隨著最近在敘利亞、納戈爾諾-卡拉巴赫和烏克蘭的沖突,無人駕駛航空系統(無人機)已經成為人們關注和辯論的話題。這些小型且相對便宜的系統在復雜性、速度和有效載荷承載能力方面繼續增長。飽受戰爭蹂躪地區的公民業余愛好者繼續尋找方法,成功地將第1組無人機系統軍事化,尋求進行秘密的空中監視,最近還使用世界各地軍隊普遍使用的人造小當量彈藥進行精確打擊。在許多情況下,愛好無人機的飛行者變成了好戰的戰斗人員,他們使用簡易爆炸物,對點狀目標進行毀滅性的打擊。
這些新的戰術和技術已經變得令人震驚,對美國本土構成了真正的威脅。隨著這些沖突的繼續,戰術和技術通過社交媒體被分享,使潛在的內部持不同政見者有機會在我們的邊界內進行恐怖主義和破壞活動。下一章包含了一些最近的使用案例,在這些案例中,無人機被成功地用來對付其預定的目標,使用的方法從簡單的自制炸藥到投擲迫擊炮彈和自制燃燒彈,再到無人機被用來游蕩,自行獵殺目標,并隨意迅速地進行打擊。
自第二次世界大戰以來,美國在每一次沖突中都主宰著天空,但隨著低成本致命的無人機系統的爆炸性擴散,作戰指揮官將不再能夠假定空域是安全的--他們將不得不有意地爭奪它。使得這一新趨勢在作戰計劃和使用方面如此具有破壞性的原因是,無人機系統的獲取成本(相對而言)很低,而且操作簡單。一個適度的軍事強國可以部署幾十甚至幾百架作戰無人機系統。小型和中型致命的無人機系統已經出現,作為傳統攻擊飛機的低成本、經過戰斗驗證的替代品。事實證明,無人機系統在本質上很難被針對傳統飛機設計的傳感器探測到,因此需要專門的解決方案來對付它們。這些武器系統正在重新定義空中力量并使之擴散化,將多種聯合功能融合到單一的戰術平臺中,可以由一個經過有限培訓的小隊來操作。在未來的任何沖突中,美國應該期望面對日益成熟的各種規模和種類的多任務無人機系統陣列。JFACC將再次與敵人共享空域,這是自 "沙漠風暴 "第一夜以來從未發生過的真正意義上的事情。
被動措施應包括加強機動性和偽裝、隱蔽和欺騙(CC&D)戰術,使無人機系統操作者無法獲得打擊目標所需的關鍵可探測特征。煙幕彈提供了技術含量低但有效的隱蔽性,可以抵御光電傳感器,紅外干擾器可以抑制激光瞄準吊艙。機動性、高保真誘餌和無線電欺騙可以迷惑目標,并使人無法了解作戰機動部隊的模式。
在主動措施方面,本文之前討論了瞄準無人機系統的挑戰。現有的技術允許集中的多情報收集和融合,以追蹤SUAS回到它們的起源點,從而能夠對其可疑的GCS位置進行聯合射擊。新興技術應該集中在無人機系統的獨特特性上,除了傳統的地對空防御系統外,還有專門的反無人機系統,以應對高端威脅。美國陸軍已經確定了這樣的系統,并有計劃將移動短程防空(M-SHORAD)與他們的機動部隊和固定的關鍵目標附近結合起來。但這些系統都在爭奪資金。在大國競爭的時代,不能允許這些采購落入預算削減線以下。即使在高強度的沖突中,小型和中型無人機系統也肯定會發揮重要作用。
在過去的十年中,世界各地的國家和非國家行為者都采用了小型無人駕駛航空系統(sUAS)來實現戰場效果。這篇論文探討了這些系統在當代行動中的運用方式,以及同行部隊在高強度作戰行動中可能運用這些系統的方式。還研究了美國防部為打擊這種威脅所做的現有工作。通過建立小型無人機系統的使用模型,本論文為戰術單位在多領域戰場上進行反無人機系統提供了一個基礎。最后,它使用威脅模型來描述戰術編隊在高強度多域作戰中進行反無人機系統作戰所需的能力,并通過DOTMLPF-P的理論、組織、物資、領導和教育等領域提出變革建議。
本論文是一項使用案例研究的定性研究。在這種情況下,定性研究是合適的,因為具體的統計數據不容易得到,而且研究問題的重點是評估已經使用或將來可能使用的無人機系統的方法。本研究考察了案例研究,因為它們在回答描述性問題--"正在發生什么"--或解釋性問題--"如何或為什么會發生?"方面很有用。在進行評估時,它們也被普遍使用。圖2顯示了整體方法的描述。
如圖2所示,研究方法以主要的研究問題開始。在高強度的多域作戰中,戰術編隊需要什么能力來進行反無人機系統作戰?兩個次要的研究問題支持了主要的研究問題,并作為研究四個使用sUAS的案例的基礎:暴力極端主義組織、2020年納戈爾諾-卡拉巴赫沖突、俄羅斯和中國。
近幾十年來,安全環境發生了巨大的變化。最重要的是,這對敵對戰爭的作戰方式產生了影響,特別是所使用的軍事方法。軍事革命是戰爭和沖突史上一個不可分割的特征。變化的最重要驅動力之一是技術進步,今天,技術以無與倫比的速度推動著軍事事務的這種轉變。將傳感器技術與精確打擊效應器和通信相結合的無人機作戰能力就是一個最好的例證。人工智能(AI)、機器人、網絡、云技術、納米技術和激光系統是為此目的而采用和整合的技術進步。這些進步得到了小型化、相對低成本的制造和隱身技術的補充。特別是軍用無人機的發展,已經改變了民用和軍用任務。雖然無人機在農業、監測、電影攝影和其他領域有多種民用應用,但本文將討論軍用無人機、無人駕駛飛行器(UAVs)和不同大小的遙控飛機,它們被用來進行對人類人員來說過于枯燥、骯臟或危險的活動。沒有人在機上是軍用無人機的主要賣點,因為這對各種原因都有幫助:首先,它需要更少的飛行員在戰場上冒生命危險;其次,由于沒有飛行設備,無人機更輕,可能非常小。
為了保持武力使用的可控性,限制武力升級的危險,并限制使用武力造成的政治風險和傷害,混合戰爭參與者更愿意使用軍事影響相對較小的限定戰爭方法。無人機戰爭技術,以及無人駕駛和遠程精確武器系統,實際上適合于啟用這種方法。
作為第一步,必須對混合沖突/戰爭背景下現有的無人機使用情況有一個總體的了解,這也是因為盡管無人機的部署越來越多,但它仍然是一種有爭議的戰術。使用無人機是否符合道德?它甚至是合法的嗎?由于缺乏使用軍事無人機的法律框架,以及大量的平民傷亡,這些仍然是高度討論的問題。有必要在歐洲和國際層面上制定關于使用無人機的法律。
這一分析旨在為圍繞武裝無人機在陸軍行動中的使用、風險、挑戰和結果的學術辯論做出貢獻。本文將首先介紹軍用無人機:描述無人機的類型,并對軍用和民用無人機、軍事應用、目的和戰術進行區分。隨后,將分析在軍事行動中使用無人機的法律和倫理爭議。
最后,將解釋兩個案例研究:第一個是關于納戈爾諾-卡拉巴赫爭議地區44天的戰斗(2020年),它提供了一個樣本,說明這些武器可能對特定沖突的結果產生巨大影響;第二個是關于2004至2009年美國在巴基斯坦的攻擊。它描述了缺乏規范在戰場上使用軍用無人機的國際法,以及由此產生的非法殺戮。
