俄罗斯国防部在2022年3月18日报告说,俄罗斯军队使用了Kinzhal高超音速导弹[1],并摧毁了位于乌克兰西部Delyatina村的一个导弹和航空弹药地下仓库。美国官员也证实使用了高超音速导弹[2]。根据美国官员的说法,这次发射旨在测试武器,并向西方发出有关俄罗斯军事能力的信息。

本文讨论了现有的俄罗斯高超音速导弹,并回顾了在乌克兰军事行动中使用的可能使用新兴破坏性技术的其他俄罗斯军事能力。

1. 俄罗斯高超音速导弹

首先,应该提到的是,高超音速武器被认为是用于战争的颠覆性技术之一,同时还有人工智能、自主系统、大数据、量子技术、生物技术和新型材料等技术[3]。

高超音速导弹的飞行速度至少为5马赫或5倍音速。高超音速武器有两类:第一类是火箭载体携带高超音速滑翔机,在飞行过程中与载体分离;第二类是火箭本身是高超音速的,在整个飞行过程中由高速发动机驱动。与弹道导弹不同,高超音速武器不遵循抛物线弹道轨迹,以高超音速飞行。它们在飞往目标的途中可以自由机动,这使得它们在飞行中更难被探测和摧毁[4]。

俄罗斯目前有两种类型的高超音速导弹在使用,并正在开发第三种类型的高超音速武器,以携带核弹头:阿凡格、金沙尔和3M22锆石。阿凡格 "是一种从弹道导弹发射的高超音速滑翔机,如SS-19 "斯蒂尔托"、SS-9 "斯卡普 "和SS-X-29 "萨尔马特"。根据俄罗斯新闻来源,Avangard在2019年12月开始执行战斗任务。2017年12月,空中发射的高超音速火箭Kinzhal补充了俄罗斯军队的武器库。Kinzhal可以从图-22轰炸机或米格-31战斗机上发射。同时,Zircon是一种高超音速巡航导弹,目前正在进行测试,应该在2023年投入使用[5]。

Kinzhal导弹还可以用来摧毁低地球轨道上的卫星。据估计,Kinzhal导弹的飞行距离可达2000公里,飞行高度可达1500公里。在2017年进行了密集测试并接受金沙尔导弹进入俄罗斯军队的武库后,它被使用了两次:2019年在北极地区和2021年在叙利亚。在这两种情况下,导弹都是从米格-31战斗机上发射的。Kinzhal导弹的总产量不详。

(2018 年 5 月 9 日,在 2018 年莫斯科胜利日阅兵期间,一架带有 Kinzhal 高超音速导弹有效载荷的 MiG-31 飞越莫斯科)

应该注意的是,不是每架俄罗斯MIG-31战斗机都能携带Kinzhal导弹。为此已经开发了MIG-31K的专门版本[7]。俄罗斯空军估计有多达10架现代化的战斗机专门用于这一任务[8]。图-22M3轰炸机可以携带四枚金沙尔导弹。然而,据说还没有从这个平台上进行过测试[9]。

俄罗斯军队有一个庞大的非人防空对地导弹库,因此在乌克兰战争中使用金沙尔导弹的象征意义大于实际意义。俄罗斯很可能同时使用 "阿凡格 "高超音速导弹和舰载高超音速巡航导弹Cirkon,以提高其高超音速武器的有效性的说法。

2. 在乌克兰战争中使用具有颠覆性技术的其他军事能力

俄罗斯在人工智能和自主武器系统方面取得了重大进展,一些俄罗斯研究所和军工企业专门从事这方面的研究[10]。然而,对俄罗斯军队在乌克兰使用的军事装备的详细分析显示,公开提出的创建和测试的概念中只有一小部分在实践中使用。即使是之前在叙利亚广泛使用的系统,在乌克兰也没有被密集使用。 这些颠覆性的技术并不多,也没有达到必要的成熟度。

2.1. 使用无人驾驶飞行器(UAVs)

俄罗斯目前在乌克兰使用了少量的无人机,这是由于几个因素。首先,俄罗斯计划的军事行动将持续三天,而且没有预期的高度抵抗,因此,由于行动的节奏非常快,无人机的部署计划是最小的。其次,乌克兰防空和电子战(EW)对无人机的成功演示影响了俄军指挥官的选择。另外,俄罗斯攻击的目标位于整个乌克兰境内,所以现有的无人机的技术特点不允许它们支持如此深度和频率的行动。在不久的将来,俄罗斯对无人机的使用可能会加强,因为战争正在慢慢变得静态。这些系统在打击阵地战方面的重要性已经被反复证明。

