战场的灵丹妙药:巡飞弹

航空到 2024-12-26 16:55:20

巡飞弹正在证明其价值,其效用可以在整个战场上广泛定义。

巡飞弹及其在战场上的使用受到了军方和公众的极大关注,他们也常常被称为“神风特攻队无人机”。特别是乌克兰战场,众多战争的图形化在线视频报道,树立了巡飞弹可能成为“神奇武器”的形象。考虑到媒体的不断曝光以及武器的独特性质,这或许并不奇怪。尽管如此,巡飞弹在战场上已被证明是有效的,使单兵能够使用以前不可能的空中视角有效地进行搜索、识别和准确攻击特定目标。

巡飞弹定义

巡飞弹可被定义为一种自给自足的机载一次性直接攻击武器。巡飞弹使用地面或机载发射器,发射一个自推进飞行平台,该平台包含一个日间/红外摄像头、一个连接控制装置的射频和视频链接以及一个弹头。由于它们结合了无人机(UAV)、火炮发射的精确弹丸和制导直射导弹的特点和能力,因此很难将巡飞弹归入传统武器系统类别。

巡飞弹的发射可以通过俄罗斯ZALALancet类似的弹射器进行,也可以通过弹簧刀300和弹簧刀600的发射管进行推进,也可以使用垂直起飞。一旦升空,它们就会进入目标区域,该区域可以根据事先的情报预先编程或由操作员在飞行中指定。巡飞弹可以从其有利的头顶位置连续收集下方场景的视频,并通过数据链路将其传递给操作员。通常使用日间和/或红外(IR)摄像头,这种搜索过程可以通过图像处理来辅助,提供自动目标检测、跟踪、识别和终端引导。一旦操作员找到目标,他们就会将巡飞弹对准它,基本上就是“撞击”它,引爆弹头。从上方打击的能力可以提高攻击的杀伤力。

巡飞弹的飞行续航能力决定了它可以在目标区域巡航和搜索的时间长度。对于像弹簧刀这样的小型弹药,续航时间从15分钟到60分钟不等,而像UVision/Reinmetall英雄1250这样的大型巡飞弹系统可以在高空停留长达6小时。航程和航时的一个决定因素是电动系统的电源受到电池寿命的限制。对于更远的航程,巡飞弹系统需要使用燃油发动机。

AeroVironment弹簧刀项目经理John Aldana解释说:“操作范围,即系统与控制站在一定距离内仍可以保持操作的能力,主要受保持有效通信链路的能力的影响。这可能受到许多因素的影响,包括地形、控制站的位置和飞行器的高度。”射频链路所采用的许多技术都可以提高操作范围,例如使用伸缩式桅杆将天线抬离地面站,采用信号中继或网络。射频连接也容易受到干扰或其他电子战(EW)措施的干扰。Aldana建议,通过从“连续通信链路转向发送突发数据传输的链路”来减少链路干扰,“是一个发展重点”。另一个是努力提高巡飞弹在执行从导航到目标捕获和攻击的功能时的自主性,这将减少对射频链路的依赖。然而,它也消除了系统中允许人类操作员授权最终打击的“人在回路”功能。

到目前为止,巡飞弹执行的任务类似于ISR(情报、监视和侦察)无人驾驶飞行器。不同之处在于,ISR无人机提供的信息可用于火炮等其他武器,以打击观察到的目标,而巡飞弹本身则成为“效应器”。使用光学传感器,操作员可以选择目标,并可能借助图像处理、跟踪和“锁定”来引导巡飞弹撞向目标。巡飞弹的优势在于能够从上方进行打击,并能够调整其方式以实现最佳攻击,例如进入窗户或战车顶部。这很重要,因为巡飞弹弹头的尺寸是有限的。对于便携式战术弹药来说尤其如此。用于徒步步兵的英雄-30和弹簧刀300分别使用5公斤和2.5公斤的炸药。因此,确保巡飞弹引爆达到最佳效果至关重要。更大的巡飞弹,如以色列航空航天工业公司生产的HAROP,用于防空压制,含有更大的23公斤弹头。伊朗的Shaheb131(俄罗斯称之为Geran-1)拥有15公斤的弹头。尽管体积更大,但仍低于MLRS和HIMARS发射的M31火箭,其重量为89公斤。使用针对特定目标集优化的弹头可以增强巡飞弹目标效果。例如,弹簧刀600基本上采用了与标枪反坦克导弹相同的弹头。

认识到不同目标的排列形式,设计师可以采用不同弹头的巡飞弹来对抗这些目标。乌克兰研发的弹射器发射的RAM II配备了3公斤的高爆反坦克、高爆破片或温压弹头,最后一种专门用于对付建筑物内的威胁。BlueBird Aero Systems在2023年巴黎航展上首次亮相的新型巡飞弹中提供了两种弹头类型;一种是针对穿透较重的装甲而优化的,另一种是用于与人员交战的空气爆破片。营销总监Guy Maymon表示:“士兵可以切换到最适合预期威胁或任务的弹头。”

