俄乌战争无人机使用情况及重大教训(值得读3遍)

军事   2024-08-15 08:36   湖南  

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【红山导读】

本文考察了俄乌冲突中无人机系统的使用情况。乌克兰军事行动的持续意味着“战争迷雾”——或不确定是什么在战斗中发生——仍然是一个因素。尽管分析一场正在进行且迅速演变的战争存在固有的局限性,但仍有一些重要的经验教训可以总结。

本案例研究发现,UAS作为联合兵种作战的一部分至关重要。俄罗斯和乌克兰都将UASS用于与未来竞争相关的几类任务:通过监视和侦察任务收集战场情报;为中远程火炮和飞机确定目标;进行电子战;指挥对陆地、空中和海上目标的打击任务;以及参与信息行动。由于无人机系统的有效性,俄罗斯和乌克兰也开发了反无人机系统的战术、技术和程序。

本文第一部分简要介绍了乌克兰战争的概况。第二部分分析了从目标识别到打击的主要教训。全文6600字。正文如下。

1、战争概况

俄罗斯2022年2月24日凌晨发起特别军事行动,当时俄罗斯军方使用UAS作为诱饵,暴露了乌克兰的雷达和防空系统。这些行动促进了对乌克兰防空系统的导弹袭击,包括Kalibr巡航导弹和伊斯坎德尔系统。俄罗斯空降部队带头行动,俄罗斯军队在几条战线上进行行动的初始阶段:

北部战线:俄罗斯军队从白俄罗斯向基辅推进,由东部军区的部队领导,包括第29、第35和第36联合兵种军。

东北前线:俄罗斯军队从俄罗斯领土向东向基辅移动,由中央军区的部队领导,包括第41联合部队和第2近卫联合部队。

东线:俄罗斯军队在西线部队的带领下向哈尔科夫和顿巴斯推进。包括第1近卫坦克军和第20和第6联合兵种军。

南部战线:俄罗斯军队从克里米亚向西向奥德萨移动,向北和向东向马里乌波尔移动。他们由南部军区的部队领导,包括第58、第49和第8联合兵种军,(俄罗斯空降部队)VDV的第7空中突击师和VDV的第11空中突击旅。

在北部前线,一支连级规模的VDV部队试图从空中夺取基辅外约40公里处的霍斯托梅尔机场,以建立一座能够将俄罗斯物资快速运送到乌克兰首都郊区的空中桥梁。由于VDV部队未能执行对敌方防空的压制,这次突击很快陷入困境,使得乌克兰第四快速反应旅的部队瞄准了多架载有伞兵的运输机,最终导致霍斯托梅尔机场无法使用。与此同时,从白俄罗斯向南推进的后续部队被乌克兰的防御努力所破坏。即使当俄国步兵向南推进时,这些推进往往没有炮兵的支援,地面部队也没有尝试一系列的联合兵种突破和利用,就像俄国理论所规定的那样。

俄罗斯军队面临着相当大的后勤和指挥控制挑战,部分原因是训练和计划不周。由于没有铁路运输,道路上又挤满了俄罗斯车辆,俄罗斯地面部队无法快速有效地将燃料、弹药、备件和其他物资运送到前沿部署部队。补给线无法跟上长时间的战斗推进,后勤车辆也没有得到适当的保护。俄罗斯远程打击的有效性——俄罗斯军事行动的一个关键方面——也受到后勤挑战的严重影响,包括精确制导弹药供应不足。此外,俄罗斯的地面进攻似乎是基于对乌克兰军队——和民众——将如何反应以及西方可能如何反应的糟糕假设而策划和执行的。

夺取和控制领土一直是俄罗斯决策者的主要政治目标。但对俄罗斯军方来说,在一个有敌对乌克兰人口的外国控制领土是一个严重的问题。此外,俄罗斯部队未能有效整合联合兵种,以夺取和控制乌克兰领土,包括地面力量、空中力量和远程火力之间的协调。俄罗斯进攻部队的规模也太小,无法实现其目标,并且忽略了封锁乌克兰的西部边境,以阻止向乌克兰提供外国武器、系统、燃料和其他援助。在特别行动的开始阶段,沿南部推进轴线的俄罗斯部队取得了作战胜利。俄罗斯第42机动步兵师的部队以及一些VDV部队于2月25日占领了赫尔松。俄罗斯部队也沿着亚速海海岸推进,于2月24日开始围攻马里乌波尔,并于3月1日占领梅利托波尔。乌克兰部队在马里乌波尔进行了长期的城市防御。整个4月,俄罗斯的密集炮击逐渐削弱了乌克兰的力量,最终乌克兰撤退到亚速钢铁厂,军队在那里坚守,直到2022年5月被俄罗斯的进攻击溃。

