城市作戰

【資料圖】

過去三年中最重大的戰爭都涉及城市戰，城市作戰將成為未來作戰的重要模式之一。2020年9月27日至11月10日，阿塞拜疆在第二次納卡戰爭中與亞美尼亞軍隊作戰，并取得了勝利。當時阿塞拜疆特種部隊和輕步兵在大炮和無人機的支援下，成功進行了滲透攻擊，奪取了舒沙市（納卡地區戰略重鎮）。2021年5月11日至21日的以色列-哈馬斯沖突是如何開展現代城市戰的典范，戰事在加沙城及其地下隧道中進行。2022年2月24日，持續至今的俄烏沖突正式拉開序幕，戰斗在多個城市、鄉鎮和村莊進行。俄對烏馬里烏波爾的圍城戰只是現代戰爭中城市戰的一個例子。在這場戰斗中，人數和武器都處于劣勢的烏克蘭士兵從2月24日開始進行城市保衛戰，直到2022年5月20日才在亞速鋼鐵廠投降。

對俄烏沖突中城市作戰的研究表明，對馬里烏波爾這樣的大城市進行圍攻十分困難。在馬里烏波爾圍城戰中，俄羅斯動用了1.4萬人的部隊，在大炮和空中力量的支援下，用了86天時間才擊敗了大約4500名烏克蘭人組成的防御部隊。

為城市戰作準備，開展相關研究、訓練，并進行武器裝備部署的需求是顯而易見的，也越來越緊迫。贏得21世紀的城市作戰需要新思維，但最重要的是需要有效的情報、監視和偵察（ISR）能力，為傳感器、射手和干擾機定位目標。

網絡化集群ISR和打擊

ISR傳感器在開闊地帶工作效果最好。在城市環境中，建筑物和鋼筋混凝土結構會阻擋傳感器。一些新技術將提高傳感器系統能力，使之在城市環境中克服這一問題。傳統殺傷鏈中傳感器和射手系統相分離，會導致時間延遲，使目標有機會避開打擊。在前面提到的三場戰爭中，殺傷鏈的時延均降低了動能打擊效果。為了降低這種延遲，美軍已經開發了“傳感器到射手”系統，使用戶可以快速將目標定性，然后使用一系列可能資產對其進行打擊。這樣可以將殺傷鏈縮短到幾秒鐘?？s短殺傷鏈的進一步努力已經促使將傳感器和效應器組合到一個作戰包中。

以色列的技術公司已經證明他們在機器人系統和巡飛彈開發方面處于領先地位。例如，以色列制造的Harop和Orbiter巡飛彈在阿塞拜疆第二次納卡戰爭的44天決定性勝利中發揮了關鍵作用。以色列埃爾比特系統公司（Elbit Systems）正在利用這一經驗，創造網絡化自主機器人來主宰戰場。

埃爾比特公司的Legion-X系統將各種類型的多域機器人傳感器連接成一個網絡化集群。根據埃爾比特的說法，“Legion-X是一種基于機器人平臺和異構集群的自主網絡化作戰解決方案，Legion-X在對等/近對等對手作戰場景中提供了優勢，能夠協調部署異構自主互聯平臺和有效載荷集群?！盠egion-X網絡創造了對空中和地面機器人武器的“一對多”控制能力（一名操作員控制數10個系統），采用無線局域網（Wi-Fi）交換話音、數據和流視頻。在沒有Wi-Fi的地區，埃爾比特的寬帶戰術數據通信網絡可通過地面或空中系統提供軟件定義無線電（SDR）組網服務。為了提高韌性，該網絡覆蓋北約所有移動頻段，且不依賴全球定位系統。

