城市作戰(zhàn)

【資料圖】

過去三年中最重大的戰(zhàn)爭都涉及城市戰(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)爭中與亞美尼亞軍隊作戰(zhàn)，并取得了勝利。當時阿塞拜疆特種部隊和輕步兵在大炮和無人機的支援下，成功進行了滲透攻擊，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)斗在多個城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊進行。俄對烏馬里烏波爾的圍城戰(zhàn)只是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中城市戰(zhàn)的一個例子。在這場戰(zhàn)斗中，人數(shù)和武器都處于劣勢的烏克蘭士兵從2月24日開始進行城市保衛(wèi)戰(zhàn)，直到2022年5月20日才在亞速鋼鐵廠投降。

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

為城市戰(zhàn)作準備，開展相關研究、訓練，并進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世紀的城市作戰(zhàn)需要新思維，但最重要的是需要有效的情報、監(jiān)視和偵察（ISR）能力，為傳感器、射手和干擾機定位目標。

網(wǎng)絡化集群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構會阻擋傳感器。一些新技術將提高傳感器系統(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，會導致時間延遲，使目標有機會避開打擊。在前面提到的三場戰(zhàn)爭中，殺傷鏈的時延均降低了動能打擊效果。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定性，然后使用一系列可能資產(chǎn)對其進行打擊。這樣可以將殺傷鏈縮短到幾秒鐘?？s短殺傷鏈的進一步努力已經(jīng)促使將傳感器和效應器組合到一個作戰(zhàn)包中。

以色列的技術公司已經(jīng)證明他們在機器人系統(tǒng)和巡飛彈開發(fā)方面處于領先地位。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)爭的44天決定性勝利中發(fā)揮了關鍵作用。以色列埃爾比特系統(tǒng)公司（Elbit Systems）正在利用這一經(jīng)驗，創(chuàng)造網(wǎng)絡化自主機器人來主宰戰(zhàn)場。

埃爾比特公司的Legion-X系統(tǒng)將各種類型的多域機器人傳感器連接成一個網(wǎng)絡化集群。根據(jù)埃爾比特的說法，“Legion-X是一種基于機器人平臺和異構集群的自主網(wǎng)絡化作戰(zhàn)解決方案，Legion-X在對等/近對等對手作戰(zhàn)場景中提供了優(yōu)勢，能夠協(xié)調(diào)部署異構自主互聯(lián)平臺和有效載荷集群?！盠egion-X網(wǎng)絡創(chuàng)造了對空中和地面機器人武器的“一對多”控制能力（一名操作員控制數(shù)10個系統(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)術數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡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。為了提高韌性，該網(wǎng)絡覆蓋北約所有移動頻段，且不依賴全球定位系統(tǒng)。

Legion-X概念的一個關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)絡與網(wǎng)絡中其他相連系統(tǒng)進行通信。彈上計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，并對其環(huán)境進行同步定位和地圖構建。LANIUS是一種短程武器，飛行時間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。該迷你無人機也可以從更大、航程更遠的無人機母機上發(fā)射。為了清除建筑物，十幾架裝備有高爆戰(zhàn)斗部的LANIUS迷你無人機可以從母機上自主發(fā)射，搜索并摧毀目標。在未來城市作戰(zhàn)中，士兵可能會使用LANIUS這樣的無人機，就像在二戰(zhàn)房間清除行動中使用手榴彈一樣，只是這些智能無人機可提供建筑物內(nèi)的實時視頻，并提供爆炸效果。

DARPA的進攻性蜂群使能戰(zhàn)術（OFFSET）計劃使用無人機蜂群解決了城市作戰(zhàn)中的ISR和打擊問題。DARPA網(wǎng)站稱，OFFSET計劃“設想未來的小型步兵部隊使用由超過250架無人機系統(tǒng)（UAS）和/或無人地面系統(tǒng)（UGS）組成的集群，在復雜城市環(huán)境中完成各種任務。OFFSET計劃旨在通過利用和結合‘蜂群自主’和‘人-蜂群編隊’中的新興技術，實現(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實驗中，演示了城市作戰(zhàn)環(huán)境下單用戶控制無人機蜂群的能力。演示中，雷神公司的系統(tǒng)展示了一名操作員成功控制130架物理無人機和30架模擬無人機組成的蜂群，而諾格公司則演示了單個用戶控制174個平臺組成的蜂群。諾格公司表示，空中和地面聯(lián)合行動，如情報偵察和區(qū)域巡邏，是應用蜂群戰(zhàn)術的一些場景。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)會選擇最優(yōu)或最近的地面或空中資產(chǎn)來響應任務，而無須進一步人類指令輸入。

