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俄乌冲突:俄罗斯如何运用和防御新兴技术?

摘要:俄乌冲突爆发至今,成为了许多新兴技术在军事领域应用的试验场。2023年12月20日,美国哈佛大学贝尔弗科学与国际事务中心发布报告《从前线到未来:评估俄罗斯作战策略和北约下一步行动中的新兴技术》。报告首先总结了俄罗斯在俄乌冲突中使用新兴技术进行进攻,以及如何防御乌克兰使用新兴技术发起进攻的情况;然后分析了新兴技术对俄罗斯作战策略的影响;最后提出这些新兴技术可能为北约带来一些启示。本文将着重介绍上述报告关于俄罗斯在进攻行动中对新兴技术的使用,及其反新兴技术的手段。
关键词:俄乌冲突,新兴技术,无人机,电子战,传感器融合

一、进攻篇:俄罗斯在俄乌冲突中对新兴技术的使用

1.无人机(UAV)

俄罗斯在俄乌冲突中使用的新兴技术,属无人机使用数量最大、范围最广。俄罗斯使用无人机作战主要是为了在敌情侦察、快速目标获取和目标歼灭之间建立实时联系,这一过程通常被称为“侦察-打击/侦察-火力综合体”。然而,尽管关于俄罗斯在俄乌冲突中使用无人机的报道很多,但其使用无人机的程度本质上是常规的。俄罗斯多次声称在冲突中对无人机进行了复杂和创新的运用,夸大了俄军的能力。

(1)采购

据估计,在冲突开始时,俄罗斯拥有大约2000架无人机,其中大多数由俄罗斯国产,例如“海鹰-10”(Orlan-10)无人机和“猎户座”(Orion)无人机。“海鹰-10”是一款多用途的中程侦察机;“猎户座”则是一款在中纬度飞行的长航时侦察机。虽然这些俄产无人机已经在叙利亚和乌克兰进行了测试,但越来越少有报道提到这些无人机在俄乌冲突中的使用。由此可以推断,俄产无人机的数量正在减少。再加上早期的供应链问题,俄罗斯不得不从商业来源进口其大部分无人机装备。

图1. “海鹰-10”(Orlan-10)无人机

两个主要进口来源为俄罗斯无人机武器库再补给提供了基础。其一是中国制造商用无人机的的大疆公司。俄罗斯从大疆公司进口了商用无人机,并且进行简单改装之后就可投入军用。俄方购入商用现货设备表明,无人机生产并没有给俄罗斯的工业基础造成负担。尽管俄罗斯没有像乌克兰那样大规模且有效地使用商用现货无人机,但这些无人机开发时间短、成本更低、适应性强,仍然为俄军提供了显著的作战优势。另一个进口来源则是伊朗。俄罗斯严重依赖从伊朗进口的“见证者-136”巡飞弹(又称:自杀式无人机)和“迁徙者-6”(Mohajer-6)无人机。目前,俄罗斯仍在进口无人机用于俄乌冲突,但也已经采取措施提高国内的无人机生产力,目标是到2025年在国内生产6000多架“见证者”巡飞弹。

(2)投用

在冲突初期,俄罗斯无人机数量有限,限制了其在乌克兰的作战影响力。俄罗斯一再宣称其所有部队,包含机动化步兵旅、侦察旅和坦克旅都已全面整合了无人机,不过这一论调可信度存疑。但总的来说,俄罗斯在其武器结构中采用新兴技术的决心表明俄军认可:必须以新兴技术驱动的创新为核心来应对乌克兰军队。俄罗斯仍在使用无人机执行偏常规的任务,如情报、监视和侦察(ISR)、目标瞄准和宣传。但自冲突开始以来,俄罗斯无人机战术主要往三个方面发生演变。

  • 成本低且数量充足:俄罗斯已经转而使用“柳叶刀”(Lancet)巡飞弹,这是一款由俄罗斯扎拉航空集团生产的低成本巡飞弹。截至2023年10月,俄罗斯订购了1500多枚“柳叶刀”巡飞弹,计划在整个冲突领域增加该巡飞弹的使用。俄罗斯还对“柳叶刀”进行了改装,在“柳叶刀”上安装炸药并将其用于撞击乌克兰目标,使其成为如“神风特攻队”般的自杀式武器,即使承受高损耗率也在所不惜。
  • 适应性任务类型:俄罗斯向乌克兰军队和城市发射了大量“见证者”巡飞弹,用于打击民用基础设施。无人机也被改装用于电子战(EW),如“海鹰-10”无人机在改装过程中整合了“里尔-3”(Leer-3)电子战能力,用来干扰乌克兰的地对空导弹和通信。
  • 新战术标准化:俄罗斯已经规范了其在俄乌冲突中使用无人机的作战方式,采用网络战战术以及计算机化的指挥控制战术来操控无人机行动。这些无人机作战已经通过新的“战术、技术、程序”(TTP)和培训实现标准化,从而进一步巩固无人机作战作为俄乌冲突的关键部分。

