未来自主无人机以及反无人机系统

  2022年9月，印度陆军公布了《反无人机作战和能力发展政策指南》（Policy Guidelines for Counter Drone Operations and Capability Development），该文件指出，印度陆军有必要进行反无人机作战、反无人机系统研发，并在野战环境中部署此类系统。虽然当代的反无人机系统旨在基于现成的部署经验进行反无人机作战，但近期的无人机发展也需要在反无人机系统研发之初就考虑在内。本文对俄乌战争中的自主无人机发展及其所造成的威胁进行了分析，并对未来反无人机系统的发展进行了预测。本文还从作战角度对反无人机硬杀伤和软杀伤解决方案进行了对比，重点在于完善印度的反无人机系统研发工作，以此避免也许会出现的一刀切解决方案。

  俄乌战争是首场大规模使用无人机的全面战争，俄乌两军都部署了大量的无人机。俄军使用了“柳叶刀”（Lancet）巡飞弹和“立方体”（KUB）巡飞弹，这两种巡飞弹都具备一定的自主能力。乌军使用了美制的“弹簧刀”（Switchblade）巡飞弹，该巡飞弹能够正常的使用算法识别目标。自主能力或人工智能技术在逐步集成到无人机系统之中，这一过程的关键是软件的升级以减少人工控制。

  由于部署的无人机数量大幅度的增加，控制大量无人机进行飞行，规避障碍以及精确打击的工作变得十分困难，自主无人机因此应运而生。专家警告称，无人机的普及正在推动各国军队将慢慢的变多的控制权交到人工智能手中，这一趋势最终将催生出无需人类介入的自主作战系统。这在大多数情况下要一个自主保护回路，因为在没有人工智能的情况下，人类可能没办法防御自主无人机。

  在分析无人机中的自主能力之前，区分“人工智能”和“自动化”的定义至关重要，在实际使用中，这两个术语经常能够互相替换。尽管这两个术语都涉及更智能、更高效的作战，但这两个词在概念上还是存在一定的区别。AI和自动化都与数据有关，自动化设备大多数都用在整理数据，而AI系统主要用于对数据进行解释。

  自动化指的是对设备进行设置，使其能够遵守预先设定的规则，旨在将人类操作员从枯燥、易错的重复工作中解放出来。自动化能够为人类操作员提供支持，使其有时间完成其他需要批判性思维和创造性思维的工作。

  人工智能指的是对设备进行设置，使其能够自主做出决策（通过人类的基础输入）。人工智能旨在模仿人类的智力水平，通过对特定的模式和历史结果进行观察学习以提升能力，进而使用其能力完成任务。

  无人机的自主作战指的是该系统能够在没有人类介入的情况下，更改其作战框架或者目标（起初由算法和设计人员确定的）。

  与无人机相关的智能功能大多都是在地面实现的。无人机将数据流（通常是图像）发送到地面，地面的算法和人类操作员将对这些数据进行处理。然后，人类决策者将在地面对这些信息进行核实、交叉参考和分析，以确定采取具体行动的机会。换言之，无人机将数据传到指挥链中以确定是否采取作战行动。确定采取作战行动后，作战命令会发送到作战人员手中。在该无人机携带有必要打击武器的情况下，作战命令会发回给该无人机。决策者将授权无人机操作人员对目标进行打击。虽然人类操作员可能将部分行动的执行工作交由自主系统执行，但无人机在整个过程中的全部行动都在人类的控制之下。

  自主无人机能够在飞行过程中使用高性能机载图像处理器和无人机神经网络，以进行目标探测、目标分类以及目标跟踪。无人机能够使用摄像头和传感器捕获数据，这些数据将用于分析，以提取出有价值的信息满足特定用途。在这一过程中，计算机视觉技术将用于图像处理，以此实现有价值信息的自动提取、分析和理解。无人机还可以使用深度机器学习技术实现自主导航、目标探测、目标跟踪、障碍探测以及防止撞击。为了完成这些任务，无人机的AI系统需要使用多种数据集和准确的标注数据进行训练。

  在俄乌战争中，乌军正在使用美制“弹簧刀”巡飞弹，该巡飞弹体积小，能够携带高爆弹头，可在敌军上空盘旋，通过算法识别目标，并在锁定目标后向其俯冲，以实现对目标的打击。与此同时，俄军也在对自主武器系统进行实验。“柳叶刀”巡飞弹和“立方体”巡飞弹的制造商宣称，这两款巡飞弹都具备自主能力。

  随着装备人工智能系统的无人机越来越多，巡飞弹已经成为在战场上取得高性价比战果的最佳武器。一直以来，以色列都在出口其研制的“哈比”（Harpy）无人机，该无人机能够在防空雷达部署点上空盘旋长达9个小时，一旦雷达开机，其就能马上锁定雷达位置，并对该雷达进行俯冲打击。此外，类似的武器装备还有中国研制的“河豚-3”（Blowfish-3）无人机以及伊朗研制的“见证者-136”（Shahed-136）无人机。“见证者-136”无人机在2022年9月出现在俄乌战争中以来，表现优异，被认为是一款改变游戏规则的装备。

