许多人可能没有意识到，无人驾驶飞行器（UAV）（俗称无人机）的起源可以追溯到近一个世纪以前，而现代无人机技术在过去 40 年中在民用和军用领域得到了迅速发展。无人机代表了军事技术两个重要趋势的交汇点--武器的精确性和机器人技术的兴起，两者结合后，无人机可在飞行员毫无危险的情况下进行远程飞行，并能投放致命的有效载荷。现代战争中使用的无人机改变了军事行动的态势，提供了独特的战术优势，提高了各种作战场景中的行动效率。无人机的用途多种多样，包括监视、侦察和定点打击（见图 1）。总体而言，无人驾驶系统代表了军事技术的变革性进步，反映了全球范围内的重大投资和发展。随着各国继续开发和部署这些系统，了解其影响并将其纳入澳大利亚的战术、技术和程序（TTPs）至关重要。
图 1. 乌克兰士兵准备发射无人机。
在乌克兰，无人机已成为对俄军取得不对称优势的重要武器。无人机的可用性、快速发展、易于部署和使用，使其在乌克兰境内的军事行动中不可或缺。虽然这项技术改变了现代战争的特点，但迄今为止，无人机尚未对对手产生决定性影响。从乌克兰战争中汲取的一个教训依然清晰--无人驾驶系统的创新正在颠覆现代战争的方式。因此，澳大利亚国防军（ADF）必须了解无人机带来的机遇和限制，为未来的条令、训练、规划以及未来对这些可在战场上产生不对称影响的技术的投资提供依据。陆地力量论坛》的这篇文章是一个更大项目的一部分，该项目利用乌克兰和澳大利亚的专业知识，对乌克兰战争中使用无人机的经验教训进行了首次循证研究。本文总结了研究的重点--在俄乌战争中使用无人机的经验教训。
无人机的历史演变
追溯到 20 世纪 60 年代，英联邦炮兵认识到新兴的无人机能力对目标捕获至关重要。最初，无人机用于扩大炮兵观察员的射程，几十年来，侦察和目标捕获的重点始终未变。在过去二十年中，美国在伊拉克、叙利亚、阿富汗、巴基斯坦和也门等地区的反恐行动中广泛使用了无人机，凸显了其在降低友军人员风险的情况下实施精确打击的能力。2020 年，另一个值得注意的例子是在纳戈尔诺-卡拉巴赫冲突中使用无人机进行精确打击和监视，通过提供卓越的空中情报和打击能力对冲突结果产生了重大影响。然而，在乌克兰战争中，乌克兰和俄罗斯军队首次大规模部署小型无人机，用于实时情报搜集和直接交战，显示了这些系统在当代冲突中的战术多样性。乌克兰前所未有地大规模使用无人机，为澳大利亚提供了宝贵的经验教训。了解这些经验教训对于发展未来战争中的无人机能力和战术至关重要。
技术进步使无人机变得更小、更灵活、能力更强。十年前，乌克兰使用的无人机还很初级，主要用于骚扰。然而，到 2023 年，配备小型有效载荷、能够进行攻击的小型无人机激增，已经能够破坏俄罗斯的攻击。此外，超越光电和红外能力的进步也非常显著。2015 年之前，像 “全球鹰”（Global Hawk）、“天龙”（Triton）、“捕食者”（Predator）和 “死神”（Reaper）这样的大型平台需要携带多种有效载荷。然而，在俄罗斯入侵乌克兰之后，大型无人机被证明在装备精良的现代防空环境中无法生存，因此被排除在战场之外。战场航空（包括旋转翼和固定翼）也被迫退出前线。在当地迅速发展起来的小型无人机--既能在可瞄准临界点以下生存，又能在其中茁壮成长--迅速填补了这一空白。这些小型无人机现在能够装备多种有效载荷，如光电红外（EOIR）、电子战（EW）或地理空间情报有效载荷。这种以较低成本实现多用途无人机的普及是一项重大技术进步。
