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基于人工智能的空战复杂性研究

张苗苗 迪怡嘉 王宇飞 梁洁雅 丁鹤荣

北方自动控制技术研究所,030006

摘要: 随着科技的飞速进步,人工智能已经深入到社会的各个角落,包括军事领域。特别是在空战领域,人工智能的融合应用,不仅仅是一次技术的升级,更是对整个空战发展方向的重塑,它所蕴藏的价值无可估量。因此,本文将对基于人工智能的空战复杂性进行研究。
关键词: 人工智能;空战;复杂性;技术要点
DOI:10.12721/ccn.2024.157406
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前言:人工智能在空战领域的应用,不仅极大提升了作战效率与效能,也为飞行员的安全提供了更多的保障,同时也推动了空战朝着更加智能化、精确化的方向发展。随着技术的不断进步,未来的空战将无疑展现出更多的可能性。

一、基于人工智能未来空战呈现出的复杂性特点

在未来的天际中,随着人工智能的融入,空战呈现出的复杂性特点已经远远超出了传统战争的范畴。这场由人工智能驱动的变革,不仅使得战场环境、作战装备的复杂性大幅增加,同时也对后勤保障提出了前所未有的要求。

(一)空战战场环境复杂化

尝试刻画这种未来战争画卷时,必须承认空战战场环境的复杂化是显而易见的。这种复杂化体现在多个层面:从数字化和信息化的战场环境,到多维度的战斗领域,再到高强度的电子战争。在人工智能的加持下,空战战场变成了一个充满了未知和变数的环境。战斗单位不再是简单地在空中飞行和交战,它们需要在高度信息化、网络化的环境中,对抗不仅来自对手,还包括电子干扰、网络攻击等多方的威胁。同时,人工智能的参与也让敌我双方的行动更加难以预测,使得战场的不确定性和难度大幅上升。

(二)空战作战装备呈现复杂化

伴随战场环境的复杂化,空战作战装备的多样化和高度集成化也成为一个显著特征[1]。用于空战的飞机已经不再是简单的飞行器,而是集高速性、隐身性、灵活性、火力强大于一体的高科技作战平台。这些作战装备往往集成了先进的雷达系统、通信系统、武器系统以及人工智能系统,这不仅极大增加了作战能力,也让操作和维护变得极为复杂。除了有人机,无人机的广泛应用也为空战作战装备的复杂化添上了一笔。通过人工智能的调控,无人机不仅可以执行侦察、监视、打击等任务,还能和有人飞机形成协同,执行更为复杂的作战计划。

(三)空战后勤保障复杂化

随着空战技术的进步,对后勤保障提出了更高、更复杂的要求。不仅包括传统的物资补给、装备修理,更加入了数据支持、网络维护等新的内容。为了保障高度数字化、网络化的空战装备正常工作,后勤保障必须能够提供快速、精准的技术支持和信息服务。此外,由于空战作战装备的高度复杂和专业化,相关的维护和修理工作也变得更加困难,需要有高度专业化的技术团队来执行,这对后勤保障系统提出了更高的要求。

二、基于人工智能的未来空战作战样式

(一)蜂群作战

蜂群作战,一种模拟自然界中蜜蜂群行为的战术,其中多架小型无人机通过高度协调的行动[2],构成一个强大且灵活的作战网络。每一架无人机,虽然单个作战能力有限,但通过算法驱动的协同作战,能够实现复杂的战术任务,包括但不限于侦察、干扰、甚至直接打击。它们利用AI技术进行实时数据分析和决策,能够针对战场形势的变化迅速调整战术,执行高难度的避障、突防等动作,给对手造成巨大困扰。蜂群作战的优势在于其高度的灵活性和生存能力,即使部分单元被摧毁,整个系统依然可以保持操作性,这大大提高了作战的可靠性和效率。

(二)有人机/无人机协同作战

在这一模式下,无人机不再单纯作为执行工具,而是变成有人驾驶飞机的伙伴,共同执行复杂的战斗任务。这种协同作战方式下,有人机主要负责决策较为复杂的战术任务,利用人类飞行员的经验和直觉进行快速判断,而无人机则负责执行高风险的作战任务,如前沿侦察、火力打击或电子战干扰等。通过人机协同,不仅将人类飞行员从危险的直接战斗中解放出来,降低了生命损失的风险,还能利用无人机的优势扩大作战范围,增强战斗力的同时,保持良好的灵活性和适应性。

(三)分布式空战

分布式空战,这一概念的本质在于利用多平台、多单元的协调合作,形成覆盖广泛的作战网络,以此来提高整体作战体系的韧性和生存能力。在该模式下,人工智能起到核心作用,通过高速的数据处理与实时的决策支持,控制分散在各处的作战单元进行精确的、有针对性的攻击或防御。相较于传统的集中式空战,分布式空战在于能够在面对敌方密集防火和电子干扰的不利情境下,优化资源分配,利用局部优势,有效提高战斗力的应用灵活性和持续性。在分布式空战中,人工智能的应用不仅限于单个无人机的飞行控制,更关键的是,它能够实现无人机群体间的智能协同。这种协同不仅体现在简单的编队飞行,更能在复杂的战场环境下,根据战场态势变化[3],自主调整作战策略和行动方案。这种能力使得每一次行动都能根据实际情况最优化资源配置,实现作战效能的最大化。

(四)穿透性制空

穿透性制空则是在敌方的防空体系形成强大的压制之下,通过高度自主的无人作战系统,结合有人驾驶飞机,执行深入敌方防线、摧毁关键目标的战术。在这一作战样式中,无人战斗机和人工智能系统被赋予了前所未有的重要性,它们能够处理和分析大量数据,实时调整作战计划,选择最佳途径穿透敌方的防空网。与此同时,人工智能还能够控制无人机群进行精确打击,大大降低有人机的风险,提高整个作战行动的安全性和效率。在穿透性制空作战中,人工智能的优势则更为突出。它可以在短时间内分析敌方防空系统的弱点,制定出多种穿透方案。通过模拟对比各种方案的成功率和风险,选出最佳作战路径。在实际作战中,AI还能根据战场情报的实时更新,动态调整作战方案,以确保任务的成功执行。

展望未来,随着人工智能技术的不断进步和成熟,分布式空战和穿透性制空将大大提升空战战术的灵活性和有效性。它们将成为战斗飞行员的有力助手,甚至在某些情况下,完全改写传统的空战规则。这两种作战样式的发展,不仅将为未来空战力量构建提供无限想象空间,也为全面提高国家空军战斗力提供了新的路径和策略。然而,技术的进步同样带来新的挑战,如何在保证作战效率和灵活性的同时,确保通信的安全性和稳定性,将是这一变革中需要解决的关键问题。

结语:随着人工智能技术的不断成熟,未来空战将变得更为智能化、精细化,成为战争史上一个革命性的变革点。同时,这一变革也提出了新的挑战和要求,包括技术安全性的提高,以及作战思想和策略的不断更新和适应。在新的技术浪潮中,如何有效应对并利用人工智能技术,将直接影响到未来空战的胜负走向。
参考文献:

[1]李前坤,李飞,郭振.基于人工智能的空战复杂性研究[J].军事文摘,2023,(01):28-30.

[2]孙智孝,杨晟琦,朴海音等.未来智能空战发展综述[J].航空学报,2021,42(08):35-49.

[3]陈希亮,李清伟,孙彧.基于博弈对抗的空战智能决策关键技术[J].指挥信息系统与技术,2021,12(02):1-6.DOI:10.