進行戰斗”。根據美國防部指令3000.09，自主武器系統，“一旦啟動，就可以選擇和攻擊目標，而無需人類操作員進一步干預”。美國國家科學、工程和醫學研究院規定，無人機蜂群是指40個或更多的無人機系統，該群體作為一個單位，有各自的行為，所有成員都不知道任務，成員之間相互通信，每個無人機系統“會相對于其他無人機系統進行定位”。這些創新包括人工智能、自主性和機器學習的應用，以及美國防部指定為1、2和3組的sUAS進步。sUAS作為一個整體執行任務，包括情報、監視和偵察以及進攻性攻擊。在本文的其余部分，這種威脅將被稱為無人機蜂群。

5 技術可行性

對抗（或稱反制）無人機蜂群提出了三個領域，這對五角大樓和負責保衛美國國土的國家機構來說既是挑戰也是機遇。第一個領域，即技術，美國防部的工作集中在硬件解決方案上。在2021財年，美國防部最初計劃“在反無人機系統（C-UAS）的研究和開發上至少花費4.04億美元，在C-UAS的采購上至少花費8300萬美元。”所有軍種都追求各種尖端技術解決方案來探測、跟蹤、識別和擊敗目標。用于探測的硬件解決方案包括雷達以及電子光學、紅外和聲學傳感器；所有這些都因小型無人機的表面特征和相對速度而限制了其有效性。另一種技術涉及操作員可能需要控制無人機無線電指令信號的探測。擊敗機制包括干擾、欺騙、槍支、網、定向能和標準防空系統等方法。然而，目前的能力給操作者帶來的結果是好壞參半的。目前的措施主要是針對數量較少的無人機，而這些無人機并沒有表現出蜂群行為能力。其他方法，包括美國空軍和國防部在作戰環境中測試的高功率微波（HPM），可能提供更有效的能力來對付無人機蜂群，但專利方面的挑戰可能會限制其有效性。誠然，美國防部可能正在追求更先進的HPM武器，其基礎設施足跡更小，如Leonidas系統，但目前的研究僅限于非保密來源。

美國防部的反無人機系統（C-sUAS）戰略承認了無人機蜂群帶來的戰爭特征變化，但并沒有提到具體的解決技術。考慮到對抗無人機蜂群的近期要求，當前技術的重大局限性給行業帶來了挑戰。此外，美國防部可能沒有關注無人機蜂群的新威脅。相反，開發和采購工作表明，重點是傳感器和武器，以擊敗目前的無人機系統。美國防部2021財年的C-UAS預算主要針對當前設備進行開發，沒有考慮滿足未來需求的技術創新。在COVID-19大流行期間和之后美國防部預算下降的環境下，這種方法可能被證明是低效的，并造成重大風險。各國開發無人機蜂群技術的速度表明，其成熟速度比應對此類威脅的設備成熟速度更快。

觀察家們注意到需要快速創新以減輕不斷上升的威脅，但目前的國防工業基礎面臨著變革的障礙，包括軍事文化和新的商業技術測試。快速創新的一個更常見的問題源于對商業產品的收購，其中知識產權成為系統部署使用的很大障礙。當公司的設備或軟件不一定能互操作時，這個問題就會變得很嚴重，使C-sUAS操作者無法獲得擊敗目標所需的融合、及時和有用信息。軍事文化不一定會獎勵創新的思想家，并且很可能成為快速變革的障礙。雖然美國防部目前的C-sUAS戰略確定了無人機蜂群的威脅，但它沒有充分解決國防部必須如何克服高成本和創新遲緩的技術風險。

（2022年8月14日，在密歇根州格雷靈營地，分配給美陸軍第37步兵旅戰斗隊總部的上士Noah Straman 在北方打擊行動期間發射了DroneDefender）

6 合法的可接受性

C-sUAS戰略的第二個風險來源是在法律限制，特別是在國土上。現行法律為國土上的美國公民提供保護，同時也抑制了美國防部在軍事設施上保護無人機威脅的能力。鑒于無人機的威脅能力和檢測限制的多重影響，無人機蜂群加劇了這種限制所帶來的風險。C-sUAS戰略宣稱，美國防部的主要利益相關者必須與合作伙伴合作才能取得成功。這一當務之急應推動立法解決方案，以擴大這種反無人機設備運行的國內環境權限。

C-sUAS戰略強調了在國土上操作反無人機能力的重大法律挑戰，并斷言：“許多現有的法律和聯邦法規在設計時并沒有將無人機系統作為威脅來處理，而技術變化的持續速度使得法律當局很難跟上步伐。”目前的法律不允許及時發現潛在的無人機威脅，這些威脅可能來自軍事設施之外。《美國法典》（USC）第10條第130i款授權國防部長和武裝部隊指定人員采取所有動能或非動能行動，以“禁用、損壞或摧毀”對“所涉設施或資產”構成威脅的無人駕駛飛機系統。這一法律限制使操作者無法在潛在的無人機威脅到達目標之前將其擊敗。

盡管《美國法典》第10章第130i條授權國防部“在未經事先同意的情況下......通過攔截或以其他方式獲取電訊或電子通訊，探測、識別、監測和跟蹤無人駕駛飛機”，但它并沒有明確說明這一權力是否延伸到基地的邊界之外；如果可在邊界之外，就會給國防部提供戰術優勢。新的授權也不清楚美國防部是否可以在不違反情報監督指令的情況下，在其管轄范圍之外收集所需的無人機信息。此外，針對潛在的無人機蜂群威脅收集此類信息可能會擴大責任。探測目標還需要區分敵方和友方的無人機，鑒于目前的權限，處理與合法民用飛機有關的具體信息可能會有問題。

根據C-sUAS戰略，美國防部必須采取多邊行動，并與執法機構分享威脅信息，如10 USC 130i所允許的。這可能的一種方式是在國家安全特殊事件（NSSEs）期間，聯邦調查局（FBI）可以有臨時的權力來反擊無人機，而無需首先獲得授權。2018年《預防新威脅法》授權國土安全部（DHS）和司法部（DOJ）“通過基于風險的評估，減輕無人駕駛飛機......對設施或資產的安全或安保構成的威脅”。在最近的案例中，聯邦調查局與聯邦航空管理局（FAA）合作，在2020財政年度期間，包括2020年超級碗、2019年世界大賽、2020年玫瑰碗比賽、華盛頓特區的“A Capitol Fourth”和紐約市的新年慶祝活動中，成功對抗了超過200架無人機。聯邦調查局還與國土安全部以及佐治亞州的州和地方執法部門合作，在2019年超級碗比賽期間對抗54起無人機入侵事件；在體育場周圍的臨時飛行限制期間，至少有6架無人機被沒收了。