2. 高超声速导弹

无人机在过去几十年的战争中发挥了重要作用,而高超声速导弹这一新兴技术在战场上才刚崭露头角。高超声速导弹速度快、机动性强、轨道不可预测;这些特点使敌军很难追踪其飞行路线,并且限制了拦截的机会。因此北约将高超声速导弹视为一个关键挑战。

虽然俄罗斯声称,其所测试的四种高超声速武器中有三种具有作战能力,但在俄乌冲突中只看到了“匕首”(Kinzhal)高超声速导弹。“匕首”自2017年开始服役,最初部署于在黑海和里海上空巡逻的的战斗机上,随后在叙利亚进行了测试。

在俄乌冲突几天前,俄罗斯将搭载“匕首”导弹的战斗机部署到叙利亚,以对抗美国在地中海的航母打击群(Carrier Strike Group),这表明俄罗斯将“匕首”导弹视为其威慑武器库的关键部分。在俄乌冲突初期,“匕首”被首次使用,并于2022年3月摧毁了乌克兰地下武器库。据称,2023年5月,美国制造的“爱国者”(Patriot)防空系统击落了一枚“匕首”导弹,但真实性尚未可知。此后,乌克兰又声称击落了向基辅发射的六枚“匕首”导弹。

图2. “匕首”(Kinzhal)高超声速导弹

若乌克兰击落“匕首”导弹属实,那么将不仅对当前的俄乌冲突,而且对未来的战争有两个关键影响:(1)价值质疑,由于“匕首”在乌克兰失利,高超声速武器在俄乌冲突中的附加值受到质疑;(2)效能质疑,“匕首”无法躲避现代导弹防御系统,并且其在飞行过程中速度显著减慢,对目标的攻击也并不总是准确,这就让人质疑俄罗斯的高超声速武器是否和其所宣称的一样有效。另外,俄罗斯在冲突中只是偶尔使用高超声速导弹,从而可以推断,俄罗斯高超声速武器的数量有限。

3. 传感器融合

俄乌冲突中,第三个值得强调的新兴技术是传感器融合。传感器融合是指处理和融合来自不同传感器的数据。在多域环境中,传感器融合尤为重要,其目标是增强态势感知和决策能力。俄罗斯武器库中传感器融合能力最先进的是苏-57战斗机。

与美国的F-35战斗机类似,俄罗斯的苏-57战斗机整合了传感器融合技术,并在叙利亚上空进行了磨炼。F-35和苏-57均为第五代战斗机,包含许多系统,为飞行员在空中提供了独特的操作视图。与任何传感器单独运作相比,“传感器融合将来自多个传感器的数据整合在一起,提供更一致、更准确、更有用的”操作视图。通过人工智能和机器学习增强传感器融合能力,能让飞行员和战斗机进行更好的配合,飞行员在完整的战场视图下能瞬间做出决定,从而在根本上改变空中作战。机器学习让战斗机在整个训练和操作过程中得以不断发展,从而训练飞行员的决策过程。

关于俄罗斯是否已经将苏-57战斗机部署到乌克兰,各方报道说法不一。甚至一些正面报道都表示,苏-57的作用非常有限。然而,谈到俄罗斯新兴武器技术战略的未来,有必要注意俄罗斯已经获取传感器融合技术。特别是随着时间推移,越来越多的应用场景将使用传感器融合技术。

总的来说,俄罗斯正在利用新兴科技这一流行词制造相关言论,产生威慑力,但其实际新兴技术的部署落后于预期。

二、防御篇:俄罗斯对乌克兰使用新兴技术的应对

1. 乌克兰大量使用无人机

在俄乌冲突中,乌克兰对新兴技术的应用以无人机为主力。引人注目的是,乌克兰应用了大量非军用无人机,由“空中侦察组织”(Aerorozvidka)进行操作。“空中侦察组织”是专门从事空中侦察和无人机战的一个乌克兰非官方组织,主要由志愿人员和业余无人机爱好者组成。如前所述,非军用无人机具有几个优点,如容易获得、方便替换、可进行改装、机动性强(尺寸较小)和成本较低(能承受高损失率)。商用无人机也有限制,主要是易受电子干扰、信号源易被识别,且为了减少额外费用没有安装夜间探测能力。