历史证明，战争中的技术进步往往超过伦理和监管框架。例如，在第一次世界大战中，毒气、机枪、地雷和集束弹药的使用都是在任何正式的伦理或监管控制建立之前投入使用的。同样，无人驾驶飞行器技术发展迅速，需要积极主动地了解并有效监管其部署。将这些不断发展的技术迅速融入军事行动，凸显了警惕监督和道德考量的必要性。
大型无人机的消亡
无人机一般根据功能、大小、有效载荷、地域范围、飞行续航时间和高度等不同特征进行分类。根据北约的分类，乌克兰的无人机动态显示为 I 级和 III 级无人机，其中 I 级无人机小于 150 千克，III 级无人机大于 600 千克。在乌克兰战争中，小型军用无人机--包括固定翼和旋翼无人机，与地面单元整合--被普遍用于侦察、目标捕获、战损评估和信息战。
第三类无人机--大型侦察和打击无人机--可用于长时间收集信息（即 12-26 小时，通用原子公司的 MQ-9 “死神 ”目前可达到 40 小时），并可实施远程打击。然而，由于没有制空权，它们容易受到防空系统和电子对抗措施的攻击，而且更换费用昂贵（一架 Bayraktar TB2 需 500 万美元）。一旦俄罗斯的防空和电子战系统在乌克兰得到适当整合，这种大型无人机就无法生存；而其他三级无人机（即俄罗斯的 Orlan-10 侦察无人机）由于系统不可靠，在提供高质量情报方面面临障碍。
土耳其制造的 Bayraktar TB2One 是大型（III 级）武装军用无人机的一个生动例子，在俄罗斯全面入侵乌克兰的最初几天和几周，它占据了乌克兰的头条新闻和公众的想象力（见图 2）。它被用于 ISR（情报、监视和侦察）和战术打击任务。购买 Bayraktar TB2 无人机是对俄罗斯侵略的一种威慑，与供应标枪反坦克制导导弹同等重要。TB2 无人机是乌克兰有人驾驶喷气式飞机的补充，为乌克兰空军提供了地面打击能力，在俄罗斯全面入侵后的关键几天和几周内不会危及飞行员的安全。在击沉俄罗斯黑海舰队旗舰 “莫斯科 ”号导弹巡洋舰的任务中，它们被用作诱饵。乌克兰部队最后一次成功使用 TB2 是在 2022 年 5 月和 6 月夺回黑海蛇岛（Zmiinyi）的战斗中，当时 TB2 直接瞄准了几艘海军舰艇，并在对赫尔松州乔尔诺巴耶夫卡机场的袭击中充当了监视和瞄准平台。
图 2. 隶属于乌克兰陆军的 Bayraktar TB-2 作战无人机（图片来源：Mike Mareen, AdobeStock）。
Bayraktar TB2 的速度（即 130 千米/小时）和体积（即 12 米）较低，在防空系统密集、电子战高密度的战场上很容易受到攻击。因此，由于战争态势的不断变化，TB2 从 2023 年 9 月起在乌克兰上空消失。这与 TB2 在利比亚、叙利亚以及 2020 年第二次纳戈尔诺-卡拉巴赫战争中的有效表现形成鲜明对比，这些冲突都没有密集的防空层。安全研究界的类似学者认为，大型无人机在高强度冲突中的作用有限，其成功与否取决于对手的防空系统是否失效。
取代人类角色，降低人类风险。
无人机在战场上取代而非替代人类。这种替代降低了危险情况下的风险，保护了人的生命。无人机可以在各种任务中提供更强的持久性，保持最佳性能，而不受人类耐力的限制。例如，无论是地面、空中还是海上无人机，仍由人类控制，但取代了人类在监视链中的角色，使人类不再暴露在前线，也不再面临风险。