OFFSET概念將網(wǎng)絡化協(xié)作無人機蜂群和無人地面系統(tǒng)與士兵相結合，為城市作戰(zhàn)提供了前所未有的感知和打擊能力。無人機蜂群既充當傳感器也是射手，隔離城市戰(zhàn)場中的建筑或區(qū)域，并進行城市突襲。未來，無人機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。簡而言之，以集群形式使用網(wǎng)絡化自主無人系統(tǒng)將會改變戰(zhàn)爭方式。

人工智能

無論武器多么先進，在城市作戰(zhàn)中將戰(zhàn)士置于危險境地都會造成傷亡。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復雜戰(zhàn)場，通過城市十分危險，占領城市十分困難。城市地形為防御部隊提供了隱蔽之所、堅固的陣地以及在每棟建筑、每條道路上設伏的機會。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用于城市情偵監(jiān)系統(tǒng)（ISR）和作戰(zhàn)行動的軍用機器人系統(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)備研討會上宣稱，人工智能對DARPA的120多個優(yōu)先項目至關重要。Turek補充說，DARPA正在開發(fā)一個“可解釋人工智能”（XAI）項目，以實現(xiàn)“人工智能系統(tǒng)第三次浪潮。在該系統(tǒng)中，機器理解它們的運行情境和環(huán)境，并能隨著時間的推移建立基本解釋模型，使它們能夠表征現(xiàn)實世界現(xiàn)象?！边@將創(chuàng)造出能夠?qū)W習環(huán)境以執(zhí)行各種任務的人工智能系統(tǒng)。人工智能第三次浪潮讓計算機成為作戰(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”（ACE）項目，在短短三年多時間里，基于該項目開發(fā)的人工智能算法已經(jīng)從控制計算機屏幕上的模擬F-16戰(zhàn)斗機進行空中纏斗，發(fā)展到控制一架實際飛行的F-16戰(zhàn)斗機。

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

“空戰(zhàn)演進”計劃是DARPA 開展的一項旨在實現(xiàn)未來空中格斗自主化的研究項目，同時，也是DARPA為實現(xiàn)“馬賽克戰(zhàn)”概念而開展的研究項目之一，是今后實現(xiàn)“馬賽克戰(zhàn)”能力的關鍵切入點。

平流層情偵監(jiān)ISR系統(tǒng)

實時態(tài)勢感知是城市作戰(zhàn)的力量倍增器，ISR無人機是現(xiàn)代軍隊的基本工具。幾千美元就可以買到便宜的一次性小型無人機。無人機可以低成本提供軍事能力。價格從數(shù)百到數(shù)千美元不等的小型四軸無人機可以用來觀察城市街區(qū)，可以在建筑物內(nèi)機動，但從中高空觀察城市戰(zhàn)場也是城市作戰(zhàn)所必需的。高空運行的系統(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。有人駕駛飛機可以提供中高空ISR，但在高威脅環(huán)境下，這一任務由高空長航時（HALE）和中空長航時（MALE）無人機完成。然而，在大城市或特大城市作戰(zhàn)行動時，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，以及MALE和HALE無人機提供大氣層覆蓋。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。

為了填補這一缺口，美國陸軍一直在試驗無人平流層ISR系統(tǒng)。在平流層運行的飛行器可以拍攝高分辨率圖像，以相對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，提供對敵威脅早期預警，且可以干擾敵方雷達和通信系統(tǒng)，效果比太空中的衛(wèi)星更好。這些能力對大城市作戰(zhàn)行動至關重要。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的解決方案請求（RFS），美國軍方強調(diào)了他們對平流層的興趣。過去5年進行的試驗重點是使平流層ISR項目在限制性環(huán)境中持續(xù)可運行。

