【摘要】俄烏沖突爆發(fā)以來(lái),F(xiàn)PV無(wú)人機(jī)大量投入戰(zhàn)場(chǎng),迅速成為戰(zhàn)場(chǎng)上的關(guān)鍵力量,衍生出了一種由FPV無(wú)人機(jī)作為載體的新型作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)--FPV攻擊無(wú)人機(jī),極大地改變了俄烏沖突的作戰(zhàn)方式。本文系統(tǒng)梳理了FPV攻擊無(wú)人機(jī)的分類(lèi)、性能特點(diǎn)、作戰(zhàn)使用、攻防特點(diǎn);歸納了FPV攻擊無(wú)人機(jī)裝備、防御FPV攻擊無(wú)人機(jī)打擊裝備等最新進(jìn)展,總結(jié)了FPV攻擊無(wú)人機(jī)在俄烏戰(zhàn)場(chǎng)上的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】FPV攻擊無(wú)人機(jī)|無(wú)人作戰(zhàn)攻防|指揮體系|作戰(zhàn)分組|作戰(zhàn)使用
納卡沖突中,無(wú)人機(jī)被廣泛用于偵察和攻擊。雙方使用無(wú)人機(jī)獲取敵方陣地情報(bào),并進(jìn)行遠(yuǎn)程打擊。2022年2月24日,俄羅斯總統(tǒng)普京宣布授權(quán)俄軍開(kāi)展對(duì)烏克蘭的“特別軍事行動(dòng)”,俄烏沖突正式拉開(kāi)帷幕。至此已經(jīng)持續(xù)了兩年。不同于以往的戰(zhàn)爭(zhēng),這次沖突中引入了一種新的元素,即無(wú)人機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用,作戰(zhàn)雙方都開(kāi)始使用FPV無(wú)人機(jī),這是一種輕型、可控且具有出色殺傷力的新型作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)。
FPV無(wú)人機(jī)既能保持足夠的機(jī)動(dòng)性和殺傷力,又充分發(fā)揮了低價(jià)高效、靈活機(jī)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。因此有必要深入研究其攻防運(yùn)用情況,以更好地理解現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)。
一、FPV攻擊無(wú)人機(jī)及其分類(lèi)
FPV攻擊無(wú)人機(jī)是一種利用FPV平臺(tái),搭載合適彈藥,由專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的操控人員進(jìn)行操縱,突防至敵方陣地并實(shí)施打擊的一種自殺式無(wú)人機(jī)。具備高度機(jī)動(dòng)性、精確打擊能力和高效突防特點(diǎn),依托情報(bào)支援體系,能準(zhǔn)確接收并執(zhí)行目標(biāo)指示,實(shí)現(xiàn)精確高效打擊任務(wù)。該無(wú)人機(jī)由五大模塊組成,每種模塊又包含幾個(gè)小的單元。這種無(wú)人機(jī)對(duì)操控人員要求極高,需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練,以確保其達(dá)到執(zhí)行任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。
作為一種自殺式無(wú)人機(jī),F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)具有一系列獨(dú)特的性能特點(diǎn),這些特點(diǎn)源自其獨(dú)特的機(jī)體結(jié)構(gòu)和作戰(zhàn)用途需求。FPV攻擊無(wú)人機(jī)通常采用輕巧的碳纖維機(jī)架,安裝高轉(zhuǎn)速電機(jī)和大功率螺旋槳,使其具備出色的機(jī)動(dòng)靈活性,可以在復(fù)雜環(huán)境中迅速機(jī)動(dòng)。這種無(wú)人機(jī)還通過(guò)安裝高清第一人稱(chēng)視角攝像頭,使操作員獲取高清影像,并通過(guò)遙控器或VR設(shè)備全程參與其執(zhí)行任務(wù),實(shí)現(xiàn)直觀、沉浸式的操作體驗(yàn)。綜上特性使FPV攻擊無(wú)人機(jī)不僅適用于傳統(tǒng)偵察任務(wù),還可用于執(zhí)行各種高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù),如進(jìn)入建筑物進(jìn)行內(nèi)部偵查,或?qū)购凸魯撤綗o(wú)人機(jī)等。