2018年,乌克兰RAM巡飞弹测试中(图片来源:SpetsTechnoExport)

弹簧刀巡飞弹非常适合前线部队的战术部署。这是一种便携式系统,能够由一名士兵对视线之外的目标进行操作(图片来源:AeroVironment)

以色列HAROP巡飞弹专为打击战场深处的高价值目标而设计。重点放在能够转移到遥远的目标区域和长时间保持在空中的能力上(图片来源:IAI)

来自Athlon Avia的无声雷霆已经被乌克兰使用。它的垂直发射允许在近距离内定位。它的巡航速度为每小时74英里(120公里/小时),可以在空中停留长达一小时。(图片来源:Athlon Avia)

波兰的WB 电子集团战友巡飞弹是一种携带1公斤弹头的小型无人机,通常与FlyEye ISR无人机结合使用,用于打击“软”或轻装甲目标

(图片来源:WB电子集团)

巡飞弹具有独立搜索目标然后对其进行攻击的独特能力,这使其适用于应对可能只知道大致位置的威胁。实现这一目标需要一个具有更大续航能力和飞行时间的系统。然而,这种系统更大,通常是美国海军陆战队的LAV或带有UVision/Reinmetall HERO的拖车(图片来源:USMC)

角色和任务

不同配置的巡飞弹可以用于不同的角色和任务。这些应用可能包括旅及以下的战术作战使用、旅及以上的深度战场打击能力,以及在更广泛的作战行动中的使用。战术作战使用是乌克兰大多数巡飞弹所体现的。军方正在广泛采用巡飞弹,这些代表了小部队使用的较小的巡飞弹,通常达到营级,可能达到旅级。它们为这些部队提供了发现和响应并精确攻击超视距目标的有机能力。这些“低端”战术巡飞弹部署在前方或后方。理想情况下,它们应该用于打击其他可用武器无法有效解决的目标。这些可能包括稍纵即逝的机会目标和摧毁蒙面威胁,以支持友好的防御和进攻行动。后者可能包括狩猎和攻击敌方炮兵阵地、指挥所、前方防空系统、当地补给和弹药库、重新定位/增援部队以及敌方无人机系统和巡飞弹阵地和控制站。利用巡飞弹的精度和极短的识别攻击周期,同时尽量减少巡飞弹的缺点,如有限的弹头杀伤力,可能需要创造性的非传统参与。例如,利用巡飞弹的侦察能力来发现和攻击枪支电池的弹药库,而不是枪支本身。然而,正如美国陆军炮兵少校Brennan Deveraux在几篇文章中所建议的那样,“巡飞弹不能也不应该取代火炮。相反,它们必须增强师的火力能力。”从本质上讲,巡飞弹是针对特定的点目标的,但不适合对大目标区域进行持续射击、压制或中和。此外,火炮和迫击炮仍然是运送烟雾、照明、地雷子弹药和其他弹药包的主要机制。

尽管缺乏明确的部署概念,但已经引入了适合战术角色的巡飞弹。在营级和连级以及AeroVironment管发射的弹簧刀300以下,手动发射的IAI Point Blank/ROC-X、Rafael SPIKE FIRELFY便携式垂直起降(VTOL)巡飞弹满足战术需求。这些战术巡飞弹设计强调便携性、操作简单,理想情况下应该相对便宜,以便根据战术情况大量提供和发布。这种可能的用途是Saab AT-4等一次性反装甲武器的使用方式。它消除了对专用炮手的需求,同时允许在适当的时候大量部署巡飞弹。

对于营和旅的支援,Aerovironment弹簧刀600、Rheinmetall英雄400EC、波兰GB WB Group战友和俄罗斯ZALA柳叶刀通常是更合适的选择。这个角色需要几个小时的更大续航时间,并将其射频链路保持在更大的范围内。平台尺寸的增加允许使用更致命的弹头,但也导致了专门的武器团队和提供某种形式的战场机动性的需要。这些巡飞弹通常用于车辆。

美国海军陆战队装备巡飞弹的8×8轻型装甲车使用英雄120巡飞弹。然而,它的八单元多罐发射器也可以兼容英雄-30和400EC巡飞弹。UVision USA首席执行官、MCL设计师Jim Truxel解释说:“多罐发射器将安装在各种平台上”,其中可能包括战术卡车或船只。这一级别的巡飞弹可能会根据其他来源收集的情报执行任务,例如攻击在某个地区运行但具体位置未知的高价值防空雷达。

