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俄乌战场上,小型无人机正代替传统步兵作战

战略前沿技术  · 公众号  · 军事  · 2024-09-14 20:33

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来源:知远战略与防务研究所

编译:许冉



【导读】 本文编译自苏黎世联邦理工学院安全研究中心的一篇文章:《无人机像步兵:从俄罗斯在乌克兰的战争中吸取教训》。该文章认为,学界对于小型无人机的使用功能和战术效益的研究存在局限性,对“低技术”无人机创新研究关注较少。然而俄乌战场的实践证明,各种小型无人机在没有空中优势的情况下,也能取得战术层面的优势,小型无人机正在改变低空战场态势。本文分析了无人机学术研究现状,指出了此前无人机学术研究的盲点,进而提出了对未来小型无人机学术研究的建议。

乌克兰战争使人们更清晰地认识了无人机在战斗中的作用。在乌克兰战场,我们看到了大量小型无人机的出现,并在高强度战争中以创新方式部署,展示了可用于军事用途的无人系统的多样性。而当前的安全研究文献只能解释其中的部分发展情况。

俄罗斯和乌克兰都在使用各种类型的无人机,从收集情报的侦察无人机到致命的无人机炸弹、单向攻击无人机、巡飞弹和远程打击无人机。虽然这些系统都不是独立的开创性系统,但在纵向(军事层级较低)和横向(国外进口和本土生产)层面,低成本无人机的普及现象表明,新技术和新程序正在以惊人的速度出现在战场上。与此同时,无人机已成为一次性武器,预期寿命不到6次飞行,它们随时会成为肩扛式防空导弹和火炮、机枪和步枪、干扰器、恶劣天气和操作错误的牺牲品。高损耗率说明了它们的可替代性和成本效益。

无人机的普及确实可以做到廉价和快速,从而在重要方面改变战场态势。事实证明,小型无人机在地面作战中非常有用,它能为低至排级的部队提供用于实时图像侦察的机载能力。无人机的情报获取对于提高火炮打击的精确度至关重要,尤其是在弹药常态化稀缺的情况下。连接无人机和火炮的数字化指挥与控制系统,可以将从侦测到打击的反应时间缩短至几分钟。如果没有无人机参与,同样的行动可能需要半个小时,而且精确度也更低。最重要的是,无人机可以降低战损士兵的人数。有了合适的传感器,无人机就能在漆黑的夜晚发现敌方部队的动向,或探测到经过阳光照射的地雷。利用商用四旋翼无人机投掷手榴弹,可以为双方士兵提供有限的精确作战能力。

就杀伤效果而言,有三类小型无人机比较突出:第一人称视角(FPV)无人机、单向攻击无人机和巡飞弹。这些武器化的无人机被配置成导弹,进而无人机自身成为各型弹药。值得注意的是,单向攻击无人机,又称“神风特攻队”无人机或自杀式无人机,可以通过直接自爆提供相当精确的点对点攻击。同样,巡飞弹——最大的特点是能在目标区域上空徘徊——已被证明能有效地向超出视线范围的目标投掷爆炸物。这些军用级无人机包括美国的“弹簧刀300”(Switchblade 300)无人机、重型“弹簧刀600”(Switchblade 600)巡飞弹、俄罗斯的“柳叶刀”(Lancet)无人机和“扎拉·基布”(KUB-BLA)巡飞弹等。

在俄乌战场使用的FPV无人机变成了能够大量自制的巡飞弹。这些无人机最初设计用于竞速,与业余爱好者使用的四旋翼无人机相比,它们重量更重、成本更高(但仍低于军用级别的杀伤巡飞弹)、机动更灵活、操纵性更好。FPV无人机配备有强大的发动机和摄像头,可将视频信号传输到个人设备(护目镜、头戴式耳机、手机)上,熟练的无人机操作员能够精确地击中视线范围以外(12千米的距离)快速移动的目标。

俄罗斯利用伊朗的“沙希德-136”(Shahed-136)型自杀式无人机对乌克兰的民用基础设施和城市进行了密集轰炸。这些自杀式无人机的飞行距离最远可达2000千米。虽然乌克兰拦截“沙希德-136”型无人机的成功率相当高(超过80%),但这也耗尽了其防空系统的弹药。“沙希德-136”型无人机价格相对便宜,每架成本约为2万美元,可以弥补俄罗斯日益减少的精确弹药储备。