2018年《預防新威脅法》的描述內容與《美國法典》第10篇第130i條的授權非常相似，但仍不清楚國土安全部、司法部和國防部如何進行實際合作。首先，NSSEs是臨時性的，如果沒有永久性的授權，通過機構間的協調對威脅進行早期預警的優勢幾乎可以忽略不計。對手很可能不會在NSSE期間對國防部資產發動無人機蜂群攻擊。其次，如果國防部發現了其管轄范圍之外的威脅并警告國土安全部或司法部，聯邦、州或地方執法部門不太可能有時間和能力來攔截無人機蜂群威脅。

地方執法部門和私人實體有更少的權力來對抗無人機。根據國土安全部、司法部、交通部和聯邦通信委員會最近的咨詢，采用反無人機技術的非聯邦公共機構和私人可能違反聯邦法律。法律將無人機定義為飛機，任何破壞或摧毀無人機的工具都可能引發涉及《飛機破壞法》和《飛機海盜法》的責任。那些使用無線電頻率探測的人可能會涉及《竊聽/陷阱法》和《竊聽法》的訴訟負責，這取決于該能力是否記錄或攔截無人機和控制器之間的電子通訊。

最后，附帶影響可能導致當地執法部門或私人實體重新考慮采用這些能力。杰森-奈特對城市地區警察機構的考慮進行了分析，并提到了反無人機技術干擾合法地面和空中活動的例子。目前的授權并沒有為國防部對抗無人機群所需的預警能力提供全面的法律基礎。盡管在某些情況下，與東道國或在應急地點的多邊協調可能為防御者提供優勢，但鑒于美國防部的法律限制，在可能試圖使用無人機蜂群來對付關鍵基礎設施時，國土為對手提供了優勢。

（2022年3月30日，第3海軍陸戰隊第9工兵支援營沿海工兵偵察隊的戰斗工程師海軍陸戰隊下士Chance Bellas在菲律賓克拉韋里亞的Balikatan 22期間組裝了小型無人機系統VAPOR 55）

7 條令（理論）適用性

C-sUAS戰略的最后一個障礙是關于有效使用反無人機設備的一個重要但被忽視的方面。該戰略宣稱，隨著技術的成熟，需要制定條令，但僅僅承認企業的需求并沒有解決規劃誰可能操作這些設備的重大挑戰。現在確定條令上的需求將減輕未來的能力差距。美國陸軍必須在保衛空軍基地免受未來無人機蜂群威脅方面發揮更大作用。

采用反無人機能力的一個獨特方面是，它包括在所有領域的行動。具體來說，在空中瞄準和減輕對手的巨大挑戰，需要對三個主要任務領域的分工進行清晰的評估：防空、部隊保護和空域控制。從這些任務領域中提取部署原則對于規劃反無人機能力的戰略用途是有價值的。聯合條令是基于目前的部隊結構和幫助解決復雜問題的責任。規劃對抗無人機蜂群的方法需要對聯合條令中的角色和責任進行更深入的評估。

條令必須考慮到培訓未來在所有領域發揮作用的設備操作人員。在空中領域的操作需要對防空、部隊保護和空域控制有充分了解和精通的人員。設計一個與技術和設備同步發展的部隊結構并為其提供資源，將更有效地阻止和對付先進的威脅。這一發展推動了反無人機蜂群條令開發的權威指導，其也是C-sUAS聯合辦公室（JCO）作為國防部執行機構責任的一部分。此外，聯合辦公室將“協調C-UAS的聯合作戰概念和聯合條令的發展”。然而，這種責任描述沒有考慮到目前國防部各部門在空域控制、部隊保護和針對無人機蜂群威脅的防空方面的角色挑戰。專注于對抗地面威脅的部隊保護軍事人員并不具備對抗空中威脅同時避開友軍飛機的必要知識。對這些人員進行空域環境、電磁波譜、空間作業和天氣等相關培訓，將使他們更有效地運用能力來對付無人機蜂群。在防空方面重疊的責任，特別是美國陸軍和美國空軍之間的責任，可以解決此條令上的挑戰。然而，各軍種都依賴部隊保護專家，這給業務帶來了風險。

條令還包括對角色和任務的劃分，特別是在空軍基地的防空方面。越南戰爭和伊拉克戰爭迫使高級軍事指揮官和各軍種將能力分配給傳統任務，而犧牲了支持戰略和作戰目標的空軍基地防御。特別是陸軍和空軍，自二戰結束以來，一直在為地區和點狀防空任務的具體作用而爭斗。2020年蘭德公司的一項研究強調了目前的辯論：今天，美國陸軍負責為空軍基地和其他固定設施提供點式AMD（防空和導彈防御），但兩軍多年的忽視導致了能力上的不足......陸軍領導層將其機動部隊的移動式短程防空置于固定設施防御之上。

在美國陸軍對海外和國內主要作戰基地的防空資源進行優先排序之前，戰略和戰役目標很容易被無人機蜂群影響。此外，空軍可能會繼續倡導和獲得C-sUAS的能力，而沒有條令上的決議。空軍可能會實現其長期以來的愿望，即在戰術防空方面發揮更大的領導作用——這將與聯合司令部的任務相矛盾，即避免重復工作并獲得效率。同樣，其他軍種可能會繼續購買設備進行試驗，如果沒有跨領域和職能協調，這可能不是最佳或有效的。

蘭德公司的報告還詳細說明了陸軍和空軍在防空方面的角色錯位。2020年的一份國會研究報告提出了一個重要問題：“計劃中的SHORAD（短程防空）部隊結構和能力是否足以應對預測的未來挑戰？”該報告表明，陸軍計劃在現役和后備部隊之間增加18個營的防空能力，這可能不足以滿足支持歐洲威懾倡議和太平洋威懾倡議的陸軍部隊需要。這些能力包括應對無人機系統的威脅，但不包括保衛空軍關鍵資產和主要作戰基地的假定任務。盡管聯合出版物3-0《作戰》要求整合進攻和防御能力，以實現對敵方無人機的空中優勢和部隊保護，但它并沒有明確規定各軍種的角色和任務。這種理論上的模糊性增加了SHORAD資源不足的危險，以應對未來無人機蜂群的倍增效應。

新興技術的發展和使用無人機蜂群可能性的增加使得有必要對條令和軍種的作用進行重新評估。事實上，空軍參謀長已經敦促國防部長辦公室對各軍種的角色和任務進行審查，以確定聯合作戰概念的領導組織，如遠程精確射擊和攻擊下的后勤。這兩個概念都與保護戰略資產免受潛在的無人機蜂群攻擊有關。此外，美國防部缺乏條令指導可能也表明需要評估機構間的概念和方法，以便在民事管轄范圍內采用類似的能力。JCO及其國防部戰略將為持續的條令開發提供基本要素，但更多的工作必須集中在調整各部門的角色和資源上。

8 建議

美國防部對抗無人機蜂群的新方法必須解決技術快速發展的風險，對手可能利用民用和國防部保護關鍵基礎設施之間的法律縫隙，以及防空、空域控制和部隊保護方面固有的條令挑戰。正如2018年美國國防戰略所指出的，國土不再是一個避難所，而是敵人無人機蜂群的目標，這些蜂群可能具有洲際范圍的能力。

