俄罗斯和乌克兰都在使用无人机进行远程打击,但两国的战略却截然不同: 俄罗斯依靠 “沙赫德 ”无人机压垮了乌克兰的防御系统,而乌克兰则以创新的 “自杀性”无人机袭击俄罗斯境内的重要基础设施,展示了无人战争不断发展的未来。
图:乌克兰无人机操作员。图片: 乌克兰国防部。
在美国防空导弹交付中断的影响下,2023-2024 年冬季,俄罗斯使用巡航导弹、弹道导弹、高超音速导弹以及伊朗的沙赫德-136 型无人机进行了战略突袭,对乌克兰的经济造成了严重破坏,并摧毁了乌克兰 50%的供暖和供电能力。
沙赫德无人机直接造成的损失只占总损失的一小部分,因为乌克兰的防空系统通常会击落 70% 至 100% 的无人机。但这并不意味着沙赫德无人机完全无效。
首先,“沙赫德 ”无人机在导弹攻击突袭中同步部署,以压倒和迷惑乌克兰的防空系统。今年 4 月伊朗对以色列发动的大规模无人机和导弹袭击就采用了这种方式。
其次,与导弹不同,俄罗斯可以更持久地每月出动数百架沙赫特战机,使乌克兰防空系统时刻处于戒备状态,并削弱平民的战斗力。即使没有命中,持续的围困状态也会影响经济,促使更多的乌克兰人离开这个国家。
最后,每一枚地对空导弹都耗资数十万甚至数百万美元,以击毁一架 “沙赫特 ”战机,这对俄罗斯来说是一次有利的交换,加速了乌克兰防空武器库存的消耗。乌克兰重点部署了更便宜、射程更短的方法来对付 “沙赫德”,包括自行高射炮,甚至由直升机或轻型飞机的尾翼/舱门炮手进行空中击落。但这种分布式力量也并不便宜,如果让沙赫德导弹穿过,仍然可以造成很大的破坏。因此,还是要消耗一些宝贵的导弹来对付它们。
图:乌克兰 “吸血鬼 ”无人机操作员。图片: 乌克兰国防部。
去年,俄罗斯从伊朗引进技术,在鞑靼少数民族阿拉布加经济特区建立了沙赫德无人机工厂。工厂毗邻一所技术学院。
据说该工厂的目标是每月生产 1500 架沙赫德无人机(在俄罗斯服役时被命名为 “格兰-2”),但现有证据表明,该工厂每月大约生产 500 架--仍有足够的数量可以弹射到乌克兰。
虽然沙赫德无人机是为消耗战而制造的,但俄罗斯仍希望提高其穿透率。俄罗斯的 Kometa-M 抗干扰导航系统已经减少了电子战(EW)造成的损失。今年冬天,俄罗斯还部署了一些速度更快、以火箭为动力的 “沙赫德-238”。但它们并没有被继续使用。出口目录中列出的单价为 140 万美元,这或许暗示着大幅增加的成本压倒了增加的渗透价值。
更经济实惠的是,一些 “沙赫德 ”喷涂了黑色雷达吸收涂料,以提高夜袭时的隐蔽性。一些 “沙赫德 ”残骸被发现装有机载摄像机,也许是为了在摧毁前生成侦察或损害评估图像。俄罗斯还在研制更具杀伤力的弹头,包括温压和燃烧装置,以及可用于短程打击的超大型常规弹头。
但最引人关注的是,一些 “沙赫德 ”残骸显示船体上粘贴了 4G 手机调制解调器,使无人机可以使用乌克兰的电话网络--有可能在飞行途中重新瞄准目标,在受到全球导航卫星系统(GNSS)拒绝的影响时帮助导航和准确瞄准目标。然而,在 2023 年末,乌克兰部署了名为 “Pokrova ”的国家级卫星导航欺骗系统,以误导无人机和巡航导弹。乌克兰空军表示,该系统 “正在有效地......保护关键基础设施”。Prokrova 可能是 9 月 7 日事件的幕后黑手,当时六架攻击沙赫德的无人机改道进入白俄罗斯领空,不得不由喷气式战斗机摧毁。
