城市作戰(zhàn)

【資料圖】

過去三年中最重大的戰(zhàn)爭(zhēng)都涉及城市戰(zhàn)，城市作戰(zhàn)將成為未來作戰(zhàn)的重要模式之一。2020年9月27日至11月10日，阿塞拜疆在第二次納卡戰(zhàn)爭(zhēng)中與亞美尼亞軍隊(duì)作戰(zhàn)，并取得了勝利。當(dāng)時(shí)阿塞拜疆特種部隊(duì)和輕步兵在大炮和無人機(jī)的支援下，成功進(jìn)行了滲透攻擊，奪取了舒沙市（納卡地區(qū)戰(zhàn)略重鎮(zhèn)）。2021年5月11日至21日的以色列-哈馬斯沖突是如何開展現(xiàn)代城市戰(zhàn)的典范，戰(zhàn)事在加沙城及其地下隧道中進(jìn)行。2022年2月24日，持續(xù)至今的俄烏沖突正式拉開序幕，戰(zhàn)斗在多個(gè)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊進(jìn)行。俄對(duì)烏馬里烏波爾的圍城戰(zhàn)只是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中城市戰(zhàn)的一個(gè)例子。在這場(chǎng)戰(zhàn)斗中，人數(shù)和武器都處于劣勢(shì)的烏克蘭士兵從2月24日開始進(jìn)行城市保衛(wèi)戰(zhàn)，直到2022年5月20日才在亞速鋼鐵廠投降。

對(duì)俄烏沖突中城市作戰(zhàn)的研究表明，對(duì)馬里烏波爾這樣的大城市進(jìn)行圍攻十分困難。在馬里烏波爾圍城戰(zhàn)中，俄羅斯動(dòng)用了1.4萬人的部隊(duì)，在大炮和空中力量的支援下，用了86天時(shí)間才擊敗了大約4500名烏克蘭人組成的防御部隊(duì)。

為城市戰(zhàn)作準(zhǔn)備，開展相關(guān)研究、訓(xùn)練，并進(jìn)行武器裝備部署的需求是顯而易見的，也越來越緊迫。贏得21世紀(jì)的城市作戰(zhàn)需要新思維，但最重要的是需要有效的情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR）能力，為傳感器、射手和干擾機(jī)定位目標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)化集群ISR和打擊

ISR傳感器在開闊地帶工作效果最好。在城市環(huán)境中，建筑物和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)阻擋傳感器。一些新技術(shù)將提高傳感器系統(tǒng)能力，使之在城市環(huán)境中克服這一問題。傳統(tǒng)殺傷鏈中傳感器和射手系統(tǒng)相分離，會(huì)導(dǎo)致時(shí)間延遲，使目標(biāo)有機(jī)會(huì)避開打擊。在前面提到的三場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中，殺傷鏈的時(shí)延均降低了動(dòng)能打擊效果。為了降低這種延遲，美軍已經(jīng)開發(fā)了“傳感器到射手”系統(tǒng)，使用戶可以快速將目標(biāo)定性，然后使用一系列可能資產(chǎn)對(duì)其進(jìn)行打擊。這樣可以將殺傷鏈縮短到幾秒鐘。縮短殺傷鏈的進(jìn)一步努力已經(jīng)促使將傳感器和效應(yīng)器組合到一個(gè)作戰(zhàn)包中。

以色列的技術(shù)公司已經(jīng)證明他們?cè)跈C(jī)器人系統(tǒng)和巡飛彈開發(fā)方面處于領(lǐng)先地位。例如，以色列制造的Harop和Orbiter巡飛彈在阿塞拜疆第二次納卡戰(zhàn)爭(zhēng)的44天決定性勝利中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。以色列埃爾比特系統(tǒng)公司（Elbit Systems）正在利用這一經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)化自主機(jī)器人來主宰戰(zhàn)場(chǎng)。

埃爾比特公司的Legion-X系統(tǒng)將各種類型的多域機(jī)器人傳感器連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化集群。根據(jù)埃爾比特的說法，“Legion-X是一種基于機(jī)器人平臺(tái)和異構(gòu)集群的自主網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)解決方案，Legion-X在對(duì)等/近對(duì)等對(duì)手作戰(zhàn)場(chǎng)景中提供了優(yōu)勢(shì)，能夠協(xié)調(diào)部署異構(gòu)自主互聯(lián)平臺(tái)和有效載荷集群?！盠egion-X網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了對(duì)空中和地面機(jī)器人武器的“一對(duì)多”控制能力（一名操作員控制數(shù)10個(gè)系統(tǒng)），采用無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）交換話音、數(shù)據(jù)和流視頻。在沒有Wi-Fi的地區(qū)，埃爾比特的寬帶戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可通過地面或空中系統(tǒng)提供軟件定義無線電（SDR）組網(wǎng)服務(wù)。為了提高韌性，該網(wǎng)絡(luò)覆蓋北約所有移動(dòng)頻段，且不依賴全球定位系統(tǒng)。