俄罗斯最初的行动计划很可能是为了迅速夺取基辅和其他主要城市中心,从而迫使泽连斯基政府投降,为俄罗斯支持的政权更迭扫清道路。面对后勤中断和向基辅推进受阻的复杂困难,俄罗斯政治和军事当局重新调整了围绕东部和南部推进轴线的行动努力。到4月6日,俄罗斯部队已沿北部推进轴线撤离,从基辅郊区和切尔尼戈夫市撤出部队。

4月19日,俄罗斯外交部长谢尔盖·拉夫罗夫宣布,俄罗斯军事行动的“下一阶段”将集中在“完全解放”乌克兰东部的顿涅茨克州和卢甘斯克州,这两个州统称为顿巴斯。同一天,俄罗斯导弹和炮兵部队打击了数百个目标,主要是在顿巴斯。乌克兰军事官员声称击退了俄罗斯对接触线的七次不同的进攻。俄罗斯沿南部和东部轴线的进攻努力不均衡。虽然俄罗斯军队沿着亚速海海岸推进,控制了从俄罗斯城市顿河畔罗斯托夫到克里米亚的领土,但东部的部队最初在对抗乌克兰坚定的防御方面取得了一些进展。在集中于乌克兰东部和南部的战役中,俄罗斯军队于7月占领了卢甘斯克州,并试图向顿涅茨克州西部推进。

但其中一些成果在乌克兰的进攻中化为乌有。8月29日,乌克兰军方宣布已开始在以赫尔松州为中心的乌克兰南部地区展开进攻行动。此后不久,地面交战开始,据报道,乌克兰部队突破了由第109顿涅茨克人民共和国团领导的防线,并迫使他们在赫尔松附近撤退。乌克兰部队部署了美国提供的高机动火箭炮系统(HIMARS),取得了巨大的效果。乌克兰袭击了横跨第聂伯河的弹药库和桥梁,以及连接俄罗斯和克里米亚的刻赤海峡大桥,破坏了俄罗斯的后勤和补给。乌克兰军方同样使用远程打击来威胁俄罗斯在该地区的海军资产,促使俄罗斯海军将基洛级潜艇从克里米亚的塞瓦斯托波尔转移到俄罗斯的新罗西斯克。

9月6日,乌克兰军方在东北部哈尔科夫州发动大规模反攻。乌克兰军队在俄罗斯防线上打洞,包围并夺回了巴拉克利亚镇。乌克兰军队随后进一步向东推进,闪击了俄罗斯控制的大片领土,并引发了俄罗斯的撤退。到9月10日,乌克兰军队已经占领了附近的库皮安斯克镇,这是一个重要的铁路枢纽,为该地区的俄罗斯军队提供补给。同一天,乌克兰军队夺回了伊久姆,这是俄罗斯北部前线的一个重要指挥中心和集结地。作为回应,俄罗斯国防部宣布从崩溃的前线正式撤军。事实上,俄罗斯军队已经开始了混乱的撤退,放弃了大量的弹药和战备装备。乌克兰军队在不到一周的时间里缴获了两个旅的军事装备。来自哈尔科夫州被解放城镇的图片和视频显示,乌克兰士兵与被遗弃的俄罗斯T-80坦克、装甲车、反炮兵雷达和榴弹炮合影。伊久姆解放后,乌克兰军队继续向北向俄乌边境推进,并向东与俄罗斯军队交战,试图在奥斯基尔河东岸建立新的防线。乌克兰军队还收复了顿涅茨克州和卢甘斯克州的领土。

