【理论研究】俄乌战场FPV无人机作战效益及反制运用

图片在俄乌战场上,FPV无人机因其低成本、高机动性和易于操作的特点,被广泛用于情监侦和精确打击任务。这些无人机通常基于民用平台改装,成本相对较低,使得它们能够大规模部署而不会带来过大的经济和人员折损负担。然而,FPV无人机在战场上也面临着诸多反制技术的挑战,特别是电子战已成为对付无人机的最有效方式。随着技术的发展,FPV无人机的自主攻击能力和打击精度也在不断提高,预计会有更多智能化和网络化的趋势,进而对未来的作战样式和战场产生更大影响。

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一、FPV无人机在俄乌战场的运用

土耳其提供给乌军的TB2无人机在冲突前期有突出表现,曾对俄军攻势发挥有效阻滞效果。然而随战况转变,战事东移至对俄有利的乌东地区,俄军重整防空及电子战防御,乌军TB2战损增加,又因为价高量少,乌军TB2的任务逐渐转移为情监侦。因此,对乌军来说,成本低的小型无人机重要性便大幅增加。

俄乌两军无人机都会在社交媒体上发布影片,展示廉价无人机如何有效摧毁价值数百万美元的昂贵火炮或战车,展示其对现代战争的改变。双方均大量使用无人机追踪敌军、引导火炮和炸弹打击目标。由于前线附近密集部署防空系统,传统战机易受威胁而较少出现,使小型、廉价的“第一视角无人机”(first-person view, FPV,广泛用于空中运动、风景等摄影,常被称为空拍机)成为战场中最强大的武器之一。

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俄乌两军的许多旅级单位,都有专门的无人机部队,用于监视、火炮定位和精确轰炸。乌克兰计划在2024年制造100万架FPV无人机。FPV由地面人员控制,载有炸药或穿甲弹头,用于撞击目标。无人机组件总成本(包括弹头)可能低至500美元或更少。

FPV无人机从距前线几公里的简易平台起飞,根据不同大小、电池和载荷,航程从5公里到20公里或更长。士兵使用遥控器操作,可看到摄影机的拍摄影像。另一名士兵则看着平板电脑的电子地图并提示方向。操控者可选择目标最脆弱的部分,如开启的舱门、发动机或弹药储存位置等,再控制FPV直接高速撞击目标。

使用FPV时,会先由另一架无人侦察机从上空寻找目标,并将实时视频传输回控制屏幕。无人侦察机有多种类型,最受欢迎的仍是中国制大疆(DJI)Mavic,这是一型四轴式无人机,用于空拍等活动,售价约1千5百至3千美元,可供士兵勘察战场;远离前线的专业侦察部队则操作固定翼式无人侦察机,可飞行更高高度,观察更远距离,如长程的“鲨鱼”(Shark)无人机,飞行高度可达2千米。

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当发现目标如部队、车辆或火炮时,其坐标会通过安全通讯网络转发给指挥官,并输入Kropyva平板电脑,这是一种情报测绘和定位系统,由从无人机和其他方式获取的情报信息组成,是指挥官分配火力并打击目标的最佳方法。

二、FPV无人机的作战效益

FPV无人机可提供经济实惠的精确打击能力,比火炮更精确,可击中移动目标,爆炸弹片也会击伤敌人。有时FPV也被用于打击防空洞,使得敌人进出战壕或加固防空洞都变得困难。乌克兰士兵称,由于无人机使用增加,迫使重型装备如战车等,需从前线向后退缩几公里。

步兵已将投掷弹药的FPV视为最大威胁,士兵知道要警觉无人机螺旋桨在上空发出的嗡嗡声响,这通常表明他们已被发现或即将受到攻击。

乌克兰资源有限,因此必须节约弹药。在一场长期而大规模的冲突中,成本是关键,用来摧毁目标的资源越少越好。FPV无人机及用于投弹的无人机,比其他大多数武器成本更低,而且更精确,射程甚至超过了传统反坦克导弹,但缺点是有效载荷能力太小,也不具备先进精确武器的“发射后不管”能力,传统炮弹的爆炸威力也还是比无人机的小型弹头更强。另外,通常需要消耗多架无人机才能完成攻击目标的任务。

