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许述工作室

执笔 ashes of time

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攻与防,矛与盾,军事技术和指挥艺术就在这二元对立斗争中不断发展,不过多数人更崇尚进攻。就无人机系统而言,往往也是更重视进攻而不是防守。

2023年12初,本工作室历时一年半,初步完成了一项跨年度重要课题项目“美军无人机与反无人机武器装备系统研究”(点击标题可回看介绍),当时全文11万字,现在基本定稿,全文共约14万余字,增加了3万多字。这增加的3万多字主要是专门辟出一章,盘点“美军的反无人机系统”,而且在附件中对俄乌冲突中反无人机的经验教训进行了盘点和总结。

下面的几千字摘自本报告第五章“美军的反无人机系统”的部分内容:

近年来,无人机技术迅猛发展,越来越多的国家、组织甚至个人能够以较低的成本获得商业无人机,美军感到自身安全受到重大威胁。小型无人机在确定所有权和归属方面相对困难,而且容易通过商业途径买到。而大型无人机的拥有和使用比较可能来自国家行为,使用大型无人机或导致国家间的敌对行动升级。因此,美军特别侧重对小型无人机的防御。美军的反无人机系统主要针对小型无人机,部分兼顾对飞机、直升机、火箭弹、炮弹等空中目标的防御。

2021年,美军中央司令部司令、海军陆战队上将肯尼思·F·麦肯齐对众议院军事委员会表示:“小型和中型无人机激增,对我们和盟友的部队构成了新的威胁……自朝鲜战争以来,我们第一次在没有完全空中优势的情况下开展行动。”自2015年以来,美军日益重视反无人机系统的发展。2019至2021财政年度,平均每年投资约5亿美元,用于反无人机系统的研发和采购。2023财政年度,美国国防部又计划花费6.68亿美元用于反无人机系统的研发,另外至少花费7800万美元用于采购。由于大部分资金被用于研究、开发、测试和评估,反无人机装备的生产能力有限。

俄乌冲突爆发以来,美国在20个月内向乌方提供了200万发155毫米榴弹炮炮弹,美国将炮弹月产量由冲突前的1.4万发提高至2.8万发,加上欧盟提供的炮弹,仍远远不足。乌军反攻期间,每天发射6000发炮弹,而俄军每天发射2.5-3万发,最高峰达到6万发。哈以冲突爆发后,美国将部分155炮弹转拨给以色列,进一步加剧了乌方的困境。有鉴于此,美国国防部负责采办和保障的副部长比尔·拉普兰特近日表示“反无人机系统的生产必须达到顶峰”。

预计从2024财年起,美军将逐步调整预算重点,增强无人机工业的生产能力,为大规模战争的大量消耗做准备。

美国的反无人机从国防部到各军种都有自己的项目和计划,因国防部统管全军,可通过了解其顶层设计和未来规划,研判美军反无人机的动向与趋势。

在反无人机领域,美军各军种分别投资了多个项目,但早期因缺乏一体化管理,各自为政,造成一些重复投资,且没有统一的技术标准,缺乏通用性,效率较低。直到2019年,美国防部长指定陆军部长为国防部反无人机执行代理,指定陆军负责监督国防部所有反无人机系统的开发工作,并设立反小型无人机联合办公室(JCO),负责领导、同步和指导反无人机活动。JCO与作战司令部和负责采办和保障的国防部副部长办公室协调,对已部署的反无人机系统进行评估并对后续投资提出建议。

JCO将于2024年在俄克拉荷马州锡尔堡火力卓越中心设立联合反小型无人机系统学院,通过制定共同训练指南和资格标准,为各军种提供全面培训。在此基础上,各军种利用自己的专业知识,增强针对特定单位的个性化培训。

2021年,美国国防部发布《反小型无人机系统战略》,作为顶层设计,提出了美军反无人机的战略方针和路线图。国防部主导并参与了多个反无人机项目,如国防高级计划研究局资助的“波形敏捷射频定向能”(WARDEN),通过“扩大高功率微波系统的射程和杀伤力”,可用于反无人机等任务。具体来说,国防部规划了短期、中期和长期三个阶段的反无人机计划。