這個話題與Finabel MS有關,因為它可能使他們意識到有必要審查與該主題有關的立法,以形成對無人駕駛飛行器的共同理解。此外,在2020年的納戈爾諾-卡拉巴赫沖突中大量使用作戰無人機,可能為Finabel MS將無人機能力與火炮相結合的新戰略鋪平道路。
總之,各國在沒有仔細研究對所有各方(友軍、敵方戰斗人員、平民和社會)的潛在后果的情況下,不得輕率作出決定。
21世紀,沖突地區的上空出現了無人駕駛飛行器(UAVs),也就是眾所周知的無人機。過去二十年來,在武裝沖突地區內外,無人機的部署已變得非常普遍。無論它們是否有武器,無人機都在當代沖突的作戰方式上留下了印記,并為國家和非國家行為者提供了使用致命武力的新方法。無人機為交戰各方提供了 "天空中的眼睛",是關于敵人行蹤的全天候情報來源。 無人機在沖突地區上空盤旋,借助廣泛的機載傳感器系統和相機,通過執行情報、監視、目標獲取和偵察(ISTAR)來收集戰場信息。這些功能支持了無人機的作用,將其與地面或空中的其他武器系統聯系起來,并利用傳感器數據來確定目標,或者用機載火箭、導彈或炸彈直接攻擊目標。無人機在戰爭中的應用給軍隊帶來了多種優勢,如提高態勢感知能力和消除飛行員的風險,同時也相對便宜。
最初,美國(US)主導了武裝和非武裝無人機的生產和部署,以色列和中國緊隨其后。2001年9月11日恐怖襲擊發生后不久,美國就在阿富汗上空使用無人機追蹤基地組織成員,它很快感到有必要在其 "捕食者 "無人機上加裝導彈,而在此之前,這些無人機都是非武裝的。 武裝無人機是奧巴馬總統領導下的美國秘密定點清除計劃的標志。以色列在2011年之前已經在其定點清除計劃中使用武裝無人機,但直到2022年夏天才公開承認。在過去五年里,土耳其等其他國家在利比亞、敘利亞北部、土耳其南部和伊拉克的行動中大量使用無人機,發揮了主導作用。無人機正在成為反叛亂行動和軍事干預行動的首選武器,利比亞戰爭就是一個例子,它通常被稱為 "世界上最大的無人機戰區"。 在這些地方,人們可以看到各種類型的軍用無人機的廣泛傳播和擴散。
談到無人機的生產和出口,土耳其、伊朗和中國等國家已經加入了無人機生產國的行列,渴望在無人機市場上發揮巨大作用。這些新的無人機大國一直在向一系列以前不是無人機用戶的非西方國家,如埃塞俄比亞、尼日利亞、利比亞和阿塞拜疆出口他們的Bayraktar TB-2s、Mohajer-6s和Orlan-10s,而且還向非國家武裝團體,如真主黨和也門的Ansar Allah(更有名的Houthis)。根據無人機研究中心的數據,2019年有95個國家有活躍的軍事無人機計劃,而2010年有此類計劃的國家為60個,增加了58%。這些國家總共擁有約30,000架無人機。同樣,在這些國家擁有的武裝無人機的數量和類型方面,也有明顯的擴大和多樣化。 技術先進的軍隊不再享有對無人機使用和出口的壟斷;其他幾十個國家也加入了它們的行列,擴大其無人機能力。正如無人機專家丹-格納所解釋的那樣,這一發展不可避免地影響到武裝沖突的未來。
除了使用武裝無人機的國家行為體領域的轉變,擁有和部署無人機的非國家武裝團體(NSAG)也在增加。他們從其盟友那里獲得了無人機技術和培訓;例如,也門的胡塞武裝從伊朗獲得了無人機部件。此外,非國家武裝團體還能獲得商業無人機,對其進行改裝,使其成為可用于戰斗的武器。像伊拉克和敘利亞伊斯蘭國(ISIS)和真主黨這樣的武裝團體已經將其制造具有打擊能力的民用無人機的工作專業化和產業化,徹底改變了非國家武裝團體的無人機能力。他們的無人機制造和使用知識已經轉移到其他NSAG,擴大了軍用無人機的部署領域。這些商用現成(COTS)無人機說明了軍用和民用無人機之間的模糊區別:一架業余無人機只需花幾百歐元甚至幾十歐元就能在網上買到,但只需在上面裝上彈藥,就能輕易變成武器。非國家武裝團體對消費類技術的使用與商業無人機公司的激增相輔相成,使各種國家和非國家行為者都能獲得廉價的技術。非國家武裝團體手中武器化的COTS無人機的發展,加上各種國家生產、出口和使用無人機,導致了重要的法律、倫理和政治問題,例如,出口管制條例、保護平民和降低使用武力的門檻。
不幸的是,國際規則和條例沒有跟上無人機生產、出口和部署的爆炸性國際增長的步伐。盡管在95個擁有積極軍事無人機計劃的國家中,有63個被認為主要擁有外國制造的無人機,但沒有多邊機制來全面監管無人機和無人機技術的出口和后續使用。現有的幾個軍控制度--導彈技術控制制度(MTCR)、瓦森納協議、歐盟關于武器出口的共同立場和國際武器貿易條約(ATT)--提供了一些指導。然而,由于無人機生產商或用戶的參與度有限,對某些類型的無人機關注度狹窄,或者缺乏強有力的、具有法律約束力的規則,這些協議都未能有效地監管無人機出口。專門指導無人機部署和出口的第一次嘗試是美國2015年的一項政策,該政策導致了關于武裝無人機出口和使用的聯合宣言,該宣言由54個國家簽署并在2016年發布。然而,該宣言被各國、專家和民間社會組織批評為非包容性的,因為它是由美國起草的,幾乎沒有其他國家或專家的意見,它的范圍有限,措辭模糊,而且由于宣言的自愿性質,沒有現實意義。基于這一聯合聲明,美國一直在與一小群國家合作制定 "武裝無人駕駛飛行器的出口和后續使用的國際標準",然而,完整的文件尚未公布。
無人機在烏克蘭的戰爭中發揮著重要作用。在沒有大規模常規空軍的情況下,烏克蘭軍隊正在使用一些高端和低端的進口和國內生產的無人機,對俄羅斯軍隊產生毀滅性的影響。本文研究了烏克蘭和俄羅斯軍隊如何使用這些無人機以及它們在戰場上的影響。
烏克蘭對俄羅斯入侵的抵抗不僅讓俄羅斯總統弗拉基米爾-普京感到驚訝,也讓西方情報機構和著名分析家感到驚訝。各種無人機是證明對烏克蘭部隊有效的著名系統之一,最引人注目的是拜拉克塔爾-TB2。這種作戰無人機現在有一首歌和音樂視頻專門介紹它對俄羅斯軍隊的成功。 除了這種著名的經過戰斗考驗的無人機外,雙方都有其他無人機現在被用于戰斗。本文分析了烏克蘭和俄羅斯正在使用的無人機,它們在戰場上的影響,以及對未來戰斗的影響。
被普京稱為 "特別行動 "的俄羅斯對烏克蘭的入侵于2022年2月24日開始。計劃中長達數天的入侵很快變成了一場消耗戰,到了八個月時,引發了歐洲自二戰以來最大的難民危機。截至2022年10月,超過460萬烏克蘭人留在自己的國家之外,還有數百萬人在國內流離失所。