如果對(duì)FPV攻擊無(wú)人機(jī)進(jìn)行分類(lèi),我們首先可以確定分類(lèi)的依據(jù),即攻擊目標(biāo)和引爆類(lèi)型。
(一)根據(jù)攻擊目標(biāo)分類(lèi)
1.固定目標(biāo):FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以用于攻擊固定目標(biāo),如建筑物、橋梁、停止的車(chē)輛等。這些目標(biāo)通常具有固定的位置和容易識(shí)別的特征,因此可以使用FPV攻擊無(wú)人機(jī)進(jìn)行精確打擊。
2.移動(dòng)目標(biāo):FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以用于攻擊移動(dòng)目標(biāo),如人員、行駛中的車(chē)輛、船只等。這些目標(biāo)通常具有較快的移動(dòng)速度和容易識(shí)別的特征,因此使用FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行精確打擊。
3.隱蔽目標(biāo):FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以用于攻擊隱蔽目標(biāo),如地下設(shè)施、隱蔽的軍事設(shè)施等。這些目標(biāo)通常具有隱蔽的位置和難以識(shí)別的特征,因此需要使用更熟練的FPV攻擊無(wú)人機(jī)操作員和武器系統(tǒng)來(lái)發(fā)現(xiàn)和打擊。
(二)根據(jù)引爆類(lèi)型分類(lèi)
1.接觸引爆:FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以攜帶接觸引爆武器,如破甲彈、反步兵地雷等。當(dāng)無(wú)人機(jī)接觸到目標(biāo)時(shí),武器會(huì)立即引爆,從而對(duì)目標(biāo)造成傷害。
2.遙控引爆:FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以由操作員遠(yuǎn)程遙控引爆。
3.定時(shí)引爆:FPV攻擊無(wú)人機(jī)可以攜帶定時(shí)裝置,以便在特定時(shí)間對(duì)目標(biāo)進(jìn)行引爆。這種類(lèi)型的引爆通常用于攻擊具有時(shí)間限制的目標(biāo),如爆炸物等。
二、FPV攻擊無(wú)人機(jī)性能特點(diǎn)
(一)機(jī)動(dòng)性
FPV攻擊無(wú)人機(jī)所采用的第一視角控制方式,為操作員提供了前所未有的飛行體驗(yàn)。相比于監(jiān)視無(wú)人機(jī)和目標(biāo),具備高機(jī)動(dòng)性能的FPV攻擊無(wú)人機(jī)能夠快速變換位置,靈活實(shí)施打擊。
(二)精確性
在遙控技術(shù)的支持下,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)了高度的目標(biāo)精確性,這種技術(shù),也被稱(chēng)為人在回路技術(shù)。FPV攻擊無(wú)人機(jī)的操作員通過(guò)遙控器和VR眼鏡對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行操控,并確定需要摧毀的目標(biāo)。這種第一人稱(chēng)視角使操作員能更專(zhuān)注于目標(biāo),而較難監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境,但助手通過(guò)偵察小隊(duì)傳來(lái)的實(shí)時(shí)圖像密切關(guān)注無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)與航線,同時(shí)使用地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)人機(jī)航線的校正,確保其打擊的精確性。
(三)靈活性
FPV攻擊無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)展現(xiàn)了卓越的靈活性,尤其在目標(biāo)選擇與攻擊方面。這種靈活性主要源自其高效的操控方式與先進(jìn)的決策機(jī)制。
1.操作員的直接控制與分工合作
