无人机弹药的现代化问题

科技   2025-01-21 14:11   北京  





美国陆军现代化战略概述了该军种如何在2035年前成为一个能够在陆地、海洋、空中、太空和网络领域进行多域作战的部队。该战略概述了六项关键的现代化努力:远程精确火力、下一代战斗车辆、未来垂直起降飞机、空中和导弹防御、先进通信网络以及单兵杀伤力。优先考虑下一代弹药已成为确保陆军优势的现代化战略的核心。虽然升级导弹等主要弹药系统至关重要,但现代化还应涉及支持技术,其中最为突出的莫过于无人机及其携带的弹药。



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无人机技术

除了优先发展核心现代化项目外,陆军还在推进补充性举措。受当前冲突的启发,无人机技术和下一代弹药已成为关键要素。即将出现的一个类别——无人机弹药,正在彻底改变现代战争。小型无人驾驶飞行器(UAV)可以携带各种爆炸性有效载荷,从而能够以最小的风险对敌方阵地进行精确打击。这些无人机通常属于第1组(重量小于20磅)。对于较大的弹药,可能需要使用第2组无人机(重量在21至55磅之间)。

最先进的无人机类型是第一人称视角(FPV)无人机,与传统遥控无人机不同。传统无人机的飞行员通过屏幕获取鸟瞰图,而FPV无人机配备前置摄像头,能将实时视频传输到飞行员佩戴的头盔或护目镜上,从而显著提升威胁水平。这些无人机以更低成本、更高灵活性,在低空执行任务,甚至能够进入传统空袭无法触及的区域。尽管陆军日益重视无人机及其反制能力,高级领导层仍拒绝设立独立无人机分支,认为这样可能适得其反。

无论无人机能力的未来如何,无人机弹药的现代化都是必须的,特别是无人机投放和巡曳弹的发展,这些很可能成为未来战争的关键要素。持续的技术进步推动了这种对无人机投送武器的关注,例如巡曳弹。虽然巡曳弹和无人机投放弹药都通过无人机投送爆炸性有效载荷,但它们的目的不同。巡曳弹是武装无人机,在目标区域等待后撞击目标,提供更快的响应时间,可能减少平民伤害,并降低有人驾驶飞机的风险。这一类别的无人机,可以承担传统巡曳弹的角色。无人机投放弹药则不同,它们是由无人机投放的爆炸物,具有精确瞄准、降低飞行员风险以及潜在更快响应时间等优势。

选择这些选项取决于任务需求和目标的价值。陆军的“发射效应计划”是一个独立的举措,基于三个范围:正在进行的中程、短程和远程选项。这些基本上是由较大飞行器在飞行中发射的小型无人机,可用于情报、监视和侦察,或用于打击目标的动能效应。

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现代化方法

在无人机投放弹药方面,短期内存在三种主要方法:利用现有弹药(手榴弹、迫击炮、地雷)进行无人机投放操作或将其绑在无人机上进行直接攻击游荡操作;使用3D打印组装的弹药壳(无人机专用弹药);以及使用简易爆炸装置(IED),如苏打罐炸弹和燃烧瓶。最后一种方法是创建一类新的无人机弹药。当前的现代化努力应首先集中在第一种选择上,因为它提供了更快、更经济的途径。通过调整现有弹药设计、降低开发成本、利用现有供应链并使军事单位熟悉这些弹药,可以迅速将其与无人机集成。

然而,仅依赖现有弹药进行无人机部署可能会与现代战争不断变化的需求产生冲突。为传统应用设计的遗留武器可能无法完全满足快速发展的无人机生态系统的需求。现代化工作要求的弹药能够跟上无人机技术、飞行范围和有效载荷能力的进步,而增材制造和3D打印可以提供这些。

对于长期现代化,联合项目执行办公室(JPEO)军械与弹药部门将不得不管理新型无人机弹药的开发。这将包括资助和监督研发,因为该组织将与其他军种、商业伙伴和研究机构合作,资助专注于创新无人机弹药概念的项目。研究项目将包括用于无人机专用弹药的新材料、推进剂、引信和投送机制。随着时间的推移,采购和测试将需要评估新型弹药的提案。

此外,新型弹药需要进行广泛的测试,采购过程也必须进行管理,以确保弹药能够用于军事用途。这将包括集成和部署新型弹药,直到其经过严格验证并符合标准,这些标准也需要开发。最后,部署到军事组织和维持阶段将需要包括新设备的培训、存储和物流。虽然无人机弹药必须通过整个国防部采购流程,但我们可以从其他国家的现代化努力中吸取经验。

