战术精确打击,或偶尔被称为侦察打击,已成为全球部队关注的一个领域。本文探讨了有效打击系统的设计参数和要求,以及促使各国军队寻求这种系统的原因

2009 年 7 月,驻阿富汗美国和国际安全援助部队司令斯坦利-麦克里斯特尔将军向在阿富汗服役的士兵发布了一项新的战术指令。到次年 1 月,英国陆军使用的高爆炸药(HE)炮弹减少了 60%,使用的烟雾弹增加了 70%。该指令被称为 "勇敢的克制",它要求士兵在交战时,尤其是在有平民在场的情况下,在使用和升级武力时保持克制。与此同时,塔利班的战术也日趋复杂。简易爆炸装置(IED)被连接起来,并与远程直接交火同时使用。后者通常是压制性的,但在一般分队的直接火力范围之外进行,勇敢的克制限制了分队迫击炮的使用。塔利班正是利用了这一点,在城市环境中最大限度地发挥了迫击炮的优势。

2009 年 11 月 3 日,阿富汗库纳尔省沃特普尔山谷,第 12 步兵团第 2 营 C 连的一名陆军士兵目睹炸弹在叛乱分子战斗阵地上爆炸。勇敢克制所带来的战斗风格和适应性使精确打击资产发挥了重要作用,并使步兵分队有机杀伤力方面的不足凸显出来。 图片来源:美国陆军/中士 Matthew Moeller

在这些情况下,常规空中火力和间接火力都是不合适的资产,因为即使有精确制导,其伤害也过于滥杀滥伤。在某些情况下,步兵分队可以使用 FGM-148 标枪制导导弹,而在其他情况下,在上空巡逻的 MQ-9 死神无人机(UAV)可以使用 AGM-114 地狱火导弹进行精确打击。然而,MQ-9 过去是,现在仍然是旅级或特遣部队级资产。这意味着分队指挥官必须竞标,并希望有足够的 MQ-9 轨道来满足他们的需求。时间快进到 2023 年,乌克兰前线每天都有数百次要求俄方提供火炮和近距离空中支援等常规火力支援的请求。由此产生的火力摧毁了接触到的每一座城镇,消耗了数百万发炮弹。然而,前线的许多步兵分队能够在无人机的帮助下满足自己的火力支援需求。

小型无人机可在分区一级提供侦察,距离分区所在位置 1-10 公里,许多单元无需请求这种支持,因为无人机是它们自己的。航程更远的大型无人机仍处于作战层面,可在前线后方 50 公里或更远的纵深进行侦察,但在短距离内,空中侦察已实现扩散化,人人都可使用。

乌克兰使用的许多第一人称视角(FPV)无人机并没有针对其用途进行优化。相反,它们可以说是最低可行产品。 图片来源:АрміяInform, via Wikimedia Commons

随着小型无人机技术的普及,世界各地的军队现在都有能力部署战术侦察-打击系统。这种系统将侦察手段和打击效果整合在一个平台上,能够实时进行侦察和打击。英国防务技术公司 "守望"(Overwatch)的全球防务总监米克-阿斯顿(Mick Aston)告诉 ESD:"我们将其视为战术或有机精确火力,旨在为近战操作人员提供精确打击。""守望 "专注于无人机系统及其有效载荷。

自 2009 年麦克里斯特尔发布指令以来,无人机技术的价格持续下跌,并在此后的大多数冲突中发挥了突出作用。自2015年以来,在乌克兰作战的乌克兰单元和俄罗斯部队在没有重炮的情况下使用无人机投放弹药打击对方。2017 年,伊拉克和黎凡特伊斯兰国在摩苏尔利用大规模无人机袭击削弱和瓦解了伊拉克的编队,或者在连级攻击中利用无人机为伊拉克和黎凡特伊斯兰国指挥官提供态势感知。在叙利亚,自 2024 年初以来,政府军加快了使用第一人称视角(FPV)无人机打击平民和反对派战斗人员的步伐。这些系统发展壮大的原因和推动因素相对比较明确;组件成本的降低和使用难度的增加,使任何有足够动机的部队都能采用某种形式的战术精确打击能力。其驱动因素包括缺乏精确弹药、战场更加分散以及部队规模较小,因此需要更多的 ISR。"阿斯顿解释说:"营级规模的编队现在能够占据通常由一个旅来作战的战场空间,这一切都归功于传感器和精确打击。