在執(zhí)行任務(wù)時(shí),操作員可隨時(shí)控制FPV攻擊無(wú)人機(jī)的飛行軌跡和姿態(tài)。同時(shí),助手通過(guò)監(jiān)視器監(jiān)控?zé)o人機(jī)的飛行狀態(tài)與航線,并利用地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的路線校正。
2.四軸飛行器的優(yōu)勢(shì)與速度機(jī)動(dòng)性
FPV無(wú)人機(jī)通常采用四軸飛行器設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)賦予了無(wú)人機(jī)出色的機(jī)動(dòng)性和速度。其最大速度可達(dá)到100公里/小時(shí),這使得無(wú)人機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)快速調(diào)整姿態(tài)和速度,適應(yīng)不同的環(huán)境和目標(biāo)類(lèi)型。
(四)經(jīng)濟(jì)性
1.成本效益分析
首先,從成本角度來(lái)看,組裝一架FPV攻擊無(wú)人機(jī)的總成本通常在400至500美元之間。相較于彈簧刀和柳葉刀等自殺式無(wú)人機(jī)高達(dá)6000和35000美元的價(jià)格,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)的成本優(yōu)勢(shì)顯著。
2.費(fèi)效比評(píng)估
除了成本優(yōu)勢(shì)外,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)在費(fèi)效比方面也表現(xiàn)優(yōu)秀。其高效的任務(wù)執(zhí)行能力和精確的打擊效果使得其在戰(zhàn)場(chǎng)上的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)超其低廉的成本。
3.可持續(xù)性作戰(zhàn)的考量
在沖突環(huán)境中,彈藥的消耗是不可避免的。然而,通過(guò)采用FPV攻擊無(wú)人機(jī),雙方能夠在保持作戰(zhàn)能力的同時(shí)降低對(duì)昂貴彈藥的依賴(lài)。這種經(jīng)濟(jì)性使得雙方能夠更好地應(yīng)對(duì)持續(xù)的沖突,確保作戰(zhàn)行動(dòng)的可持續(xù)性。
(五)易干擾
1.信號(hào)傳輸頻段的保密性
信號(hào)傳輸頻段的保密性一直是研究的重點(diǎn)。很多FPV攻擊無(wú)人機(jī)由商用無(wú)人機(jī)改裝而來(lái)或直接采用貨架產(chǎn)品進(jìn)行組裝,其頻段是公開(kāi)的,一旦這一頻段被敵方識(shí)別,無(wú)人機(jī)可能面臨嚴(yán)重的干擾威脅。
2.環(huán)境因素對(duì)通信的影響
環(huán)境因素對(duì)無(wú)人機(jī)的通信具有顯著影響。建筑物、樹(shù)木、山丘等障礙物可能成為影響無(wú)人機(jī)通信的天然屏障。在這種情況下,敵方可以利用這些障礙物來(lái)設(shè)置干擾設(shè)備,從而影響無(wú)人機(jī)的正常工作。
(六)航程短
FPV攻擊無(wú)人機(jī)的航程相對(duì)較短,這一現(xiàn)象背后涉及多方面的技術(shù)瓶頸和設(shè)計(jì)考量:
1.能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化技術(shù):當(dāng)前電池的能量密度和轉(zhuǎn)化效率無(wú)法滿足長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的飛行需求。這成為限制無(wú)人機(jī)航程的關(guān)鍵因素。
2.任務(wù)特性:與傳統(tǒng)的偵察或巡邏無(wú)人機(jī)不同,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)更側(cè)重于近距攻擊能力,而非遠(yuǎn)程行動(dòng)。因此,其航程并不是首要的設(shè)計(jì)考慮因素。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):為了滿足高速飛行和精確打擊的需求,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)必須輕巧且堅(jiān)固。這往往導(dǎo)致其在續(xù)航能力和載荷承載方面存在局限性。