  与俄乌战争初期的俄军空中作战相比，其所使用的打击武器已经从一开始使用的高科技巡航导弹逐步过渡到成本更低、技术较为落后的巡飞弹。在2023年1月到3月，俄军对乌克兰电力系统的打击接近尾声，此时，使用“见证者-136”无人机所发动的攻击次数占到了所有远程打击总数中的40%。2023年4月起，“见证者-136”无人机的部署数量达到了所有俄军部署远程打击武器总数的61%。与巡航导弹和弹道导弹相比，“见证者-136”无人机的突防能力有限，往往更容易被击落，极易遭受德制“猎豹”自行高炮以及其他高射炮系统的打击。此外，“见证者-136”无人机的弹头重量仅与Kh-101这类巡航导弹的弹头重量相当，因此其打击威力也十分有限。

  2023年4月1日至6月22日，俄军在对乌克兰发动的动能打击时使用的装备占比

  一项关于俄乌战争的分析显示，目前使用的巡飞弹具备高度自主作战能力，这可能是因为这些巡飞弹都配备了用于数据分析的人工智能系统。然而，除了某些无人机选择性地运用了人工智能视觉识别技术以外，目前还没有出现完全的人工智能无人机。因此，可以推测，目前的无人机只是具备部分自主能力或有条件地使用自主能力，而其可能会在未来逐步实现完全自主能力。

  由于无人机成本效益较高，航时较长，能够执行多种任务，并且没有人员伤亡风险，其比有人飞机更适合用于占领重要的空域。在未来，有人驾驶飞机将大多数都用在控制无人机蜂群或者在生存率较高的任务场景中用于提高自主无人机的效率。

  无人机自主能力的显著增强使其成为现代战争的一种重要武器。其正在逐步填补火箭、导弹和飞机的任务空白，这些武器系统因为成本效益、人员伤亡以及拒止等因素无法执行某些任务。在这些场景中，具备自主能力和配备有人工智能的无人机能够根据其能力和任务适应性提供不同的部署选择。

  战术作战区域（TBA）：在战术作战区域中，配备支持生态系统的机动打击部队和静止坚守部队可能成为无人机的打击目标。根据行动阶段和自身战术目的的不同，这些目标优先顺序各不相同。因此，目标的选择是基于打击该目标所需的特定打击效果。为了满足这一特点需求，自主无人机更适合在有人控制的情况下，在军队发起进攻前摧毁指定目标。人工智能无人机也可能在战术作战区域中使用，但使用方式十分有限。其主要用于执行自主无人机在受干扰情况下无法执行的任务，其可能受到的干扰包括GPS信号干扰和通信干扰。

  纵深区域：人工智能无人机更适合打击纵深目标，这些目标往往具有极高的战略价值并且处于静止状态。远程飞行需要自主导航、障碍探测以及撞击规避。人工智能更适合完成这类任务，并且不会受到敌方干扰，能够确保对目标的精准打击。

  蜂群威胁：蜂群威胁将会使目前的反无人机手段处于饱和状态并造成传统防御系统的极大损失。当其他有人或无人系统无法压制或摧毁敌方的防空系统时，蜂群可在战争的不同阶段完成压制或摧毁敌方的防空系统的任务。

  俄乌战争初期，对无人机的硬杀伤或动能打击手段成本较高，因此，随着战争的发展，非动能或软杀伤反无人机手段逐步展现其优势。然而，在认识到软杀伤手段在反无人机作战中的显著作用后，在之后的战争过程中，新一代无人机将更具自主能力，以减少对通信和GPS导航的依赖。俄乌战争过程中呈现出以下几点趋势。

  无人机的抗干扰能力不断增强：俄乌战争中使用的无人机具备越来越强的抗电子干扰能力。例如，技术人员对“见证者-136”无人机的导航系统进行了升级，其机身外部增加了能够接受LORAN导航信号的天线。虽然LORAN导航的准确度没有GPS高，但是其主要依赖陆基发射器，抗干扰能力较强。

  无人机的自主能力更强：俄乌战争初期，由于无人机依靠卫星进行导航，其极易受到干扰。因此，俄乌战争中开始使用具备自主能力的无人机，这使得无人机减少了对导航通信链路的依赖，也让其抗电子干扰能力有所增强，因此更难以扰和击落。无人机向自主化方向的发展是规避电子战威胁的一种直接尝试，这也迫使反无人机作战更加依赖硬杀伤手段或动能解决方案。

  无人机的成本效益目标：西方国家已经向乌克兰提供了像德制“猎豹”自行高炮这样的老式雷达引导高射炮，以提供更有效的反无人机能力。同时，西方国家还向乌克兰提供了“毒刺”便携式防空导弹，以优化反无人机的成本效益。这也减少了电子战对己方无人机的干扰。

  定向能武器：许多国家已经加快了对激光武器和高能微波武器的研究。印度也在测试其KALI系统和DURGA系统以应对无人机威胁。

  硬杀伤手段在战术作战区域中作用显著：俄乌战争中的无人机发展推动了反无人机概念的革新。未来，无人机将具备更强的抗干扰能力，并且减少对通信和导航信号的依赖，这样一来，对无人机的软杀伤效果可能会显著降低。