成功的设计

FPV 模式主要由自制系统定义;这些系统要么使用现有的 FPV 赛车无人机制造,要么采购零部件,然后与 PG-7V 榴弹等现有弹药组装在一起。从公开市场上不存在这种形式的无人机的意义上讲,它们是专门制造的,但它们不是为战术精确打击而设计的。它们被设计成具有足够的推力,可携带弹药起飞并快速飞向目标。在配置为四旋翼飞行器时,四个电动马达会产生巨大的噪音,这影响了它们的使用,因为声学探测是定位它们的主要手段。它们用于对付移动的车辆或战场上噪音很大的情况,这样发动机的声音或其他战斗噪音就能掩盖无人机接近的声音。它们的控制链路设计也很简单,这意味着干扰可以有效地对付它们。简而言之,FPV 和前线开发的无人机不是为军事用途设计的,因为它们没有针对所扮演的角色进行优化。

在 2022 年的一次演习中,海军陆战队第一远征军信息组第一情报营的一名地面传感器操作员发射了一架 RQ-20B Puma 无人机。 图片来源:美国海军陆战队/奥斯汀-吉拉姆中士

要优化战术精确打击无人机的设计,必须考虑许多因素。理想情况下,客户会提供一个明确的概念,说明如何在战场上使用该系统。然后,设计者必须考虑以下因素:

  • 便携性:对于战术系统来说,人类携带无人机的能力总是有限的。步兵在战斗中可能需要携带 68 千克的装备,如果要长时间离开基地作战,则需要携带更多装备。这并不是一个硬性规定,但却决定了打击系统的其他方面。
  • 发射要求:战术系统必须在具有挑战性的地形上运行。这可能是乌克兰常见的树丛或掩体,也可能是从城市深处或装甲车内发射。发射要求还取决于无人机的构造;例如,固定翼设计需要某种形式的初始推力,可以是投掷(如果很小,如美国海军陆战队使用的 RQ-20B 美洲豹),也可以是管式发射装置(如 Switchblade 300)。旋转翼设计对发射的要求可能较低,但应能够在发射后立即穿过树丛或在高大建筑物和电缆中飞行。
  • 航程:战术精确打击能力由战区的作战空间决定。这可以被视为 "分队前方的战斗",而不是战斗范围之外的任何地方。这就要求最大有效射程为 10-20 千米。
  • 杀伤力:步兵分队可能遭遇的威胁和目标的复杂程度和生存能力各不相同,从空旷地或建筑物中的对方分队,到主战坦克或敌方指挥单元,不一而足。
  • 重量:系统的重量受便携性要求以及射程和杀伤力的影响。这些方面需要平衡兼顾;既不能太重,影响携带或射程,又要有足够的杀伤力,以应对分队可能遇到的各种目标。 推力: 推重比是指系统的推进器必须提供多大的推力才能产生最佳性能。推重比考虑了重量和航程要求,可以决定螺旋桨的配置和发射要求。
  • 控制和导航:战术精确打击资产必须易于控制并能抵御敌方干扰。

阿斯顿解释说,Overwatch 公司开发的战术精确打击系统 Pholos 的设计始于潜在客户的作战概念。"Overwatch公司航空航天部门首席技术官杰夫-基恩(Jeff Keene)补充说:"设计考虑的因素归根结底是获得最大起飞重量与推力的最有效方法。"Keene 说:"一些四旋翼飞行器往往具有较高的 RPM(每分钟转数)和较小的旋翼,但这使它们非常容易被人听到,而且声音传播得很远。Pholos 使用两个同轴反向旋转双叶螺旋桨,系统占用空间更小,但起飞推力与四旋翼飞机相同。"Pholos 采用同轴旋翼系统,与具有相同升力的标准四旋翼[直升机]相比,占地面积更小,盘面面积更大。这反过来又允许更低的转速,有助于减少声信号",Keene 解释说。

Pholos 采用了独特的设计,在起飞和操纵方面具有优势。 图片来源:守望先锋

Pholos 的有趣之处在于,它是为战术精确打击的作用而制造和优化的--它不是现有无人机设计与现有弹药的搭配。同时,Overwatch 还提供了杀伤力组件,该组件可在发射 Pholos 之前由分部进行选择。由于杀伤载荷不是设计中的一个组成部分,因此可以在定形装药和高爆炸药之间互换。更重要的是,这意味着可以根据无人机遇到的情况专门设计弹头。迫击炮弹或 PG-7V 手榴弹必须承受相当大的发射力和冲击力,而无人机在飞行过程中不会出现这种情况。这意味着它们并不适合战术精确打击的使用情况,可能过于沉重,或对预定目标或用途而言杀伤力不足。