Legion-X概念的一個關鍵要素是為城市作戰制造的LANIUS巡飛彈。LANIUS是一種超視距巡飛彈，具有自主感知和打擊能力。LANIUS通過Wi-Fi或軟件無線電網絡與網絡中其他相連系統進行通信。彈上計算能力和人工智能能力幫助LANIUS避免與其他物體發生碰撞，并對其環境進行同步定位和地圖構建。LANIUS是一種短程武器，飛行時間7分鐘，可攜帶殺傷性或非殺傷性有效載荷，以20米/秒的速度飛行或在某一地方盤旋。該迷你無人機也可以從更大、航程更遠的無人機母機上發射。為了清除建筑物，十幾架裝備有高爆戰斗部的LANIUS迷你無人機可以從母機上自主發射，搜索并摧毀目標。在未來城市作戰中，士兵可能會使用LANIUS這樣的無人機，就像在二戰房間清除行動中使用手榴彈一樣，只是這些智能無人機可提供建筑物內的實時視頻，并提供爆炸效果。

DARPA的進攻性蜂群使能戰術（OFFSET）計劃使用無人機蜂群解決了城市作戰中的ISR和打擊問題。DARPA網站稱，OFFSET計劃“設想未來的小型步兵部隊使用由超過250架無人機系統（UAS）和/或無人地面系統（UGS）組成的集群，在復雜城市環境中完成各種任務。OFFSET計劃旨在通過利用和結合‘蜂群自主’和‘人-蜂群編隊’中的新興技術，實現突破性能力的快速開發和部署?！?/p>

2021年11月，在位于坎貝爾堡軍事基地的OFFSET實驗中，演示了城市作戰環境下單用戶控制無人機蜂群的能力。演示中，雷神公司的系統展示了一名操作員成功控制130架物理無人機和30架模擬無人機組成的蜂群，而諾格公司則演示了單個用戶控制174個平臺組成的蜂群。諾格公司表示，空中和地面聯合行動，如情報偵察和區域巡邏，是應用蜂群戰術的一些場景。雷神公司則表示，系統包含自主元素，如果用戶指示蜂群去調查或繪制一棟建筑的地圖，那么系統會選擇最優或最近的地面或空中資產來響應任務，而無須進一步人類指令輸入。

OFFSET概念將網絡化協作無人機蜂群和無人地面系統與士兵相結合，為城市作戰提供了前所未有的感知和打擊能力。無人機蜂群既充當傳感器也是射手，隔離城市戰場中的建筑或區域，并進行城市突襲。未來，無人機蜂群和地面無人系統將成為城市作戰的主體，而不是讓士兵涌入城市，接受由此帶來的重大人員傷亡。簡而言之，以集群形式使用網絡化自主無人系統將會改變戰爭方式。

人工智能

無論武器多么先進，在城市作戰中將戰士置于危險境地都會造成傷亡。正如烏克蘭城市地區的戰斗所表明的那樣，一座城市代表著一個復雜戰場，通過城市十分危險，占領城市十分困難。城市地形為防御部隊提供了隱蔽之所、堅固的陣地以及在每棟建筑、每條道路上設伏的機會。DARPA正在努力開拓新思維，提供城市作戰解決方案。

DARPA決心開發和利用人工智能來增強用于城市情偵監系統（ISR）和作戰行動的軍用機器人系統。DARPA信息創新辦公室副主任Matt Turek博士在2021年3月的一次國防戰備研討會上宣稱，人工智能對DARPA的120多個優先項目至關重要。Turek補充說，DARPA正在開發一個“可解釋人工智能”（XAI）項目，以實現“人工智能系統第三次浪潮。在該系統中，機器理解它們的運行情境和環境，并能隨著時間的推移建立基本解釋模型，使它們能夠表征現實世界現象。”這將創造出能夠學習環境以執行各種任務的人工智能系統。人工智能第三次浪潮讓計算機成為作戰人員的得力伙伴，而不僅僅是工具。

2019年5月，DARPA推出“空戰演進”（ACE）項目，在短短三年多時間里，基于該項目開發的人工智能算法已經從控制計算機屏幕上的模擬F-16戰斗機進行空中纏斗，發展到控制一架實際飛行的F-16戰斗機。