（2021年10月14日，夏威夷波哈庫洛亞訓練區，海軍陸戰隊準下士德米特里-謝潑德在布干維爾II期間進行步兵排戰斗課程時發射無人機）

敵對趨勢必須推動國防工業基地采用相對低成本、快速和人工智能的技術解決方案。最初尋求納入未來技術的“第三次抵消戰略”，為減輕這種風險提供了一個特別有用的方法。該戰略探討了蜂群式無人機、高超音速武器、人工智能和人機協作的最佳組合方式，以在戰斗中提供獨特的優勢，但它并不只關注材料和設備。相反，它考慮了如何最好地將人類的創造力與技術的精確性相結合。當應用于對抗無人機蜂群時，人機協作的概念可以為防空事業提供優勢。解決方案應該包括一系列與人工智能軟件完全整合的傳感器，以便更迅速地識別潛在目標，并提高信心水平。美國陸軍的TRADOC小冊子525-3-1《2028年多域作戰中的美國陸軍》指出，這些特征是人工智能和高速數據處理所希望的，以提高“人類決策的速度和準確性”。

值得投資的人機技術項目包括由人工智能驅動的自主蜂群無人機，以通過斗狗來減輕或摧毀敵人的蜂群。喬治亞理工大學在2017年與海軍研究生院合作進行了這種實驗。此外，美國防部的低成本開發能力包括非動能直接能量武器，如戰術高功率微波作戰響應器（THOR）和混合防御限制空域（HyDRA）計劃。THOR為對抗無人機蜂群提供了一種特別有效的能力，因為與HyDRA激光器相比，其影響范圍更大。然而，如果與綜合指揮和控制（C2）界面連接部署并協調，將人工智能與人類結合起來，該系統可比標準防空能力更有效，成本更低。

C2能力必須能夠更快地確定目標，將傳感器與擊敗機制連接起來，并允許人類操作員迅速選擇更有效的武器。最近的報告表明，聯合司令部正在追求這些能力，并可能要求各軍種開發自己的C2系統，以便最終整合到美國陸軍的前線防空指揮和控制系統。其他C2系統包括美國海軍的CORIAN（反遙控模型飛機綜合防空網絡）能力和美國空軍的多域無人系統應用指揮和控制。然而，這些具體的系統目前似乎并沒有與先進作戰管理系統（ABMS）或擬議的聯合全域指揮與控制（JADC2）架構聯系在一起。最近和剛開始的工作表明，在北大西洋公約組織中將使用JADC2概念將傳感器與射手聯系起來以對抗無人機群的倡議。未來的JADC2架構在概念上可以使人類操作員為自己的目的控制敵方的無人機蜂群網絡。無論哪種創新，“第三次抵消戰略”都為應對未來致命的自主無人機蜂群問題提供了一個潛在的寶貴方法。

在不考慮未來無人機蜂群威脅或人工智能發展活動的情況下，追求不同的和針對具體軍種的C2能力將浪費時間和納稅人的資金。相反，美國防部應更快地將2021財年開發的反無人機蜂群C2能力納入JADC2架構。國會責成國防部長評估綜合防空和導彈防御C2系統，其中包括C-UAS能力，并確定它們是否與新興的JADC2架構兼容。這個框架符合國會對自主或半自主能力的偏好，而且操作和維持成本低。盡管互操作性、知識產權、數據管理和信息保障仍然是挑戰，但將C-sUAS C2系統整合到JADC2架構中，將產生更快的殺傷鏈和潛在更低成本的項目。JCO主任肖恩-蓋尼少將最近承認，這種開放的架構方法可能會在日后帶來巨大的安全紅利。 第二，在國土的現有法律框架內運作，美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持，以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。

（2021年4月18日，太平洋，分配到第21直升機海戰中隊的海軍二級空勤人員（直升機）丹尼爾-艾爾斯在與兩棲攻擊艦埃塞克斯號的實彈演習中用MH-60S海鷹GAU-21.50口徑機槍向目標無人機開火）

第二，在國土的現有法律框架內運作，美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持，以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。

幸運的是，聯邦航空局正在推行幾項舉措來對抗敵方無人機。這些計劃包括將無人機納入國家空域系統，以區分友軍和敵軍的無人機。國防部應積極鼓勵聯邦航空局和美國國家航空航天局繼續各自的無人機行業倡議，包括無人機系統交通管理研究，以“確定服務、角色和責任、信息架構、數據交換協議、軟件功能、基礎設施和性能要求，以實現對低空無控制無人機操作的管理”。這些增加的權力，再加上增強的能力，可以縮小民事和軍事管轄權之間的法律差距，以保護國家基礎設施和國防部的關鍵資產。

最后，美國防部必須通過兵棋推演和演習積極磨練理論，以確定空軍基地防空中最合適的角色和職能。隨著無人機技術的成熟和向友軍提出更復雜的問題，盡早建立正確的部隊結構將更有效地應對挑戰。這將需要進行必要的培訓和適當的資源配置，以滿足國會對有效和低成本設備的需求。正如蘭德公司的研究報告所指出的那樣，沒有單一的行動方案，而是通過組合來提供解決方案。然而，角色和職能的重新調整對于成功至關重要。追求適當的聯合討論將為未來對抗無人機蜂群的強大和基于風險的模式提供基礎，并避免過去的戰略錯誤。

美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中作戰，不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由特種作戰部隊（SOF）操作的飛機需要改進防御能力，以支持在非許可環境下的任務。將自動化和人機協作納入現有的防御能力，可以減少威脅的反應時間，提高有人和無人飛機配置的防御機動的有效性。這篇論文研究了作為威脅反應一部分的飛機機動的價值，以確定人類干預對時間和準確性產生負面影響的情況。它還考慮了復制Merlin實驗室的飛行自動化方法和將能夠進行防御性機動的機器訓練系統納入現有飛機的機會。分析表明，飛機的機動性對于有效的威脅反應至關重要，自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。這篇論文建議重新關注特種部隊飛機的防御能力，并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上，以提高防御性威脅反應。它還主張繼續研究在SOF任務中使用可選的載人飛機，以完善其操作效用，并在各種任務平臺上擴大能力。

美國軍隊繼續在日益復雜的安全環境中運作，不能再期望在每個領域都有無爭議的或主導性的優勢。由于地對空威脅已經擴散到在世界各地活動的敵對行為者，未來的作戰環境將以有爭議的空域為特征，這將對有人和無人駕駛飛機的操作構成挑戰。由特種作戰部隊（SOF）操作的飛機需要改進防御能力，以便在這些有爭議的地區進行機動，同時支持傳統SOF任務。這篇論文研究了商業能力的進步，以減少威脅的反應時間，提高有人和無人駕駛飛機配置的防御性機動的有效性。

