无人机的主要优势在于其能够以其他方式无法比拟的成本或规模产生效果。这意味着无人机的设计应该针对特定任务进行彻底简化和优化。然而,如果要使系统可靠且具有弹性,那么成本的降低程度也是有限的。事实上,在价格和能力之间存在非常特殊的交集,无人机在交集中的效率最高。这也是无人机最有魅力的地方,也是军事专家不断对其研究的原因。
2024年4月,长期跟踪俄乌冲突的英国皇家联合军种学院曾经发布过一篇题为“大规模精确打击:为陆军设计无人机综合体”的研究报告,该报告对无人机进行了深入的分析,并提出大规模精确打击营这种极为前瞻性的作战编制,其观点将产生极为深远的影响。本文将对其进行深入分析。
基于对俄乌战场经验和军用无人机技术的紧密跟踪研究,《大规模精确打击:为陆军设计无人机综合体》研究报告的作者贾斯汀· 布朗克教授和杰克· 沃特林博士提设想了大规模精确打击营的作战编制。按照在作战中的角色划分,大规模精确打击营由五个连组成:1个纵深情监侦连□□□□、1个战术打击连□□□、1个纵深打击连□□、1个情报与指挥连以及1个支援连。下面将详细介绍该营的各个组成部✅队。
纵深情监侦连下辖3个纵深侦察排,每排拥有2台多功能战术车。虽然一架无人机可以覆盖一个特定方向,但为了在目标上空维持连续的侦察监视任务,需要3架无人机组成一个作战单位。在任何给定时间,1架正在回收,1架正在准备发射或前往任务区域,1架正在飞行。采用两部分可拆卸机翼结构和可分离尾翼设计,一辆多功能战术车应能装载两架无人机机身。因此,三架平台需要两辆车辆运输,第二辆车的剩余空间最好装载两根天线以及无人机的指挥与控制设备。每辆车配备3名乘员,分别是一名驾驶员/机械师□□□□、一名通信员兼传感器操作手和一名飞行员。
如此,一名机械师可以准备无人机发射,另一名可以回收无人机,一组操作手和飞行员休息或与其他部队保持通信,另一组飞行员和传感器操作手则专注于规划和执行任务。因此,六组这样的车紧急情况下可以在纵深区域生成六个轨道,或者在整个作战空间维持三个轨道,组成大规模精确打击营的纵深侦察连,共同侦察约60千米的前线区域。
近距打击连,也可被称为战术打击连,该连下辖3个战术打击排。每个战术打击排配备4台多功能战术车。战术情报□□□、监视与侦察能力,是作㊣战部队的建制内兵力,每个机械化排大约配备两架无人机。它们会持续损耗,必须进行补充。主要要求是这些系统的探测数据不能仅保留在排一级,而应进行分类并向上传递到营或旅指挥所。这可以通过操作手报告他们的观察结果来实现,也可以通过卫星上行链路或其他转发系统将数据反馈来完成。对于机械化排来说,如果能够让处理器对数据进行分析以生成探测结果,那么传输的数据可以是物体和位置的列表(静态图像甚至简单文本),而不是全动态视频,这样可以降低带宽需求并有助于控制信号发射。
除了战术情报□□□□、监视与侦察之外,为了维持训练有素的操作手□□、规划工具和维护工作的效率及可用性,需要将多种类型的无人机编入部队,以支援前线的各个部分,这与乌克兰的经验相符。在乌克兰,由专㊣门部队执㊣行无人机任务时,某些任务的效率从10%提高到了70%。如果要实现战术打击等能力的规模效应,这一点尤为必要。虽然个别打击任务可能因战术部队的探测而发起,但要实现规模效应,需要大量的打击平台同时汇聚。
根据使一个连级部队失去行动能力的最佳弹药数量,可以假设一个作战单位必须能够同时出动24架打击无人机。假设无人机展开后长度约2米□□□、宽度约40厘米,折叠机翼后,一辆多功能战术车上应能搭载6架这样的无人机。由四辆这样的车辆组成一组,每辆车配备3名乘员(一名驾驶员□□□□、一名通信员和一㊣名操作手),就构成了一个排。以两两一组的方式行动,这样可以在发射平台之间实现对等救援,并且在两个不同位置设置偏移通信天线,有助于增强与打击波的指挥链路的弹性。这也能使打击系统从不同方向同时汇聚攻击目标,而无需交错发射。考虑到需要✅进行多次齐射,由三个这样的排组成的无人机营战术打击连,将形成可以分配用于支援前线的作战单位。