2022年12月，DARPA的“空戰演進”計劃展示了人機合作的例子，使一架F-16戰斗機能夠利用人工智能獨立運行。這架飛機更名為X-62A或VISTA（可變飛行模擬器測試飛機），在人工智能控制下進行了多次飛行。這些飛行表明，人工智能體可以控制一架全尺寸戰斗機，還可以提供寶貴的實時飛行數據。這種人工智能將使無人機成為有人駕駛飛機的“忠誠僚機”。當與巡飛彈一起使用時，人工智能將增強自主協同無人機蜂群。這些測試已使美國空軍將網絡化自主無人機列為投資和發展的重中之重。

“空戰演進”計劃是DARPA 開展的一項旨在實現未來空中格斗自主化的研究項目，同時，也是DARPA為實現“馬賽克戰”概念而開展的研究項目之一，是今后實現“馬賽克戰”能力的關鍵切入點。

平流層情偵監ISR系統

實時態勢感知是城市作戰的力量倍增器，ISR無人機是現代軍隊的基本工具。幾千美元就可以買到便宜的一次性小型無人機。無人機可以低成本提供軍事能力。價格從數百到數千美元不等的小型四軸無人機可以用來觀察城市街區，可以在建筑物內機動，但從中高空觀察城市戰場也是城市作戰所必需的。高空運行的系統提供了一種暴露敵軍（不在建筑物內或隱藏在地下）的手段。有人駕駛飛機可以提供中高空ISR，但在高威脅環境下，這一任務由高空長航時（HALE）和中空長航時（MALE）無人機完成。然而，在大城市或特大城市作戰行動時，中高空ISR是不夠的，需要持久ISR。為了提供持久ISR，需要采用多層戰略，包括空間層（利用衛星）、平流層以及中高層大氣層。地球軌道衛星，無論是地球靜止軌道（GEO）還是低地球軌道（LEO）衛星，都可以從空間提供ISR。有人駕駛飛機，以及MALE和HALE無人機提供大氣層覆蓋。缺口似乎在從海拔7~20千米（取決于緯度）到大約50千米的平流層。

為了填補這一缺口，美國陸軍一直在試驗無人平流層ISR系統。在平流層運行的飛行器可以拍攝高分辨率圖像，以相對較低的延遲傳輸和中繼通信，加速視頻傳送和數據處理，提供對敵威脅早期預警，且可以干擾敵方雷達和通信系統，效果比太空中的衛星更好。這些能力對大城市作戰行動至關重要。2021年，美國中央司令部和美國海軍水面作戰中心（NSWC）發布了使用平流層氣球和太陽能滑翔無人機的解決方案請求（RFS），美國軍方強調了他們對平流層的興趣。過去5年進行的試驗重點是使平流層ISR項目在限制性環境中持續可運行。

美國陸軍與空中客車公司正在合作開發一種名為Zephyr的平流層高空無人機。Zephyr由英國QinetiQ公司設計，空客公司制造?？湛凸痉QZephyr為“太陽能高空偽衛星”（SHAP-S），它可以根據需要從幾乎任何地方發射。Zephyr非常輕，6到8人即可攜帶發射。Zephyr利用太陽能為其兩臺螺旋槳發動機供電，使其完全依靠太陽能運轉。Zephyr將提供低延遲、直接到設備的5G連接服務，可從平流層持續傳輸高分辨率圖像和實時視頻。Zephyr-8是美國陸軍正在測試的這種超輕碳纖維無人機的最新型號之一。其重量不到75千克，翼展可達25米。機翼和尾翼表面是大型太陽能電池板，白天吸收太陽能為飛機供電，并為鋰硫電池充電供飛機夜間運行使用。

2022年夏，美國陸軍的Zephyr-8原型機飛越了美國南部、墨西哥灣和南美洲，飛行高度為18288米，連續飛行了64天，直到2022年8月8日在亞利桑那州沙漠墜毀。美國陸軍沒有透露墜機的確切原因，只是說Zephyr經歷了“導致其意外終止的事件”。澳大利亞也購買了一架Zephyr無人機，它于2019年9月28日墜毀，當時它上升到2438米高度，執行了一系列不受控制的機動，但由于空氣湍流而失靈，螺旋下降，并在下降過程中解體。官方宣布的墜機原因為不穩定的大氣條件。平流層的軍事用途不容小覷。未來城市作戰將不僅包括以傳統空中優勢主宰大氣層，還包括主宰平流層。