Legion-X概念的一個(gè)關(guān)鍵要素是為城市作戰(zhàn)制造的LANIUS巡飛彈。LANIUS是一種超視距巡飛彈，具有自主感知和打擊能力。LANIUS通過Wi-Fi或軟件無線電網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)中其他相連系統(tǒng)進(jìn)行通信。彈上計(jì)算能力和人工智能能力幫助LANIUS避免與其他物體發(fā)生碰撞，并對(duì)其環(huán)境進(jìn)行同步定位和地圖構(gòu)建。LANIUS是一種短程武器，飛行時(shí)間7分鐘，可攜帶殺傷性或非殺傷性有效載荷，以20米/秒的速度飛行或在某一地方盤旋。該迷你無人機(jī)也可以從更大、航程更遠(yuǎn)的無人機(jī)母機(jī)上發(fā)射。為了清除建筑物，十幾架裝備有高爆戰(zhàn)斗部的LANIUS迷你無人機(jī)可以從母機(jī)上自主發(fā)射，搜索并摧毀目標(biāo)。在未來城市作戰(zhàn)中，士兵可能會(huì)使用LANIUS這樣的無人機(jī)，就像在二戰(zhàn)房間清除行動(dòng)中使用手榴彈一樣，只是這些智能無人機(jī)可提供建筑物內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻，并提供爆炸效果。

DARPA的進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)（OFFSET）計(jì)劃使用無人機(jī)蜂群解決了城市作戰(zhàn)中的ISR和打擊問題。DARPA網(wǎng)站稱，OFFSET計(jì)劃“設(shè)想未來的小型步兵部隊(duì)使用由超過250架無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）和/或無人地面系統(tǒng)（UGS）組成的集群，在復(fù)雜城市環(huán)境中完成各種任務(wù)。OFFSET計(jì)劃旨在通過利用和結(jié)合‘蜂群自主’和‘人-蜂群編隊(duì)’中的新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)突破性能力的快速開發(fā)和部署?！?/p>

2021年11月，在位于坎貝爾堡軍事基地的OFFSET實(shí)驗(yàn)中，演示了城市作戰(zhàn)環(huán)境下單用戶控制無人機(jī)蜂群的能力。演示中，雷神公司的系統(tǒng)展示了一名操作員成功控制130架物理無人機(jī)和30架模擬無人機(jī)組成的蜂群，而諾格公司則演示了單個(gè)用戶控制174個(gè)平臺(tái)組成的蜂群。諾格公司表示，空中和地面聯(lián)合行動(dòng)，如情報(bào)偵察和區(qū)域巡邏，是應(yīng)用蜂群戰(zhàn)術(shù)的一些場(chǎng)景。雷神公司則表示，系統(tǒng)包含自主元素，如果用戶指示蜂群去調(diào)查或繪制一棟建筑的地圖，那么系統(tǒng)會(huì)選擇最優(yōu)或最近的地面或空中資產(chǎn)來響應(yīng)任務(wù)，而無須進(jìn)一步人類指令輸入。

OFFSET概念將網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作無人機(jī)蜂群和無人地面系統(tǒng)與士兵相結(jié)合，為城市作戰(zhàn)提供了前所未有的感知和打擊能力。無人機(jī)蜂群既充當(dāng)傳感器也是射手，隔離城市戰(zhàn)場(chǎng)中的建筑或區(qū)域，并進(jìn)行城市突襲。未來，無人機(jī)蜂群和地面無人系統(tǒng)將成為城市作戰(zhàn)的主體，而不是讓士兵涌入城市，接受由此帶來的重大人員傷亡。簡(jiǎn)而言之，以集群形式使用網(wǎng)絡(luò)化自主無人系統(tǒng)將會(huì)改變戰(zhàn)爭(zhēng)方式。

人工智能

無論武器多么先進(jìn)，在城市作戰(zhàn)中將戰(zhàn)士置于危險(xiǎn)境地都會(huì)造成傷亡。正如烏克蘭城市地區(qū)的戰(zhàn)斗所表明的那樣，一座城市代表著一個(gè)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)，通過城市十分危險(xiǎn)，占領(lǐng)城市十分困難。城市地形為防御部隊(duì)提供了隱蔽之所、堅(jiān)固的陣地以及在每棟建筑、每條道路上設(shè)伏的機(jī)會(huì)。DARPA正在努力開拓新思維，提供城市作戰(zhàn)解決方案。