纵深打击连下辖3个纵深打击排,每个排拥有3辆发射卡车和1辆保障车。每次纵深打击所需的武器数量会根据目标的不同而有很大差异。然而,可以根据打击平台的最小尺寸和要求来描述作战单位。假设一种武器重140至200千克,弹头重20至50千克,那么从标准军用卡车上的一组集装箱式发射筒中发射8至12枚武器是合理的。这里存在一个权衡,折叠机翼可以增加装载数量,但会增加一些成本和复杂性。
无论如何,发射筒中的弹射器㊣可以实现加速发射。假设有三辆这样的车辆组成一个发射车组,第四辆车携带工具□□□□、备件和通信设备,一个标准作战单位应该能够从三个不同的发射位置发射多达36枚弹药。以标准军用卡车为发射单元有助于伪装发射器。驾驶室需要具备为武器编程飞行路线的能力。每辆卡车假定有三名乘员,包括一名驾驶员□□□、一名工程师和一名通信专家。预计该营将部署三个这样的发射排,组成一个纵深打击连。
情报与指挥连下辖4个排。分别为指挥部排□□□、情报排□□□、软件开发排和新型效果排。贾斯汀· 布朗克教授和杰克· 沃特林博士在大规模精确打击营的情报与指挥连之下设置软件开发排是极为有远见的。最近几场冲突的战场经验表明,在无人机和反无人机领域,双方的对抗策略都随着战事的进行在不断演进和升级,如果一方长期沿用某种固定的策略,那么这方在未来的对抗必败,因为如果不升级软件和对抗策略,很容易被对手抓住漏洞,造成系统性。
该连的指挥排和情报排,负责与更高级别的指挥部联络,规划任务和打击行动,并绘制飞行路线。软件开发排,负责收集和分析整个编队的任务数据□□□、修补系统漏洞□□□□、更新任务数据文件,并设计新算法以支持作战概念。新型效果排,负责设计支援效果并将其集成到有效载荷中。该排还将负责使用提供支援效果的定制无人机。
负责为不同单位提供补给。除了为每个无人机连配备一个排进行支持外,后勤连还需要一个负责✅制造□□□□、安装零部件以及维修和改装无人机的排。
贾斯汀· 布朗克教授和杰克· 沃特林博士认为,大规模精确打击营必须对足够数量的目标实施精确打击,以破坏或削弱敌人的战斗力。大规模精确打击营需具备的这种能力可细分为五项职能,分别为:近距离情监侦□□□□、近距打击□□□、纵深情监侦和纵深打击。
第一项任务是近距情监视侦,覆盖与交战部队相当层级所占据的作战空间。要求是为战术部队提供作战空间的持续可见性,以便协调传统火力,或对已识别的目标召唤大规模精确打击。传感器覆盖密度是这项能力的关键驱动因素,这些资产在战术部队中使用时,不能给班组或排带来过多的认知负担。由于这些系统必须持续运行,几乎无法对其运行的地点和路线进行规划。因此,它们将被要求在激烈争夺的空域中飞行,且在发射前无法通过排序的支援效果来降低威胁。因此,必须假定这些平㊣台会大量损失。
第二项任务是近距大规模精确打击。这主要涉及对装甲战斗车辆群□□□、射击阵地和通信设备的打击。一次打击的目标数量可能会有所不同,但可能多达12个平台。射程要求可能是从己方部队前沿(FLOT)向前延伸10千米的纵深,这就要求有效射程约为20至30千米,以便能够从FLOT后方的安全距离发射,并覆盖足够的作战空间。目标极有可能是机动时间敏感单位。
第三项任务是纵深情监侦。相关无人机平台的航程应覆盖敌方的近程支援火炮和侦察火力系统,从发射点起大约需要穿越80千米的距离。最大渗透距离可能受飞行速度的限制几乎与受燃料的限制一样大,因为超过一定距离后,许多远程武器将无法在目标转移之前可靠地击中目标。通过地理空间或电磁侦察等其他探测手段识别出的静态目标,不是这些系统的主要目标。相反,目标是精确定位敌方火炮□□□□、防空和指挥控制基础设施。