无人机可以而且已经拯救了生命。这在非对称战争中尤为重要，因为在非对称战争中，人员可用性的不对称可能意味着让更少的人受到伤害，并确保人力资源投资随着时间的推移获得更好的回报。乌克兰部队利用能够快速移动并长时间保持存在的长航时无人机进行监视和侦察，从而消除了人类面临的风险。这些无人机配备了多个传感器包，在白天或夜间侦查敌军动向、位置和兵力构成方面发挥了重要作用。小型 I 级无人机改变了炮兵的作战节奏，将时间紧迫的瞄准和射击周期从大约 30 分钟缩短到 3-5 分钟，有助于提高炮兵射击的精确度和速度，并使担任观察员的士兵更加安全。与骚扰和拦截炮火一样，无人机的存在也会干扰俄军并使其疲惫不堪。 此外，无人机还能提高人类和机器团队的能力，优化各种行动的性能和效率。人机结合的能力为乌克兰部队带来了更好的成果和作战效率。
无人系统的多用途使用
总体而言，无人系统具有射程远、成本低、经济实用等特点，可用于空中、陆地和海上。无人系统能够看得更远，同时还能节约成本，因此在乌克兰的防御和进攻行动中都不可或缺。除了在空中大量使用无人机外，乌克兰战争还揭示了海洋无人系统的成功应用，以及陆地无人战车在各种用途上的雏形。
- 海洋无人系统 乌克兰在与俄罗斯的冲突中有效地利用了军民两用技术--海军无人系统或无人海面航行器（USV），以弥补其海军作战能力的不足。例如，“海洋宝贝 2024 ”无人潜航器具有机动性，能在 1000 公里范围内投掷近一吨炸药（见图 3）。其制导系统包括利用水听器系统对水下和水面物体进行被动声纳识别和测向。还包括超声波声纳（主动声纳），用于近距离探测、跟踪和按大小识别物体。这些 USV 经过改装后部署在黑海地区，目标是克里米亚的塞瓦斯托波尔等战略要地，并将行动范围扩大到新罗西斯克，显示出它们有能力躲避俄罗斯的防御，并对俄罗斯海军资产构成重大威胁。乌克兰利用现成的、具有成本效益的替代品，打破了黑海的力量平衡，将目标对准了先进而昂贵的俄罗斯海军舰队船只。报告显示，乌克兰结合使用 USV 和导弹造成了重大损失，据说摧毁了俄罗斯黑海舰队三分之一的舰艇。
图 3. 新 “海洋宝贝 2024”（图片来源：乌克兰安全局 Telegram）
在空中，乌克兰开发了一系列无人系统，能够对俄罗斯目标进行作战和战略打击，目标包括炼油厂、弹药厂和其他象征性目标。这些无人机避开防空区，深入俄罗斯境内进行打击，从而得以生存。在情报、军事规划以及空中和海上无人系统新兴能力的支持下，这种方法在针对俄罗斯目标的行动中不断发展并增强其有效性。
- 陆地无人战车 陆地无人系统或无人地面战车（UGV；地面机器人）可能成为军事创新的下一个前沿领域。在乌克兰，这些车辆已经在前线运行了一年多，用于运载武器和爆炸物，进行远程采矿和排雷，以及将伤兵从战场上撤离。这些 UGV 的主要目的是尽量减少乌克兰部队在战场上的参与，帮助保护乌克兰士兵的生命。使用 UGV 是对敌方人数优势的不对称回应。这些 UGV 执行的任务包括遥控开采阵地和咽喉要塞，用自动武器保护激烈争夺的地区，以及使用反坦克设备对付重型车辆，而重型车辆在无人驾驶飞行器面前也不堪一击。UGV 的发展还集中在后勤和伤员后送方面。例如，按照北约标准编纂的多功能机器人 Vepr (KNLR-E)，自 2023 年以来已显示出积极的使用效果（见图 4）。据乌克兰数字化转型部长称，乌克兰开始大规模生产机器人地面平台。乌克兰研发人员展示了 140 多个型号的地面机器人系统，至少有 50 个系统经过了作战环境测试，14 个系统达到了北约标准。
图 4. 多功能机器人 Vepr (KNLR-E)
反无人系统
随着无人系统的发展，应对这些技术的措施也在快速创新周期中发展。反无人系统（UA）的最初战略是在空中将其击落。然而，通过瞄准其地面组件来防止其发射也同样有效。这包括通过视觉或电子方式探测地面站，并用火炮或无人机进行打击。