通過與位于波士頓的飛行自動化初創公司Merlin實驗室合作，本分析探討了防御性機動的潛在自動化。飛機機動是對威脅作出有效反應的一個關鍵方面，自動選擇操作者的行動可以提高對某些地對空威脅的生存能力。通過確定AC-130J威脅反應中人為干預影響飛機操縱時機和準確性的步驟，這項分析揭示了復制梅林實驗室的飛行自動化方法和將能夠執行防御性操縱的機器訓練系統納入現有飛機的機會。

在威脅反應過程中確定的關鍵步驟包括威脅指示、威脅作戰識別和威脅反應配對。目前，機組人員手動執行這些步驟來完成防御性威脅機動。然而，這些步驟中的每一個都可以從自動化和人機協作中受益，通過三種明顯的方式提高整體性能。首先，生成簡化的視覺和聽覺威脅指示，確保及時通知威脅的存在。其次，自動識別過程以準確識別威脅的變體，減少了反應時間和人類識別錯誤的可能性。最后，將威脅識別與適當的飛機反應同步配對，減少了不必要的延誤，并提高了威脅操縱的準確性。

這篇論文建議重新關注SOF飛機的防御能力，并贊同將機載自主系統整合到傳統的載人平臺上，以改善防御性威脅反應。將人機協作和自主能力納入飛機防御系統，可以使防御機動性能優于傳統系統，并允許在更廣泛的環境中作戰。除了改善防御性機動，梅林實驗室的自動飛行甲板在各種不同的飛機和任務中提供了潛在的用途。繼續研究應該調查在SOF任務中使用可選擇的載人飛機，以完善其操作效用，并在各種任務平臺上擴大能力。最后，在整個特種部隊中采用梅林系統將顛覆既定的操作慣例，需要個人和組織行為的改變。為了緩解過渡期并提高采用率，AFSOC應采取步驟，盡量減少利益相關者的行為變化，同時最大限度地提高系統的操作效益。培養對人工智能、機器學習和自動化的理解，將使這些行為者為軍事技術的快速變化和戰爭特征的變化做好準備。

圖 9. AC-130 防御性威脅反應圖。

自軍事航空業誕生以來，美國軍方一直對遙控飛機感興趣。今天的無人機系統（UAS）通常由一個無人駕駛飛行器（UAV）和一個地面控制站組成。自20世紀90年代，隨著MQ-1 "捕食者 "的推出，無人機系統在美國軍事行動中已變得無處不在。

美國軍方目前采用了幾種不同的大型無人機系統，包括

• 陸軍的MQ-1C灰鷹
• 空軍的MQ-9 "死神"
• 海軍的MQ-25 "黃貂魚"
• 空軍的RQ-4 "全球鷹"
• 海軍的MQ-4C "海獅"
• 空軍的RQ-170 "哨兵"

此外，其他幾個報告的項目計劃要么正在開發，要么目前正在進行試驗。這些計劃包括空軍的B-21突擊機和空軍的RQ-180。

當國會履行其監督和授權職能時，它可能會考慮與無人機系統有關的幾個潛在問題，項目相關的幾個潛在問題，包括

• 有人駕駛飛機與無人駕駛飛機的成本。
• 缺乏公認的后續項目記錄。
• 整個國防部對無人機系統采購的管理。
• 無人機系統與現有部隊結構的相互配合。
• 無人機系統出口管制。

在美國軍方，遙控飛行器(RPV)最常被稱為無人駕駛飛行器(UAV)，被描述為單一的飛行器(帶有相關的監視傳感器)或無人駕駛飛行器系統(UAS，或無人機系統)，通常由一個飛行器與一個地面控制站(飛行員實際坐在那里)和支持設備組成。當與地面控制站和通信數據鏈相結合時，無人機形成了無人機系統或UAS。

美國國防部（DOD）對無人機的定義，并延伸至無人機系統，是指涵蓋下列特征的飛機：

• 不攜帶人類操作員。
• 使用空氣動力提供升力。
• 可以自主飛行或遠程駕駛。
• 可以是消耗性的或可回收的。
• 可以攜帶致命或非致命的有效載荷。

根據國防部的定義，彈道或半彈道載具、巡航導彈和炮彈不被視為無人機系統。

無人機系統的作用和任務已經隨著時間的推移而演變，從收集情報、監視和偵察到執行空對地攻擊任務。此外，一些分析家預測了無人機系統的未來作用，如空對空戰斗和戰斗搜索和救援。然而，對無人機系統的未來概念和任務的詳細討論超出了本報告的范圍。

1 無人機系統（UAS）歷史

無人機系統在第一次世界大戰期間首次進行了測試，盡管美國在那場戰爭中沒有在戰斗中使用它們。美國在越南戰爭期間首次在戰斗中使用了無人機系統，包括AQM-34 Firebee，這一系統體現了無人機系統的多功能性。例如，"火蜂 "最初在20世紀50年代作為空中炮擊靶機飛行，然后在20世紀60年代作為情報收集無人機飛行，并最終在2002年被改裝為有效載荷。

美國軍隊在科索沃（1999年）、伊拉克（2003年至今）和阿富汗（2001年至今）等沖突中使用無人機系統，說明了無人機的優勢和劣勢。(下面討論的MQ-1 "捕食者 "進一步體現了這些優勢和劣勢）。當無人機系統執行歷史上由有人駕駛飛機執行的任務時，它們經常獲得媒體的關注。與有人駕駛飛機相比，它們似乎還具有兩個主要優勢：（1）它們消除了飛行員的生命風險（見關于MQ-4C的討論）；（2）它們的航空能力，如續航能力，不受人類限制的約束，并使用對人類來說可能太危險的固有不穩定設計，改進低可觀察技術。此外，無人機系統可以通過執行不需要飛行員在駕駛艙內的 "枯燥、骯臟或危險 "的任務，潛在地保護飛行員的生命。這些任務的例子包括1999年由B-2轟炸機執行的30小時長航時任務（枯燥的任務）；空軍和海軍的B-17飛機穿過核云收集放射性樣品（骯臟的任務）；以及在存在主動威脅的情況下進行的情報監視和偵察飛行，如便攜式防空系統或綜合防空系統（危險任務）。

此外，無人機系統的采購和操作可能比有人駕駛的飛機更便宜。然而，較低的采購成本可能會與國防部的意見相權衡，即無人駕駛平臺比有人駕駛平臺更有可能發生A類事故，即造成250萬美元的損失、生命損失或飛機毀壞的事故（表1）。當比較事故率時，即以每10萬小時飛行的事故報告，以便對不同類型的飛機進行比較，與有人駕駛的飛機相比，無人駕駛的飛機發生A級事故的可能性要高92%；當MQ-1的事故率從無人駕駛的子類別中刪除時，與有人駕駛的飛機相比，MQ-9和RQ-4發生A級事故的可能性高15%（見表1）。雖然與無人駕駛平臺相比，有人駕駛飛機通常有更多的A類事故，但這一結果可能是由于有人駕駛飛機的數量更多。