第四项任务是对具有作战意义的目标实施纵深打击。执行该任务的无人机航程可能长达500千米,目标可能包括战术系统或固定目标,如机场或具有军事用途的占领建筑。由于能够携带足够远距离的武器系统成本足够低才能大规模使用,但它们的重量限制意味着目标不太可能包括加固基础设施,这类目标仍然是更大□□□□、更昂贵的巡航导弹和弹道导弹的任务范畴。
考虑到从发射点飞行这么远的距离所需的较长时间,第四项任务中的纵深打击需要仔细的任务规划,并且不会涉及动态目标。然而,通过对后勤基础设施和指挥控制要素构成持续的精确打击威胁,这些能力将给敌人的补给和部队协调能力增加巨大障碍,从而阻碍其实现兵力集中。这些能力也对空中和海军力量构成威胁,因为它们威胁到基础设施和基地。所涉及的规划意味着打击将优先针对具有作战意义□□□、因此设防的目标。
最后一项任务是为联合打击提供支援。这可以是为其他无人机提供空中通信中继。也可能涉及投放巡飞电子战效果,以削弱防御,使更强大的打击系统任务类型。在设计这类支援装备时,一个关键变量是被支援打击的交战速度,因为这将决定武器需要在目标上空停留的时间以及到达目标所需的时间。如果没有复杂的杀伤链,它可能还需要与被支援的武器使用相同的发射平台,但这种通用性并不能保证。例如,巡航导弹投放的突防辅助装置很快就会被导弹甩在后面。相比之下,在防御系统上空盘旋的无人机可以在巡航导弹攻击的整个过程中,持续向防御雷达提供各种虚假目标,从而提高成功打击的概率。
在装备配置方面,贾斯汀· 布朗克教授和杰克· 沃特林博士基于俄乌克冲突的战场经验,给出了一系列详实的建议。这些装备配置考虑具有重要借鉴意义。
近距情报□□、监视与侦察的核心任务是为近距作战的部队提供持续□□□□、广泛的覆盖。态势感知能力不足的部队在交战中往往会遭受更大损失。大致的需求是每个排能够配备两架无人机。
这些平台必须是可消耗的,因为它们需要在有限的作战空间内使用,并且无论电子战干扰程度如何都要执行飞行任务,这意味着它们会大量损失。由于操作人员无法选择使用的时间和地点,而且需要大量此类平台,因此这些平台必须尽可能廉价□□□□、易于操作,并且后勤负担要低。
四轴无人机是最有效的设计。由于该无人机可能需要由徒步人员携带,目标重量低于2千克最为理想。它必须能在白天和夜间使用,并且能够识别隐蔽的目标,这意味着热成像仪非常必要。热成像仪它可能是无人机最昂贵的部件,其次是天线和电池。总体而言,每架机身的目标价格可能低于2500美元,以便军队能够大量采购这些无人机,将其作为类似于弹药的一次性资产用于训练和作战。
一些预计以较低信号特征行动且对环境适应性要求更高的部队,可能会将其无人机的价格提高到每架8000美元。大致的飞行要求是续航时间40分钟,作战半径约10千米。将这些系统作为可消耗的大规模资产进行持续部署所需的成本目标,限制了其融入电子战抗性□□□、非GPS依赖导航及第一章中讨论的其他功能的能力。为了使投资更昂贵的系统变得可行,预期的损耗率以及所需的数量需要相应降低。
大规模采购而非临时采购,可能有助于降低价格,这得益于规模经济使供应商能够更经济高效地生产,但这种方式也使得快速进行设计迭代以领先于敌人的适应变得更加困难。提高生存能力的最简单方法之一是确保无人机每次飞行使用不同的控制频率,从而要求对手在进行电子战攻击之前先识别频率。
这类系统㊣的指挥与控制必须是自动化的,因为操作人员可能会因自身面临的威胁而分心。该平台需要具备保持位置的能力,可能通过固定在地面上某个视觉识别点上方来实现。应假定该平台能够在没有GPS的情况下运行,因为GPS信号通常会被阻断。实现这一目标的最佳方法可能是让平台测量与控制站的距离和方位,并通过特定任务预先加载的加密密钥进行认证。此后,可以向系统发出命令,使其在三维空间中移动指定距离,或进行直接控制飞行。检测到的物置可能由操作人员根据图像与自己地图的比对来确定。
