俄罗斯乌克兰战争呈现出空前的无人机部署规模,成千上万的无人驾驶航空器(UAV)被用于追踪敌军、引导炮火与轰炸目标。路透社分析了逾50部无人机攻击视频,综合研究结果并采访十余家制造商、士兵及官员,探讨该技术如何变革战争形态。

第一人称视角(FPV)无人机

微型廉价的第一人称视角(FPV)无人机已被证实是此战中最具威力的武器之一——因前线密集部署防空系统,传统军用飞机相对罕见。FPV无人机最初为民用竞速设计,由地面操作员操控,常装载爆炸物撞击目标。

含用扎带固定的爆破弹头在内,整机成本可低至500美元或更少。FPV无人机从前线数公里外的简易平台起飞。依尺寸、电池与载荷不同,其航程在5公里至20公里以上浮动。在攻击过程中,通常目标已由侦察无人机先行探测,FPV无人机会径直高速飞向目标位置实施撞击。

俄乌双方无人机部队每日在社交媒体发布视频,展示价值仅500美元的无人机如何有效摧毁造价数百万美元的火炮或坦克,彰显其在现代战争中的变革性作用。

无人机参战已数十年——早在一战时期就测试过无线电遥控无人飞机。但乌克兰战争见证了部署规模的爆发式增长:其从执行特种任务转变为战场最重要且广泛使用的武器之一。

战争初期分散部署的小型无人机现已形成严密体系,乌军将无人机全面纳入武装力量架构:几乎每个战斗旅都配备攻击无人机连,多数作战单元拥有小型侦察无人机。

乌克兰政府计划2024年量产百万架FPV无人机。作为参照,这相当于欧盟全年供应炮弹总量的两倍。

战场技术应用流程始于配备高清摄像头的侦察无人机,其向操作屏幕传回实时画面,使操控者可从空中搜寻敌方目标。

侦察无人机具有多种形态与尺寸。最普及的是商用系列无人机,这种四旋翼无人机原为全球民众拍摄风景或婚礼等场景设计,现已被战壕中的士兵用于战场侦察。单机价格约1500至3000美元。

与此同时,距离前线更远的专业操作团队会操控体型更大、通常采用固定翼设计的侦察无人机。这些无人机配备价值数千美元的摄像系统,能够深入敌境执行更远距离的侦察任务。

当发现目标后,其坐标信息通过加密通讯软件传递至指挥层,并录入名为“克罗皮瓦”(Kropyva)的数字作战系统——该系统集成了俄军目标的聚合数据。

此图片展示了"克罗皮瓦"系统——一种集成了无人机等多源数据的情报测绘与目标定位系统。

乌克兰陆军SOS部队通过该系统获取情报,指挥官据此确定打击特定目标的最佳方案。由于乌克兰资源较俄罗斯更为有限,常需做出艰难决策以节约稀缺弹药。

第一人称视角无人机通过人工引导攻击目标,其精度远超大多数火炮系统。这种特性使其能够追击并命中移动载具(这些目标通常能规避炮弹攻击)。然而,传统炮弹仍能投送比无人机小型弹头更强力的爆破效果。

士兵们已学会恐惧头顶螺旋桨的嗡鸣声——这往往预示他们已被发现或即将遭袭。

乌军士兵表示,无人机应用激增迫使坦克等重型装备后撤至离前线数公里处。步兵则将FPV与投弹无人机视为最大威胁,称空中密度已高到难以在战壕间转移或加固工事。

图:穿甲弹——命中时高温液态金属射流高速穿透装甲车辆防护层;集束弹药——爆炸后破片大范围散射,提升杀伤士兵概率;温压弹——常用于打击掩体,通过消耗周边氧气形成毁灭性真空效应。

FPV作战单元使用多种弹药攻击不同目标:

  • 在长期大规模冲突中,成本是关键:摧毁目标消耗资源越少越好。

  • 相较于多数武器,FPV及其投弹型无人机具备显著优势:单架FPV成本低于一枚炮弹,且精度更高。

  • 但无人机技术需与其他武器协同才能发挥最大效能。即便累计击中数十个目标的FPV操作员也承认,若无步兵与炮兵固守前线,他们几乎无能为力。

远程打击

无人机不仅用于战场:俄乌双方均使用远程无人机攻击距前线数百公里的目标。

这类远程无人机常袭击敌后纵深的武器工厂、军事基地或能源设施。

图:射程参数:FPV(5-25公里,据无人机操作员访谈);大疆Mavic 3 Pro(500米-15公里通信距离,视干扰情况而定。大疆);海鹰-10(100公里通信距离。俄罗斯国家技术集团);UJ-22(800公里最大自主飞行航程。UKRJET);UJ-26(800公里。塔拉斯·奇穆特/活着回来基金会);见证者136(1000-1500公里。英国皇家联合军种研究所);拜拉克塔尔TB2(300公里通信距离。拜卡公司)。

远程攻击无人机的广泛应用始于2022年秋(开战数月后),当时俄罗斯从伊朗购入数百架"见证者"无人机攻击乌克兰目标。其效能立竿见影——成本甚至低于乌军初期用于拦截的防空导弹。

"见证者"沿预设航线飞行,常包含大量迂回路径以迷惑消耗乌军防空力量,这正是其对俄军的主要价值所在。

最常用型号"见证者-136"成本预估低于10万美元,俄罗斯已建立自主生产线。乌克兰不得不改装皮卡车搭载高射炮与机枪进行拦截。

同时,乌克兰正研制自有无人机打击俄纵深目标,以弥补远程导弹短缺。

早期乌克兰远程无人机多被俄电子战系统击落,但乌军汲取教训后,近月已能打击俄境内工厂与炼油厂等纵深目标。

2024年1月下旬,乌克兰无人机袭击引发大火,迫使俄能源巨头诺瓦泰克暂停乌斯特卢加大型燃料加工运输港运营三天。这个碳氢化合物出口枢纽的运营因此受影响数周。

乌克兰Ukrjet公司研发的UJ-22与UJ-26无人机采用飞翼设计,可自主飞行800公里或由操作员操控,对小范围静态目标实施精准轰炸。

反无人机电子战

电子战系统已被证实是拦截无人机最有效手段。双方均通过电子战系统干扰特定区域无线电频率。当无人机信号受干扰时,操作员将丧失控制能力或丢失视频信号(取决于受扰频段)。

乌克兰操作员表示前线电子战密度日益增加。多数电子战系统覆盖频段有限,无人机操作员转而使用非常用频段应对。这在前线引发技术层面的"猫鼠游戏"——电子战操作员持续追踪变换频段的无人机实施干扰。

双方还需应对电子侦察系统:其可逆向追踪无人机信号定位敌方操作员。

操作员因此增加信号中继器使用量。中继器可部署于地面或搭载至另一架无人机,既能拓展信号范围又可隐藏操作员位置。

虽然昂贵装备由车载大型电子战系统防护,但步兵单位已开始使用小型系统保护战壕——不过低功率设备效果可能不稳定。

乌军第59机械化旅步兵排长谢尔希(因安全要求隐去全名)表示,自制电子战系统及便携式电子战设备("反无人机枪")因俄军无人机频段变更而效力下降。

新一代人工智能无人机

为应对电子战系统挑战,俄乌竞相研发人工智能制导无人机。此类无人机可自主识别锁定目标,无需与操作员通信,从而免疫信号干扰。

双方已在少数无人机中应用人工智能目标识别技术。

"此类无人机无法被干扰,因其无信号可扰。"乌军第92突击旅呼号"达尔文"的20岁操作员表示。乌克兰无人机行业人士称该技术尚需完善才能大规模应用。

尽管如此,众多制造商、政界人士与操作员相信人工智能系统将成为未来无人机战争核心。有预测认为电子战防护若广泛普及,可能使多数常规FPV无人机失效。

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人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
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