三、FPV攻擊無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)使用
在俄烏沖突中,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)發(fā)揮了重要的作用,成為雙方重點(diǎn)運(yùn)用的戰(zhàn)術(shù)裝備。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是偵察引導(dǎo)。某一方使用FPV民機(jī)改裝的偵察無(wú)人機(jī)對(duì)前線進(jìn)行偵查,獲取敵方目標(biāo)位置數(shù)據(jù)。二是精確打擊。某一方使用FPV攻擊無(wú)人機(jī),攜帶少量高爆彈頭對(duì)敵方設(shè)施實(shí)施精確打擊。三是無(wú)人機(jī)對(duì)抗。某一方使用FPV攻擊無(wú)人機(jī)專(zhuān)門(mén)用于搜索和截?fù)魯撤絺刹鞜o(wú)人機(jī)。四是組織協(xié)同。交戰(zhàn)雙方已經(jīng)組建了FPV攻擊無(wú)人機(jī)部隊(duì),可以進(jìn)行編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)。通過(guò)在俄烏實(shí)戰(zhàn)中大量運(yùn)用,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)展現(xiàn)出強(qiáng)大的戰(zhàn)場(chǎng)影響力,其作戰(zhàn)運(yùn)用方式也在不斷拓展和豐富。
(一)指揮架構(gòu)
以俄烏沖突某一方為例,利用星鏈以及成體系的軟件可搭建一個(gè)簡(jiǎn)易的指揮信息系統(tǒng),其指揮架構(gòu)大致可以分為三個(gè)模塊,分別為偵察小隊(duì)、FPV攻擊無(wú)人機(jī)打擊分隊(duì)、指揮部。偵察分隊(duì)一般在距離交火線3-5公里的位置工作,到達(dá)指定區(qū)域后,士兵首先架設(shè)星鏈天線,再將網(wǎng)線連接到星鏈主機(jī)上,主機(jī)會(huì)放出一個(gè)無(wú)線信號(hào),這就把三個(gè)模塊連接到了同一平臺(tái)上。他們通常放飛兩到三個(gè)無(wú)人機(jī),無(wú)人機(jī)距離目標(biāo)一般在800米以上,無(wú)人機(jī)飛上天后,展開(kāi)空中偵察工作。偵察無(wú)人機(jī)通過(guò)測(cè)控鏈路將偵察圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭b控器,士兵在遙控器里設(shè)置好直播源,打擊分隊(duì)和指揮部進(jìn)入到直播源后,都可以實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)情況。多支偵察小隊(duì)的多架偵察無(wú)人機(jī)的視頻,匯總到指揮部,一方面指揮部可以了解現(xiàn)場(chǎng)情況,另一方面指揮部可以指揮FPV攻擊無(wú)人機(jī)打擊分隊(duì),他們也可利用內(nèi)部通訊軟件,完成上下級(jí)之間的溝通;與此同時(shí),打擊分隊(duì)本身也在頻道里,通過(guò)偵察視頻反饋的情況,可以立刻利用FPV攻擊無(wú)人機(jī)參數(shù)計(jì)算軟件,計(jì)算參數(shù),打擊目標(biāo),評(píng)估戰(zhàn)果。
(二)主要作戰(zhàn)行動(dòng)
FPV攻擊無(wú)人機(jī)的攻擊行動(dòng)需要經(jīng)過(guò)精心的策劃和流程化的執(zhí)行,以發(fā)揮最大效果。首先,偵察小隊(duì)將偵察到的情報(bào)信息通過(guò)內(nèi)部通訊軟件和地圖標(biāo)定類(lèi)軟件上傳到互聯(lián)網(wǎng),上級(jí)指揮部和打擊分隊(duì)都會(huì)看到情報(bào)信息。在接到上級(jí)指揮部的通知后,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)打擊分隊(duì)利用參數(shù)計(jì)算軟件,計(jì)算FPV攻擊無(wú)人機(jī)的攻擊方位和仰角,隨后飛手操控FPV攻擊無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行打擊,F(xiàn)PV攻擊無(wú)人機(jī)以最快速度俯沖目標(biāo),可利用慣性沖力使彈頭達(dá)到最高穿透力,繼而自爆噴射金屬射流,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的摧毀。如目標(biāo)未摧毀,余機(jī)再行補(bǔ)充打擊。