美军目前装备的反无人机系统主要是针对小型无人机的“软杀伤”武器,即利用雷达、光电来探测、定位、跟踪、识别无人机并进行电子干扰。2020年6月,美国国防部长接受JCO建议,重点关注反无人机计划的同步和互操作性,根据有效性、可用性、可持续性和集成性,从已经部署的28种反无人机系统中选出8个,作为未来投资的基础。详见下表 :

中期项目包含了很多新兴技术,大部分目前仍在开发、试验阶段,其中包括:定向能(高能微波或高能激光)、火炮/导弹、无人机等相关技术。当前,美国在反无人机领域的重点是反集群能力。美国《2023财政年度国防授权法案》指示国防部对“无人机集群和美国国防部的反无人机集群能力”进行评估并制定和实施一项战略,“增强应对无人机集群构成的威胁的能力”。目前,美国正在进行中的项目都充分考虑了反无人机集群作战的要求。

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第11装甲骑兵团(美军的假想敌部队)在国家训练中心的演训中出动

自2014年以来,美军测试了多种定向能武器原型机,主要用于反无人机任务。美国国防部将定向能武器视为实现2018年《国防战略》的关键技术,过去3年每年花费约10亿美元用于研究和开发。根据美国国防部的定向能路线图,高能激光武器的功率水平在2023财年要达到300千瓦,到2025财年实现500千瓦并减少尺寸和重量,到2026财年进一步减少尺寸和重量并达到兆瓦级别。

高能激光武器与高能微波武器的射击效果说明

由于微波武器的聚能效应不如激光,更适合对付集群目标,如导弹集群和无人机蜂群

Anduril工业公司的“拦截者”(反无人机)无人机

长期目标上,人工智能和“智能子弹”是美国国防部未来反无人机系统的发展方向,在这两个领域美国有较强的技术储备,更投入了大量资源。

到2030年,人工智能预计将在反无人机系统中发挥越来越大的作用。虽然还做不到无需人工干预就能识别和摧毁敌无人机的完全自主的反无人机系统,但人工智能可以更好地识别和跟踪可疑无人机,并有效判断态势,制定打击方案。

BlueHalo公司的TITAN就是一种具备自动化决策机制的自适应电子对抗式反无人机系统。TITAN运用人工智能和机器学习能力,在复杂环境下,可以比人类更快、更准确地感知、决策和采取行动。TITAN不需要对操作员进行大量培训,甚至可以在没有操作员干预的情况下运行,能够识别无人机类型并选择最合适的方式进行对抗,迫使敌方无人机降落或返航。TITAN的探测距离为3千米,制敌距离为1.5千米,能实现全频段覆盖,可以对抗无人机集群。TITAN的用户包括美国陆军、空军、海军、海军陆战队、美军特种部队、海岸警卫队、边境巡逻队等联邦政府机构。2022年5月,美国国防部授予BlueHalo公司400万美元的合同,用于给陆军特种部队配备TITAN。同年8月,又授予2700万美元的采购合同。2022年9月,美国国防部宣布将向乌克兰转让12套TITAN系统。虽然没有确切的战果报告,但通过总体数据,仍然能够看出此后乌方反无人机能力有了很大提高。2022年9月,有关专家表示,俄方无人机袭击中的60%-90%被反无人机系统摧毁。TITAN只是人工智能应用的一个雏形,未来人工智能将会更广泛、更深入地植入反无人机系统。

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具备人工智能和机器学习能力的TITAN反无人机系统

此外,美国国防高级计划研究局主导的“多方位防御-快速拦截弹交战系统”(MAD-FIRES),以57毫米舰炮发射制导炮弹,能够连续瞄准、跟踪和打击多个快速接近的目标,是一种以低成本弹药对付无人机或导弹集群攻击的新概念。目前,该系统仍在试验中。

“多方位防御-快速拦截弹交战系统”(MAD-FIRES)