鉴于需要将平台成本降至最低,这些平台上的目标识别和其他人工智能功能可能因成本过高而无法实现。如果无人机在较长时间内失去连接,其最佳行为是朝着最后检测到的认证指挥方向飞行一段与估计到发射器的距离相当的距离,然后降落。
这类任务的核心是为联合部队提供一种手段,在敌方部队接近到己方部队直瞄武器射程之前,降低其战斗效能,理想情况下阻止其推进。这可以通过摧毁纵深内的大量关键支援装备□□□、近程支援火炮和其他支援平台(如为推进部队提供电子防护的车辆)或机动部队来实现。由于有效的战斗部队在数十千米范围内的行动往往依赖车辆,因此完成这项任务必须打击的大多数关键目标将是装甲车辆。这类大规模打击资产更可能需要在探测到目标时立即发射,而不是长时间盘旋。这是因为该任务需要在短时间内发射大量武器,以便在敌方部队推进时迅速削弱其力量,并压制点防御系统。此外,许多关键目标(尤其是敌方主战坦克)的装甲特性意味着必须携带聚能装药弹头。
为了降低敌方部队的效能和/或阻止其推进,并不需要将车辆彻底摧毁,对大多数车辆造成足以使其失去行动能力的损伤就足够了。乌克兰的战斗经验表明,使用相对较轻且廉价的大规模一次性无人机(如配备5千克聚能装药战斗部的俄罗斯“柳叶刀”-3M),可以可靠地实现这种程度的损伤。一旦车辆的发动机□□□、行走装置或其他关键部件被击中受损,它们就会成为火炮或其他不太专业的大规模火力装备(如FPV无人机)的固定目标。因此,与其他能力相结合,近距大规模精确打击的关键任务是能够在敌方连级部队的大多数坦克和装甲战斗车辆接近到直瞄武器射程(距离前沿约2.5千米)之前,使其失去行动能力。如果能够以比大规模火炮或攻击机更具成本效益和效率的方式实现这一目标,那么这很可能是一项具有吸引力的投资。
一个标准的俄罗斯坦克连配备10辆主战坦克,而一个标准的摩托化步兵连配备2~4辆主战坦克,以及6~8辆步兵战车或装甲运兵车。因此,作为一个规划假设,阻止一个连级规模的进攻需要有能力可靠地使4至6辆装甲车辆失去行动能力或丧失作战能力,这些车辆通常配备爆炸反应装甲。所需精确武器的数量将取决于武器的终端生存能力□□□、弹头的有效性以及武器制导/控制系统的准确性和可靠性。使用小型涡轮喷气发动机而非螺旋桨来提高飞行速度,可以缩短发射到命中目标的响应时间,并可能使武器更难被拦截,但会增加成本,从而减少在给定预算下能够采购和发射的数量,同时也会降低终端机动性。弹头的有效性也是如此,更大或串联弹头每次命中时摧毁装甲车辆的概率更高,但这也需要更大□□□、更强力的机身/推进配置,从而增加成本,进而减少可负担的弹药数量。
为了说明成本范围,一架挂载反坦克榴弹的FPV无人机的单价可能在800至1800美元左右。然而,乌克兰的作战数据表明,由于制造质量和可靠性□□□□、所需的飞行员技能以及电子战对其控制通道的影响,这些弹药中只有约1/5能命中目标。实际上,在一天中的很多时候,由于电子战的影响,FPV无人机根本无法使用。FPV无人机对装甲目标的打击效果也不可靠,往往需要多次命中才能摧毁目标。此外,由于其射程较短(在寒冷天气下更短),以及廉价FPV视角无人机因简单□□□□、低质量的无线电导致频谱拥塞问题,很难集中使用它们。乌克兰的FPV无人机小组通常需要分散在相距500米的位置以避免频谱干扰。现在出现了一些更先进的FPV无人机系统,它们更可靠,命中率更高,但成本约为3000美元。尽管如此,FPV无人机主要在敌人决定承担风险关闭干扰时才有效。它们是一种有用的班组级武器,能够从隐蔽位置进行精确打击,但作为大规模精确打击作战群的核心能力还不够可靠。