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无人机也可与其他类型的武器结合并发挥更大效益。无人机可用于情报、监视及目标标定,导引火炮等武器或其他友军攻击目标,各级地面部队也都使用各种无人机来提高态势感知、规划与行动能力。

三、电子战是对付无人机的最有效方式

电子战系统已被证明是阻止无人机的最有效方法。俄乌双方都使用电子战系统来干扰某些地区的调频。当无人机的信号被干扰时,操作人员将无法控制无人机或失去视频信号,这取决于被干扰的频率。一旦无人机进入受电子战装备保护的区域,就会失去联系,不是掉落地面,就是仅能执行收到的最后命令。

大型电子战系统通常保护高价值目标,例如防空系统或火炮。乌克兰操作人员称,前线电子战变得越来越密集。但大多数电子战系统的频率范围有限,操作人员就要切换到不常用的频率。这导致前线成为“猫捉老鼠游戏”,电子战操作员会试图扰乱以不断变化的频率飞行的无人机。双方还必须应对电子侦察系统,该系统可以追踪无人机的信号至敌方操作人员,从而确定其位置。

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除使用车载式电子战系统保护高价值设备,步兵也开始使用小型电子战系统来保护战壕等据点,尽管功能较弱,效果可能不佳。步兵也使用较小的电子战装备和无人机干扰枪,干扰来袭的无人机。不过,俄军还会改变无人机操作频率,使乌军自制及便携式的电子战设备或反无人机武器失效。

俄乌双方都在开发运用人工智能(AI)系统的无人机,可以AI识别并锁定目标,不需再由操作人员控制,不担心信号受干扰,不过AI技术仍需要进一步开发,才能广泛运用。

俄乌双方也在尝试各种反击无人机的方式,其中之一是使用AeroScope或Windtalker X等软件寻找无人机操作者,因为FPV操作者不能离战线太远,很容易被发现。

四、无人机已形成战场革命?

无人机虽仍未改变战争的本质,但已改变俄乌双方在战术层面上的作战方式,也将影响未来战场。美智库“新美国安全中心”(Center for a New American Security, CNAS)研究认为,大量无人机运用,使集中兵力、突袭及实施进攻行动都变得困难,通过对前线以外敌方行动的更清晰了解,使俄乌双方都难以集结兵力。

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但CNAS分析指出,无人机对战争的改变仍是渐进式而非革命式,无人机未为双方创造决定性优势,因为双方都在快节奏地进行创新及竞争循环之中。

俄乌双方使用的无人机仍是由人员操作,没有广泛联网,使用规模仍小,影响的战场范围仍是局部性的,并未创造决定性优势。无人机并非以大型的蜂群(Swarm)方式作战,若能团队合作,使用基于软件的战斗网络,效率将会更高。

无人机虽能提供可负担的空中火力,但并不能取代空军战机争夺空中优势。无人机也被用于攻击俄空军基地,但成果有限;俄军对乌方实施防空压制(SEAD),也未能瘫痪乌方防空系统,双方都未能获得制空权,只好依赖前线的直接交火。

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无人机的生存性并不比有人机更强,且容易受各种反制措施影响而失去作用。只是因为其可承受更大风险、价格便宜、不须载人,因此双方都愿意使用无人机去执行成功机率低且更危险的任务。

无人机很脆弱,因此必须便宜且容易生产,以便轻松获得。俄乌双方都不为无人机加强反电子战能力,因为会增加成本。双方都是选择采购更多的无人机,这也适用于军用型无人机。

此外,CNAS还鼓吹要以俄乌冲突为鉴,认为无人系统对台海会产生重要影响,叫嚣美国和台当局需要采购更多、更好的无人系统,使无人系统成为美军和台当局“保卫台海”的关键组成部分。