(三)防御手段
1.物理防御
(1)對(duì)裝備加以針對(duì)性改裝。裝甲車(chē)坦克是FPV攻擊無(wú)人機(jī)的重點(diǎn)打擊對(duì)象,一架幾百美元的FPV攻擊無(wú)人機(jī)能夠摧毀一輛數(shù)百萬(wàn)美元的坦克。舉一個(gè)例子,自FPV攻擊無(wú)人機(jī)運(yùn)用以來(lái),烏軍的FPV攻擊無(wú)人機(jī)大量打擊俄軍的主戰(zhàn)坦克,為此俄軍采取了不少防御手段。俄軍在T-72、T-80和T-90系列主戰(zhàn)坦克上,加裝波紋狀金屬頂棚,在坦克炮塔和車(chē)體之間的薄弱之處,也加裝了金屬網(wǎng)格以強(qiáng)化防御,并為自行高炮配置了光電探測(cè)器,以及雙聯(lián)裝的23毫米速射炮,能夠在1分鐘內(nèi)發(fā)射3500發(fā)炮彈,是當(dāng)之無(wú)愧的“穿越機(jī)殺手”
(2)研發(fā)防空武器。俄軍也正在研發(fā)ZAK-23E防空武器系統(tǒng),該系統(tǒng)射速每分鐘3500發(fā),射程2.5公里,射高2公里,使用的彈藥種類(lèi)包括穿甲燃燒彈、高爆彈等,且未來(lái)還將具備發(fā)射可編程彈藥的能力。其目的,是保護(hù)地面部隊(duì)免受來(lái)自各類(lèi)空襲兵器的威脅,在射程范圍內(nèi)可有效攔截固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、空對(duì)地精確制導(dǎo)彈藥、巡航導(dǎo)彈等空中來(lái)襲兵器,同時(shí),也能對(duì)地面輕裝甲目標(biāo)和無(wú)裝甲防護(hù)目標(biāo)進(jìn)行攻擊。
2.電子防御
(1)干擾GPS
使用反無(wú)人機(jī)系統(tǒng):例如以色列埃爾比特公司開(kāi)發(fā)的ReDrone是一款經(jīng)典的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),它專(zhuān)注于干擾全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GPS)信號(hào)。ReDrone 包括多個(gè)子系統(tǒng),通過(guò)阻斷無(wú)線電通信頻道、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)和 GPS 定位數(shù)據(jù),使無(wú)人機(jī)偏離軌道,防止其實(shí)施攻擊。
(2)干擾遙控
使用電子防御系統(tǒng):就俄羅斯而言,俄羅斯開(kāi)發(fā)的Triton電子防御系統(tǒng)下的“蠑螈”干擾裝置專(zhuān)門(mén)用于用以干擾“穿越機(jī)”的控制和數(shù)據(jù)傳輸信號(hào),從而使其失去控制或無(wú)法正常工作?!跋旙ⅰ备蓴_裝置通過(guò)發(fā)射強(qiáng)烈的電磁信號(hào)來(lái)干擾敵方無(wú)人機(jī)的通信鏈路,這些信號(hào)可以覆蓋一定范圍內(nèi)的空域,對(duì)所有在該區(qū)域內(nèi)飛行的無(wú)人機(jī)進(jìn)行干擾。
四、結(jié)語(yǔ)
本文圍繞FPV攻擊無(wú)人機(jī)在俄烏戰(zhàn)場(chǎng)上的攻與防展開(kāi)了一系列討論,特別是針對(duì)FPV攻擊無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上的攻擊方式以及為防御FPV攻擊無(wú)人機(jī)而開(kāi)發(fā)的兩種主要的防御方式展開(kāi)了研究。在攻法上,研究了FPV攻擊無(wú)人機(jī)編隊(duì)組成以及性能特點(diǎn);在防法上,研究了俄烏沖突中最新的防御體系和防御的方式方法,可以為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)提供一定的借鑒。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民
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(作者簡(jiǎn)介:操羿,空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)員;黎靜,空軍預(yù)警學(xué)院講師;張永新,空軍預(yù)警學(xué)院講師;余國(guó)文,空軍預(yù)警學(xué)院教授)