防止无人机到达目标的一个关键对策是 EW--与控制电磁频谱有关的广泛活动--以干扰器、欺骗器、欺骗敌方通信系统、雷达和其他电子设备的形式进行。干扰是通过向 UA 发射高能量来掩盖无线电频率控制或数据信号。乌克兰和俄罗斯都使用了干扰器，干扰器发出强大的电磁信号，导致目标无人机坠落、偏离航线或掉头攻击操作员。例如，在 Bakhmut，由于俄罗斯的干扰，无人机操作员无法飞行超过 500 米，或者在击落无人机之前在敌方无人机操作员的屏幕上留下信息--“Slava Ukraini!”（“光荣属于乌克兰！”）。
反无人驾驶航空系统（C-UAS）专门用于探测、跟踪无人机并使其失效。这可以通过探测系统（雷达、光电/红外传感器和声学传感器，用于识别空域内的无人机）、干扰装置（便携式或固定式）、导弹武器（反导弹系统、空对空武器）来实现； 动能武器（霰弹枪、对空机枪和大炮）；定向能武器（高能激光或微波束可通过破坏无人机的电子设备或推进系统使其失效）；网和无人机对无人机技术（物理拦截或捕获无人机）。
破坏无人机系统所依赖的任何环节--如发射和回收单元、地面控制站、通信设备、后勤和支持系统--或使其失效，都会极大地阻碍无人机系统的作战能力。廉价、消耗型（I 级）无人机的激增为传统防空平台创造了不利的拦截曲线。具有明显雷达截面的大型无人机是防空拦截机和火炮容易拦截的慢速目标，而传统防空系统对小型系统的拦截则有一定的局限性。反无人机防御面临的一个新挑战是成本效益，即反无人机系统必须比目标便宜。“加大对电子战的投资将是应对无人机威胁的关键部分"。
财务要求
使用无人机的财务要求非常迫切。无人机为传统军事系统提供了更廉价的替代品，从而形成了可给对手造成财政负担的成本强加战略。在长期和大规模冲突中，成本是关键：用于摧毁目标的资源越少越好。用价值 300 万美元的导弹摧毁价值 500 美元的无人机可能有效，但却不可持续。由于数量问题，一个国家能生产的无人机越多，其无人机行动的可持续性就越强，其坚持到底的威胁就越可信。
无人机为传统军事系统提供了具有成本效益的替代品，带来了巨大的经济利益。它们要求对手使用昂贵的反制措施来对付廉价的无人机，从而给对手造成了财政负担。这种成本强加战略在现代战争中至关重要，因为从长远来看，资金限制发挥着重要作用。这些系统的成本效益凸显了它们在当代和未来冲突中的重要性。乌克兰已经证明，出于需要，它可以有效利用创新，通过利用新能力来适应生存环境。考虑到这些无人机系统的购置成本和可运输性，澳大利亚等国紧跟新兴威胁和机遇的重要性就不言而喻了。
图 5. AtlasPRO 无人机
无人机使相对不复杂的对手能够对高价值资产产生重大影响，这体现了无人机在不对称战争中的作用。无人机价格低廉、易于使用，使对手可以利用有限的资源达到不成比例的效果（见图 5）。例如，用廉价的无人机击败坦克等昂贵的军事装备，表明无人机如何在没有尖端技术的情况下制造可信的威胁。大多数西方国家的军队都由少数非常昂贵的资产组成。例如，如果澳大利亚约 70 辆价值 2 千万美元的艾布拉姆斯坦克能被价值 700 美元的无人机击败，这就意味着不需要复杂的技术也能构成可信的威胁。
快速创新和适应