目前,在美军各个军种中,陆军最为重视反无人机作战,早在2016年就发布了反无人机战略,是迄今唯一发布此类文件的军种。美国陆军的反无人机系统已经逐步成型,多条技术路线和方案平行发展,多管齐下,形成互补,以成熟的雷达、电子对抗技术、导弹、火炮系统加上不断发展的定向能技术(激光和微波),形成了从单兵到旅战斗队乃至要地防空的完整体系。

空军反无人机系统的发展重点是定向能武器,目标是以高能激光和高能微波形成点面结合的防御体系,保护空军基地和核武器设施。目前,空军反无人机在技术上取得了较大进展,逐步解决了定向能武器的小型化和实用化。最大的问题在于技术成果的转化——之前投入大量资金研发、测试的诸多项目还没有转化为正式的采购。

高能激光武器系统(HELWS)

对主要在大洋作战的美国海军来说,反无人机的压力并不大。因此,美国海军主要通过发展高能激光武器,以抗击反舰巡航导弹为主要目标,同时兼顾打击无人机、小艇和情监侦传感器(指高空长航时无人机)。由于反舰巡航导弹的突破性技术发展很快,高能激光武器是对抗其饱和攻击的最佳手段,对美国海军来说是刚需。舰载激光武器的开发远比陆基激光武器复杂,除了海洋环境更为严苛,军舰的空间/排水量、电力供应和作战系统的融合更是巨大的挑战。ODIN和HELIOS选择“阿利·伯克”级Flight IIA上舰而不是最新的Flight III,主要原因是Flight III采用的新型AN/SYP-6雷达耗尽了所有功率储备,无法为激光武器提供足够的电力。LWSD 选择“圣安东尼奥”级两栖运输舰进行测试也是因为驱逐舰没有足够的空间安装这么大的系统。从空间和电力供应看,美国海军适合改装150千瓦以上激光武器的只有“圣安东尼奥”级两栖运输舰和“福特”级航空母舰。目前来看,即使是下一代DDG(X),初期也仅计划安装一台150千瓦激光武器和两座“拉姆”导弹发射器作为近防武器,后期再将“拉姆”换为600千瓦激光武器。

美国海军高能激光武器运用示意图
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HELIOS,该系统带有光电/红外传感器

自朝鲜战争以来,美军地面部队基本是在航空兵完全掌握制空权的情况下作战。苏联解体后,美国海军陆战队面临的最大空中威胁仅有火箭弹、炮弹和迫击炮弹,失去了发展防空系统的动力,防空兵力不断缩减,只剩下少量“毒刺”单兵防空导弹和“复仇者”(现已全部退役)近程防空系统。在印太战区,海军陆战队甚至一度没有建制防空单位。随着中俄军事力量的增长,弹道导弹和巡航导弹技术的扩散,以及近年来无人机技术的突飞猛进和在俄乌冲突中的广泛应用,美国海军陆战队意识到必须建立强大的防空、反导和反无人机系统。

DE M-SHORAD 50千瓦高能激光短程防空系统原型机在尤马验场成功击
低慢小”无人机综合打击系统(LIDS)构成示意图

2018年起,美国海军陆战队成立了“陆基防空”(GBAD)项目办公室,开始打造类似陆军的“分层防空”体系。目前,GBAD项目办公室有3个产品团队,即“未来武器系统”、固定点反无人机、先进单兵便携式防空系统/中程拦截能力。但与陆军相比,海军陆战队在反无人机系统的装备、技术和战术方面远远落后……

海军陆战队第2低空防空营的L-MADIS在测试反无人机能力

总的来说,就目前而言,美军反无人机系统并不算强大也不够完善。但美方已经意识到这个问题,制定了短期、中期和长期计划,大力研发和生产反无人机系统。在大国竞争的压力下,以美军强大的技术储备,在资金到位的情况下,理论上能够弥补反无人机方面的短板,就看美军研制和装备的速度怎么样了。了解美军反无人机系统的现状,规划和设计,研判其动向和趋势,这是很有必要的。