俄罗斯制造的神风无人机KUB-BLA在乌克兰基辅附近的敌对行动中被使用[11]。KUB-BLA的操作是基于人工智能算法的,所以它可以自主地识别目标并摧毁它。KUB-BLA还在叙利亚进行了测试,它在那里进行了许多成功的行动。KUB-BLA是一种难以探测的无人机,可以飞行40公里,飞行速度高达130公里/小时,可以携带重量达1公斤的炸药[12]。无人机可用于摧毁非武装或轻度装甲目标,并产生突袭效果。

有多份报告和证据表明,在乌克兰的俄罗斯军队密集使用无人机Orlan-10和Inokhodets(Orian),它们也有破坏性的技术。

Orlan-10于2010年开始在俄罗斯军队中服役。该无人机是模块化的,配备了多个摄像头和其他传感器。2020年,Orlan-10被升级为激光指定器。奥兰-10经常与俄罗斯远程火炮一起使用,也适合执行ISR任务;它是一种小型无人机,翼展为1.8米,它可以在70-150公里/小时的速度下飞行18小时。到目前为止,共有14架奥兰-10在冲突中被摧毁[13] 。此外,这些模块可以由一个日光摄像机、一个热成像摄像机、一个视频摄像机和一个无线电发射器组成,装在机身下的陀螺稳定的摄像机吊舱中。这些相机提供实时情报、3D地图、监视和对地面目标的空中侦察。有效载荷收集的图像、视频和其他传感器数据通过使用3G/4G蜂窝网络的数据链接实时传输到地面控制站。可选择的是,Orlan-10配备了EW能力,可以区分友方和敌方的信息传输方式。它可以安装干扰发射器并设置蜂窝干扰区[14]。

(2022 年 3 月 30 日,一名俄罗斯士兵准备在俄罗斯入侵乌克兰期间发射 Orlan-10)

同时,"伊诺霍杰茨 "是一种中等高度和长距离(MALE)的战术无人机。到目前为止,俄罗斯军队在乌克兰只损失了一架。Inokhodets的最大有效载荷重量为200公斤,它可以在7.5公里的高度飞行,最多可飞行24小时,速度可达200公里/小时。它还有一个电子光学、激光目标探测仪和红外摄像机。该无人机被用于ISR和战斗任务。Inokhodets可以安装9M133 Kornet(AT-14 Spriggan),第二代便携式反坦克导弹,用于摧毁装甲车辆和坦克。该无人机能够在最大96公里的范围内探测目标,并能在距离目标4公里的范围内发射导弹[16]。

(2020 年 8 月 29 日展出的俄罗斯猎户座无人机(也称为 Inokhodets))

随着战争进入第二阶段,意味着俄罗斯军队开始只关注顿涅茨克和卢甘斯克地区,无人机的使用将加强。最有可能的是,我们将看到Altius、Forpost和Volk-18无人机,它们利用人工智能执行ISR任务,探测和识别目标并进行自主操作。

到目前为止,没有迹象表明俄罗斯海军正在使用其无人海军舰艇Kadet-M、洲际核动力自主鱼雷Poseidon或无人水下航行器Galtel。同样,陆军也没有迹象表明现有的无人驾驶地面车辆Udar[18]正在战争中使用。Udar是在BMP-3步兵战车和Marker的基础上开发的,Marker最近刚刚升级,具有与一组地面机器人自主通信的能力[19]。

很可能,无人驾驶的地面和水下系统根本没有被使用,因为它们还没有被完全开发,而且互动能力有限。此外,事实证明,在目前的战争节奏下,传统的系统是有效的。

2.2. 具有人工智能和自主能力的其他平台

俄罗斯联邦旨在为海军提供大型巡逻舰,能够在公海和封闭海域进行巡逻、监测和保护。到目前为止,在22160项目下建造了六艘船,该项目于2014年启动,旨在通过自动化和人工智能减少船员。瓦西里-别科夫号是黑海现有的三艘舰艇之一,在俄罗斯入侵乌克兰的第一天,参与了2022年2月24日对蛇岛的攻击[20]。

T-14 Armata坦克是另一个能够自主作战的平台,可作为无人驾驶坦克技术的试验台。该坦克具有完全数字化的设备,一个无人驾驶的炮塔,以及一个供乘员使用的隔离式装甲舱。到目前为止,没有证据表明T-14 Armata在乌克兰被使用。此外,已经有明确的迹象表明,制裁将阻碍T-14 Armata的生产[21]。

有人试图用人工智能增强苏-35S和米格-35飞机的机载信息管理和目标识别。只有苏-35S参与了战争。到目前为止,一架苏-35S在乌克兰东部的Izium附近被乌克兰防空部队击中。苏-35S飞机的特点是推力矢量、雷达吸波涂料、Irbis-E无源电子扫描阵列雷达、IRST(红外搜索和跟踪)、Khibiny雷达干扰系统、超远程R-37M空对空导弹,以及Kh-31反辐射导弹[22]。

