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自主无人机的未来
作者: Micah Zenko
原文发布于 2012-09-04 council on foreign relations 原文链接 打印 English

简介

美国中高度长航时(MALE)无人机(如“捕食者”、“收割者”和“全球鹰”无人机)在侦察潜在对手和攻击可疑激进分子方面的固有优势,使其成为奥巴马政府默认的反恐工具。与有人驾驶飞机或特种作战突袭不同,MALE无人机可以直接在敌对领土上空盘旋14至40小时(取决于其武器和传感器有效载荷),而不会使飞行员或地面部队面临受伤、被俘或死亡的风险。

更多信息:美国外交和国际机构,和“全球鹰”(Global Hawk)监视潜在对手并攻击可疑武装分子,使其成为奥巴马政府的默认反恐工具。与有人驾驶飞机或特种作战突袭不同,MALE无人机可以直接在敌对领土上空盘旋14至40小时(取决于其武器和传感器有效载荷),而不会使飞行员或地面部队面临受伤、被俘或死亡的风险

目前,无人驾驶飞机使用方式的一个制约因素是无人驾驶飞机需要的人员比大多数人意识到的要多。例如,“捕食者”或“收割者”攻击无人机需要168至190人维持一次战斗空中巡逻(CAP),或维持对特定区域24小时覆盖的能力。通过任务控制单元,或飞行员和传感器操作员通过卫星通信、协调员、维护或管理人员从远程站点进行控制,这一比例约为30%;发射回收元件中的30%,或飞行员和传感器操作员通过视线通信从发射场进行控制,以及维护或管理人员;40%在处理、开发和传播,或视频和信号情报分析师,以及维护或管理人员。对于“全球鹰”间谍无人机,CAP需要多达300名人员

军方旨在提高“捕食者”、“收割者”和“全球鹰”系统的效率和降低成本的战略是,以更大的自主性取代人类,让无人驾驶飞机运行。无人驾驶飞机的想法对许多人来说是可以理解的,尤其是在做出投弹的生死决定时。然而,这种担忧应该因不到5%的军用无人飞机能够投弹而有所缓和。此外,通过与五角大楼和空军工作人员以及控制、指挥或开发未来无人机概念的官员的数十次对话,我了解到,目前还没有完全自主的无人机进行致命打击的计划(尽管一些人认为,在威胁的防空环境中,MALE无人机应该被授权在受到防空导弹或喷气式战斗机攻击时自主还击)

上周,国防科学委员会(Defense Science Board)——一个就科学、技术和特殊问题向五角大楼提供建议的咨询小组——发布了一份7月份的报告,名为《国防部系统中自治的作用》(the Role of Autonomy in DOD Systems),该报告阐述了美国军队内部实现更大程度自治的一些新战略和概念。报告中有两个发现值得强调。首先,报告提出了降低CAP所需人员的三个想法。值得注意的是,没有提到使用致命武力的自动化决策

以空军对远程驾驶飞机作战空中巡逻(CAP)的人员配置要求为例,自主减少人力的可能方式包括:

-飞行员/传感器操作:目前,需要多个操作员来管理捕食者和全球鹰系统的飞行和传感器操作功能虽然必须保持“人在回路中”来监督操作并做出关键决策,例如与武器释放相关的决策,但有效使用自主技术将使单个操作员能够管理多辆车辆这一目标可以通过将起飞和着陆、航路点导航和传感器启用的态势感知等决策授权给计算机来实现

-维护:使用自主性进行机载设备健康和状态监测应提高可靠性并减少支持操作所需的维护人员

-利用:支持空军无人机所需的大约三分之一的工作人员致力于处理传感器数据,并利用它们来创建有用的信息。即使如此,数据量的快速增长也很难跟上。有很多机会利用自主能力来提高分配给开发功能的情报分析员的能力

第二节评估美国潜在对手如何使用自动驾驶无人机。由于美国(在较小程度上是以色列)主导了全球无人机系统研究以及监视和打击无人机的发展,这可能会对本国或部署的美国部队构成轻微威胁。然而,许多州现在正在迅速进入这一领域。例如,据估计,拥有无人机项目的州从44个到70个不等,约占全球680个无人机项目,比2005年的195个大幅增加。该报告列出了如何使用自主无人系统对抗美国的四种情况

对美国本土的直接攻击UxV(无人“系统”,包括:无人机、无人值守地面车辆、无人驾驶水下机器人和无人机)可用于对付美国本土,其原因与美国在对等情况下选择它们减少友军伤亡的原因相同;提高作战区域系统的可用性(缺乏人的物理限制,使得可空中加油的无人机能够在空中停留更长时间或在更大的距离外作战,从而使更多的平均飞机能够在同一时间内以相同的成本执行特定任务);增加瞬时兵力规模(假设与同等的载人系统相比具有成本优势)等。其使用的使能器将是隐形或威胁干扰系统等特性,与美国系统相同