对于像“柳叶刀”-3M这样的武器,它对未受反应装甲保护的目标具有相当可靠的打击㊣效果,并且由在双频和备用频率上运行的廉价FPV控制系统进行制导,以增加干扰难度。通过每个目标发射2至3枚武器,合理情况下可以摧毁目标。通过目标指定实现自主终端寻的,“柳叶刀”-3M在接近目标时也能降低受到干扰的脆弱性。“柳叶刀”的射程约为35千米,可以从多个方向汇聚攻击,其尺寸使其能够携带天线与中继无人机连接,大大增加了干扰其控制频率的难度。因此,要阻止一个拥有约10辆装甲车辆的俄军连级部队,发射20枚“柳叶刀”-3M㊣类型的武器应该就足够了。根据公开的成本估算,一枚“柳叶刀”-3M的价格约为3万美元,仅计算弹药费用,完成这项任务的成本约为60万美元。
相比之下,美国制造的FGM-148“标枪”导弹每枚成本约为17万美元,射程在1200~4000米之间(取决于具体条件),而AGM-179联合空地导弹(JAGM)的价格接近20万美元。这两种武器的成本反映了它们更高的速度□□□、射程□□、终端精度和弹头复杂性,使其对重型装甲目标的杀伤概率接近1,尽管有专门的对抗㊣措施可以降低这一概率。技术上,制造一种具有类似“柳叶刀”的弹药,配备与专用空地导弹相当的弹头□□□、使拦截复杂化的火箭发动机以及更可靠的指挥链路是可行的;然而,这样的设计将与现有的以色列“长钉”非瞄准线反坦克导弹类似,如果要达到类似的射程,价格将达到约20万美元。
列出这些成本和能力基准非常重要,因为围绕无人机的公众讨论往往以FPV无人机的成本假设为依据,但却赋予它们“柳叶刀”的能力,并进一步增强网络人工智能功能,这是不现实的。作战分析表明,虽然FPV无人机是一种有用的步兵武器和额外工具,但它们不可靠□□□□、不可依赖,而且目前其效果无法扩大规模。此外,价格与现有空地导弹相当的更先进无人机可能相当多余。然而,类似“柳叶刀”的无人机可以在更远的距离实现类似空地导弹的效果。它们更容易被对抗,但在必要的对抗措施不到位时,其使用足够灵活。它们也是足够大的弹药,可以进行一些模块化升级。因此,目标应该是制造一种射程约30千米□□□、携带㊣5千克弹头□□、单价低于4万美元的弹药。
在纵深区域飞行和盘旋的能力需要固定翼机身,其有效载荷和续航时㊣间约为2.5小时。假设在目标区域至少盘旋30分钟,以在最大纵深70千米处识别相关目标(这由大量可用的武器最大射程决定),那么剩下120分钟用于覆盖长达90千米的作战空间,包括从发射平台到前沿后方的距离。如果该系统要在25节(阵风40节)的中到强风中仍具备这种能力,并且假设这可能是逆风,同时利用顺风返回以维持盘旋,这就要求平台能够在120分钟内飞行约250千米,目标空速为125千米/小时。较小的平台可㊣能适合支援神管火炮部队,因为它们的射程有限,但这构成了情报□□□、监视与侦察无人机的合理最大需求。由此产生的机身翼展可能约为4米,由螺旋桨驱动,尤其是因为它必须能够在目标上空低速高效盘旋。
在传感器方面,情报□□、监视与侦察无人机需要光电/红外传感器。这些传感器必须经过陀螺稳定处理以抵消振动,确保即使在放大时图像也清晰。该平台还必须具备将探测到的目标信息传输回地面的能力。在设计上有两种选择,一种是平台利用自身传感器进行目标识别,仅将观测到的物体分类和位置信息传输回地面;另一种是传输全动态视频,将分析负担转移到接收端,并且需要持续的链路,这容易成为敌方电子战资产的攻击目标。
纵深情报□□□□、监视与侦察平台可能需要在GPS信号被阻断的环境中运行,如果要准确锁定目标,即使导航信号被阻断,它们也必须能够确定已识别物体的精确位置。最可能的实现方法是采用惯性导航,并通过预先加载地图的地形识别进行定期更新。这可以通过控制站使用高架窄波束传输进行更新校准来叠加。最可靠的数据传输方式是通过卫星链路,或使用软件定义㊣无线㊣电的定向天线。
为了让其他武器能够精确打击目标,可能需要激光测距仪来计算目标的方位和距离,以获得准确的网格坐标。一些先进系统可以利用高分辨率地形地图□□、斜距计算和地形特征匹配来计算相机的准确落点。然而,这些能力依赖于无人机上相对复杂的组件来提供所需的机载数据点。无人机通过这些方法定位的目标,可以与已识别地图中的固定视觉图像位置进行比较以进行验证。