此外,俄军正在将人工智能用于瞄准自动化火炮系统。由Rostex公司生产的MSTA-SM有一个新的数字火控系统,可以将射速提高到8-9rpm。它有一个改进的陆地导航计算机,最大限度地减少了输入射击坐标的时间,因此可以在30秒内从待机状态下开炮。MSTA-SM已经在战争中被大量使用[23]。

人工智能也被用于杀伤人员地雷POM-3 Medallion,它有利于自主识别和启动目标。POM-3使用地震接近引信来探测人类的脚步声,根据地雷附近的振动,并将该数据与弹药的机载目录中的地震特征进行比较。如果振动与地雷记忆中的正确地震特征足够相似,并有足够的和不断增加的振幅(表明向地雷移动),则触发弹药。俄罗斯军队在乌克兰战争中使用杀伤人员地雷POM-3的情况已在多个地点得到证实[24]。

(2020 年 8 月 23 日在陆军展览会上展出的俄罗斯 POM-3地雷)

2.3. 指挥与控制要素

与美国的全域联合指挥与控制(JADC2)概念类似,俄罗斯有自己的国防管理中心(NDMC)系统。NDMC的目标是在空中、陆地、海上、太空和网络部队之间实时无缝移动数据。国防管理中心被设计为接收来自最低军事单位的信息,并在分析和评估之后,将数据直接反馈给战略层面的单位。乌克兰战争第一阶段的结果表明,来自最低军事单位的数据没有在NDMC内处理,其产出也没有被带到战略层面[26]。

此外,没有迹象表明,以下利用人工智能的系统在战争中被使用。福尔摩沙系统公司开发的Aquahranitel,能够对海洋领域进行监督;俄罗斯军队的ACS,由国防部开发,用作管理战场信息的系统;RadarMMS公司开发的飞机管理系统Kasatka,用于提高飞机、直升机和无人机的自主性[27]。

在EW方面,除了传统的和更新的系统,俄罗斯军队正在使用由Ruselektronics公司建造的Bylina EW系统,该系统应用AI来进行ISR、信息操作和自主EW操作。Bylina还能够降低和干扰通信卫星的传输[28]。

2.4. 防空系统

Pantsir-S防空系统,是部署在乌克兰的少数系统之一。Pantsir-S用于击落攻击型无人机、GRAD和Tochka-U导弹,并通过人工智能实现防空作战的更大自主权[29]。

在乌克兰的战场上只观察到少数拥有新兴破坏性技术的武器平台。最流行的类型仍然是无人机,然而,带有人工智能的增强型传统系统也仍然被广泛使用。当然,人工智能带来的适度改进并不是为了增加武器或系统本身的杀伤力,而是为了提供增强功能,以便缩小决策周期,更快地寻找和指示目标,或提供更多的自动化解决方案来处理数据。

对北约的影响

在与乌克兰的战争中,俄罗斯军队使用的由新兴颠覆性技术增强的系统相对较少。相反,俄军在使用传统系统的同时,还使用了一些新颖的元素,如高超音速导弹、无人机、雷达或火炮自动化系统,能够对目标和目标的消除进行精确的监视。其原因主要是这些系统的可用性和成熟度。从长期角度来看,制裁很可能会影响到俄罗斯军队使用的新兴破坏性技术增强的武器的发展速度。

尽管俄罗斯拥有多种电子战能力,但由于乌克兰军队有能力指挥和控制部队,所以它的表现并不理想。分散C2要素、使用普通移动电话和利用固定电话是成功实施反击的几个例子。很明显,俄罗斯人没有对电磁波谱进行适当的管理,因为他们的一些干扰正在干扰友好的通信。

高超音速武器是目前最大的挑战,因为它们可以容纳核装药,并能在有限的时间内通过不可预测的轨迹到达目标。因此,监视、跟踪和反导弹系统应得到加强或重新发明,以减少新型武器带来的风险。诸如定向能武器、粒子束和其他非动能武器等技术为有效防御提供了最大的潜力。网络和电子攻击可以大大降低武器的有效性。在探测方面,将需要一个由天基卫星和分散的传感器组成的网络,这也将与JADC2相连。

看来,俄罗斯利用中央防御管理中心的意图已经失败,因此,热衷于多领域行动的美国和北约国家在实施其JADC2概念时,必须考虑一些经验教训。重点应该放在首先连接所有必要的传感器和师级甚至更低级别的效应器上。此外,该系统在和平时期的操作功能将不同于战时所需的功能。

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