然而,乌克兰使用无人机这一新兴技术,使其成为其多个国际伙伴的创新技术试验场。就好比针对俄罗斯在叙利亚设立的赫梅米姆空军基地发起的无人机袭击一样,乌克兰通过部署不同类型的无人机来测试技术的各种迭代,从而可以抵消现有的商用无人机设备带来的一些限制。德国的人工智能无人机、英国的3D打印无人机、澳大利亚的纸板无人机以及挪威的“黑黄蜂”(Black Hornet)微型侦察机都被乌克兰用在俄乌冲突中进行测试。

(1)俄罗斯应对之策:电子战

电磁频谱(EMS)在军事理论中被定义为“使用全部或部分电磁频谱(包括无线电波、微波、毫米波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线)来探测行动或通信、防御敌人活动、进行通信和/或阻止对手使用电磁信号的军事或情报行动”。

考虑到现实和西方的限制性制裁,俄罗斯在国防的各个方面都极其依赖强大的电子战工具。在防御像塞瓦斯托波尔(克里米亚半岛西南亚港口城市)这样坚固的阵地上,俄罗斯使用了强大的干扰能力来保护黑海舰队免受乌克兰无人机的攻击。在俄乌冲突中,俄罗斯全面利用电磁频谱,以干扰乌克兰的指挥和控制信号,扰乱乌克兰各部门之间的数据流动。

俄罗斯的电磁频谱干扰能力适应性强、变化快速,因此很难被准确探测到。鉴于电磁频谱的谱系范围广,俄罗斯军方干扰无人机飞行的电磁频谱信号变得更复杂,数量也更多。俄罗斯的干扰信号跨越了数千个系统,乌克兰很难一一追踪;准确区分具体的电磁频谱发射器也十分困难,需要考虑许多参数。

俄罗斯的系统“越来越多地由软件定义,适应能力更强,旨在通过直接手段逃避准确的检测。”乌克兰可能会用传统的探测手段对抗俄罗斯尖端的电磁频谱干扰技术。俄罗斯在低拦截概率(LPI)雷达中采用不规则脉冲模式,可以“在几秒内快速切换波形,甚至可以产生新的模式,从而打乱使用预设查找表来识别干扰系统的整个方法。”此外,俄罗斯军方采用便携式和机动电子战设备,重点是侦察和干扰敌方无人机在低至中高度的控制和导航通道。

从苏联时期以来,俄罗斯就积累了丰富的先进电磁频谱操作经验。俄罗斯于2023年8月宣布开发Triton防御系统。据报道,该系统能使横跨四个频段的控制通道和无人机数据传输陷入瘫痪。Triton系统可以远程控制,由电池或坦克的车载网络供电。此外,新的RB-109“勇士战歌”(Bylina)电子战系统预计将于2025年开始部署。这一电子战系统易于部署,擅长对如何利用人工智能来压制敌军目标进行独立决策。俄罗斯军事专家预测,“勇士战歌”系统的引入将使俄罗斯的电子战效能提高40%。

图3. Triton防御系统

2.俄罗斯应对之策:传统科技和低科技

与此同时,俄罗斯对乌克兰运用新兴技术的回应是全方位的,除了上述的先进电子战手段,还使用了低科技和传统科技进行应对。使用低科技的一个例子是俄罗斯在飞行器上堆放旧轮胎。高空影像显示,俄罗斯在战斗机顶部堆放轮胎,以此减弱热成像并消减乌克兰“神风特攻队”自杀式无人机的潜在影响。

俄罗斯在应对中也采用了常规技术。乌克兰利用装载炸药的海上无人机打击俄罗斯的黑海舰队,致使俄罗斯损失了至关重要的船舰,比如2022年4月被击沉的“莫斯科号”(Moskva)导弹巡洋舰。在这一方面,俄罗斯采取了传统的防御方法来应对敌方海军自主系统,即为水面舰艇装备动能系统,训练船员用大口径机枪击退攻击。俄罗斯采用新兴技术进行的防御并没有覆盖乌克兰所有使用成功的新兴技术;不过,俄罗斯正在动用所有的武器技术来应对乌克兰以新兴技术为中心的反击。返回搜狐,查看更多

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