乌克兰尤其试图通过破坏和远程无人机袭击来打击俄罗斯的无人机产业。其中一起可能的破坏事件--生产 “柳叶刀 ”光学仪器的 ZOMZ 公司发生爆炸——可能是 “柳叶刀 ”每月使用量下降的原因。在另一起事件中,乌克兰将一架 A-22 Aeorprakt 超轻型微型飞机改装成无人机,向 Alabuga Shahed 工厂飞行 600 英里,击中了毗邻的学生宿舍,造成 6 人受伤。8 月,一枚 “海王星 ”巡航导弹击中了克拉斯诺达尔的沙赫特仓库和训练设施。
图:第 110 机械化旅。图片:乌克兰国防部: 乌克兰国防部。
据称,今年 7 月,乌克兰发射的远程自杀式无人机(524 架)首次超过了俄罗斯对乌克兰发射的无人机(426 架)。不过,乌克兰的行动破坏力还远远不够,因为远程无人机是唯一的打击武器,而不是更有效的导弹的补充。尽管如此,两年多来,这些本国改装的固定翼神风特攻机已经攻击了从乌克兰边境进入俄罗斯的一千多公里外的军事、经济和政治象征性目标。
俄罗斯往往无法预料乌克兰的创新,但通常会在最初的轰动之后做出调整,部署更多的防空系统,并将作战飞机转移到更远的基地。乌克兰无人机的攻击规模有时会超过 100 架,9 月份最高时达到 144 架。乌克兰部长奥列克桑德尔-卡米申(Oleksandr Kamyshin)表示,计划在 2024 年建造 1 万架无人机,射程超过 100 公里。
这些空袭,尤其是针对莫斯科具有象征意义的重要目标的空袭,是否达到了预期效果,降低了平民对战争的信心和支持,这一点似乎值得怀疑。但有些袭击对军事和工业目标造成了物质损失。
乌克兰最有效的战略袭击针对的是俄罗斯的石油部门,因为相对较小的爆炸物就能造成很大的影响。这些袭击破坏了俄罗斯 10-15% 的石油设施,可能导致国内柴油价格上涨 20%。这相当于用相对较小的无人机成本换取了价值数十亿美元的财富损失。然而,与俄罗斯对乌克兰能源行业的攻击所造成的瘫痪性影响相比,这相差甚远。
图:乌克兰远程攻击无人机。图片: 无人系统部队指挥部。
乌克兰在这些空袭中成功截获了价值特别高的飞机,包括图-95 和图-22M 战略轰炸机、伊尔-76 货机、苏-24 和苏-34 战术轰炸机、米格-31 “猎狐犬 ”截击机/载人导弹,甚至还有一架罕见的苏-57 隐身战斗机。
这种攻击的成本效益非常高,但损耗率并不高,尽管迫使俄罗斯的基地距离乌克兰边境更远,从而降低了俄罗斯轰炸行动的效率。典型自杀式无人机的双翼飞行速度意味着,“纵深 ”目标可能会在攻击到达前通过雷达获得数小时的预警,足以让处于可飞行状态的飞机逃离基地并确保人员撤离。
这与俄罗斯的防空行动相结合,可防止地面上的飞机遭到更大规模的破坏。尽管如此,一些有价值的飞机还是无法在短时间内飞行,摧毁武器、燃料和基地设施具有内在价值。8 月 22 日,一支乌克兰无人机编队在夜间被发现接近马里诺夫卡空军基地,该基地位于最近的乌克兰控制区以东 260 英里处。人员和大部分轰炸机及时撤离。但躲过防空一劫的无人机仍在维修区摧毁了两架苏-34 和一架苏-24 战术轰炸机,并损坏了另外三架躲藏在机库中的轰炸机。
乌克兰和俄罗斯的空军基地袭击事件一再表明,加固机库和高质量的充气诱饵对于转移或减少神风特攻队无人机和导弹的破坏非常重要。