为了持续覆盖感兴趣的区域,这类无人机的一个作战单位需要由三架机身组成。昂贵的组件包括软件定义无线电□□□□、存储和查询预先加载地图的处理能力以及传感器转塔。总体而言,每架机身的单位成本可能高达20万美元。生存能力不仅取决于平台相对较小的雷达散射截面和缓慢的飞行速度,还取决于精心的航线规划。在这种纵深区域进行持续的高分辨率侦察是其他能力无法可靠提供的任务。试图用有人驾驶旋翼飞机实现类似效果风险过高。此外,虽然20万美元的单位成本听起来很高,但与用于拦截这类无人机的防空弹药相比,还是比较划算的。作为侦察和打击的支援能力,这种能力作为一种独立能力可能最容易证明其合理性,与其他收集手段的重叠最少。
如果目标是保持机身轻便□□□□、价格低廉,并在一个使敌方许多系统不敢轻易暴露以优先攻击它们的价格点上最大化能力规模,那么将情报□□、监视与侦察和打击功能分开通常是有意义的。因此,执行纵深侦察任务的无人机平台应当区别开来,但有一种强烈的趋势是通过扩展其功能来使其复杂化。
有军事专家认为,既然系统能够到达目标上空,为什么不让它自己攻击目标呢?简单的答案是弹药很重,携带弹药会显著增加阻力。结果将是一个大得多的平台,实际上成本会螺旋式上升,同时生存能力下降。这就是为什么具有这种射程的具备打击能力的无人机成本会迅速上升到数百万美元,比如土耳其的TB2无人机。除了价格因素外,这类无人机也更容易暴露在威胁系统之下。此外,在如此纵深的区域进行指挥和控制很难确保,这增加了对自主性的要求,进一步增加了成本和复杂性。
将无人机划分为任务模块是一种常见的架构方法,称为“关注点分离”,它提供了一个更模块化□□□、更具弹性的系统组合,比单一模块更具生存能力。一个显著的例外是无人机可以携带非动能有效载荷的情况。通过使用其软件定义无线电,如果安装合适的天线,这样的无人机可以收集电子情报和信号情报,或者作为电子攻击的载体。有效载荷的模块化使这成为一种选择,但这不会是常规任务,尤其是因为其效果是特定的。北约国家不断开发新系统,因此更小的电子情报和信号情报设备不断涌现,这意味着这类功能的重量㊣负担正在减轻。
大规模精确打击作战群具备打击战略纵深目标的能力,这有可能在战役层级给敌军带来更多困境,并将一系列新的效果与现有的但存在争议的空军任务相结合。数百千米的远程打击所固有的飞行时间,使得用这类系统动态地打击移动目标变得不切实际。因此,就导航复杂性而言,系统只需要能够准确导航到预先规划的位置即可。
为了深入敌方领土数百千米,系统必须携带大量燃料储备□□□、强大的自动导航系统和相当㊣重量的弹头,以便对目标产生与其成本相称的影响。这意味着即使是为成本效益而非速度或复杂性优化的系统,如第一代螺旋桨驱动的伊朗“沙希德”-136无人机,成本也超过3万美元,重量约200千克。俄罗斯经过多次改进,大幅强化和升级了该平台,但生产成本也提高到了约8万美元。因此,在战略纵深进行攻击的目标通常是根据集中化的流程蓄意选定的,而不是临时选择的。
此外,战术行动的效果可以迅速利用,而战略纵深打击的效果通常需要数周□□、数月甚至数年才能对敌方的作战能力产生决定性影响。在此期间,防御系㊣统和战术会不断适应,这意味着仅仅集中使用单一类型的远程打击武器,不太可能在防御战术发展到足以削弱其可靠打击目标的能力之前产生决定性效果。相反,大规模远程打击系统的导航□□□、制导和终端需要不断迭代,以便在战役中领先于敌方防御系统的适应速度。
在打击方法方面,在乌克兰可以看到双方都采用的两种方法:单个平台的分散式打击和大规模齐射以突破关键防御地点的防御。单个平台分散式打击的任务要求简单,因此可以用相对廉价的武器实现。对于像“沙希德”-136这样价格亲民的螺旋桨驱动系统能够携带的50千克弹头,要对特定设施或装置产㊣生可✅靠的破坏效果,需要达到几米以内的精度。