美国面临的防御挑战将是克服UxV给对手带来的任何数量优势(如果有的话)。美国部队必须调整规模以应对威胁。如果有人系统训练要求超过了制造无人系统所需的时间,那么高消耗率的冲突最终将有利于拥有更多UxV的部队。基地将是对等敌人的关键限制除非敌人成功地部署了航母和舰载无人机,否则他很可能仅限于大型/可加油的远程系统,或在少数已知和可观测的当地基地(如古巴)作战。仅这一因素就可能限制对美国本土的攻击效果……

总体而言,我们预计敌方UxV部队不会在近期或中期显著改变这种情况的计算

美国对对手国的攻击对手有许多UxV选项来反对美国的攻击。与美国本土的平行案例一样,基地问题是美国面临的最大问题。人们普遍认为,如果发生冲突,处于对等对手中等范围内的陆地基地可能会被关闭,或至少严重退化。至少在太平洋地区,这推动了远程舰载攻击的新举措,依靠航母机动性和位置不确定性来维持生存能力。因此,对手可能会很好地组织UxV部队,以支持针对我们的航母打击群。考虑到空中、地面和地下候选物的范围,以及可用的可有可无的传感器,这将是一个非常严重的威胁,而且可能还包括非常重要的有机攻击能力。这种威胁可能会扩展到后方梯队的补给车队和其他作战支援资产,这些资产在几代人中都不需要应对空中威胁。更高水平的机载自主性将通过干扰敌方C2链路来规避我们降低UxV性能的能力。关于敌方本土的实际防御,敌方选择UxV更可能是基于其以较低成本(假设有足够的战术性能)生成(和维持)较大瞬时兵力规模的能力,以使美国的攻击尽可能昂贵和困难

综合防御系统将使美国任务规划和执行工作大大复杂化。由于损耗而失去的无人平台也可能比有人平台更容易更换。近距离基地将消除敌人对卫星通信的依赖,从而消除相当程度的脆弱性

区域战争(即攻击美国本土以外的美国部队)该场景考虑了一个类似于美国在朝鲜战争期间所面临的情况,在朝鲜战争中,美国和一个对称对手或一个敌对客户的部队在第三方领土上作战,而敌对家园是一个避难所。敌方可能会以与UxV在攻击CONUS-fewer伤亡、战区内更大的瞬时和平均可用兵力以及寻找和与美国海军交战的机会方面的效用类似的方式看待UxV的价值。然而,在这种情况下,对手希望有足够的基地,以及可以维持其UxV舰队的本土避难所。如果在这场冲突中部署的部队数量与驻军的总人数相比,如预期的那样,那么训练费用的争论可能不那么引人注目。如果与对手祖国的距离简而言之,UxV可以从避难所直接进入作战空间。这将使大量小型系统的应用成为可能,如果这些系统能够进行监视、攻击和/或电子/网络战,将具有显著优势。防御大型系统将面临与攻击美国本土相同的挑战。在操作我们自己的有人和无人系统的同时,防御小型系统的扩散将是一个复杂的问题,也是一个严重的威胁

在发生敌对行动时,采取非主动战行动以获得军事优势在这种情况下,UxV对敌方的价值在于扩展、补充或替换头顶系统的能力,以提供对美国部队的远程探测和跟踪。用于这些目的的无人驾驶飞行器不必隐身,也不需要打击或防御能力,因此在同等覆盖范围内,其成本将比有人系统低得多用于跟踪美国舰船运动的广域海上监视类系统将是近距离对抗航母战斗群的有效方法。他们还可以追踪部队集结情况,骚扰补给线天基排队资产与远程、长期监视UxV的结合可能会在冲突开始时大大增加美国攻击的脆弱性

白宫反恐高级顾问约翰·布伦南(John Brennan)在2012年4月发表的讲话中承认,美国政府首次正式承认美国无人机正在进行有针对性的杀戮,他在讲话中承认:“我们正在建立其他国家可能效仿的先例。”主要关注技术和系统集成问题,国防科学委员会(Defense Science Board)的报告没有提到美国减少人类与无人机交互的决定可能会对其他寻求无人机的国家产生规范性影响。然而,在美国走上进一步自动化战场和非战场环境中无人机使用的道路之前,应该进行公开讨论和国会听证会——尽管美国第三次战争中有针对性的杀戮升级,但这场辩论从未发生过

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