表1. 1998至2021財年的軍用飛機失事和毀壞率

國防部通常使用三種模式來操作無人機系統：（1）政府擁有和操作的系統，（2）政府擁有但由承包商操作的系統，以及（3）承包商擁有和操作的系統。當無人機系統首次被引入部隊時，國防部使用了承包商擁有和操作的模式，因為國防部培訓軍事人員來操作這些新型飛機。在培訓了足夠的人員后，國防部過渡到了政府擁有和經營的模式。然而，國防部對分配給承包商運營的飛機（包括政府和承包商擁有的飛機）的任務類型進行了限制，將這些類型的行動限制在情報、監視和偵察的作用。

1.1 MQ-1 "捕食者"與無人機系統的引入

最早進入軍隊服役的無人機系統之一是MQ-1 "捕食者"，當時國防部在1996年選擇了空軍來操作 "捕食者"。根據空軍的說法，"捕食者 "的設計目的是 "向作戰人員提供持久的情報、監視和偵察信息，并結合打擊能力"。20作為國防部高級研究計劃局（DARPA）合同下的先進概念技術示范機，"捕食者 "在1995年仍作為技術示范機進行了首次作戰部署，支持北約對塞爾維亞的空襲。從1999年3月到7月，"捕食者 "在科索沃上空飛行了600多架次，進行實時監視和戰損評估。2001年9月，"捕食者 "被部署到阿富汗，在2001年9月11日的恐怖襲擊之后，為支持 "持久自由行動 "提供長期的情報、監視和偵查。美國軍隊對 "捕食者 "的廣泛使用促進了其他密切相關的無人機系統（如下所述）的發展，這些系統旨在執行各種類型的任務。盡管 "捕食者 "于2018年3月9日正式退役，但美軍目前的大部分無人機系統機隊都是基于相同的技術，包括源自 "捕食者 "的機體。

“捕食者”由加利福尼亞州圣地亞哥的通用原子航空系統公司開發，以其綜合監視有效載荷和武器裝備能力幫助定義了無人機系統的現代作用。捕食者的主要功能是對潛在的地面目標進行偵察和目標獲取。為了完成這一任務，"捕食者 "配備了450磅的監視有效載荷，其中包括兩臺電子光學（EO）相機和一臺用于夜間的紅外（IR）相機。這些攝像機被安置在車頭下的球狀炮塔中。掠奪者 "還配備了一個多光譜瞄準系統（MTS）傳感器球，它在EO/IR有效載荷中增加了一個激光指示器，使掠奪者能夠跟蹤移動目標。此外，"捕食者 "的有效載荷包括一個合成孔徑雷達（SAR），它使無人機系統能夠在惡劣的天氣中 "看到"。捕食者的衛星通信提供了超越（地面）視距無線電的操作。

MQ-1捕食者的物理特征："捕食者"是一種中高度、長壽命的無人機系統。它長27英尺，高7英尺，翼展48英尺，有細長的機翼和一個倒 "V "形的尾翼。"捕食者"通常在10,000到15,000英尺的高度運行，以便從其視頻攝像機獲得最佳圖像，盡管它能夠達到25,000英尺的最大高度。每輛飛行器可以在離其基地500多海里的地方停留24小時，然后返回家園。"捕食者"的飛行員和傳感器操作員從地面控制系統中駕駛飛機。

2001年，作為一項輔助功能，"捕食者 "配備了攜帶兩枚地獄火導彈的能力。以前，"捕食者 "識別目標并將坐標轉發給一架有人駕駛的飛機，然后與目標交戰，但增加反坦克彈藥后，無人機系統能夠對時間敏感的目標發動精確攻擊，并將 "傳感器到射擊 "的時間周期降至最低。因此，空軍將 "捕食者 "的軍事名稱從RQ-1B（偵察型無人機）改為MQ-1（多任務無人機）。

在 "捕食者 "作戰成功后，陸軍和空軍都開發了變種飛機，包括MQ-1C "灰鷹 "和MQ-9 "收割者"（下文討論）。這些飛機使用了原來的 "捕食者 "機身，同時增加了發動機功率和武器裝備。

2 選定的當前無人機系統項目計劃

以下各節概述了國防部目前選定的無人機系統項目。

• 陸軍的MQ-1C “灰鷹”
• 空軍的MQ-9 "死神"
• 海軍的MQ-25 "黃貂魚"
• 空軍的RQ-4 "全球鷹"
• 海軍的MQ-4C "海獅"
• 空軍的RQ-170 "哨兵"

除了RQ-170 "哨兵 "是一個公認的機密無人機系統項目外，這些選定的系統都有國防部發布的選定采購報告，其中提供了詳細的信息和系統特征。表2提供了這些選定的無人機系統的特征摘要。

表2. 選定的無人駕駛飛機的特征摘要

2.1 MQ-1C “灰鷹”

MQ-1C“灰鷹”（圖1）是MQ-1 "捕食者 "的陸軍衍生產品。根據陸軍的說法，MQ-1C“灰鷹”為作戰人員提供了專用的、有保障的、多任務的無人機系統能力，涵蓋所有10個陸軍師，以支持指揮官的作戰行動和陸軍特種部隊及情報和安全指揮部。 陸軍表示，MQ1C灰鷹能夠以150節的最大速度在25,000英尺的高度飛行至少27小時。它可以攜帶四枚地獄火導彈，以及光電傳感器、合成孔徑雷達和通信中繼器。根據2021財年選定的采購報告，陸軍的MQ-1C“灰鷹”在2019財年飛行了超過494,000小時，實現了92%的戰斗行動可用性。

圖1. MQ-1C “灰鷹”

陸軍總共采購了204架飛機，其中11架是訓練飛機，13架是 "戰備浮動飛機"（即備件）。平均采購單位成本（基本上是每架飛機的成本）為1.275億美元。36 陸軍在2018年8月完成了MQ-1C "灰鷹 "的作戰測試和評估，目前在15個陸軍連隊運營該無人機系統。

2.2 MQ-9 "死神"

MQ-9 "死神"（圖2）--以前是 "捕食者B"--是通用原子公司對MQ-1 "捕食者 "的替代。根據空軍的說法，MQ-9 "死神 "是一種中高海拔、長續航時間的無人機系統，能夠進行監視、目標獲取和武裝對抗。盡管MQ-9 "死神 "借鑒了MQ-1 "捕食者 "的整體設計，但MQ-9 "死神 "長13英尺，翼展長16英尺。MQ-9 "死神 "還采用了900馬力的渦輪螺旋槳發動機，比MQ-1 "捕食者 "的115馬力發動機功率大得多。這些升級使MQ-9 "死神 "能夠達到最大50,000英尺的高度，240節的空速，24小時的續航時間，以及1,400海里的航程。然而，MQ-9 "死神 "與其前輩最不同的特點是其軍械能力。MQ1捕食者能夠攜帶兩枚100磅的地獄火導彈，而MQ-9死神可以攜帶多達16枚地獄火導彈，相當于陸軍阿帕奇直升機的有效載荷能力，或者混合500磅的武器和小直徑炸彈。在2018日歷年，MQ9 "死神 "總共飛行了325,000小時--其中91%的小時，即約296,000小時，是為了支持作戰行動而飛行的。