到2022年末,如图4.1所示,俄罗斯在乌克兰南部和东部控制的领土不断缩小。

图4.1:俄罗斯和乌克兰部队部署,2022年9月13

2、重大教训

俄罗斯和乌克兰都将无人机系统整合到他们的战争努力中——包括他们的“杀伤链”。杀伤链是指了解战场、识别可能的目标、确定目标的位置和其他相关信息、考虑采取什么行动的过程。以及做出能产生实现目标效果的决策(如实施打击)。俄罗斯军方长期以来一直认为无人机系统在其“侦察打击综合体”(或-кB)中发挥着重要作用,该综合体旨在协调使用与实时情报数据和精确目标相关联的高精度远程武器。俄罗斯军队在乌克兰使用了各种无人机系统和巡逻弹药。包括Orlan-10和-30、Forpost-R、Eleron-3、Granat-1和-2、Zastava、Takhion-4、Orion和Zala-421。俄罗斯也从伊朗进口无人机,包括沙赫德-131和沙赫德-136。

由折叠式弹射器发射的短程Orlan-10是乌克兰冲突中使用最广泛的俄罗斯无人机,也是俄罗斯军队中数量最多的无人机。每个俄罗斯陆军师和旅已经有了一个配备Orlan-10的建制UAS公司,而俄罗斯在战前拥有多达3000架Orlan-10。奥兰多-10是为空中侦察、电子战、无线电信号探测、目标跟踪、观察和监控等任务而开发的。它可以容纳照片和视频摄像机,一个陀螺稳定的电视摄像机和一个红外成像仪。俄罗斯的Forpost-R,由以色列航空航天工业公司开发的搜索者Mk II,具有侦察和打击能力,并配备了国产软件,数据链,光电传感器,APD-85活塞发动机,信号情报传感器包和增强生存能力的加固机身。它包括地面控制站,天线,以及后勤保障设备。俄罗斯还使用了ELERON-3,一种用于情报、监视和侦察(ISR)的小型战术三角翼无人机。20俄罗斯库存中还有其他无人机和巡飞弹,包括短程飞翼Granat-1和-2,以色列制造的鸟眼400(Zastava),用于侦察的“迷你无人机” Takhion-4,以及用于侦察和监视的Zala-421巡飞弹。

乌克兰已经运营了几种类型的无人机系统。其中最常用的是Bayraktar TB2,一种中等高度,长航时无人机。

它可以执行一系列ISR和攻击任务——包括发射MAM-C和MAM-L制导炸弹、远程反坦克导弹、CIRIT激光制导70毫米火箭和TUBITAK-SAGE激光制导火箭。乌克兰还使用小型A1-SM Furia飞翼无人机进行昼夜侦察,手动发射Leleka-100和Spectator-M小型无人机进行火炮定位和空中侦察,UA Dynamics公司生产的Punisher无人机用于打击军事目标,以及较大的本土生产的PD-1和UJ-22。乌克兰部队使用现成的商用无人机,如DJI Mavic 3四轴飞行器,其零售价约为3000美元。在某些情况下,乌克兰已经用3D打印机制造了无人机部件。

此外,美国还向乌克兰提供了几种巡飞弹药,如管式发射的Switchblade 300(带有轨道ATK高爆弹头)和长航时的Phoenix Ghost。例如,Phoenix Ghost是一种战术巡飞弹药,可以装在背包内,在目标上空盘旋约6小时,并用爆炸性弹药对其进行打击。它具有红外制导功能,可以在夜间操作。

2022年,UAS已用于在乌克兰执行几种类型的任务,包括:火炮和飞机的目标识别;打击;战场ISR;电子战;和信息业务。这些用途对未来的竞争具有重大影响。联合兵种的目标识别:作为联合兵种作战的一部分,俄罗斯和乌克兰已经使用UASS来识别火炮和飞机的目标。有一次,乌克兰地面部队使用前沿部署的无人机系统来识别顿涅茨克州巴赫穆特附近的俄罗斯步兵部队,并将信息提供给指挥控制中心,指挥控制中心将信息传递给乌克兰士兵,乌克兰士兵用122毫米榴弹炮击中了俄罗斯部队。乌克兰部队使用了Kropyva.一种情报绘图和炮兵软件,由UASS和其他来源的信息填充。前沿部署的战术单位已经下载了该软件,并在手持平板电脑和计算机上不断更新。乌克兰利用“星链”(StarLink)——一个商业拥有的卫星互联网星座,利用低地球轨道上的先进卫星提供高速、低延迟的宽带互联网——进行识别。正如一位乌克兰军方官员指出的那样,我们使用Starlink设备,并将无人机团队与我们的炮兵团队连接起来。