因此,单向攻击无人机比导弹便宜,而且由于其高度和速度(甚至包括其廉价材料,如橡胶和硬纸板),也可以在防空雷达系统的监视下呈现出隐身的特点。防御这些无人机的成本要比使用商业零部件制造的无人机高得多,所以,制造单向攻击无人机已成为乌克兰“无人机大军”计划的首要任务。

乌克兰自行研制的绝大部分单向攻击无人机,主要发展方向是延长飞行距离,以便运送爆炸物。2022年6月,乌克兰第一次使用远程无人机发动了袭击,其目标是俄罗斯罗斯托夫的一家炼油厂。自2023年春季以来,由于UJ-22“天空”(Airborne)无人机和UJ-26“海狸”(Beaver)无人机等远程无人机的出现,乌克兰对俄罗斯的无人机袭击愈演愈烈。这些无人机比大多数商业小型无人机要重得多(约150千克),从跑道起飞后可飞行1000千米。虽然容易受到俄罗斯电子战反制措施的攻击,但如果大量部署,它们可以迫使俄罗斯的防空系统运行达到饱和状态。乌克兰无人机除了飞越莫斯科上空的象征意义外,还能够袭击俄罗斯的机场和边境地区,切断俄罗斯的补给线。它们削弱了俄罗斯军队的战斗力,并分散了其对乌克兰反攻的注意力。

小型无人机在乌克兰和俄罗斯的内部大量普及并被武器化。俄罗斯正通过纵向集中式供应链来弥补多年来对国内工业基础的忽视,而乌克兰则依靠志愿者组成的横向供应链扩充无人机。自2014年以来,诸如“活着回来”(Come Back Alive)等基层慈善组织一直在为购买无人机筹集资金,并协调乌克兰军队的无人机组装和维修工作。截至2023年8月,全社会的无人机制造业已经为乌克兰提供了约90%的无人机,包括侦察和装有爆炸物的无人机(斯蒂文森,2023年)。200多家官方无人机制造公司和数百家无照经营的、分散的“技术游击队”(莱斯皮诺瓦,2022年)正不断向前线投放数千架无人机。

乌克兰战场的无人机战争与学术文献中过去讨论的无人机战争有所不同。乌克兰战场的无人机战争表明,无人机的作用类似于传统步兵,它们能帮助人类步兵战友更好地感知战斗空间,协助目标捕获,以提高地面打击系统的精确性。无人机也成为了像子弹或炮弹一样的消耗品,部署的目的是扰乱和消耗对手,而不仅仅是摧毁。无人机情报收集和目标打击的总体效果有助于减少所需的炮弹数量,降低后勤负担,并加快火炮射击的速度。


小型无人机崛起之路



乌克兰战场所展示的无人机战争情景与安全研究界的此前的主要关注点完全不同。 与理论文献所描述的价值数百万美元的先进大型无人机作战不同,改变乌克兰战场态势的是源自商业现货的低技术小型无人机。

学者们认为,大型无人机在高强度冲突中的作用有限,并且无人机革命尚未实现(卡尔卡拉等人,2022)。事实上,乌克兰战争爆发初期,乌克兰唯一能够携带导弹的大尺寸无人机——土耳其制造的TB-2无人机曾大出风头。然而没过几周,这些无人机就销声匿迹了,因为俄军学会了利用电子战措施和协调性更好的防空系统将其击落。这与TB-2无人机在利比亚、叙利亚以及第二次纳卡冲突中的有效表现形成鲜明对比——大型无人机的表现如何似乎主要取决于对手防空系统的强弱。

虽然大型无人机仍被部署到非洲打击恐怖分子,在印太地区进行海上巡逻,并监视北约东部和南部边界。甚至在乌克兰,大型无人侦察机也仍在黑海地区侦察。但这些无人机的自卫能力并不强,俄罗斯战斗机曾向一架美国“死神”无人机倾泻燃料,导致其坠毁。

除了正确预测大型无人机的普及速度缓慢外,一些学者还指出,低技术系统的普及速度非常之快,亚马逊和阿里巴巴平台上无人机销售数据就证明了这一点。由于商业技术的发展,无人机的生产成本越来越低,这就降低了单位成本(福尔曼与霍洛维茨,2017年)。不过,学者们尚未完全理解这些武器化的商用无人机可能对战争造成的影响。