普京領導下的俄羅斯軍隊采用了與第二次車臣戰爭中類似的戰術。普京進一步完善了這些戰術--"圍攻、摧毀和接管"--在敘利亞內戰中嚴重依賴空中力量和私人軍事承包商。 盡管西方情報機構估計俄羅斯將在四到五天內控制烏克蘭,但截至2022年10月20日,俄羅斯軍隊未能控制超過與俄羅斯直接接壤的地區,包括盧甘斯克、頓涅茨克、馬里烏波爾和赫爾松周邊的州。 此外,俄羅斯未能奪取并守住烏克蘭的首都基輔,這是普京的主要目標。
盡管本文主要側重于讓讀者了解無人機對烏克蘭戰場的影響,但值得注意的是,無人機的作用在安全研究文獻中還沒有定論。一些分析家認為,無人機實際上是一種革命性的技術。 其他人則不同意,認為它們在重塑沖突方面發揮的作用較小。 然而,真相可能介于兩者之間。烏克蘭戰爭肯定會使人們更加清楚地了解無人機在整個沖突中發揮的作用。但在使用無人機的早期階段,本分析并不對這一關鍵問題采取任何立場。
文章采用了美國國防部對無人駕駛飛機系統(UAS)的定義:"該系統的組成部分包括控制無人駕駛飛機的必要設備、網絡和人員"。 無人機這個詞是用來描述無人機系統的常用白話。
當烏克蘭于1991年從蘇聯獲得獨立時,該國繼承了一個陳舊的國防基礎設施,其中包括750多家工廠和140家研究所,占蘇聯國防工業的30%。2014年俄羅斯奪取克里米亞后,該國加快了國防技術的發展,并開始實現軍隊的現代化。這些努力包括與許多西方國家合作,獲得最先進的軍事硬件和軟件。在這方面,2022年2月俄羅斯入侵時,烏克蘭自產的軍用無人機技術還相對年輕。烏克蘭對俄羅斯部署的許多無人機都是從外國購買的,在戰爭開始前,土耳其在供應商名單中處于領先地位。
拜拉克塔爾(Baykar Bayraktar)TB2是一種中高度、長續航力的無人駕駛作戰飛行器,據制造商稱,它能夠進行遙控或自主飛行操作。這種大受歡迎的無人機是由土耳其國防公司Baykar Defense制造的。該制造商的主要目標是為土耳其武裝部隊制造一種成本較低的西方無人機替代品。雖然它不能與美國最先進的無人機相比,如通用原子公司的MQ-9 "死神 "或諾斯羅普-格魯曼公司的RQ-4 "全球鷹",但其吸引力在于戰場上殘酷的成本效益計算。
TB2可以在25,000英尺的最大高度上飛行近24小時。它長6.5米(約21英尺),翼展12米(約39英尺),最大起飛重量為650公斤(1,433磅)。俗稱Bayraktar,它可以配備四個激光制導炸彈。值得注意的是,這些炸彈被證明對俄羅斯坦克和其他裝甲車輛非常有效。
在出現在烏克蘭之前,這種無人機曾在敘利亞、利比亞和阿塞拜疆使用。2019年,烏克蘭武裝部隊開始采購Bayraktar TB2S,然后升級為TB2,作為其軍事現代化計劃的一部分。 烏克蘭部隊在人手不足、武器不足的情況下,主要依靠牢不可破的決心,發現這種無人機作為一種力量增強劑非常有效。
據認為,烏克蘭的武器庫中現在有幾十架TB2。它們被用來破壞多管火箭發射系統,并摧毀裝甲坦克和人員運輸車縱隊。6月,烏克蘭可能還使用這些無人機襲擊了遠在俄羅斯境內的兩個油庫,將戰爭帶到了前線,并使俄羅斯的防空系統陷入尷尬。這些無人機也被用于偵察和監視。
但TB2有其局限性,當然遠非無敵。鑒于俄羅斯虛假信息和錯誤信息的泛濫,該無人機的確切性能難以有效評估。根據與俄羅斯有聯系的消息來源,TB2經常被擊落。鑒于TB2使用的技術相對簡單,對先進的俄羅斯防空系統的損失并不意外。相對便宜的無人機和更先進的無人機之間的平衡可能被證明是烏克蘭使用TB2的最有趣的方面。
除了TB2,烏克蘭軍隊還在使用一種被稱為 "懲罰者 "的小型和靈活的本地制造的無人機,它已經成功完成了許多針對俄羅斯軍隊的任務。該無人機由UA Dynamics公司設計和制造,該公司由克里米亞沖突中的老兵經營。該公司將該無人機描述為 "可重復使用、快速、意外、精確、致命"。
懲罰者 "有2公斤(4.5磅)的戰斗載荷,45公里(28英里)的航程,以及43節的巡航速度。它有2.3米(6.5英尺)的翼展,可以在400米(1200英尺)高空飛行,執行長達90分鐘的任務。它們的小尺寸和低高度使它們能夠在打擊前或打擊期間深入敵后,幾乎沒有被發現的風險,然后迅速返回,進行5到7分鐘的維修。據報道,這種特性的結合使 "懲罰者 "無人機能夠打擊支持俄羅斯部隊的供應線,并打擊為這些部隊運送燃料和其他資源的地面車輛和火車。
烏克蘭國土防御部隊正在訓練志愿者運用無人機的戰術,包括在與俄羅斯軍隊的戰斗中制作和部署燃燒彈。烏克蘭受大疆啟發的(大疆是一家中國的小型四旋翼無人機制造商)無人機為烏克蘭的防御增加了另一個層面。該無人機是一種四旋翼飛機,可以在水平攜帶自制燃燒彈的情況下保持高空飛行,據說可以遙控觸發,投擲炸藥。前置的攝像頭似乎是直接向下傾斜的,可能是為了清楚地看到正下方的預定目標。烏克蘭軍隊使用消費型無人機攻擊俄羅斯軍隊,而不是用于監視,這再次表明烏克蘭戰爭產生的無人機的創新應用。
此證明商業無人機可以發揮的作用,它們的無處不在可能使最明智和創造性地使用無人機的戰斗人員成為沖突中的成功者。
Warmate 1是由波蘭公司WB電子公司開發的一種微型loitering彈藥。該無人機呈隱約的平面形狀,有一個集中安裝的機翼和一個V型尾翼,重約5.3公斤(12磅),最高速度接近每小時150公里(93英里)。它可以在空中停留約70分鐘,工作范圍約為15公里(9英里),視線范圍內的有效載荷能力為1.4公斤(3磅)。該無人機的控制系統允許一個操作者自主或手動控制它飛往所需地點。烏克蘭使用這種無人機進行監視和偵察,并用于攻擊俄羅斯的陣地。
2022年3月,拜登政府向烏克蘭提供了美國制造的彈簧刀神風無人機,作為軍事援助計劃的一部分,轉讓了約100架無人機。 彈簧刀有兩個變種--300和600。300型旨在對人員進行精確打擊,而較大的600型旨在摧毀坦克和其他裝甲車輛。彈簧刀在戰場上的效果尚不清楚。
烏克蘭的軍火庫還包括蘇聯時代的噴氣機動力的圖-141 Strizh無人機,這是一種大型的高空無人機系統。盡管圖-141的設計目的是進行偵察,但它也可以攻擊敵人的陣地,盡管在過去的戰爭中鮮有成功。盡管這些無人機在過去取得了有限的成功,但烏克蘭在2014年俄羅斯入侵后升級了該平臺,并派出了一支有用的圖-141機隊。這種無人機系統看起來更像巡航導彈,而不是傳統的無人機。它從拖車上用火箭發射,以跨音速飛行預定的路線。