事实证明,干扰是对付无人机最有效的武器之一。2022 年夏,俄空局的一份报告估计,干扰占无人机损失的 90%,估计每月损失数以万计,尤其是步兵使用的民用级 sUAS。
电子战的命运每天都在起伏不定,敌我双方的电子战有时会摧毁无人机群,因此操作人员对反向剪线越来越感兴趣:完全放弃无线,通过未铺设的光纤电缆控制无人机。
可以说,乌克兰和俄罗斯重新发明了线导反坦克导弹,只是速度更慢、成本更低。不过,光纤无人机不仅不会受到攻击,还能传输分辨率更高的视频。
当然,布线会增加重量并限制航程。它似乎会带来很大的纠缠风险,不过最近的研究表明,这种风险比预期的更容易控制。能够日复一日不受干扰地持续运行,是许多运营商愿意牺牲一些灵活性来换取的优势。
乌克兰尤其信赖德国 HIGHT HCX 光纤无人机。这种无人机的最大有效载荷为 11 磅,其中一部分分配给一到两个 3 磅重的光纤线轴,每个线轴长 6 英里,最大传输距离为 11 英里。光缆以 1,000 MBpS 的速度传输 10 倍变焦相机的数据。据报道,HCX 可以绕圈飞行,也可以飞越水面和树木。据报道,研发工作面临的最大挑战是将电缆张力校准到稳定的 8 盎司,并校准电缆的质地,以避免因旋翼冲刷造成飞行中的扭曲。据报道,如果测试成功,海特公司将于 11 月开始与合作伙伴 ODM GmbH 合作,每月制造多达 3000 架 HCX。
虽然光纤无人机潜力巨大,但俄罗斯人和乌克兰人长期以来一直将人工智能辅助自动瞄准视为克服电子战和无线电指挥链路限制的圣杯。
人工智能辅助 “更容易 ”的形式包括识别和锁定目标,使无人机在终端攻击运行中保持精确度,尽管通常会因低空和自卫干扰器而失去指挥链路。由于目标仍由人类选择,这不会带来新的伦理问题。
但更远大的目标是,无人机能够自主探测和识别目标,并在没有人类指令的情况下发动攻击,完全无视干扰。从本质上讲,这就是委托人工智能算法来正确识别目标,并在无人监督的情况下对其进行攻击,从而带来平民附带损害或友军误伤的风险。
多年来,“杀手级人工智能 ”一直是一个争论不休的话题。但到 2023 年底,俄罗斯和乌克兰都开始有限度地使用具有自动瞄准能力的闲逛弹药。此外,从 2022 年开始供应给乌克兰的美国 “凤凰鬼”(Phoenix Ghost)闲逛弹药似乎具有强大的自主攻击能力。
从 2023 年 12 月开始,“柳叶刀 ”无人机的攻击视频显示出自动目标锁定界面,在目标周围画出方框。关键的使能组件是美国英伟达公司的 Jetson TX2 AI 计算芯片。
俄罗斯官员称,“柳叶刀 ”无人机具有锁定人类指定目标的能力,或者具有完全的猎杀自主能力;但后者似乎是多余的,因为 “柳叶刀 ”的视频中几乎无一例外地出现了一架超视距无人机记录的画面,而这架无人机很可能也按照 SOP 获取了目标。
但是,这些视频最终暴露了 “柳叶刀 ”自动瞄准系统的缺陷--其中一个案例是,在最后一刻,“柳叶刀 ”从 CV90 战车上转移到了瓦砾堆上。自动瞄准界面从 “柳叶刀 ”视频中消失后,又在一批由俄罗斯特种部队(SSO)制作的 21 个视频中重新出现,这些视频据称是由俄罗斯特种部队从乌克兰防线后方指挥攻击的。这些视频的用户界面现在显示了图像匹配人工智能目标识别功能,可识别 T-72、豹 2、2S1 和 M109 车辆。