圖2. MQ-9 "死神"

2021年1月，通用原子公司披露了MQ-9 "死神 "的一個新的海上反水面戰變體。據報道，MQ-9B "海上衛士 "配備了聲納浮標投放（投放旨在識別潛艇的傳感器）和遙感能力（很可能是指 "海上衛士 "用于搜索水面艦艇的合成孔徑雷達），目前正在太平洋地區進行測試。

根據2020財年選定的采購報告，空軍已與通用原子公司簽訂合同，在該計劃的有效期內建造366架MQ-9 "死神"。按2008年美元計算，平均采購單位成本為2230萬美元（或按2022財年美元計算約為2800萬美元）。在2022財年，空軍沒有要求采購任何MQ-9 "死神"，但眾議院軍事委員會在其標記中授權額外采購6架飛機。

2.3 MQ-25 "黃貂魚"

由波音公司制造的MQ-25 "黃貂魚"（圖3）旨在為海軍的航母航空隊提供空中加油。根據海軍的說法，MQ-25將率先實現有人和無人操作的整合，展示成熟的復雜的海基C4I[指揮、控制、通信、計算機和情報]無人機系統技術，并為未來多方面的多任務無人機系統鋪平道路，以超越新興威脅。MQ-25的要求是解決基于航母的加油和持久的情報、監視和偵察能力的需要。

MQ-25 "黃貂魚 "由一個飛行器和一個控制系統組成，旨在適合航空母艦。它的首次飛行是在2019年9月進行的。MQ-25 "黃貂魚 "目前正處于采購過程的工程、制造和設計階段，海軍計劃在2023財政年度開始采購。根據2021財年的選定采購報告，海軍打算采購76架飛機，平均采購單位成本為1.21億美元。海軍在確定將加油作為其第一個航母上的無人機系統任務之前，研究了幾個無人戰斗飛行器概念。

圖3. MQ-25 "黃貂魚"

2.4 RQ-4 "全球鷹"

諾斯羅普-格魯曼公司的RQ-4 "全球鷹"（圖4）是美國空軍目前投入使用的最大和最昂貴的無人機系統之一。RQ-4 "全球鷹 "集成了多樣化的監視有效載荷，其性能被廣泛認為可與大多數有人駕駛的間諜飛機相媲美或超越。RQ-4全球鷹長47.6英尺，重32,250磅，與一架中等規模的公司飛機差不多大。根據空軍的說法，RQ-4全球鷹的飛行高度幾乎是商業客機的兩倍，可以在65,000英尺的高空停留超過34小時。它可以飛到5,400海里外的目標區域，在60,000英尺高空徘徊，同時監測一個伊利諾伊州大小的區域（近58,000平方英里）24小時，然后返回。RQ-4 "全球鷹 "最初被設計為一種自主的無人機，能夠根據預先編入飛機飛行計算機的輸入進行起飛、飛行和降落；然而，空軍通常在任務控制飛行員和傳感器操作員的配合下操作這些飛機。

圖4. RQ-4 "全球鷹"

RQ-4全球鷹目前以三種配置部署。Block 20、Block 30和Block 40：

• 20號機被稱為戰場機載通信節點（BACN，發音為 "bacon"），充當地面部隊的通信中繼。目前有四架飛機采用這種配置。

• 30號機使用合成孔徑雷達（SAR）、光電/紅外（EO/IR）傳感器、增強型綜合傳感器套件（EISS）和機載信號情報有效載荷（ASIP）的組合。Block 30的初衷是為了取代U-2間諜飛機。目前有20架Block 30飛機正在服役。

• 40號機整合了具有地面跟蹤能力的多平臺雷達技術（可跟蹤地面部隊的雷達，類似于E-8C JSTARS飛機）。10架Block 40飛機正在服役。

截至2016財年的選定采購報告，RQ-4全球鷹已經飛行了14萬小時（其中10萬小時支持作戰行動）。2014年，79.7%的飛機可用于執行任務。2014財年的平均采購單位成本為1.228億美元（或按2022財年調整后的美元計算為1.411億美元）。總統的2022財年預算請求重申了空軍計劃在2021財年退役所有Block 20飛機，并在2022財年退役所有Block 30飛機。

2.5 MQ-4C "海獅"

海軍的MQ-4C "海神"（圖5）也被稱為廣域海上監視（BAMS）系統，它以 "全球鷹 "Block 20機身為基礎，但使用不同的傳感器，與P-8 "海神 "有人駕駛飛機一起支持海上巡邏行動。根據2020財年選定的采購報告，"安裝在MQ-4C天龍上的任務傳感器提供360度的雷達和光電/紅外覆蓋"。報告稱，海軍打算在2020年10月達到初始作戰能力，并在2021年5月做出全速生產的決定。在2019年的年度報告中，作戰測試和評估主任表示，海軍結束了對該飛機的作戰評估，這支持了早期的實戰決定。MQ-4C "海獅 "的平均采購單位成本在2016財年為1.461億美元（或在2022財年約為1.626億美元）。

圖5. MQ-4C "海獅"

2019年6月，伊朗軍方在阿曼灣擊落了一架MQ-4C "海獅"，國防部稱其為BAMS飛機。根據海軍的新聞簡報，這架飛機當時正在該地區飛行，監測霍爾木茲海峽是否有伊朗對商業航運的威脅。國防部官員表示，"這次襲擊是在最近國際航運和商業自由流動受到威脅之后，試圖破壞我們監測該地區的能力。" 當時，特朗普政府似乎考慮對伊朗摧毀一架美國飛機進行報復性打擊，但據報道，在回應一架無人駕駛飛機的損失時，升級風險是不值得的。

2.6 RQ-170 "哨兵"

盡管RQ-170 "哨兵"（媒體也稱之為 "坎大哈的野獸"）被公開承認存在，但關于它的大部分信息都是保密的。RQ-170 "哨兵 "首次在阿富汗上空被拍到，但據說也曾在韓國作戰，它是一種無尾的 "飛翼"，比美國目前的其他無人機系統更隱蔽。 據報道，一架RQ-170 "哨兵 "在2011年5月1日對奧薩馬-本-拉登的駐地進行了監視和數據中繼。伊朗政府在2011年12月2日聲稱擁有一架完整的RQ-170 "哨兵"，因為它被指控侵入了伊朗領空。