作为俄罗斯卡普斯京亚尔训练场演习的一部分,一架奥兰多-10飞机通过弹射器发射。来源:俄罗斯国防部。

如果我们在夜间使用具有热视觉的无人机,无人机必须通过星链连接到炮手并创建目标捕获。

UAS也是俄罗斯侦察打击综合体的重要组成部分,俄罗斯利用UAS来识别目标,作为联合武器行动的一部分。如图4.2所示,例如,ELERON-3或ORLAN-10 UAS可能识别潜在目标,如乌克兰步兵或主战坦克;向指挥和控制设施传递信息,包括目标类型及其坐标;并将其分配给能够打击目标的系统,如2S19 MSTA-S 152毫米自行榴弹炮或龙卷风-S 300毫米多管火箭发射系统。在UAS侦察识别目标的情况下,俄罗斯炮兵经常可以在三到五分钟后对目标进行精确射击。在通过电子战测向、声学侦察或反炮兵炮兵雷达识别目标的情况下,俄罗斯炮兵可能需要半个小时才能进行精确的炮击。如果俄罗斯军队能够将无人机系统对准目标,他们就可以近乎实时地调整火力——即使目标正在移动。

打击:俄罗斯和乌克兰已使用UASS执行打击任务,包括打击陆地、空中和海上目标。乌克兰的Bayraktar TB2无人机已经打击了许多俄罗斯目标。

如榴弹炮、主战坦克、补给车、牵引火炮、海上船只、指挥所、后勤仓库以及BUK、TOR、STRELA和ZU-23防空系统。例如,在2022年4月26日至5月8日期间,乌克兰TB2攻击了黑海及其附近的几艘猛禽级巡逻艇、一艘萨尔纳级登陆艇和直升机。俄罗斯也使用无人机进行了攻击。包括配备自由落体高爆破片杀伤榴弹的Orlan-10。俄罗斯军队还利用伊朗的Shahed-131和Shahed-136无人机打击乌克兰境内的纵深目标。这些类型的无人机对乌克兰军队构成了挑战,因为它们可以在低空飞行,使其难以被防空系统发现。例如,2022年10月,一架沙赫德-136型飞机袭击了基辅以南约50英里的乌克兰军事总部,对该设施和周边基础设施造成了严重破坏。

战场感知:俄罗斯和乌克兰已将UASS用于敌方活动的ISR任务,以促进战场感知。俄罗斯和乌克兰UAS平台上的传感器收集了信号、情报、视频和其他信息,供地面、空中和海上部队使用。例如,俄罗斯的Orlan-10可以携带照片和视频摄像机、陀螺稳定电视摄像机、红外成像仪,特别是Orlan-30可以携带信号情报传感器(包括测向仪)。这些能力也使UASS可用于战斗损伤评估。

此外,俄罗斯和乌克兰都利用UASS作为诱饵来提供有用的战场信息。例如,在战争开始的几个小时里,俄罗斯派出了PulseJet动力的E95M靶机,这些靶机遭到了乌克兰防空部队的攻击,目的是让乌克兰的雷达和发射器暴露在俄罗斯对敌方防空打击的压制之下。有一些迹象表明,乌克兰已使用图-141无人机作为诱饵,用于类似目的。电子战:俄罗斯和乌克兰已使用无人机进行电子战。例如,俄罗斯使用安装在Orlan-10无人机上的RB-341V Leer-3电子战有效载荷来瞄准乌克兰的手机网络。更广泛地,俄罗斯使用Orlan-10等无人机来干扰半径约6公里范围内的GSM 900、GSM 1800、3G和4G信号。作为回应,乌克兰试图对抗俄罗斯的电子战,例如使用雷达寻的导引头有效载荷来对付满载炸药的无人机。由于大多数电子战综合设施需要25至40分钟才能建立,因此强制转移可能是一种有效的压制手段,反过来,可以为乌克兰无人机系统和侦察小组创造机会,以实时传达俄罗斯系统的位置,并确定明确识别目标的准确坐标。信息作战:俄罗斯和乌克兰已将无人机系统用于信息作战。例如,这两个国家都使用了无人机系统的录像来展示成功的打击。