有了这种精度,就可以利用廉价的精确打击武器打击那些不值得使用昂贵的巡航导弹或穿透式空袭的目标,从而补充更广泛的远程打击行动的破坏效果,这些目标虽然价值不高,但仍然会对国家的作战和后勤能力产生影响。这将迫使敌方要么分散防空力量,降低关键地点的覆盖范围,要么长期承受重大损失和/或后勤效率低下的问题。
第二种打击方法是集中使用纵深打击武器,通过发射系统和任务规划,使武器同时到达更有价值且防御严密的目标。这需要复杂的任务规划和导航能力,如果武器要在飞行中像集群一样协同行动,还需要数据链能力。这些因素会提高单位成本,同时也会减少在给定时间内和资源条件下能够执行的打击行动数量。
然而,如果在更广泛的纵深打击行动中,与传统武器一起大规模使用相对经济实惠的远程精确打击武器,随着时间的推移,会让对手在终端杀伤力和拦截导弹消耗方面面临严峻的防空困㊣境。那些能够持续大规模负担得起的系统,可能没有复杂的雷达散射截面缩减功能或防御辅助套件,也无法进行复杂或高速的终端飞行机动。这就使得它们单个来说比较容易被传统的近程防空(SHORAD)系统,如“猎豹”(Gepard)□□、“道尔”(T✅or)或“铠甲”(Pantsir)击落。
如果让它们突破防线,攻击固定的后勤基础设施□□、空军基地□□□、维修仓库或其㊣他固定节点,就会造成严重威胁,因此防空系统必须对它们进行拦截。如果一次性有足够数量的来袭目标,由于防御系统不堪重负或备用拦截弹药耗尽,部分目标可能会突破防线。如果用它们直接攻击防御系统,或者与空中诱饵一起发射,干扰防空系统的部署,这种饱和攻击还能提高更昂贵且稀缺的巡航导弹或穿透式战斗机的任务成功率。如果远程精确打击武器能够主动攻击防空系统,那么它们作为更广泛的战略空对地导弹打击行动的关键辅助手段的潜力将大大提升。
这需要主动导引头,因为大多数现代防空系统至少是半机动的,即使在保卫固定地点时,也会经常在不同的预设阵地之间重新部署。配备足够处理能力□□、能够识别□□、分类并追踪防空资产的光电/红外导引头,或者更先进的反辐射寻的或毫米波雷达导引头,从技术上讲都可以添加到远程精确打击平台上。这些都会使成本大幅增加,相比像“沙希德”-136这样更基本的固定目标坐标攻击系统,成本会增加数倍。
那些能够在相对紧凑且价格合理的平台上提供足够射程的高效螺旋桨甚至小型涡轮喷气发动机,也限制了这类系统的终端生存能力。因此,鉴于大多数俄罗斯防空系统都有能力拦截更具挑战性的目标,如AGM-88“哈姆”(H✅ARM)导弹,要想对警觉的防空系统有较高的命中率,就需要大量的螺旋桨或喷气动力武器。在这种情况下,从成本角度来看,这可能不如直接投资增加现有用于摧毁敌方防空系统的空射弹药库存更具竞争力。一个更经济的选择是让情报□□□、监视与侦察(ISR)无人机为终端制导指示目标。
考虑到这些权衡电磁波测距的基本公式,远程精确打击能力的价值似乎最明显地体现在两个方面:一是能够打击那些本身不值得动用更强大武器资源的目标;二是它们对复杂打击行动的贡献。在这两种情况下,廉价和简单最终使这些系统脱颖而出。所以,目标应该是设计并采购一种单位成本低于10万美元的点攻击系统,该系统要具有足够的模块化特性,以便能够改变和调整其导航逻辑,从而领先于敌方的对抗措施。
支援装备是大规模精确打击营装备需求的重要组成部分。其中最明显的是通信和数据链中继设备□□□、电子战武器以及诱饵。在所有这些任务中,都需要一个能够携带复杂电子有效载荷的平台,具备必要的动力和冷却系统以保证其运行,同时要有足够的动力和燃料,使其能够在所需的纵深区域持续飞行。因此,这类㊣资产可能比近距精确打击甚至超视距情报□□□□、监视与侦察类的资产更大□□□□、更昂贵。这些资产也很可能是固定翼□□□、螺旋桨驱动的,以便在数千英尺的高度进行缓慢□□□、高效的飞行,从而为它们设计要交互的各种系统提供良好的视线)数据链中继设备
