刘纾骅
2022年8月2日,乌克兰基辅,一家军事运营商在测试一架波兰无人机FlyEye WB Electronics SA
近日,欧东战场出现了多条与无人机相关的新闻,如“全球首例无人机狗斗”“无人机首次击落载人战斗机”等。
作为传统战争方式的有效补充,土耳其或伊朗制造的军用无人机,以及各国的部分民用无人机,战场表现卓越,并在一定程度上改变了战争规则。但更厉害的无人机大国,甚至还没亲自上场。可以预见的是,在未来战争中,高度智能化的无人机,将完成从战术武器向战略武器的升级;无人机的运用水平,将直接影响战争的走势与结果。
在现代战争中,无人机可胜任侦察、巡逻、打击、干扰等多个角色。其中,低空侦察是无人机最重要、最难以取代的功能。本次俄乌冲突中,侦察的重要意义被无人机发挥得淋漓尽致。
低空侦察是无人机最重要、最难以取代的功能。
土耳其TB-2“哈洛普”察打一体无人机
在冲突早期,俄军定点打击了乌克兰境内的各重要机场,大部分乌军战机在起飞作战之前便被摧毁。冲突发生4天后,俄军便已宣告掌握了乌克兰全境制空权,乌空军被全面压制,基本失去了战场态势感知能力。
在得到西方大规模军事援助前,乌军主要依靠自土耳其进口的TB-2“哈洛普”察打一体无人机,执行空中侦察及打击任务。在缺乏防空火力掩护的俄军向乌克兰腹地快速穿插时,TB-2的针对性打击,曾摧毁了俄军的坦克、多管火箭炮、防空系统等多种目标,为处境艰难的乌军挽回了些许颜面。
TB-2的优异表现好景不长。在俄军的防空设施陆续到位后,TB-2在俄军防空雷达的监听及反无人机设备的干扰下,活动范围受到极大压缩,只能试图抢在机动防空雷达开机间歇,冒险对目标进行快速侦察与打击。
尽管采用“打带跑”战术,TB-2的战损率依然极高。于是,乌军转为使用大量价格低廉的民用无人机,作为侦察平台执行任务。
当地时间10月13日左右,有则来自无人机摄像头的监控视频自俄乌战场流出。视频中,一架四旋翼民用无人机进入视频机的视野,随即加速撞向视频机。但似乎由于撞击角度出现偏差,该机碎片飞溅后直线下落。
此次事件被称为“全球首例无人机狗斗”。
战事进入相持阶段后,俄乌双方不约而同地更加重视无人机的运用。据外媒报道,俄方自伊朗进口了“见证者”系列及自研KYB-UAV“立方体”自杀式无人机。但俄方并未承认。
得到西方军援的乌克兰,在无人机作战上也相当积极。10月8日乌方宣布,乌军针对俄罗斯境内距莫斯科270公里的沙伊科夫机场,摧毁了2架图-22M3“逆火”轰炸机。俄方表示,确有无人机入侵领空,但并无轰炸机被击毁。
伊朗K Y B -UAV“立方体”自杀式无人机
参与“忠诚僚机”项目的土耳其Kizilelma“红苹果”无人验证机
由于军用无人机得不到及时补充,经费紧张的乌军,将旋翼式民用无人机及螺旋桨式航模无人机等消费级民用设备,经过改装转为军事用途。它们的任务包括侦察俄军部署情况,为炮兵指示攻击坐标、修正火力,利用自身雷达截面小、行动隐蔽的特点,捆扎爆炸物低空飞行至目标附近自爆,甚至录制成功袭击敌方的照片与视频用于宣传等。在这些任务中,民用无人机交出了及格水准的答卷。
难道结构简单、性能普通的民用无人机,可以天然适配战场复杂多变的环境,发挥最大效能?其实,乌军民用无人机的优秀表现,主要仰赖于美国SpaceX公司的“星链”服务。
有了可以覆盖全境的高速互联网服务,“星链”工作正常时,无人机可以同步回传图像与信息。部署靈活、地勤保障需求简单、成本低廉的民用小型无人机,成为俄乌战场上最活跃的“士兵”。
但民用无人机也存在诸多战术短板:信号强度低,易被反无人机系统干扰;自民用系统接入军用系统,需要将信号转码,流程繁琐;无打击能力或打击能力弱,对时间敏感性目标不能做到“发现即摧毁”,需要仰赖友军火力支援,易错过最佳攻击时机。最重要的是,其设备有效距离短,需临近前线操纵,易危及操作员人身安全。
近日,乌方对马斯克针对“乌东四地”的争议言论表示强烈不满。此后,马斯克称,SpaceX在继续为乌方提供免费服务方面遇到资金困难,要求五角大楼承担相关费用。据其最新推文,马斯克改口承诺,将继续为乌方提供免费“星链”服务。
10月12日,乌军一架米格-29“支点”战斗机在文尼察州坠毁。该机坠毁前,正在执行阻止俄军无人机及巡飞弹对文尼察州内包括火电厂在内目标的攻击任务。
非官方消息称,该机在降速并使用机炮攻击慢速飞行的俄方无人机时,由于距离过近,毁坏的无人机部件碎片被吸入战机发动机进气道,导致战机因发动机故障而坠落。这次事件也被网络媒体戏称为:无人机首次“击落”载人战斗机的历史时刻。
虽然超音速载人战机对普通军用无人机有着碾压性代差优势,但无人机巨大的开发潜力,让所有军事强国无法忽视。2015年,美国空军研究实验室(AFRL)提出了“忠诚僚机”(Loyal Wingman)这一概念。