归根结底,无人机在乌克兰战场的大行其道与此类作战方式的政治风险较低无关,而是与成本有关。这场战争表明,无人系统成本低廉,易于操作、维护和更换。在获取和部署无人机时,可扩展性(而不是其是否技术先进)已成为主要考虑因素。与巡航导弹和火箭相比,无人机的性价比明显更高。巡飞弹和攻击型四旋翼无人机的成本仅为几百或几千美元。学术文献中对于无人机的成本因素研究不足,可能是由于过去的无人机时代是以反恐行动为主,损耗不是首要考虑问题。

当然,乌克兰和俄罗斯正在进行的这场战争中,传统的重型钢铁武器仍然扮演了核心角色。无人机在这场战争中仅仅是一个重要补充角色,而非决定性存在。博尔切特等人(2021年)认为,过分强调无人机的作用会导致忽视其他技术的重要性。这一点必须牢记,因为如果没有“星链”(Starlink)卫星提供的通信网络,乌克兰军队的大部分无人机都无法操作。

在2022年2月之前,大多数学者都认为大型无人机在道德和战略上的影响更大。他们的研究基本上忽视了小型无人机的安全问题。自2010年代以来,武器化商用无人机在文献中仅被零星提及,研究背景是非国家行为体试图以低廉价格的产品获取空中控制权,以及需要更好地防御低空飞行的恐怖主义无人机(吉顿,2021年;罗杰斯与库涅托娃)。这一角度并没有系统地探讨这样一种可能性,即在有争议的空域内拥有局部空中优势的条件下,无人机可能会改变作战战术,并具备现代战役的潜在优势。

事实上,小型无人机的运用早已在中东、北非和中非地区成为一种现象级事物,在2006-2020年间,有记录可查的就有超过520起使用巡飞弹和武器化无人机发动的袭击(豪格斯特维特,2020年)。例如,拥有近15年使用无人机经验的真主党(Hezbollah),在2016年使用了一种能够在目标上方盘旋的武装无人机(拉斯勒,2016年);伊斯兰国武装分子改装了四旋翼无人机,每架成本不到1000美元,就可以投掷手榴弹(米兰与塔布里兹,2020年);一个“圣战”组织还派出自杀式无人机袭击了美军位于叙利亚阿尔坦夫的军事基地。俄罗斯使用伊朗无人机对乌克兰的能源基础设施发动攻击,与胡塞武装最近几年对沙特阿拉伯和阿联酋的石油加工基地发动的无人机袭击并无不同(艾莉森与赫尔佐克,2019年)。

自从2014年以来,小型无人机就已经被广泛地运用在乌克兰东部的战斗中。俄罗斯支持的分离主义分子使用俄制的“白蚁”无人机炸毁了乌克兰的一个军火库。乌克兰“空中侦察”(Aerorozvidka)无人机创新非营利组织的研究人员也尝试使用商用无人机收集情报并攻击叛军阵地。顿涅茨克的乌克兰军队经常使用改装的大疆Mavic无人机,向分离主义分子据守的战壕投掷炸弹(巴尔康,2019年)。然而,尽管无人机战争发生在多个地区,学术界对相关问题的研究仍然落后于冲突中的战术和技术趋势。

乌克兰战争还暴露了对军民两用无人机技术监管不严的问题。令人惊讶的是,在乌克兰战场被击落的伊朗制造的“沙希德”(Shahed)无人机中,超过90%的组件都来自西方(冲突军备研究所,2023a)。同样,俄罗斯部署的伊朗“迁徙者”(Mohajer)无人机所使用的发动机,最初是欧洲制造的休闲飞机发动机。俄罗斯的“柳叶刀-3M”(Lancet-3M)巡飞弹使用的是美国制造的芯片,这表明莫斯科对西方电子产品的依赖。不过,技术依赖也有风险。在俄乌战争的第一年,由于无人机短缺,俄罗斯严重依赖从伊朗进口,但现在莫斯科已经将这种无人机生产本土化,不再依赖西方的技术(冲突军备研究所,2023b)。