对于数据链/通信中继功能来说,关键参数可能是在任务区域的续航时间□□□、信号传输距离□□□□、机载处理器的带宽容量,以及一套现代化的数字软件定义无线电设备,该设备具有频率捷变功能,以便在作战群其他部分运行时,更难被敌方削弱其功能。因此,有效载荷的价值很可能远远超过平台的机身和发动机组合,并且将成为可部署数量的成本和制造瓶颈。不过,由于中继无人机通常可以在作战群的动能武器打击目标的后方位置运行,所以它们不太可能成为动能攻击的常规目标,也就不太可能大量损失。但是,其有效载荷的价值意味着这类无人机需要强大的自动导航和安全着陆/回收功能,以避免在敌方电子攻击面前过于脆弱。中继无人机的数量及其在大规模精确打击营中的核心地位,最终将由系统其他部分的自动化程度决定。大规模精确打击营在不同作战深度的搜索和打击功能自动化程度越高,对低延迟□□□、有保障的数据链连接的依赖就越小。
作为大规模精确打击营一部分的电子战武器,由于平台尺寸和发电能力的限制,可能需要采㊣用“抵近干扰”而非“防区外干扰”的方式。根据电磁能量的传播特性,电子战发射器离它试图干扰的接收器越近,相对于目标的功率输出,它所需的功率就越小。对于小型无人机这类平台来说,抵近干扰可能是削弱敌方关键系统(如监视和防空雷达)的唯一可行方法。这意味着精确打击武器不仅要携带复杂的电子攻击有效载荷,以及在所需干扰时间内运行该载荷所需的足够动力和冷却系统,还必须将该载荷带入敌方空域一定距离。所需的突防距离将根据电子战武器要支援的大规模精确打击作战群的具体组件而有所不同。然而,一般来说,这类系统比具有相似射程□□、推进和制导/导航配置的动能武器更复杂□□□□、更昂贵。它们的干扰效果还必须经过精心调整和测试,以避免干扰精确打击作战群其他部分正常运行所需的传感器和通信设备,或者其他联合部队的装备。
如果这些诱饵还旨在模拟更大的作战飞机或巡航导弹目标,那么它们可能还需要更昂贵的喷气推进装置和专门的机身设计,以便能够在敌方雷达操作手不易识别为诱饵轨迹的速度和高度飞行。这类诱饵已经作为空射和地面发射的装备存在,因此,将这些技术应用于更新型的大规模精确打击作战群,需要在投资显著减少的情况下,展现出比单纯购买额外的系统(如美国制造的“微型空射诱饵”系列)更令人信服的作战效果。
俄乌冲突将对未来战争产生极为深远的影响,这不仅仅体现在战争双方谁胜谁负上,而且还体现在其对未来战争形态的影响上。2024年6月1日,乌克兰已正式组建无人系统部队,并将其作为并列于陆军□□□□、空军和海军的军种。此外,在乌军之中,各种不同形式的无㊣人机旅□□□、团□□□、营相继组建。
虽然这些单位的具体编制形式尚未披露,但有一点是可以肯定的。无人平台对未来战争的冲击,不亚于坦克对第二次世界大战中地面战争的塑造。乌克兰冲突爆发之前,无人机的作战范围极为有限,只有少数国家建立了以中队为形式的正式部队。而在地面部队之中,无人机绝大多数的用途仍然是情监侦□□□□、炮兵校射或靶机,相关单位也多是已有地面部队的附庸。
而随着全球首个军种级别的无人机单位建立,让人不得不联想到,无人机,甚至于无人部队,其地位将发生翻天覆地的变化。一支军队要想获得未来战争的胜利,就需要从军种的角度去建设,从战役规划的角度去思考如何使用它们。在这个背景之下,地面战场上使用的无人机,再也不应当是小规模□□□、杂乱无序的偷袭,而应该根据其特性构建完备的作战编制。
在《大规模精确打击:为陆军设计无人机综合体》报告中,贾斯汀· 布朗克教授和杰克· 沃特林博士基于俄乌冲突经验提出了一种经过深思熟虑的作战编制,并划分了作战职能,还充分研究了其装备配置考虑,具有重要价值。未来无人部队的发展研究不会止步于此,无人机部队的编制和作战样式也会继续变革。在突变来临的今天,需拥抱突变,迎潮流而上,才能立于不败之地。