DARPA決心開發(fā)和利用人工智能來增強(qiáng)用于城市情偵監(jiān)系統(tǒng)（ISR）和作戰(zhàn)行動(dòng)的軍用機(jī)器人系統(tǒng)。DARPA信息創(chuàng)新辦公室副主任Matt Turek博士在2021年3月的一次國防戰(zhàn)備研討會(huì)上宣稱，人工智能對(duì)DARPA的120多個(gè)優(yōu)先項(xiàng)目至關(guān)重要。Turek補(bǔ)充說，DARPA正在開發(fā)一個(gè)“可解釋人工智能”（XAI）項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)“人工智能系統(tǒng)第三次浪潮。在該系統(tǒng)中，機(jī)器理解它們的運(yùn)行情境和環(huán)境，并能隨著時(shí)間的推移建立基本解釋模型，使它們能夠表征現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)象?！边@將創(chuàng)造出能夠?qū)W習(xí)環(huán)境以執(zhí)行各種任務(wù)的人工智能系統(tǒng)。人工智能第三次浪潮讓計(jì)算機(jī)成為作戰(zhàn)人員的得力伙伴，而不僅僅是工具。

2019年5月，DARPA推出“空戰(zhàn)演進(jìn)”（ACE）項(xiàng)目，在短短三年多時(shí)間里，基于該項(xiàng)目開發(fā)的人工智能算法已經(jīng)從控制計(jì)算機(jī)屏幕上的模擬F-16戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行空中纏斗，發(fā)展到控制一架實(shí)際飛行的F-16戰(zhàn)斗機(jī)。

2022年12月，DARPA的“空戰(zhàn)演進(jìn)”計(jì)劃展示了人機(jī)合作的例子，使一架F-16戰(zhàn)斗機(jī)能夠利用人工智能獨(dú)立運(yùn)行。這架飛機(jī)更名為X-62A或VISTA（可變飛行模擬器測(cè)試飛機(jī)），在人工智能控制下進(jìn)行了多次飛行。這些飛行表明，人工智能體可以控制一架全尺寸戰(zhàn)斗機(jī)，還可以提供寶貴的實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)。這種人工智能將使無人機(jī)成為有人駕駛飛機(jī)的“忠誠僚機(jī)”。當(dāng)與巡飛彈一起使用時(shí)，人工智能將增強(qiáng)自主協(xié)同無人機(jī)蜂群。這些測(cè)試已使美國空軍將網(wǎng)絡(luò)化自主無人機(jī)列為投資和發(fā)展的重中之重。

“空戰(zhàn)演進(jìn)”計(jì)劃是DARPA 開展的一項(xiàng)旨在實(shí)現(xiàn)未來空中格斗自主化的研究項(xiàng)目，同時(shí)，也是DARPA為實(shí)現(xiàn)“馬賽克戰(zhàn)”概念而開展的研究項(xiàng)目之一，是今后實(shí)現(xiàn)“馬賽克戰(zhàn)”能力的關(guān)鍵切入點(diǎn)。

平流層情偵監(jiān)ISR系統(tǒng)

實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知是城市作戰(zhàn)的力量倍增器，ISR無人機(jī)是現(xiàn)代軍隊(duì)的基本工具。幾千美元就可以買到便宜的一次性小型無人機(jī)。無人機(jī)可以低成本提供軍事能力。價(jià)格從數(shù)百到數(shù)千美元不等的小型四軸無人機(jī)可以用來觀察城市街區(qū)，可以在建筑物內(nèi)機(jī)動(dòng)，但從中高空觀察城市戰(zhàn)場(chǎng)也是城市作戰(zhàn)所必需的。高空運(yùn)行的系統(tǒng)提供了一種暴露敵軍（不在建筑物內(nèi)或隱藏在地下）的手段。有人駕駛飛機(jī)可以提供中高空ISR，但在高威脅環(huán)境下，這一任務(wù)由高空長(zhǎng)航時(shí)（HALE）和中空長(zhǎng)航時(shí)（MALE）無人機(jī)完成。然而，在大城市或特大城市作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)，中高空ISR是不夠的，需要持久ISR。為了提供持久ISR，需要采用多層戰(zhàn)略，包括空間層（利用衛(wèi)星）、平流層以及中高層大氣層。地球軌道衛(wèi)星，無論是地球靜止軌道（GEO）還是低地球軌道（LEO）衛(wèi)星，都可以從空間提供ISR。有人駕駛飛機(jī)，以及MALE和HALE無人機(jī)提供大氣層覆蓋。缺口似乎在從海拔7~20千米（取決于緯度）到大約50千米的平流層。