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无人机弹药

乌克兰为无人机创建了特殊弹药,并正式设立了一个单独的类别,而俄罗斯工业也开始生产无人机弹药。两国都已经在调整其现有弹药库存,以便从商用无人机上投放。尽管在过去几年中无人机投放弹药的使用有所增加,但它们缺乏统一的标准。军事弹药已被调整为用于无人机部署,例如手榴弹或迫击炮弹被改装为投放弹药。然而,在2024年5月于罗马尼亚布加勒斯特举行的黑海防务与航空航天展览会上,罗马尼亚国有国防公司ROMARM的子公司Carfil S.A.展示了一系列新型无人机投放弹药。这些弹药利用了ROMARM现有的各种口径迫击炮弹,包括60毫米、81毫米、82毫米和120毫米。Carfil S.A.的方法代表了一种标准化,即国家防务公司将无人机技术集成到军事单位中。

标准化方法有许多好处,包括通过使用经过验证的弹药设计来降低开发成本,并消除对新型无人机专用弹药的需求。熟悉这些弹药的军事单位可以无缝将其集成到无人机操作中,最大限度地减少培训并确保与现有库存的兼容性。使用类似无人机的军事分支或盟军可以共享和使用兼容的无人机投放弹药或附加弹药,从而提高作战灵活性和有效性。Carfil S.A.的方法为其他旨在采用无人机技术的防务公司提供了蓝图。通过优先考虑标准化,它们可以简化开发、后勤和互操作性,从而打造一支更加敏捷和响应迅速的军事力量。

3D打印弹药壳的现代化提供了更大的定制化。这些壳可以针对无人机进行定制,优化重量和整体性能。3D打印还具有在复杂设计上节省成本的潜力,相比传统制造方法。此外,它允许快速原型制作,促进更快的设计迭代和测试周期。然而,这种方法在设计的标准化、批准和生产方面面临挑战。

一家名为Stalevi Shershni(英文意为“钢黄蜂”)的乌克兰公司已经克服了许多这些障碍。该公司在乌克兰销售无人机机身。所有弹药都以组装壳的形式交付,但不含炸药和引爆器。国防部增材制造战略中的一个关键发展领域在于3D打印无人机弹药壳。这项技术具有巨大的潜力,可以增加军事单位的灵活性。按需生产的轻量化、定制设计的弹药壳可以优化空气动力学和特定的战场场景。虽然3D打印壳为无人机投放弹药提供了定制化和轻量化,但这种方法需要细致的设计和高质量的材料,以确保安全可靠的引爆。3D打印在强度和一致性方面引入了不确定性,可能导致故障或灾难性事故。

最后,绑在无人机上的简易爆炸装置(IED)已成为战争中的一个日益严重的问题,并在非正规战争中发挥了重要作用。这些武装无人机为叛乱分子和非国家行为体提供了一种廉价且易于获取的方式,以造成破坏和伤亡。将IED绑在商用无人机上的便捷性降低了其使用的技术门槛。其小尺寸和躲避传统防空系统的能力使其难以探测和对抗。这类攻击对军事人员和民用基础设施构成了重大威胁,特别是在战略支援区域,爆炸的附带损害可能是毁灭性的。IED绑在无人机上在常规战争中的使用表明,随着冲突性质的变化和弹药供应的减少,非正规战术的采用正在增加。为了优化现代化工作,陆军应将非正规战争的经验直接整合到新的战术、技术和程序开发中,而不是将其视为一个独立的现代化工作。

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结论

现代化无人机专用弹药需要寻求战略层面的平衡。无人机能力、任务细节、预算优先级和弹药生产等因素都会影响最佳方法。调整现有弹药为初始集成提供了更快、更经济的途径,允许快速部署。然而,这些弹药可能无法完全满足未来的需求。3D打印壳虽然需要更多的开发和后勤投资,但在专用、可能更轻的弹药方面具有巨大的潜力。未来的战争无疑将围绕无人机技术展开,陆军必须确保其弹药现代化跟上步伐。这需要采取多方面的措施:利用现有选项进行初始部署,同时投资于3D打印解决方案,以保持在大规模作战中对同等竞争对手以及在非正规战争中对非国家行为体的决定性优势。随着无人机弹药变得越来越重要,未来不仅可能出现一个专门的项目办公室,还可能出现一类专门为无人机部署设计的弹药。

本文发表于2024年秋季的《陆军保障》杂志。

关于作者:Michael K. Lima 目前担任美国陆军合成兵种支援司令部第59军械旅军械训练开发部门的训练开发员。他曾参与与主要导弹防御承包商的行业培训计划,并曾担任日本冲绳嘉手纳空军基地陆军弹药供应点的责任军官。




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THE  END

文字 | 转载自“知远外军后勤”公众号

图片 | 来源于网络

编辑 | 国防科大·向竹

审阅 | 国防科大·高恒达

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