在飛行預先指定的路線時,圖-141可以收集各種形式的情報。飛行結束后,無人機發射一個降落傘進行回收,使其能夠被重新使用。這種無人機在2022年3月在北約成員中引起了驚愕,當時一架武裝的圖-141從烏克蘭西部飛來,穿越羅馬尼亞和匈牙利領空,在克羅地亞的薩格勒布墜毀。克羅地亞或烏克蘭政府沒有就誰發射了這架無人機發表官方聲明。據一位接近克羅地亞國防部的消息人士稱,墜毀的無人機屬于烏克蘭,并攜帶一枚炸彈打擊俄羅斯的陣地,但偏離了方向,燃料耗盡,并墜毀。在這篇文章即將出版時,俄羅斯報告說,圖-141的改裝版襲擊了距離烏克蘭邊境數百英里的兩個俄羅斯空軍基地。
盡管是世界第二大武器出口國,并生產先進的航空和空間系統,但俄羅斯的無人機并不屬于世界上最先進的。盡管如此,近年來,該國似乎對無人機在現代戰爭中的重要性高度關注,俄羅斯對無人機發展的興趣也急劇增加。
顯然,俄羅斯在這一領域落后于西方,無論是在商業還是國防技術方面。但基于其開發復雜的空中和空間系統的成熟能力,俄羅斯有望掌握設計和制造高能力無人機所需的能力。目前,俄羅斯在烏克蘭采用了國內生產的無人機,這促使許多西方公司停止與俄羅斯公司合作。此外,現在實施的制裁可能會阻礙俄羅斯追趕西方和中國無人機制造商的努力,特別是由于關鍵技術轉讓仍然是技術制裁的一部分。
扎拉航空在2019年推出的卡拉什尼科夫Kyb無人機,是一種混合翼身的無人機,翼尖上揚。該飛機寬度超過一米,長度為一米,飛行時間為30分鐘。它通常以每小時80公里(50英里)的速度巡航,但在短距離內可以飛到每小時130公里(78英里)。它的有效載荷能力為3公斤(6.6磅)。俄羅斯的地面部隊在入侵開始后不久就開始使用這種無人機來攻擊烏克蘭的目標。烏克蘭軍隊至少找到了兩架Kyb無人機--這是俄羅斯在行動中使用它們的證據。
俄羅斯ENICS公司在2013年開發了Elon-3SV無人機。該無人機使用光學和電子工具進行24小時偵察,工作范圍為25公里(15英里)。它可以在空中停留兩個小時。Eleron-3SV無人機自2015年以來一直在頓巴斯地區運行,并在敘利亞戰場上使用。俄羅斯在烏克蘭使用了這些無人機,烏克蘭軍隊報告說繳獲了兩架。
奧蘭-10無人機是由位于圣彼得堡的特殊技術中心公司開發的中程、多用途無人機系統。這種無人機很早就進入戰爭,俄羅斯用它來攻擊烏克蘭的軍事資產,并用于空中偵察和電子戰。出于監視和偵察的目的,這種無人機通常以兩到三架為一組使用。
第一架無人機用于在目標上空1-1.5公里(4000至6000英尺)的高度進行偵察;第二架無人機用于電子戰;第三架將監視信息傳輸給控制中心。該無人機的最大速度為每小時150公里(90英里),作戰范圍為140公里(80英里)。它最多可以飛行16個小時,飛行高度為5,000米(15,000英尺)。它的能力尚不完全清楚,但它的作用與之前描述的無人機有許多相同之處。
Forpost R是以色列IAI Searcher II無人機的俄羅斯許可生產版本。Forpost R的最大速度為每小時200公里(120英里),任務續航窗口約為18小時,服務上限為2萬英尺。該無人機于2019年8月23日進行了首飛,并于2020年加入俄羅斯武裝部隊。Forpost R的主要目標是進行偵察,這架500公斤(1200磅)的飛行器在其他偵察設備中配備了改進的雷達識別設備。2022年3月11日,一架俄羅斯Forpost R無人機被烏克蘭軍隊摧毀。烏克蘭軍方聲稱,這架無人機在重新進入烏克蘭領空之前越過了波蘭領空,在那里被擊落。
獵戶座-E戰斗無人機被認為是俄羅斯最好的攻擊無人機。俄羅斯軍隊首次在敘利亞對反對阿薩德政權的部隊使用獵戶座-E作戰。俄羅斯國防部甚至聲稱,該無人機具有 "類似戰斗機 "的能力。
該無人機由Kronshtadt公司開發,有兩個變體:名為Orion-E的出口變體和俄羅斯軍隊使用的Inokhodets變體。它是一種中高度、長距離飛行的無人機,最大飛行高度約為8000米(25000英尺),可在空中停留24小時。該無人機的巡航速度可達每小時200公里(120英里),最大有效載荷為250公斤(550磅)。它的機頭下有一個炮塔,配有電子光學和紅外攝像機,并擁有一個激光目標設計器,可以發射制導武器。
獵戶座-E最多可攜帶四枚空對地導彈,其武器庫包括KAB-20和KAB-50可調式航空炸彈、UPAB-50制導滑翔航空炸彈和X-50制導導彈。預計該無人機很快將出動電子戰系統。俄羅斯沒有透露在烏克蘭有多少架 "獵戶座 "無人機,但它聲稱這種無人機已被成功用于攻擊烏克蘭陣地。同時,網上的照片證據顯示烏克蘭人至少擊落了一架獵戶座-E。
正如前面對俄羅斯在烏克蘭的無人機的討論所表明的那樣,俄羅斯聲稱它擁有最先進的無人機肯定是值得懷疑的。說俄羅斯缺乏主導權可能是對俄羅斯能力狀況的慷慨描述。簡單地說,俄羅斯的無人機在烏克蘭很少露面。這種失敗導致關注烏克蘭戰爭的分析家們猜測,俄羅斯的無人機是為以后沖突升級而儲備的。
還有人認為,后勤問題限制了無人機的使用--關于俄羅斯軍車被遺棄和損壞的廣泛報道就是證明。這促使一些人得出結論,俄羅斯可能無法支持在烏克蘭的無人機行動。據其他專家稱,最大的原因之一可能是在早期階段對國內技術缺乏信任。
烏克蘭和俄羅斯對無人機的進攻性使用大致相當,盡管對每個國家的戰場影響不大。這在一定程度上是因為烏克蘭在反無人機技術方面享有優勢地位。防御性無人機技術從成本較高的系統(用于探測和摧毀無人機的地對空導彈雷達)發展到較便宜的系統(定向能和電子戰)。烏克蘭在這里占有優勢,因為它在2014年入侵克里米亞后與西方軍隊和國防公司合作。
近年來,由于西方國家的技術禁運和國內缺乏足夠的工業基礎,俄羅斯國防部門在無人機開發方面的進展受到阻礙。烏克蘭在克里米亞事件后從西方公司獲得的后勤和技術支持超過了預期,包括在無人機和反無人機領域,這在俄羅斯入侵的最初幾個月顯示出烏克蘭擁有明顯的優勢。隨著戰爭變成一場持久的交戰,這種優勢是否仍然存在,還有待確定。西方的援助可能會也可能不會超過俄羅斯縮小差距的努力。
俄羅斯在烏克蘭部署了其先進的電子戰系統,以全面保護空中資產,包括烏克蘭的無人機。俄羅斯的戰術包括同時部署Krasukha-2/4、R-330Zh Zhitel和RB301B Borisoglebsk-2地基電子戰系統,這些系統使用干擾和欺騙的組合。每個系統都被設計為針對電磁波譜的不同元素。俄羅斯還利用這些系統對烏克蘭的無線電通信進行偵察,一旦發現目標就進行干擾。
烏克蘭軍方已經成功打擊了俄羅斯的一些電子戰系統。此外,他們繳獲了Krasukha-4的指揮艙,這被認為是俄羅斯開發的最先進的系統。