在此类任务中,还可以使用与ISR无人机合作的多架巡飞弹。以类似的方式,Elbit Systems SkyStriker的设计目的是从一个也装有传统火箭的普通发射器上使用。Elbit公司营销和业务发展总监Yaniv Ben Itzhak解释说,400公里射程的SkyStriker“既可以作为巡飞弹发射,也可以用高分辨率的目标导引头相机执行ISR任务。然后,它为操作员提供了用火箭或直接用巡飞弹攻击的选择。RTX的SHORAD和快速发展计划高级主管Abel Ghanooi表示,“当巡飞弹能够大规模使用而不是零碎使用时,可以获得最佳的近距离作战效能”。此外,拥有可以利用已经投入使用的发射平台和控制系统的巡飞弹将提供显著的优势,包括提高使用灵活性,促进部署和支持。事实上,根据Ghanooi的说法,RTX实际上已经证明了这种可能性。

深度战斗打击

过去,攻击机对直接战区以外的目标进行攻击。在过去几年中,面对更有效的防空,地面发射武器,如与MLRS和洛克希德·马丁HIMARS一起使用的MCM-140 ATACMS和PRsM,以及俄罗斯的9K720伊斯坎德尔,正被用来发挥这一作用。然而,后者需要一个声音目标位置。即使是具有末端制导的巡航导弹,理想情况下也需要指向特定区域。设计有更大续航力的巡飞弹具有能够独立搜索的优点,这是一个特别有价值的特性,在目标的确切位置未知的情况下。这允许将巡飞弹发射到可疑威胁的一般区域,然后尝试定位和攻击它。

很多巡飞弹都可提供这些功能的。IAI Harpy具有9小时的续航能力和高达4570米的升限,是一个经过验证的候选者。它配备了反辐射导引头,针对探测雷达进行了优化,特别是那些与防空和寻的系统相关的雷达。在这种角色中,增加自主性提供了潜在的优势,使弹药在雷达信号激活后能够瞄准雷达信号。Anduril Industries的ALTIUS 700射程为500公里,续航时间长达5小时,这是另一个例子。它的重量为30公斤,需要一个弹射发射器,尽管它也被包括直升机和洛克希德·马丁C-130在内的飞机空射。2023年7月,中华人民共和国航天科技公司宣布正在开发自己的远程想法都。系统设计将把动能攻击与ISR、通信中继、雷达/信号干扰和压制以及战斗损伤评估相结合。

RTX的Ghanooi建议:“巡飞弹一词在反映这些平台在关注动力学结果方面的潜力方面有些局限。动力学效应器只是可以使用的一种有效载荷能力。因此,游荡效应器一词可以被认为更合适。ISR、电子战、干扰和其他任务效应有效载荷都可以容纳。”这种方法在师级和更高级别的应用中使用通用有效载荷载体尤其有价值。

可能性和陷阱

巡飞弹的能力和弱点仍在研究中。正如新武器或军事装备突然直接引入战场的情况一样,确定如何最好地使用它以及它在组织中的位置需要现实世界的经验和研究。即使巡飞弹正在投入战斗,它们在战斗空间内的使用以及它们如何与其他现有武器系统相适应的更广泛影响仍然不清楚。巡飞弹是管炮和迫击炮等间接火力武器的替代品还是补充?这些系统能否增强或取代其他具有类似能力或目前具有类似功能的作战系统,例如攻击直升机?它们在部队结构中的最佳位置在哪里?它们应该作为另一种武器被整合到现有部队中,还是被放入专门的组织中?它们是最亲密的、直接的支持,还是普遍的支持?它们的支持和补给需求是什么,谁来满足这些需求?最后,如何控制和协调这样一个能够在远距离对视线外目标进行广泛部署的系统?

同样,确定如何击败巡飞弹以及如何实施这些反制方案至关重要。从历史上看,这种新的“革命性”能力可以主导战场,就像机关枪、潜艇、坦克和战术空中一样,直到引入适当的应对措施并有效部署。巡飞弹所展示的看似决定性的优势完全有可能至少部分归因于其新颖性,以及由此导致的在物理系统、运动方法、部队战术和个人对其固有特性的认识方面缺乏实地对抗。正如战线上的步兵因后膛装弹步枪和机枪而变得不合适一样,面对巡飞弹和无人机,当前的战术机动也需要发展。也可能是,巡飞弹攻击的问题,至少是对车辆的攻击,可能与其他反装甲弹药(RPG、ATGM等)的问题非常相似,因此可以调整针对这些弹药的自我保护系统来对抗巡飞弹。当然,一旦部署了足够数量的反无人驾驶航空系统(C-UAS)系统,理想情况下也应该能够解决巡飞弹问题。

RTX的Ghanooi表示,“在我们开发更强大的游荡效应器的过程中,最重要的是要考虑它们可能存在的漏洞。只有这样,才有可能既确定确保解决自己系统中的这些弱点,又确定击败对手的潜在方法。”鉴于巡飞弹所表现出的高度威胁,它有可能在包括地面、海上甚至空中在内的所有战场领域交付;可以建议更紧迫地应用这一概念。

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