图4.3:乌克兰无人机攻击的样本位置。资料来源:战略与国际研究中心根据简氏提供的数据进行的分析。数据包括2022年2月至6月的信息。

并公开或秘密地将它们放在Twitter、Telegram、YouTube和TikTok等社交媒体平台上。UAS监视还提供了高质量的地面交战图像,让人联想到视频游戏。反无人机活动:除了这些类型的任务外,俄罗斯和乌克兰在2022年期间还开发了反无人机战术、技术、程序和能力。对于双方来说,反无人机的努力包括试图打破操作员和无人机之间的杀伤链。俄罗斯和乌克兰的无人机损耗率很高。许多导弹在战场上被击落或受到电子干扰。例如,由于速度慢、体积大、低空飞行和无线电控制,TB2很容易受到防空系统、空中攻击和电子战的攻击。俄罗斯的UAS,如Orlan-10和Forpost,也遭受了很高的损耗率。许多在战场上被击落或受到电子干扰。俄罗斯国内军火工业无法迅速替换这些无人机,这加剧了这些挑战。

根据一份缴获的俄罗斯文件,莫斯科评估认为,乌克兰UASS,高精度游荡,火炮弹药和通信设备依赖于通过接收卫星无线电导航系统的信号来定位。俄罗斯领导人建议他们的部队通过Pole-21系统和R333ZH的常规操作持续压制卫星导航,这两个系统都使用全向干扰的最大功率。俄罗斯指南指出,通过地面铺设的野外电缆连接指挥所,可以限制对指挥和控制的影响。Pole-21和R330ZH系统都在俄罗斯火炮攻击开始之前关闭,这可能需要精确的卫星定位。俄罗斯部队也利用Krasukha-S4电子战系统来击落乌克兰无人机。电子战的有效使用可以切断无人机飞行员的通信,中断现场视频,或迫使系统崩溃或撤退。

为了防御电子战,俄罗斯使用了Shipovnik-Aero,这是一种车载干扰系统,射程为15公里,针对UAS进行了优化。系统通过其控制频率对无人机进行探测,对信息进行分析和再确认,并对指令频率进行干扰。该系统还被用来覆盖无人机系统的位置,从而使无人机系统返回基地的协议导致无人机系统降落在俄罗斯军队指定的地点。

图4.5:按平台类型划分的UAS丢失示例

资料来源:美国战略与国际研究中心利用开源网站ACLED和Oryx的数据进行分析。收集的数据从2022年2月至5月。

此外,俄罗斯还使用了Pantsir短程防空系统来瞄准乌克兰的TB2无人机。俄罗斯军队还使用预警雷达来识别无人机和电子战系统。干扰和破坏他们的通讯。

为了瞄准无人机系统和地面控制站,俄罗斯军队使用了机枪。防空系统,如“托尔”导弹系统;152毫米榴弹炮;300毫米多管火箭发射系统和Tochka-U系统。

随着时间的推移,在瞄准乌克兰无人机系统方面的成功使乌克兰无人机系统的寿命大约为7天。

乌克兰开展了自己的反无人机系统努力。例如,乌克兰维持了建制便携式防空队,有时配备了目视制导系统,如Starstreak和Martlet,以瞄准无人机。为了应对俄罗斯的活动,许多乌克兰部队不得不做出选择,要么从他们的UAS获得实时反馈,冒着很有可能失去平台的风险,要么按照预先设定的飞行计划派出UAS,并在他们返回后分析他们的情报。虽然这种战术最大限度地减少了俄罗斯反无人机的活动,但它也导致了在使用情报作战方面的重大延误。59随着无人机变得更加自主,对全球定位系统的依赖越来越少,干扰机将变得不那么有效。

3、结论

正如本文所强调的,乌克兰和俄罗斯在联合武装行动中使用了无人机系统——这是从使用无人机系统打击恐怖分子目标的显著演变。UAS已被用于收集战场情报、确定火炮和其他平台的打击目标、进行电子战、执行打击任务和发动信息行动。(完)



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