虽然商业部件经常性地被转用于军事用途,且没有受到太多监督(卡拉马德,2020年),但无人机研究对这一问题的论述相对较少。一些学者指出,无人机在军事和民用领域的普及不可避免,规范只能对无人机战争进行适度的调节(舒尔茨克,2019年)。另外,非国家行为体正试图将军用无人机技术与商业能力相结合,制造适应性强的“混合”无人机(罗杰斯,2021年)。系统的不可区分性也给技术控制带来了挑战,因为“许多军用无人机看起来与民用无人机一样”(维曼与沃尔普,2023年,第600页)。因此,最近一份关于俄罗斯规避制裁策略的报告建议,有必要通过防止商品分类错误、增加商业公司内部合规程序和法律责任来加强多用途无人机的出口管制(比洛乌索娃等,2023年)。


当前的小型无人机研究盲点



大部分关于无人机的安全研究文献反映了近二十年来西方反恐行动的情况。 这展示了大型无人机在远程战争中的应用,并激发了学者们研究无人机对国际安全与稳定的变革性影响,以及“无人化”外交政策的法律和伦理复杂性的热情。 然而,乌克兰战争中的一些经验教训在现有文献中被忽视了。 乌克兰战争表明,小型无人机也能在高强度的现代战争中发挥作用,并为单兵提供战术优势。 因此,俄乌战争揭示了现有文献中存在的几个盲点。

首先,学者们未能发现无人机使用背后的逻辑转变,即无人机从远程战争的赋能器——确保从空中对地面进行监视和远程杀戮——转变为提供更廉价的运送炸药和提高火炮精确度的方式。许多无人机由地面单兵操作,为他们的部队提供战术灵活性。

在没有实际存在的情况下谈论无人机作为一种远程战争的辅助工具,似乎与乌克兰战争的发展脱节了。在讨论大型无人机是否可以在相对简单的条件下提供攻击优势的同时,战场实际情况也证明了小型无人机在战斗中的实用性(施耐德,2023年)。乌克兰无人机技术的发展表明,有必要完善低重量类别无人机的分类,以显示低于150千克的无人系统多样性。

其次,研究小型无人机的学者大多侧重于探索更好的防空措施或恐怖主义导致的安全问题。小型武器化无人机向非国家行为体的普及在研究报告中有详细记载,但在安全研究文献中却没有得到充分论证。更重要的是,学者们没有制定方法来研究国家如何以低成本从小型无人机的规模化和精确性中获益。

最后,学者们对技术动态时间轴的关注程度不一。他们要么对以往的无人机战争进行反思,要么对未来的蜂群作战和人机协同进行理论构想,幻想着无人驾驶的空中部队、无人驾驶的坦克和幽灵舰队的船只。他们忽视了低端技术在提升作战成本效益方面的重要优势,而这些优势对于促进在乌克兰使用无人机来说是至关重要的。

乌克兰战争显然正在改变军方对无人机及其部署的看法。安全研究学者需要跟上战场和技术实验室的发展步伐。有趣的是,西方国家的军队缺乏真正意义上的廉价攻击型无人机。当前,一些欧洲国家已经在积极接受无人机多样性,尤其是对巡飞弹进行采购。为了应对战争的发展,美国陆军启动了一项新的计划,旨在开发便携式反坦克无人机(罗森博格与罗顿,2023年)。鉴于这些趋势,学者们最好对无人机的多样性及其影响进行研究。

小型无人机已经在当代战争中站稳脚跟,为多个安全研究领域创造了空间。未来的研究需要解决新兴技术对无人机战争的累积效应、陆地作战中的垂直性、双重用途技术的出口管制以及无人机在不同国家、行为体和领域之间的普及问题。小型无人机廉价且普及,正在改变战争本身的特征。通过机载传感器和数据处理系统,无人机的存在推进了欺骗和分散战术的发展,未来战争的研究需要解决如何破坏这种新获得的战场透明度的问题。此外,乌克兰已经证明了其海军无人机的能力,可以将俄罗斯舰艇驱离其海岸,这是值得学者们注意的进展。

总之,安全研究文献可以更好地思考不断变化的无人机挑战,并为政策界提供急需的有关技术与安全关系的意见。从乌克兰战争中系统地吸取无人机作战经验教训将是一个很有希望的开端。


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