Pholos 可携带 2 千克致命载荷,续航时间为 25 分钟,系统总重量为 6.5 千克,如果没有实施打击,还可将其返还给用户。开关刀是一种管式发射的固定翼设计;其自身重量为 1.68 千克,加上发射管后的总重量为 3.3 千克。

设计比较

"弹簧刀 300 "和 "Pholos "都可用于为一个分队或排提供有机的即时、实时打击能力。不过,它们在开发和设计上采用了不同的方法。Switchblade 300 具有折叠式机翼,从一个管道中发射,这意味着它必须持续飞行,否则如果速度无法保持,就会有失速的危险。它仍然可以通过飞行模式在目标区域上空徘徊,但不能在原地静态悬停。

Switchblade 300 采用固定翼设计,因此必须保持持续运动才能在空中飞行,否则就会有失速的危险。不过,它在其他方面的设计可以满足不同用户的要求。 图片来源:AeroVironment

另一方面,Pholos 采用了同轴旋翼配置,这意味着它可以从地面垂直发射,穿过树丛或高楼林立的城市环境。它的旋翼可使其在指定地点上空保持一定位置,以便进行侦察或花更多时间识别目标。Pholos 可以携带更大的有效载荷,还可以根据目标更换弹头。由于没有可更换的弹头,"弹簧刀 300 "必须使用其内置弹头,制造商称这种弹头可提供 "杀伤效果",这意味着它并不适合攻击可能遇到的每一种目标。这里需要指出的是,AeroVironment 公司确实提供了较大型的 "斯韦奇伯利德 600",用于打击装甲部队,配备了与 "标枪 "反坦克导弹类似的高爆反坦克(HEAT)弹头,但该型号比 "斯韦奇伯利德 300 "重得多,单个隐蔽弹药重 15 千克,全弹重 29.5 千克。

开关刀 300 和 Pholos 都是为步兵在标准战斗负荷之外携带而设计的。Switchblade 300 的全弹重量几乎是 Pholos 的一半,但后者可以与 2 千克的有效载荷分离,允许一名士兵携带弹头,另一名士兵携带无人机。用户的需求将决定是整体重量更轻的系统更重要,还是杀伤力更大的系统更重要。另一个需要考虑的设计要素是速度。"弹簧刀 300 "的闲逛速度为 101 千米/小时,这使它能够相当迅速地攻击目标,但这也影响了它的转弯能力以及与障碍物相互作用的方式。例如,它可能无法在非常靠近树线或在树线内飞行。相比之下,虽然 Pholos 的速度较慢,但它可以绕着地标或障碍物飞行战术路线,并更多地利用地形来隐藏自己的行动。同样,战术精确打击资产的设计方式通常决定了其最终的使用方式。设计者会尽量满足用户的需求,但战斗中会出现难以复制的不寻常和具有挑战性的情况。守望先锋》认为有必要采取一种分层方法,在战术层面和战斗群或特遣部队中混合使用固定翼和旋转翼资产。

这似乎是俄军所采用的方法,俄军使用了大量前线 FPV,在营一级配备了更大型的固定翼侦察无人机,并使用 "柳叶刀 "等固定翼巡航弹药从前线后方 40-70 公里处进行纵深打击。不过,西方部队的关键在于在部队内部的适当梯队使用足够规模的巡航弹药。Pholos 和 Switchblade 300 等系统需要被视为导弹,而不是飞机,部署时应将其视为步兵部分武器库的补充,而不是仅在某些单元内拥有的特殊类型系统。这些变化无疑会到来,但它们反映出思维方式和训练方面的变化是必要的。

总之

"建造 Pholos 是因为我们在阿富汗的经历,"Overwatch 公司业务开发主管、前英国陆军步枪兵 Mark Melhorn 告诉 ESD。"在勇敢的克制过程中,我们经常会被压制,无法有效还击。敌人是分散的,这意味着即使我们可以使用常规火力,如果没有适当的精确度,也很难取得任何效果"。

在许多方面,战术精确打击的需求一直存在,虽然它在乌克兰的发展是有机的,但它在许多方面是由缺乏精确和非精确火力造成的。它不是经过深思熟虑、严格发展武装力量内部现有能力的产物,而是解决绝境的可行办法。西方部队并非从同一方向进行战术精确打击;他们有相对宽裕的时间来观察和开发可补充其部队结构的系统,这些系统将提供更强的能力,使其步兵编队在任何战争中都更具杀伤力和生存能力。随着战术精确打击技术领域的演变和发展,必须牢记这一点。上述设计考虑因素可能有助于在这一过程中为评估该部门提供一个基准,并确定其试图满足的要求。

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