美军“天空博格人”项目出产的XQ-58“瓦尔基里”无人机
早期的“忠诚僚机”概念,是在五代载人战斗机附近,混编1—2架由四代战斗机平台改装的、具备自主作战能力的无人机,组成高低搭配的战斗小组,由长机充当网络节点,用数据链通信系统对僚机发出指示。
由人工智能控制的僚机,无须依赖远程人工操控,而是通过长机的指示,自主规划执行命令。挂载武器多、机动性强的四代僚机,可以弥补五代长机火力不足的问题,最大程度制造杀伤。僚机也可吸引敌方防空雷达关注,掩护隐身性能极强的长机,必要时更可充当长机的盾牌。
“忠诚僚机”概念的提出,让一些军事强国受到醍醐灌顶般的启迪。以俄罗斯苏霍伊航空集团、法国达索集团、英国BAE系统公司为首的军工巨头们,陆续展开对类似项目的研发。
在研发过程中,“忠诚僚机”概念得到进一步的深化和发展。大部分项目,摈弃了之前采用性能全面的四代机平台开发僚机的理念,转而采用以4—5架不同功能的僚机配合长机协同作战的设计,以模块化设计僚机,可根据任务类型换装不同模块,支持更多样化的任务选择。
2018年,波音公司与澳大利亚空军合作“忠诚僚机”项目,验证机于2021年2月首飞,2022年其定名为MQ-28A“澳洲鬼蝠”;土耳其Baykar公司也于2022年9月4日的航空展上,高调展示了配备相控阵雷达的Kizilelma“红苹果”无人验证机。
而习惯不走寻常路的印度,也在航展上展示了一架定名为CATS WARRIOR的无人机模型。至于这位“猫咪勇士”是否是严格意义上的“忠诚僚机”,只能等印方展示真材实料的验证机后,才可判断。
近日,中国有官方军事媒体展示了双座版歼-20AS“威龙”与攻击-11无人机编队混编作战的CG视频。在飞行员身后落座的,就是用数据链信息系统对编队内的“忠诚僚机”下达指令的武器官。在“忠诚僚机”这一先进赛道上,各大军事强国紧密布局,谋求夺取先发优势。
毁坏的无人机部件碎片被吸入战机发动机进气道,导致战机因发动机故障而坠落。
虽然各国的无人机系统百舸争流,但目前的主流无人机技术,仍未彻底脱离遥控范畴,人工智能化水平不高。也就是说,相对简单的程序可自动运行,重要操作则由无人机操作员判断并完成。
无人机的响应速度,与操作员的反应速度同步。在“忠诚僚机”时代,若仅实现此种程度的人工智能,显然无法满足战术需求。
为了解决无人机的智商问题,美国空军在2017年发布了“自主队友科研计划”,其重要组成部分包括“天空博格人”(Skyborg)及“机外感知站”等项目。
“天空博格人”项目开发的无人机,预期具有可动态适应作战环境、自主起降、规避障碍、策划任务的人工智能系统,具有可兼容多版本操作系统的开放数据系统,具有相对低廉的制造成本,以及可分离传感器等模块化结构,可根据任务内容调整加载模块。
電影《蜘蛛侠:英雄远征》,蜂群作战无人机
由于研究进展顺利,2019年“天空博格人”项目被纳入美国空军“先锋”(Vanguards)系列计划。2020年12月,该项目的初代验证机XQ-58“瓦尔基里”无人机,与隶属海军陆战队的F-35B“闪电2”战机及隶属空军的F-22“猛禽”战斗机并飞。XQ-58作为这两种不同时代、数据链路并不兼容的载人五代机的中继站,可以支持两者的实时数据交互。
2021—2022年,UTAP-22“灰鲭鲨”、MQ-20“复仇者”无人机,也相继搭载了“天空博格人”的自主核心系统试飞。据称,该系统具有强大自主性,可同时操纵不同军事承包商开发的多种无人机编队飞行及执行任务。2022年4月,据俄方发布的消息,一架XQ-58出现在俄乌战场,并被俄军防空系统击落。
在电影《蜘蛛侠:英雄远征》中,“斯塔克科技”开发的无人机丰富的集群功能,令观众印象深刻。现实中,蜂群作战已经成为无人机人工智能开发的重要环节。无人机的可分布式自组织编队、自组网通信、协同任务等核心技术,是各军事强国的主要开发项目。
低对抗环境下,由运输机投放的无人机蜂群,可执行街巷侦察、对敌监视、为远火打击指示目标等多重任务。高对抗环境下,无人机蜂群可由隐身轰炸/战斗机投放,可执行反防空系统、反装甲、杀伤步兵、电子干扰等高强度任务。
可以由3D打印技术批量制作的小型无人机成本低廉。在人工智能系统针对战场态势数据的全面分析与掌控下,无人机能够对敌进行高效、精准的外科手术式打击。
近年来,人工智能在无人机领域发展的态势迅猛,无人机将具有多维全域作战能力。也许在未来某天,国家间的整场战争都由无人机在无人地带决定胜负,这可以最大程度挽救宝贵的生命。
但对人工智能的开发也需要谨慎与理性,否则科幻电影《终结者》或《黑客帝国》中,人工智能对人类反戈一击的未来图景,也许会在现实中上演。
责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com