RQ-170 "哨兵 "由洛克希德-馬丁公司制造，翼展約65英尺，長近15英尺，由一臺噴氣式發動機驅動。它的上翼表面似乎有兩個傳感器托架（或衛星天線外殼）。雖然該機具有像B-2隱形轟炸機那樣的固有的低可觀察性混合機翼/機身設計，但RQ-170 "哨兵 "的常規進氣口、排氣口和起落架門表明其設計可能沒有完全針對隱形進行優化。

根據空軍的說法，"RQ-170哨兵是空軍正在開發、測試和投入使用的低可觀察性無人駕駛飛機系統（UAS）"。 沒有進一步的官方狀態。

2.7 其他報告的項目計劃

盡管其他無人機系統項目正在開發中，但它們在很大程度上是保密的，因此有關它們的信息并不公開。這些項目包括B-21 "突襲者"（據說是一種能夠進行遠程駕駛的載人轟炸機）和RQ-180。2021年12月4日，空軍部長弗蘭克-肯德爾透露，空軍打算在2023財政年度啟動兩個新的無人機系統項目，但沒有其他信息。

B-21 "突襲者"

即將推出的B-21 "突襲者 "不是一個純粹的無人機系統；這種遠程轟炸機預計將由遠程或機上人員操作。B-21（圖6）打算在常規和核方面發揮作用，有能力穿透先進的防空環境并在其中生存。預計它將在20世紀20年代中期開始服役，建立一個由100架飛機組成的初始機隊。B-21將駐扎在德克薩斯州的戴斯空軍基地、密蘇里州的懷特曼空軍基地和南卡羅來納州的埃爾斯沃思空軍基地，其中埃爾斯沃思是訓練基地。

圖6. 對B-21的渲染圖

B-21是圍繞三個具體的能力而設計的:

1.一個大而靈活的有效載荷艙，能夠攜帶目前和未來的各種武器裝備。

2.航程（盡管是保密的）。

3.預計每架飛機的平均采購單位成本為5.5億美元（2010財政年度），這是公開宣布的，以鼓勵競爭廠商限制其設計。

盡管空軍已經發布了轟炸機的藝術效果圖，但具體設計仍然是機密。

為了實現5.5億美元的目標，單位成本被指定為采購戰略中的一個關鍵性能參數，這意味著達不到這個價格就會失去投標資格。(該價格是基于采購100架飛機；數量的變化可能會影響實際的單位成本）。在授標公告中，空軍透露，諾斯羅普公司中標的獨立成本估計為每架飛機5.11億美元，相當于2016財年的5.64億美元。空軍表示，截至2021年的平均采購單位成本在2010財政年度為5.5億美元，或在2022年為6.7億美元。

RQ-180

據報道，另一個正在開發的無人機系統項目是RQ-180，據說是一種轟炸機大小的無人機系統。 2014年6月9日，前空軍負責情報、監視和偵察的副參謀長羅伯特-奧托中將說，空軍正在 "研究RQ-180遙控飛機，以使其更好地進入有爭議的空域，在那里，無人駕駛的RQ-4全球鷹和有人駕駛的U-2S平臺是很脆弱的。" 關于RQ-180的其他細節幾乎沒有公開發布，空軍也沒有正式承認該計劃。

3 關于國會潛在的問題

本節討論了國會在考慮國防立法時可能出現的問題，包括與載人系統的成本比較，缺乏后續的記錄項目，組織管理，與現有部隊結構的互操作性，以及出口管制。

3.1 與載人系統的成本比較

在2021年6月的一份報告中，美國國會預算辦公室（CBO）研究了有人和無人的情報、監視和偵察（ISR）飛機之間的成本、可靠性和出動率。值得注意的是，CBO確定RQ-4全球鷹每飛行小時的成本約為18,700美元，或載人P-8海神的62%，后者可執行類似任務，每飛行小時的成本為29,900美元。報告還指出：

• 與P-8相比，RQ-4全球鷹預計每年多飛行356小時

• RQ-4全球鷹的預計壽命為20年，而P-8的預計壽命為50年

• RQ-4全球鷹的采購成本為2.39億美元，而P-8海神的采購成本為3.07億美元（約為該載人平臺采購成本的78%）。

同樣，其他UAS飛機的購置成本和每飛行小時的成本也比有人駕駛飛機低。然而，UAS飛機通常比有人駕駛飛機有更高的事故率。國會在比較飛機系統時可以考慮這種權衡--較低的成本與較高的風險。

3.2 缺少后續項目記錄

在伊拉克和阿富汗沖突期間，美國軍方每年購買數百個無人機系統，主要是MQ-1 "捕食者 "和MQ-9 "死神"，但也有RQ-4 "全球鷹 "和MQ-4 "海獅"。當這些沖突結束后，采購量驟然下降。例如，各部門在2012財政年度采購了1211架中型或大型無人機系統，但到2014年，每年的數量下降到54架無人機系統，而且這個數字還在繼續下降。2022財年的預算報告要求采購6套UAS。

國防部沒有對這一變化進行正式的評論；然而，有幾個因素可能影響了這一下降趨勢。一個是在伊拉克和阿富汗沖突期間獲得的許多無人機系統共享類似的技術，軍方可能沒有設定新的要求來納入新技術。另外，盡管那些第一代和第二代無人機系統在寬松的空中環境（如伊拉克和阿富汗的環境，那里沒有對手的空軍或防空部隊）下運行良好，但在與先進的防空部隊和飛機的近距離沖突中，它們會面臨更大的挑戰，而這些飛機越來越成為美國國防規劃的一部分。國防部也可能在更先進的技術（如噴氣動力無人機系統）成熟時，有意識地在采購方面采取戰略暫停。最后，許多無人機系統的開發被認為在這一時期轉移到了不被承認的機密系統。因此，國防部的采購可能沒有如此急劇下降，而是從非機密或公認的機密項目轉移到公共預算文件中看不到的非公認的機密項目。

3.3 組織管理

盡管大多數美國軍用無人機系統是基于MQ-1 "捕食者 "機身的，但各軍種都有無人機系統項目。在授權和監督方面，國會可以考慮以下問題。誰應該管理國防部無人機系統的開發和采購？這些項目中至少有一部分的管理應該集中起來嗎？如果是這樣，國防部的中央機構應該設在哪里？

前空軍參謀長諾頓-施瓦茨將軍提出："理想情況下，你想做的是讓美國政府以一種能夠讓我們獲得最佳能力的方式。一個例子是BAMS[MQ-4 Triton]和[RQ-4]全球鷹。為什么海軍和空軍要有兩個獨立的倉庫、地面站和訓練管道，來處理本質上是相同的飛機和不同的傳感器？我認為我們雙方有很多機會可以更好地利用資源。" 蘭德公司2013年的一項研究發現，從歷史上看，聯合載人飛機項目并沒有帶來生命周期的成本節約，但通過一個辦公室管理多個項目而不完全合并這些項目可能是可能的。