  高射炮是具备成本效益的反无人机解决方案：使用地空导弹系统进行反无人机作战成本效益较低，这使得高射炮与先进雷达的集成更具优势。先进雷达能够探测到低雷达散射截面的目标，并引导高炮进行打击。

  先进弹药的发展：俄乌战争让各国军队意识到反无人机作战需要低成本弹药。这可能会推动未来低成本弹药或导弹的发展以应对无人机威胁，这些低成本弹药包括3P弹药以及微型导弹。

  缺乏空基反无人机解决方案：在亚美尼亚和阿塞拜疆冲突后，反无人机解决方案大多是陆基的软杀伤或硬杀伤系统。然而，至今还未出现空基的反无人机系统。2023年3月14日，1架俄军的苏-27战机击落了1架美军MQ-9“死神”（Reaper）无人机。除此之外，还没有其他空基系统进行过反无人机作战。

  硬杀伤反无人机系统包括高炮系统和地空导弹系统。这些系统的优势与劣势如下：

  成本效益：硬杀伤系统，尤其是高炮系统，所使用的弹药相对便宜，具有成本效益。地空导弹系统则不具备成本效益，然而，微型导弹的开发也有效优化了地空导弹系统的反无人机作战成本效益。此外，地空导弹系统在打击尖端无人机时具有成本效益。

  多种打击弹药选择：采用破片弹头的弹药具有较高的确定击杀概率（SSKP）。近炸引信的加持进一步增加了这些弹药的反无人机效果。

  作战准确度：硬杀伤系统依赖于火力视线和/或雷达的跟踪能力。雷达的跟踪能力还取决于目标的大小、航程、飞行高度和其他特征。因此，此类系统在城市区域（BUA）或在不满足上述要求时，作战精度会降低。

  附带伤害：硬杀伤系统适合在居民区或装备密度不高的战术作战区域中进行作战。然而，在城市区域中，由于此类系统可能造成附带伤害，其作战效果可能相对较低。

  电子干扰可能会影响己方的无人机：软杀伤系统能够产生强大的电磁波对无人机进行干扰。然而，这些电磁干扰也会对己方装备造成影响。随着这些系统的干扰范围正在成指数级增长，其能够将大面积空域变成禁飞区，因此对己方造成误伤的机率也在增加。

  软杀伤系统易受打击：软杀伤系统大多为车载或便携式系统。这些系统通过能量传输来探测、定位、分析、记录并进而对目标进行干扰。这些系统的电子传输使其极易受反雷达导弹和巡飞弹的打击。

  无人机抗电子干扰能力的增强：这些软杀伤系统主要通过干扰无人机的卫星信号和通信链路以干扰无人机，甚至取得无人机的控制权。然而，随着无人机的自主能力和AI系统的增加，在未来，无人机将几乎不依赖卫星链路和通信链路，因此软杀伤系统可能只能用于干扰低端的无人机。

  硬杀伤系统：硬杀伤系统将逐步成为战术作战区域中的主要反无人机手段，在这一区域中电子干扰对己方的影响和附带损伤都十分有限。然而，这些系统依赖雷达系统来进行超视距作战，因此其可能极易受到反雷达导弹和巡飞弹的打击。因此，将这些系统与短程软杀伤系统进行搭配部署能够为战术作战区域中的己方单位提供完善的保护。此外，由于硬杀伤系统可能在城市区域造成附带损伤，其不适合在城市中进行部署。

  软杀伤系统：随着这些系统干扰范围的扩大，其能够将大面积空域变成禁飞区。己方飞机进入该空域可能会受到电子干扰。这些系统适合在城市区域和腹地进行部署。

  本土反无人机系统的发展：印度的反无人机系统发展主要聚焦于研发能够在距目标3到5公里时探测到商用无人机的能力。印度的软杀伤系统发展不足，其主要依赖微波电子枪等干扰范围有限的软杀伤武器进行软杀伤反无人机作战。

  主要依靠硬杀伤系统来进行反无人机作战：俄乌战争中，高炮系统既具备成本效益也能够有效应对无人机威胁。因此，印度需要推动这一领域的研发工作。

  聚焦弹药的研发工作：弹药的发展将提高反无人机作战的杀伤力和准确度。因此，印度需要推动本土的新型弹药研发，使其成为一个具备成本效益的解决方案。

  在未来的战争中，由于各国有意进行灰色地带行动以实现合理拒止，因此很难准确区分国家发动的无人机袭击和发动的无人机袭击。非国家组织将通过把军事硬件与商用无人机相结合的方式来弥补作战无人机供应的不足。这种趋势将使各国所面临的无人机威胁慢慢的变复杂、模糊和不稳定。

  反无人机解决方案需要多个平行系统的联合部署，以此弥补单个系统的不足，更好地应对无人机威胁。同时，研究人需要确保各种反无人机系统之间的互操作性和同一系统各部分的模块化，以实现快速迭代升级，从而跟上无人机持续不断的发展的部分。缩短研发技术周期对于跟上无人机系统的技术发展步伐至关重要。返回搜狐，查看更加多