乌克兰现代战争发展迅速，因此必须加快创新周期，目前创新周期从一周到大约三个月不等。为了保持对对手的竞争优势，不断需要新的解决方案或对现有技术进行重大修改。这种快节奏的环境凸显了持续改进和快速迭代在军事战略和技术发展中的重要性。米克-瑞安少将在《战争变革》一书中指出： “在战争中，策划和领导战斗的人必须不断寻求超越对方的思维、超越对方的机动和超越对方的战斗力。新的技术创新被引入战争，战争的地域或目标被扩大或演变，新的战术和作战概念被发展，以利用不断发展的组织结构，实现不断发展的胜利理论"。这一概念在乌克兰战争中体现得淋漓尽致。乌克兰创新（具有致命效果的 FPV 无人机），俄罗斯回应（使用 “笼子”）。俄罗斯采取行动（使用伊朗 Shahed-136 无人机攻击城市和城市基础设施），乌克兰做出调整（使用德国 Gepard 防空系统应对这一攻击）。
机器人技术和自主系统在所有领域的发展都是适应战的一个明显例子。然而，正如瑞安少将所言，"并非所有战时学习或适应都能在战场上取得成功。这部分是因为一些机构无法快速或有效地吸收新技术或新理念。另一个原因是，有些机构无法预见未来的一系列威胁，或者无法判断哪些威胁最为严重。适应失败的最后一个原因是，敌人积极寻求干扰和削弱对手的学习和适应能力"。
无人机技术的快速发展和部署要求军事条令不断适应、创新和演变。在乌克兰这样的冲突中，必须向双方学习，并将这些经验教训融入战术、技术和程序。无人驾驶系统在不同领域的使用日益增多，要求各国跟上技术进步的步伐。这种持续的演变会影响对未来冲突的投资和准备。任何战争都会刺激竞争，当然也会刺激军备竞赛。在使用无人机系统的同时，反无人机系统也随之出现，然后战术、技术和程序（TTPs）也必须进行调整，等等。在战争头六个月行之有效的战术、技术和程序（TTPs）如今已不再奏效--无论是使用的平台还是强调使用这些平台的战术。因此，重要的是，尽管对手可能会制造障碍，但仍要进行调整，以便利用手头的资源完成任务和使命，而且必须比对手的反应能力更快地完成任务和使命--保持 “适应战”。
- 下一步是什么？ 无人机系统很快将无处不在：地面、空中、水面、水下。未来的可能性和下一步的创新可能与人工智能无人机和蜂群无人机有关。无人机人工智能（AI）的未来将影响军事和民用行动的各个方面。尽管对目前在无人机中使用人工智能的有效性存在争议，但人工智能有望产生重大影响的关键领域包括终端制导、视觉导航、目标探测和蜂群。利用人工智能，无人机可对不断变化的环境做出自主反应，并相互通信以协调出动。具有人工智能的无人机已经存在，并在乌克兰战争中得到积极使用。例如，无人机内置人工智能，有助于从远处识别危险并清晰地聚焦目标。
结论
乌克兰的经验教训强调了无人机系统技术在现代战争中的演变影响，它提供了新的能力和暂时的战术优势。现代军事力量应将这些技术纳入其条令和战略，以便在当代和未来的冲突中保持技术优势。在一个日益复杂、技术日益先进的世界中，了解和利用无人机系统技术对于有效防御至关重要。
随着无人机系统和 C-UAS 的未来发展，包括人工智能集成、无人机群以及网络战和定向能武器等先进反制措施，快速适应和创新的必要性至关重要。未来的战斗可能不仅涉及平台，还涉及敌方网络，敏捷性和适应性是成功的关键。先进的无人机系统将具备人工智能、完全自主和快速决策能力，从而加强战场沟通与协调。未来，这些系统可能会通过 “网状网络 ”与其他系统和传感器集成，为无人机的方向决策提供信息，帮助定位目标，并为选择适当的武器消除威胁提供信息。对此，现代军事力量必须将无人机系统和 C-UAS 技术的发展纳入其作战概念、条令、培训和人员选拔过程。
参考来源：澳陆军研究中心
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