Krasukha-2系統也在俄羅斯的武器庫中,由三輛基于Kamaz-6350卡車的車輛組成,可以在高達250公里(150英里)的范圍內干擾空中預警和控制系統。它還可以干擾其他機載雷達,如雷達制導導彈。Krasukha-4與Krasukha-2相似,但也能有效地干擾低地球軌道衛星,并對目標的無線電電子設備造成永久性損害。基于卡車的R-330Zh Zhitel系統可以干擾30公里(20英里)半徑內的衛星通信設備、導航系統和移動電話。盡管這些系統最初不是為反無人機活動而設計的,但如果運用得當,它們還是很有用的。
回顧九個月的烏克蘭戰爭,顯然TB2和其他參與沖突的作戰無人機對戰爭做出了有益的貢獻。然而,面對一支擁有更多人力和遠程火炮的俄羅斯軍隊,它們不太可能成為決定性因素。
然而,由于其無人機部隊的明顯成功,烏克蘭不僅摧毀了關鍵目標,還幫助俄羅斯軍隊降低了士氣。對于已經在努力將他們在烏克蘭的經歷與最初被賦予的戰爭理由合理化的俄羅斯士兵來說,增加對看不見的無人機攻擊的恐懼只會使戰爭的焦慮更具挑戰性。對看不見的東西的恐懼導致了無助感,從而減少了希望。因此,良好的秩序和紀律在俄羅斯軍隊中經常被打破,這應該不足為奇。
烏克蘭的戰爭清楚地表明,無人機正在改變戰爭的動態。對烏克蘭來說,空中力量主要采取無人機的形式,這對一個大國來說是第一次。像烏克蘭和俄羅斯這樣的民主和獨裁政權都知道,軍用無人機技術正在迅速成為戰爭的核心。鑒于無人機的相對成本效益--與類似的有人駕駛飛機相比--它們正在挑戰關于使用空中力量的現有假設,使較小的對手能夠有效地參與空中戰爭。
土耳其是烏克蘭武庫中最受歡迎的無人機的制造商,它的國防預算只是美國的一小部分。然而,該國仍在設法開發和出口高能力和高成本效益的無人機。土耳其是在西方國家因其在敘利亞、利比亞和阿塞拜疆的作用而進行技術抵制的情況下取得的成功。如果說烏克蘭戰爭的頭幾個月對無人機在戰爭中的現狀和未來有什么啟示的話,那就是它們將吸引那些負擔不起昂貴的有人駕駛戰斗機的國家。亞美尼亞和阿塞拜疆之間的戰爭已經是一個例子。這些國家也將依賴無人機,并開發新的戰術、技術和程序,以意想不到的方式運用它們。
現代軍隊依靠電磁頻譜來運作。因此,通過干擾和定向能量攻擊電子和信息系統會降低現代對手的作戰系統。冷戰結束后,美國的對手在電子攻擊能力方面進行了投資,而美國陸軍則基本上放棄了自己的能力。意識到這一點,陸軍現在正投資于新舊電子武器以縮小差距,在陸軍試驗多域作戰概念時重新獲得電子攻擊能力。本專著的目的是回答這樣一個問題:"美國陸軍如何在MDO空間中利用電子攻擊?" 本專著提出,陸軍作戰部隊應將新興的干擾和定向能武器整合到一個作戰系統中,將物理、控制論和道德效應融合到對敵人的深度攻擊中。這一建議對條令、組織和領導者的發展有重大影響。作者的意圖是鼓勵陸軍領導人將環衛系統中的進攻行動視為當前和未來戰場上聯合武器作戰的關鍵。
無人機系統和傳統的干擾技術已經融合在一起,形成一種新的能力。正如前面的案例研究中提到的,俄羅斯已經在無人機上安裝了干擾器,作為其Leer3 EW系統的一部分。在美國,陸軍和空軍希望更深入地測試空中發射的多功能無人機群,這些無人機可以快速穿越戰場進入對手的支持區,以識別、破壞甚至摧毀高回報目標。陸軍作戰能力發展司令部的合同提案要求這些無人機配備ES傳感器和EA武器,能夠同時探測敵人的作戰秩序,進行干擾,并觀察火力任務。陸軍的建議表明,網絡化的EW無人機在近距離、縱深和支援領域都有作用。除了在更大的收集-火力架構中的整合,EW無人機群可以通過欺騙性的信號和特征支持作戰機動。雖然這一系統尚未投入實戰,但該提案表明,陸軍正在考慮將EA能力與不斷擴大的無人機群整合到一個更廣泛的作戰系統中。
反無人機干擾系統有效地發揮了機動短程防空(SHORAD)武器的作用,保護單位和關鍵節點免受觀察和攻擊。許多反無人機武器干擾或欺騙測向和通信系統,導致無人機墜毀或返航。理想情況下,反無人機EA系統可以與戰區的IADS相連接,能夠迅速解除空域的沖突,辨別敵我雙方。然而,在有爭議的EMS環境中與低空飛行的無人機交戰的被動性質將使蓄意的空域和EMS解沖突變得不可能,特別是對于裝備有便攜式變體的部隊。
定向能源武器的破壞潛力來自于隨著時間推移轉移到目標的能量。高能(HE)激光器的能量通常在千瓦到兆瓦之間。在低端,這些武器可以使傳感器失明。隨著能量的增加,它們可以降低敏感的電子元件,加熱設備和人員,使其不能再發揮其功能,并導致燃料或彈藥爆炸。 美國海軍在實施高能激光器方面處于領先地位,2014年在一艘水面艦艇上安裝了第一臺。它現在在許多艦艇上都有一系列的激光器,從光學 "炫目 "到150千瓦的光束。光學、發電和傳播方法的進步使得在海上、空中和太空以及陸地移動系統中使用高能激光成為現實。
陸基高爆激光系統可以發揮許多功能。在戰術層面上,高爆激光器可以抵御來襲的彈藥,使無人機失效,并壓制敵人的主動防護系統,作為動能射擊的補充。空軍安裝在卡車上的 "恢復基地拒絕的彈藥"(RADBO)系統使用高爆激光器在舒適的距離內引爆地雷。陸軍目前正在開發一種300千瓦的車載激光器,以防止火箭彈、火炮和迫擊炮的攻擊。在戰區和戰略層面,高爆激光器可能是對抗高超音速導彈的唯一有效手段。根據大氣條件和可用功率,地面高爆激光器可以瞄準敵方軌道上的衛星。
高爆激光器可以有效地作為動能武器的彈藥替代物。這也是有代價的:功率要求、交戰時在EMS中的信號增加,以及由于遠距離和跨域的影響而可能造成自相殘殺。高爆激光器還可能受到大氣條件的限制,盡管該領域的進展正在努力克服這一挑戰。
激光與物理環境中的元素的相互作用使DE有了非致命的用途。美國軍方在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動的高峰期試驗了 "疼痛射線",作為其主動拒絕系統(ADS)的一部分。該系統是為控制人群而設計的,它將電轉化為毫米級的無線電波,加熱皮膚中的水,在幾秒鐘內產生難以忍受的熱感。對ADS的1.1萬次測試只導致了兩次受傷。另一種應用是用激光在人員附近產生等離子體球,然后用其他激光誘發物理效應,如幽靈般的聲音或周圍空氣中難以忍受的噪音。聯合非致命武器局正處于將激光誘導的等離子體效應武器用于加熱目標的皮膚,產生極其響亮或混亂的聲音,以及投射口頭命令的邊緣。