為了填補(bǔ)這一缺口，美國陸軍一直在試驗(yàn)無人平流層ISR系統(tǒng)。在平流層運(yùn)行的飛行器可以拍攝高分辨率圖像，以相對(duì)較低的延遲傳輸和中繼通信，加速視頻傳送和數(shù)據(jù)處理，提供對(duì)敵威脅早期預(yù)警，且可以干擾敵方雷達(dá)和通信系統(tǒng)，效果比太空中的衛(wèi)星更好。這些能力對(duì)大城市作戰(zhàn)行動(dòng)至關(guān)重要。2021年，美國中央司令部和美國海軍水面作戰(zhàn)中心（NSWC）發(fā)布了使用平流層氣球和太陽能滑翔無人機(jī)的解決方案請(qǐng)求（RFS），美國軍方強(qiáng)調(diào)了他們對(duì)平流層的興趣。過去5年進(jìn)行的試驗(yàn)重點(diǎn)是使平流層ISR項(xiàng)目在限制性環(huán)境中持續(xù)可運(yùn)行。

美國陸軍與空中客車公司正在合作開發(fā)一種名為Zephyr的平流層高空無人機(jī)。Zephyr由英國QinetiQ公司設(shè)計(jì)，空客公司制造?？湛凸痉QZephyr為“太陽能高空偽衛(wèi)星”（SHAP-S），它可以根據(jù)需要從幾乎任何地方發(fā)射。Zephyr非常輕，6到8人即可攜帶發(fā)射。Zephyr利用太陽能為其兩臺(tái)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)供電，使其完全依靠太陽能運(yùn)轉(zhuǎn)。Zephyr將提供低延遲、直接到設(shè)備的5G連接服務(wù)，可從平流層持續(xù)傳輸高分辨率圖像和實(shí)時(shí)視頻。Zephyr-8是美國陸軍正在測(cè)試的這種超輕碳纖維無人機(jī)的最新型號(hào)之一。其重量不到75千克，翼展可達(dá)25米。機(jī)翼和尾翼表面是大型太陽能電池板，白天吸收太陽能為飛機(jī)供電，并為鋰硫電池充電供飛機(jī)夜間運(yùn)行使用。

2022年夏，美國陸軍的Zephyr-8原型機(jī)飛越了美國南部、墨西哥灣和南美洲，飛行高度為18288米，連續(xù)飛行了64天，直到2022年8月8日在亞利桑那州沙漠墜毀。美國陸軍沒有透露墜機(jī)的確切原因，只是說Zephyr經(jīng)歷了“導(dǎo)致其意外終止的事件”。澳大利亞也購買了一架Zephyr無人機(jī)，它于2019年9月28日墜毀，當(dāng)時(shí)它上升到2438米高度，執(zhí)行了一系列不受控制的機(jī)動(dòng)，但由于空氣湍流而失靈，螺旋下降，并在下降過程中解體。官方宣布的墜機(jī)原因?yàn)椴环€(wěn)定的大氣條件。平流層的軍事用途不容小覷。未來城市作戰(zhàn)將不僅包括以傳統(tǒng)空中優(yōu)勢(shì)主宰大氣層，還包括主宰平流層。

在平流層放置傳感器和干擾機(jī)的軍事需求日益增長(zhǎng)。在大多數(shù)軍事行動(dòng)中，“HiLo”組合（將昂貴的高端系統(tǒng)與較便宜但功能強(qiáng)大的低端系統(tǒng)相結(jié)合）可提供一種贏得戰(zhàn)斗的平衡。浮空器可以作為城市作戰(zhàn)“HiLo”解決方案的一部分，并可以通過配置利用Wi-Fi連接支持無人載具集群，以便在城市峽谷等死角實(shí)現(xiàn)無人機(jī)組網(wǎng)。這種類型的“HiLo”組合可實(shí)現(xiàn)冗余和韌性，并且比有人駕駛飛機(jī)或HALE/ MALE無人機(jī)更便宜。

最新的輕于空氣（LTA）系統(tǒng)可以攜帶復(fù)雜的大型ISR和通信包，在城市上空提供持續(xù)監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)連接和電子戰(zhàn)支持。軍用LTA飛行器（被稱為浮空器）可以在平流層運(yùn)行，為反無人機(jī)（C-UAV）防御提供情報(bào)和預(yù)警支持。