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。Zephyr由英國QinetiQ公司設計，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螺旋槳發(fā)動機供電，使其完全依靠太陽能運轉。Zephyr將提供低延遲、直接到設備的5G連接服務，可從平流層持續(xù)傳輸高分辨率圖像和實時視頻。Zephyr-8是美國陸軍正在測試的這種超輕碳纖維無人機的最新型號之一。其重量不到75千克，翼展可達25米。機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供電，并為鋰硫電池充電供飛機夜間運行使用。

2022年夏，美國陸軍的Zephyr-8原型機飛越了美國南部、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的確切原因，只是說Zephyr經(jīng)歷了“導致其意外終止的事件”。澳大利亞也購買了一架Zephyr無人機，它于2019年9月28日墜毀，當時它上升到2438米高度，執(zhí)行了一系列不受控制的機動，但由于空氣湍流而失靈，螺旋下降，并在下降過程中解體。官方宣布的墜機原因為不穩(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的軍事需求日益增長。在大多數(shù)軍事行動中，“HiLo”組合（將昂貴的高端系統(tǒng)與較便宜但功能強大的低端系統(tǒng)相結合）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現(xiàn)無人機組網(wǎng)。這種類型的“HiLo”組合可實現(xiàn)冗余和韌性，并且比有人駕駛飛機或HALE/ MALE無人機更便宜。

最新的輕于空氣（LTA）系統(tǒng)可以攜帶復雜的大型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）可以在平流層運行，為反無人機（C-UAV）防御提供情報和預警支持。

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飛行高度以上、衛(wèi)星高度以下運行，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)術浮空器，沿美國南部邊境執(zhí)行監(jiān)視任務，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)術浮空器是74K浮空器，專門設計用于軍事持續(xù)監(jiān)視和低空通信。該飛行器長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)行動提供顯著的廣域監(jiān)視和通信優(yōu)勢。洛馬公司的高空飛艇（HAA）可以在平流層運行，并提供城市上空無人持續(xù)對地靜止ISR、電子戰(zhàn)和通信能力。由于其運行的典型高度高，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動。浮空器的有效載荷通常包括監(jiān)視雷達、慣性導航系統(tǒng)、熱成像和日間攝像機，以及電子情報和通信情報包。經(jīng)過武裝的平流層浮空器還可成為進行精確轟炸的武器平臺。

結語

大國戰(zhàn)爭的可能性似乎正在上升，有可能同時爆發(fā)多場重大戰(zhàn)爭。城鎮(zhèn)作戰(zhàn)是當前俄烏沖突的主要背景，這場沖突的主要經(jīng)驗教訓是城市作戰(zhàn)不可避免。

未來城市戰(zhàn)場ISR的特點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的平臺可改善網(wǎng)絡，提供干擾敵方系統(tǒng)的手段，并實現(xiàn)無人機作戰(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)正在推動戰(zhàn)爭中的這些變化。

未來十年，軍事力量的較量將從由各種獨立能力組成的網(wǎng)絡作戰(zhàn)，轉變?yōu)榧后w系作戰(zhàn)。2014年，Paul Scharre在題為《戰(zhàn)場上的機器人第二部分即將到來的蜂群》的研究中預測：“新興機器人技術將使未來部隊像蜂群一樣作戰(zhàn)，比今天的網(wǎng)絡化部隊規(guī)模更大、協(xié)調(diào)性更強、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’，并以其絕對數(shù)量壓倒敵方防御措施。網(wǎng)絡化合作式自主協(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現(xiàn)一個連貫、智能的整體?！?/p>

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)絡化無人機蜂群的大量部署，它們將提供無處不在的ISR和打擊能力。戰(zhàn)爭的主導權將很快屬于可自主感知、打擊和干擾敵軍的網(wǎng)絡化機器人平臺集群。這些武器并不便宜，但在未來戰(zhàn)爭中，它們將引發(fā)一場重大變革，其意義不亞于20世紀的機槍和坦克。為了適應這些作戰(zhàn)方法的不斷變化，必須轉變思想，及時采取行動。

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