3.4 與現有部隊結構的互操作性

無人機系統在與有人駕駛飛機執行任務時帶來了潛在的互操作性挑戰，因為飛行員并不直接在飛機上，而是位于機場上，用于起飛和降落，或者位于美國的一個設施。例如，UAS飛行員依靠攝像機或傳感器與編隊中的有人飛機進行視覺接觸。在過去的20年里，陸軍和空軍都展示了將無人機系統整合到其行動中的方法；最近，陸軍在其2021財政年度的項目匯合中試驗了新的概念。然而，海軍和海軍陸戰隊在將無人機系統整合到他們目前的機隊和行動中的經驗有限，特別是在航空母艦和兩棲艦上的大型無人機系統。隨著新的無人機系統的開發，以及使用這些飛機的新概念，有人駕駛的飛機和無人機系統將如何整合仍有待觀察。同樣，目前還不清楚與空域沖突有關的問題在多大程度上會給國防部帶來挑戰。

3.5 出口管制

美國通過多邊出口管制制度和國家出口管制來控制無人機系統的出口。

導彈技術管制制度

導彈技術管制制度（MTCR）"尋求限制 "核生化武器擴散的風險，"通過管制可能有助于此類武器運載系統（除有人駕駛飛機外）的貨物和技術的出口"。1987年由美國和其他六個國家成立的MTCR，每年舉行幾次會議，目前由35個伙伴國組成，是一個非正式的自愿安排，其伙伴國同意對一個包含兩類受控物品的附件適用共同的出口政策準則。伙伴國根據國家立法執行這些準則，并定期交流有關出口許可證問題的信息，包括拒絕技術轉讓。MTCR準則適用于武裝和非武裝無人機系統。

第一類MTCR項目是最敏感的，包括 "能夠在至少300公里范圍內運送至少500公斤有效載荷的完整無人機系統，其主要的完整子系統......以及相關的軟件和技術"，以及為這些無人機系統和子系統 "專門設計的 "生產設施。伙伴國政府應 "強烈推定拒絕 "此類轉讓，無論其目的如何，但可在 "罕見情況下 "轉讓此類項目。 該準則禁止出口第一類物品的生產設施。制度伙伴在授權出口第二類物品方面有更大的靈活性，其中包括不太敏感和兩用的導彈相關部件。這一類別還包括完整的無人機系統，無論有效載荷如何，射程至少為300公里，以及具有某些特征的其他無人機系統。

MTCR準則指出，各國政府在考慮MTCR附件物品的出口請求時應考慮六個因素。(1) 對核生化擴散的關注；(2) 接受國 "導彈和空間計劃的能力和目標"；(3) 轉讓對核生化運載系統的 "潛在發展意義"；(4) "對轉讓的最終用途的評估"，包括下文所述的政府保證；(5) "相關多邊協定的適用性"；以及(6) "受控物品落入恐怖團體和個人手中的風險"。 " 該準則還規定，如果伙伴國政府 "根據所有可用的、有說服力的信息 "判斷該物品 "打算用于 "核生化武器的運載，則強烈推定拒絕轉讓MTCR附件中的任何物品或任何未列入清單的導彈。

此外，MTCR準則指出，如果出口國政府不判斷擬議的第一類無人機系統的轉讓是用于核生化運載，政府將從接受國獲得 "有約束力的政府對政府的承諾"，即 "未經 "出口國政府的同意，"該項目或其復制品或衍生品都不會被再次轉讓。出口國政府還必須承擔 "采取一切必要步驟，確保該物品只用于其既定的最終用途 "的責任。此外，政府只有在得到 "接受國政府的適當保證"，即接受國將只為其既定目的使用這些物品，并在未經出口國政府事先同意的情況下不修改、復制或重新轉讓這些物品的情況下，才可批準轉讓 "可能有助于[核生化]運載系統 "的物品。伙伴國政府的出口管制必須要求在政府通知出口商此類物品 "可能全部或部分用于......載人飛機以外的[核生化]運載系統 "的情況下，授權轉讓未列入清單的物品。這些限制被稱為 "全面 "管制。

其他多邊出口管制制度

其他多邊制度限制可能使無人機系統開發核生化有效載荷的技術的出口。例如，核供應國集團管理與核有關的出口，而瓦森納安排在常規武器和某些兩用貨物和技術方面發揮著類似的作用。澳大利亞集團是與化學和生物武器有關的技術的類似組織。

美國的出口管制

從2017年開始，美國向MTCR合作伙伴提交了一系列建議，以放寬該制度對某些無人機系統的出口準則。 這些政府以協商一致的方式作出決定，但沒有同意采納任何這些建議。2020年7月24日，特朗普政府宣布了一項新的無人機系統出口政策，將 "精心挑選的MTCR第一類無人機系統的子類，其飛行速度不能超過每小時800公里（大約每小時500英里），視為第二類"，從而克服了MTCR對這些系統的 "強烈拒絕推定"。美國已經向法國、意大利、日本、德國、韓國、西班牙和英國出口了MTCR第一類無人機系統。

美國商務部工業與安全局（BIS）2021年1月12日的最終規則實施了對美國兩用許可程序的相關修改。BIS向國會提交的2020財政年度報告指出，取消了所有2020年MTCR會議，并解釋說，美國單方面采取這一政策是因為 "在可預見的未來，MTCR沒有進一步進展的場所"。 國務院的一位官員說，該提案 "仍然是我們在MTCR中的一項優先努力，但這--與其他許多事情一樣--受到了旅行限制的阻礙"，該限制是為了應對COVID-19病毒帶來的風險。MTCR成員在2021年10月舉行了一次全體會議，但沒有通過美國的提案。

美國對無人機系統的出口施加了一些其他限制。美國務院負責管理對軍用無人機系統和其他國防物品的出口管制；這一制度的法定依據是《武器出口管制法》（AECA；P.L. 94-329）。該法第71(a)條要求國務卿保持一份MTCR附件中所有不受美國雙重用途管制的物品清單。美國出口管制法》還限制了原產于美國的國防物品的用途，并禁止未經美國政府許可向第三方轉讓此類物品。2018年出口管制法》（P.L. 115-232，B副標題，第一部分）為總統提供了廣泛而詳細的立法授權，以實施對兩用物品出口的控制，包括兩用無人機系統和相關組件。美國關于兩用物品出口的法規包含對無人機系統的全面控制。

美國政府還實施了一些法規，以確保原產于美國的無人機系統的接收者將這些物品用于其申報的目的。根據2019年5月國務院的一份概況介紹，美國將轉讓軍用無人機系統，"只有采取適當的技術安全措施"。 國務院和商務部都會進行最終監測，以確定接受國是否適當地使用出口物品。概況介紹說，一些軍用無人機系統 "可能要接受強化的最終使用監測"，以及 "額外的安全條件"。根據國務院的概況介紹，美國轉讓MTCR第一類無人機系統也 "應要求與 "美國政府就該系統的使用進行定期磋商。