在平流層放置傳感器和干擾機的軍事需求日益增長。在大多數軍事行動中，“HiLo”組合（將昂貴的高端系統與較便宜但功能強大的低端系統相結合）可提供一種贏得戰斗的平衡。浮空器可以作為城市作戰“HiLo”解決方案的一部分，并可以通過配置利用Wi-Fi連接支持無人載具集群，以便在城市峽谷等死角實現無人機組網。這種類型的“HiLo”組合可實現冗余和韌性，并且比有人駕駛飛機或HALE/ MALE無人機更便宜。

最新的輕于空氣（LTA）系統可以攜帶復雜的大型ISR和通信包，在城市上空提供持續監視、網絡連接和電子戰支持。軍用LTA飛行器（被稱為浮空器）可以在平流層運行，為反無人機（C-UAV）防御提供情報和預警支持。

浮空器可以是系留浮空器，也可以是自由飛行浮空器。這些高空飛行氣球或飛艇在飛機飛行高度以上、衛星高度以下運行，飛行高度從地面以上18288米到30480米。美國洛克希德·馬丁公司是涉足軍用浮空器的主要國防公司之一。該公司在二戰前就與美國海軍合作生產軍用氣球。美國已經在較低高度使用系留戰術浮空器，沿美國南部邊境執行監視任務，打擊毒品走私。

2013年以來，洛馬公司的420K浮空器系統是美國唯一日常使用的ISR和通信氣球，直到拜登政府切斷資金并決定在2023年底將其停飛。洛馬公司的另一種戰術浮空器是74K浮空器，專門設計用于軍事持續監視和低空通信。該飛行器長35米，系有一根傳輸光纜，可以攜帶500千克的有效載荷。

高空飛行器可以為城市作戰行動提供顯著的廣域監視和通信優勢。洛馬公司的高空飛艇（HAA）可以在平流層運行，并提供城市上空無人持續對地靜止ISR、電子戰和通信能力。由于其運行的典型高度高，大多數近程防空（SHORAD）系統無法將其擊落。HAA無須系繩，可在地面站或衛星中繼指揮下在空域機動。浮空器的有效載荷通常包括監視雷達、慣性導航系統、熱成像和日間攝像機，以及電子情報和通信情報包。經過武裝的平流層浮空器還可成為進行精確轟炸的武器平臺。

結語

大國戰爭的可能性似乎正在上升，有可能同時爆發多場重大戰爭。城鎮作戰是當前俄烏沖突的主要背景，這場沖突的主要經驗教訓是城市作戰不可避免。

未來城市戰場ISR的特點是具有集群能力的感知-打擊系統，以及控制城市上空空域和平流層的手段。在安全距離提供高精度多域ISR的平臺可改善網絡，提供干擾敵方系統的手段，并實現無人機作戰，從而贏得城市戰斗。人工智能、微小型化和自主無人系統正在推動戰爭中的這些變化。

未來十年，軍事力量的較量將從由各種獨立能力組成的網絡作戰，轉變為集群體系作戰。2014年，Paul Scharre在題為《戰場上的機器人第二部分即將到來的蜂群》的研究中預測：“新興機器人技術將使未來部隊像蜂群一樣作戰，比今天的網絡化部隊規模更大、協調性更強、更智能、速度也更快。可建造大量低成本無人系統造成‘區域淹沒’，并以其絕對數量壓倒敵方防御措施。網絡化合作式自主協調系統將能夠實現真正的集群——分布式元素之間的合作行為可實現一個連貫、智能的整體。”

無人系統將在不造成過多人員傷亡的情況下提供贏得城市作戰所需的大規模偵察打擊能力。隨著網絡化無人機蜂群的大量部署，它們將提供無處不在的ISR和打擊能力。戰爭的主導權將很快屬于可自主感知、打擊和干擾敵軍的網絡化機器人平臺集群。這些武器并不便宜，但在未來戰爭中，它們將引發一場重大變革，其意義不亞于20世紀的機槍和坦克。為了適應這些作戰方法的不斷變化，必須轉變思想，及時采取行動。

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