非致命的DE武器可用于固定地點的安全,可在安全和鞏固行動中使用,并可通過使人群遠離道路來提高流動性。然而,這些武器的新穎性可能會在信息環境中產生負面效應。斯坦利-麥克里斯特爾將軍在ADS部署后的幾周內就下令將其從阿富汗撤走,因為塔利班讓人們相信美國在對平民進行 "微波",使其患上癌癥和不孕癥。
高功率微波(HPM)武器旨在通過用電磁能量壓倒目標的電子裝置來拒絕、干擾、損害或摧毀它們。HPM是可擴展的,根據HPM投射的能量的多少來呈現所需的效果。在較低的范圍內,HPM激增的能量足以 "鎖定 "一個系統,拒絕其使用。在較高的功率范圍內,HPM會破壞集成電路。與干擾器不同,HPM可以在目標系統不工作的情況下實現其效果。反擊HPM需要對整個電子系統進行加固,因為激增的能量會通過暴露的電線、端口、天線和光學器件滲透進去。與高爆激光器不同,HPM是區域性武器。破壞性效果通常是在較近的范圍內產生的,而破壞性效果可以在較遠的距離上實現更大的面積。作為區域性武器,HPM在對付無人機群時特別有用,空軍已經部署了至少一種HPM武器來保護其地面設施免受無人機攻擊。2017年,波音公司和空軍成功測試了 "反電子高功率微波高級導彈項目"(CHAMP),這是一種巡航導彈,旨在用機載HPM摧毀計算機和電子設備。將這種技術應用于無人機系統或基于直升機的運載系統,為遠程HPM攻擊提供了另一個載體。
具有最大戰略潛力的HPM武器是非核電磁脈沖(EMP)。一旦美國研究人員認識到核爆炸伴隨著電磁能量的大規模激增,美國和蘇聯就開始研究用非核彈藥復制這種效果。雖然CHAMP使用機載電池來發射其HPM以達到局部效果,但EMP炸彈將爆炸能量轉移到磁場中,在整個作戰區域產生HPM效果。組件技術已經成熟到EMP炸彈或導彈是可行的地步。雖然國防部沒有公開其EMP研究,但在2017年,國防部向工業界征集一種 "彈藥投送的非動能效應",該效應能夠 "在不破壞與這些系統相關的硬件的情況下使對手的基本工業、民用和通信基礎設施失效"。該提案要求用標準的陸軍155毫米射彈來實現這一效果。96F 97 該提案所要求的能力指向某種火炮發射的EMP武器。由于C2系統和光電傳感器依賴于敏感和脆弱的電子器件,成功的EMP攻擊對對手的影響可能是決定性的。
博伊德斷言,戰斗人員必須有道德-心理-身體的和諧才能進行抵抗。要破壞這種和諧,需要將致命的、機動的和道德的努力結合起來。施耐德斷言,戰斗有三個領域:道德、控制論[心理]和身體。各個領域都會受到能力的影響,包括EA。結合這些觀點,我們得出了一種方法來理解新的電子攻擊能力如何在多領域作戰中被利用(見圖3)。考慮到案例研究,現在的任務是考慮我們如何將新興的EA系統與現有的能力相結合,在物理、控制論和道德領域產生影響,以支持致命的、機動的和道德的努力。
圖 3.“在作戰中應用電子攻擊的模型”。
電子武器特性的最重大變化是開發了能夠直接摧毀敵人系統和平臺的電子武器。HPM和HE激光系統有能力摧毀無人機和飛機。陸軍的高爆激光器目前集中在防空和反無人機任務上,但這些激光器瞄準地面上的敵方平臺只是時間問題。戰斗車輛上的主動保護系統,如以色列的 "戰利品 "系統的擴散,可能需要在用直接或間接火力攻擊這些平臺之前,通過干擾或DE武器對其進行抑制。為工兵部隊配備RADBO或類似的高爆激光系統,將使他們能夠迅速減少雷區,在行動中能夠更快地進行地面機動。
無人機群ES/EA干擾器,與間接或精確火炮協同作戰,形成了一種觀察-壓制-打擊的能力,有可能遠遠超出前線部隊的作戰范圍,支持偵察和反偵察任務。裝有高爆激光器的航空平臺將為陸軍提供其最遠距離的直接火力武器系統,能夠在距離目標數英里的地方升空進行瞄準射擊,然后落回地面。作為常規致命打擊的一部分,EMP炮彈將摧毀主動防護系統和反火力雷達的電路。
陸軍EA系統也將在物理領域支持MDO的其他服務。DE武器的效果上限可以延伸到太空,使其能夠與飛機交戰以支持空軍。消耗性的無人機干擾器可以激活敵方的EA系統,顯示其位置以便聯合瞄準。裝備有小型EMP裝置的特種作戰部隊可以使岸基雷達和導彈系統在沿海和海上行動中無法使用。陸軍高能激光器有可能通過從地面瞄準敵方衛星來支持太空部隊。
雖然美軍傳統上將EA集中在網絡領域,但現代EA武器為陸軍提供了沿著作戰區域的長度和寬度攻擊網絡決定性點的潛力。蜂群無人機可以將陸軍各師的干擾范圍擴大到遠遠超過空地作戰的30公里。ES系統可以提示高爆激光器來干擾(或炸毀)指揮節點的天線。HPM和EMP彈藥將使整個網絡無法使用,嚴重降低了指揮官在分布式部隊之間提供目的和方向的能力。成群的EA無人機和固定的誘餌可以模擬平臺和指揮節點的電子特征,欺騙敵人并模糊其電子監視工作。同樣的能力也可以用噪音淹沒EMS,在關鍵時刻隱藏關鍵系統的使用或機動。
無人機干擾器和高爆激光器可以壓制防空系統以支持空軍行動。電磁炮是在MDO中產生機動窗口的完美武器,因為它可以使不發光的防空雷達失效,而不會使載人的空中干擾機處于危險之中。地面干擾器可以破壞衛星和地面站之間的聯系,使太空部隊的資產騰出來用于其他行動。EA系統可以刺激敵方網絡,或創造可能有利于敵方網絡內部的網絡行動的缺口。針對網絡決定性點的EA的累積效應將使敵人無法對加速的致命打擊作出反應,也無法對進入脆弱地區的滲透性機動作出反擊。
陸軍可以在戰術、作戰和戰略層面上將現代EA技術用于對抗敵人的意志。在戰略層面上,EMP彈藥可以作為一種有效的威懾手段來對抗對手的行動。從多個載體--空中、太空、海上和陸地--發射的EMP提供了核交換之外的升級選擇。在作戰層面,一個模擬蜂窩網絡同時干擾真實網絡的系統,如俄羅斯的Leer 3,將幫助指揮官更有效地管理信息環境。對分散的部隊使用戰術電磁脈沖,從電子上切斷他們的總部和相鄰的編隊,將在紀律性不強的部隊中產生恐懼和威脅。激光誘導的等離子體效應可以在塑造行動中使用,作為致命的動能打擊或快速穿透機動的前奏,制造恐懼和焦慮。
正如俄羅斯人在烏克蘭所展示的那樣,操縱性電子攻擊是利用聯合網絡行動中獲得的情報的一種機制。我們的網絡戰士必須與EA和心理行動相結合,以收集情報,制作欺騙或信息,然后以無線方式投射到對手的網絡。
(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。
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。
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。