浮空器可以是系留浮空器，也可以是自由飛行浮空器。這些高空飛行氣球或飛艇在飛機(jī)飛行高度以上、衛(wèi)星高度以下運(yùn)行，飛行高度從地面以上18288米到30480米。美國洛克希德·馬丁公司是涉足軍用浮空器的主要國防公司之一。該公司在二戰(zhàn)前就與美國海軍合作生產(chǎn)軍用氣球。美國已經(jīng)在較低高度使用系留戰(zhàn)術(shù)浮空器，沿美國南部邊境執(zhí)行監(jiān)視任務(wù)，打擊毒品走私。

2013年以來，洛馬公司的420K浮空器系統(tǒng)是美國唯一日常使用的ISR和通信氣球，直到拜登政府切斷資金并決定在2023年底將其停飛。洛馬公司的另一種戰(zhàn)術(shù)浮空器是74K浮空器，專門設(shè)計(jì)用于軍事持續(xù)監(jiān)視和低空通信。該飛行器長(zhǎng)35米，系有一根傳輸光纜，可以攜帶500千克的有效載荷。

高空飛行器可以為城市作戰(zhàn)行動(dòng)提供顯著的廣域監(jiān)視和通信優(yōu)勢(shì)。洛馬公司的高空飛艇（HAA）可以在平流層運(yùn)行，并提供城市上空無人持續(xù)對(duì)地靜止ISR、電子戰(zhàn)和通信能力。由于其運(yùn)行的典型高度高，大多數(shù)近程防空（SHORAD）系統(tǒng)無法將其擊落。HAA無須系繩，可在地面站或衛(wèi)星中繼指揮下在空域機(jī)動(dòng)。浮空器的有效載荷通常包括監(jiān)視雷達(dá)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、熱成像和日間攝像機(jī)，以及電子情報(bào)和通信情報(bào)包。經(jīng)過武裝的平流層浮空器還可成為進(jìn)行精確轟炸的武器平臺(tái)。

結(jié)語

大國戰(zhàn)爭(zhēng)的可能性似乎正在上升，有可能同時(shí)爆發(fā)多場(chǎng)重大戰(zhàn)爭(zhēng)。城鎮(zhèn)作戰(zhàn)是當(dāng)前俄烏沖突的主要背景，這場(chǎng)沖突的主要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是城市作戰(zhàn)不可避免。

未來城市戰(zhàn)場(chǎng)ISR的特點(diǎn)是具有集群能力的感知-打擊系統(tǒng)，以及控制城市上空空域和平流層的手段。在安全距離提供高精度多域ISR的平臺(tái)可改善網(wǎng)絡(luò)，提供干擾敵方系統(tǒng)的手段，并實(shí)現(xiàn)無人機(jī)作戰(zhàn)，從而贏得城市戰(zhàn)斗。人工智能、微小型化和自主無人系統(tǒng)正在推動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)中的這些變化。

未來十年，軍事力量的較量將從由各種獨(dú)立能力組成的網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榧后w系作戰(zhàn)。2014年，Paul Scharre在題為《戰(zhàn)場(chǎng)上的機(jī)器人第二部分即將到來的蜂群》的研究中預(yù)測(cè)：“新興機(jī)器人技術(shù)將使未來部隊(duì)像蜂群一樣作戰(zhàn)，比今天的網(wǎng)絡(luò)化部隊(duì)規(guī)模更大、協(xié)調(diào)性更強(qiáng)、更智能、速度也更快?？山ㄔ齑罅康统杀緹o人系統(tǒng)造成‘區(qū)域淹沒’，并以其絕對(duì)數(shù)量壓倒敵方防御措施。網(wǎng)絡(luò)化合作式自主協(xié)調(diào)系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)真正的集群——分布式元素之間的合作行為可實(shí)現(xiàn)一個(gè)連貫、智能的整體。”

無人系統(tǒng)將在不造成過多人員傷亡的情況下提供贏得城市作戰(zhàn)所需的大規(guī)模偵察打擊能力。隨著網(wǎng)絡(luò)化無人機(jī)蜂群的大量部署，它們將提供無處不在的ISR和打擊能力。戰(zhàn)爭(zhēng)的主導(dǎo)權(quán)將很快屬于可自主感知、打擊和干擾敵軍的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人平臺(tái)集群。這些武器并不便宜，但在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，它們將引發(fā)一場(chǎng)重大變革，其意義不亞于20世紀(jì)的機(jī)槍和坦克。為了適應(yīng)這些作戰(zhàn)方法的不斷變化，必須轉(zhuǎn)變思想，及時(shí)采取行動(dòng)。

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