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。
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。
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)
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)
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。
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。
像俄羅斯等這樣的近鄰對手明白,他們無法與美國(US)競爭并贏得傳統沖突。為了使俄羅斯等能夠戰勝美國,他們通過技術進步開發了新的手段和能力,以便在戰場上取得勝利。正在開發的主要能力之一是低當量戰場核武器(LYBNWs),以便在未來的沖突中贏得對美國的勝利。美國的近鄰對手可能對美國的機動部隊發射LYBNW,以將其從戰場上消滅,不至于將沖突提升到全面核戰爭的門檻。
自任何戰爭開始以來,人類就利用武器技術的進步來增加沖突中的勝利機會。新武器系統的演變在整個歷史上的爭端中是至關重要的。能夠在現有系統或平臺上實施新技術的領導人或國家將獲得勝利。歷史上的一個典型例子是步槍和大炮在戰場上的實施發展。在1805年和1806年,拿破侖利用這兩項技術進步與騎兵相結合,贏得了關鍵的勝利,奧斯特利茨戰役就是一個例子。世界各國都把步槍和大炮與演習的混合作為戰爭的突破口。在隨后的幾年里,歐洲和世界各國都在全力以赴地按照拿破侖在耶拿戰役和其他沖突之前的方式來建設和訓練自己的軍事力量。隨著時間的推移,武器技術的演變繼續增加。下一個改變未來戰爭執行方式的武器系統是空中力量。
第一架飛機于1902年飛行,其微小的進步將空中力量限制在偵察能力上,并限制了第一次世界大戰(WWI)的空中戰斗。當時的領導人設想,飛機是未來通過空中力量對抗沖突的手段。空中力量的進步在1945年第二次世界大戰(WWII)期間取得了成果。空中力量,加上陸軍,使美國對德國具有戰略優勢。美國了解空中力量給戰場帶來的能力,即沿著敵人的交通線和主要戰線攻擊敵人的目標。空中力量使地面部隊能夠在戰場上與敵人全面交戰,以消耗德國軍隊并贏得戰爭。空中力量對二戰勝利作出貢獻的另一個例子是在對日本的太平洋戰役中。空中力量能夠在跳島任務中轟炸敵方目標,并攻擊日本本土。最終,空軍投下了原子彈,迫使日本在二戰中投降。
歷史為那些利用技術進步在戰爭中取得勝利或阻止沖突的國家提供了一個準確的畫面。前國防部長馬克-埃斯珀理解技術進步的重要性,他說:"歷史告訴我們,那些率先利用一代人的技術的人往往在未來幾年里在戰場上具有決定性的優勢。" 下一個改變戰爭方式的技術將是什么?諸如俄羅斯等這樣的對手認為擊敗美國的下一個技術進步是低當量戰場核武器(LYBNWs)。俄羅斯等設想的情景是,美國的地面部隊在戰場上機動,但防空保護有限,地形將他們引入一個巨大的殺傷箱。然后,俄羅斯等將使用混合了戰術彈道導彈(TBM)的LYBNWs來攻擊美國地面部隊和關鍵地區,如濕隙交叉點、支持區和后勤線。
美國軍方的領導人已經關注了從遠程火力、戰術核、高超音速導彈、無人機群和空間能力等廣泛的技術進步。隨著如此多的新技術擠入戰斗空間,一種能力引起了軍事和民用部門的興趣,那就是人工智能(AI)。在陸軍中,人工智能是一個未被開發的武器系統,可以成為戰爭中的下一個技術進步。人工智能將使美國陸軍在戰場上擁有手段和優勢,就像大炮和空軍一樣。此外,人工智能將協助美國陸軍在大規模戰斗中檢測、分類和使LYBNW失效。
美國的近鄰顧問正在不斷地嘗試開發下一個武器系統,以使他們在戰場上獲得優勢,從而在戰爭中獲勝。俄羅斯正在開發高超音速武器;與此同時,中國利用遠程精確射擊來與敵人保持距離。然而,這兩種威脅都以LYBNW為中心努力在未來的沖突中摧毀美國的機動部隊。 目前,美國的防空平臺缺乏技術和能力來對抗大規模沖突中混有TBM的LYBNW的新威脅。
本專著旨在提供將人工智能整合到陸軍防空系統中以擊敗LYBNWs的方案。首先,本專著將通過歷史的視角來說明發展技術進步并將其整合到現有系統中對在戰場上或戰爭中取得勝利是多么重要。用于研究的主要武器系統是大炮、空氣動力和核武器。通過歷史分析,讀者可以預見,美國必須繼續發展技術進步,特別是在人工智能方面,以便對未來的沖突產生積極影響。其次,該專著重點介紹了美國陸軍目前和未來的防空平臺,以備戰事。這部分調查讓讀者了解系統的能力和局限性,以了解防空作戰環境和導致需要綜合人工智能的不足之處。第三,該專著重點介紹了目前民用和軍用部門的算法和平臺的人工智能能力。這些算法提供了對機器學習能力的洞察力,以便在人工智能平臺上與當前的系統結合起來提出建議。最后,該論文集中討論了整合的建議和對自主人工智能系統的需求,以擊敗LYBNWs。
這項研究對美國陸軍來說很重要,因為近似的建議開發了新的和增強的導彈平臺以贏得未來的沖突,特別是LYBNWs。這些武器系統的出現正在慢慢超過美國陸軍目前的防空系統。這項研究提供了一個行動方案,通過將人工智能與目前的平臺結合起來,提供增強的防空覆蓋,從而重新獲得優勢。同時,為自主武器系統的建立留出時間。在綜合防空導彈防御系統(IAMD)中利用人工智能能力可提供早期預警、交戰速度、瞄準威脅的距離,更重要的是,可提供威懾。防空系統一旦部署到一個行動區,就會對世界大國產生威懾力。人工智能的增強提高了美國威懾或擊敗侵略的能力,并保留了陸地部隊。
潛在對手的火炮系統的改進對美國軍隊特別是陸軍提出了挑戰。除了改進的火炮系統能力和新的使用技術的挑戰外,特殊彈藥的擴散--如精確、熱障和頂部攻擊彈藥--重新引起了對敵人的大炮和火箭炮對美國作戰行動和地面作戰系統的潛在影響的關注。
為了應對這一挑戰,美國陸軍正在尋求通過升級目前的火炮和導彈系統,開發新的長程火炮和高超音速武器,以及改造現有的空射和海射導彈和巡航導彈以便陸軍部隊進行地面發射來提高其所謂的遠程精確射擊(LRPF)能力。
2018年美國防戰略和陸軍的多域作戰概念都要求提高陸軍LRPF能力,以應對被稱為俄羅斯和中國的反介入、區域拒止(A2/AD)戰略,旨在限制美國軍隊在歐洲和太平洋地區的行動自由。
美陸軍有五個主要項目或工作正在進行或考慮中,以提高遠程精確射擊能力:
增程加農炮計劃(ERCA)計劃開發一種能夠對70多公里外的目標進行精確射擊的系統,比目前系統的30公里目標距離有所改進。
精確打擊導彈(PrSM)是一種地對地、全天候、精確打擊的導彈,由M270A1多管火箭系統(MLRS)和M142高機動性炮兵火箭系統(HIMARS)發射。PrSM旨在取代目前的MLRS和HIMARS導彈,并將目前的射速提高一倍,每個發射艙有兩枚導彈。
美陸軍正在研究開發一種戰略遠程炮(SLRC)的可行性,這種炮可以以高超音速發射,射程可達1000英里,以打擊防空、火炮和導彈系統以及指揮和控制目標。
美陸軍、海軍、空軍和導彈防御局(MDA)正在開發通用高超音速滑翔體(C-HGB),陸軍計劃將其作為遠程高超音速武器(LRHW)計劃的一部分,使C-HGB能夠從移動的陸軍地面導彈發射器發射。
最后,美陸軍正試圖改造現有的海軍SM-6和UGM-109對地攻擊導彈,以便為陸軍提供一種中程導彈能力。
鑒于潛在的資源限制和陸軍對LRPF的重視,國會在其監督、授權和撥款方面可能會進一步研究陸軍的LRPF計劃。國會潛在的問題包括
戰略大炮、高超音速導彈和中程戰場導彈的理由。
LRPF的估計總成本。
LRPF和美國印太司令部的太平洋威懾倡議(PDI)投資計劃。
部隊結構要求。
后備役部隊的LRPF。
其他軍種對陸軍遠程防衛部隊的看法;以及
指揮、控制和瞄準遠程火力。
本專著的目的是從防空歷史和空中力量穿透這些防御的工作中提煉出教訓。它從第一次世界大戰、第二次世界大戰、越南、"沙漠風暴 "以及俄羅斯和中國的現代發展中確定了六條經驗。這六條經驗為空軍和地面部隊在未來進行壓制敵方防空(SEAD)和滲透行動的努力提供參考。本專著探討了聯合部隊應如何對待SEAD任務的問題,以及來自陸地領域的部隊是否應在穿透地基防空系統方面發揮更重要的作用。
T.R. Fehrenbach提醒我們注意戰爭的一個持久特征。無論我們的技術變得多么復雜和先進,武裝沖突仍然需要士兵參與。空中力量理論家認為,在未來的戰爭中,人類可能不再需要近距離的暴力對抗,僅靠空中手段就能達到目的。雖然純粹的空戰仍然是一個遙遠的想象,但地面部隊將繼續奮勇向前,與泥濘中的人們一起奪取目標。本專論并不是說空中力量是不必要的;相反,它是至關重要的。空軍的覆蓋面和影響力已經與地面機動密不可分,在最近的戰爭中,空軍已經成為軍隊進攻的必要先導。然而,空中優勢作為地面進展的先決條件的模式可能不再成立了。移動式和便攜式防空系統的擴散,加上危害地面部隊的遠程打擊能力,無論其位置如何,都可能迫使地面作戰先于其空中補充。
本專著討論了聯合部隊在未來應如何進行壓制敵方防空(SEAD)。它考慮了攻擊性空軍和地面防御者之間的斗爭。具體來說,它討論了防空系統的進步已經發展到了美國空軍無法繼續承擔壓制和穿透它們的主要份額的程度。在未來,美國陸軍可能不得不對綜合防空系統(IADS)進行第一輪打擊,為美國空軍開始空中優勢的戰斗打開大門。
海上防空對于地面部隊的機動自由至關重要。在減少對手的防空資產之前,敵人的空軍可以隨意攻擊機動編隊。自從20世紀初早期的飛行者從飛機上投下第一件武器以來,空中力量對現代機動作戰一直是至關重要的。空中和地面防御系統已經發展到這樣的程度,即一支軍隊如果不首先擊敗其競爭對手的空軍就進行攻擊是不可想象的。迅速而徹底地擊敗伊拉克的防空系統并隨后摧毀其空軍,對于聯軍在 "沙漠風暴 "行動中的快速機動和壓倒性勝利至關重要。 以美國空軍為先導,然后是地面機動的SEAD模式是如此強大,以至于美國和北約的競爭對手注意到并進行了調整。今天的綜合防空系統(IADS)是高度網絡化的,相互支持的,并且是分層深入的。 這些防御網絡,再加上遠程彈藥的出現,造成了一個多層面的問題。國際防空系統迷惑了敵方空軍為其地面部隊建立機動空間的能力,同時遠程火力也使這些攻擊部隊受到威脅。先進的IADS與遠程彈藥的雙重困境,要求我們考慮我們目前的SEAD方法是否足夠。
所提出的假設是,聯合部隊應該作為一個密切協調的地面和空中團隊進行未來的SEAD。美國陸軍應該為反應靈敏、強大和機動的防空和導彈防御系統、遠程精確火力、地面發射的反輻射制導導彈(ARGM)和游動彈藥提供資源。
所采用的方法是對SEAD的歷史、理論和學說的研究。它考慮了SEAD從第一次世界大戰到現在的歷史。反擊空中和導彈威脅(聯合出版物3-01)將SEAD歸類為主要的進攻性反空(OCA)任務。其目的是 "通過破壞性或擾亂性的手段使敵方的地表防空系統失效、摧毀或暫時退化。" 美國部隊發展SEAD是為了應對日益復雜和有效的地基防空系統,它與防空的進步有效地共同發展。本專著中的防空歷史有五個主要部分。第一部分討論了第一次世界大戰中的空中力量發展,以及早期空軍能力的提高如何為地面機動提供了機會。一戰中對空襲的反應導致了二戰期間為防止滲透而對空中武裝進行牽制的武器的產生。二戰的戰斗人員完善了一戰中創造的技術,為進攻的空軍和地面的防御者開發了更致命的瞄準系統和改進的彈藥。在越南戰爭期間,越南人民軍(PAVN)采用了密集的防空武器組合,這需要美國裝備和訓練專門的飛機來壓制北越的防御;這是SEAD能力的第一個例子。接下來,該專著回顧了美國在 "沙漠風暴 "行動中對空地戰的運用,以顯示SEAD的有效性,以及它如何為其他世界大國進一步調整以對抗FM100-5中的理論提供了基礎。 第五章考慮了俄羅斯新一代戰爭(RNGW)、中國遠程導彈以及防空武器的擴散以防止滲透。作者將SEAD理論和學說的演變與歷史實例結合起來,說明空軍與IADS之間的競爭是如何發展到今天的高精尖系統的。最后,該專著提出了一個地面部分未來在對抗現代IADS的戰斗中的貢獻模式。
聯合部隊如何進行未來的海空防務行動,對于各軍種在面對未來的國際防空系統時如何整合和合作至關重要。現代國際防空系統對未來的空中行動,以及暗示的地面行動構成了一個重大障礙。國家和非國家行為者對地對空武器的使用加劇了國際防空系統的瓦解問題。它極大地提高了進行海空導彈和滲透敵占區所需的戰斗力水平。阿富汗圣戰者組織在蘇聯-阿富汗戰爭中使用 "毒刺 "導彈,以及最近在烏克蘭上空擊落馬來西亞航空公司MH17航班,都是這些系統的擴散已經超出既定軍隊嚴格使用的例子。在未來的戰爭中,雙方都可能面臨一個連續的國際防空系統和非正規部隊采用的未聯網的防空。聯合部隊必須開發多種方案來擊敗這些系統,并擴大他們的方法,以最大限度地提高靈活性,使空中和地面部隊能夠對由國際防空系統和獨立的地對空武器防御的對手構成眾多威脅。