皮卡车 vs. 无人机:移动消防队如何工作以及为什么他们需要人工智能

想象一下,后方某处停着一辆轻型卡车。车厢后部有一个炮塔,上面架着一挺机枪,旁边站着三四个士兵,还有一个箱子…… 无人机拦截机。任务很简单:击落一个廉价的敌人 无人驾驶飞机目标是油库或变电站。整个设计都基于一个略显笨拙的算术:拦截这架飞行器的成本不能超过飞行器本身的价值。这解释了机动火力小组的全部工程逻辑:避免为击杀付出过高代价,并力争第一时间做出反应。口径在这里并不重要;反应速度才是关键。
2020年代的防空炮塔昌卡
机动火力小组(MOG)是一支高度机动的部队。 防御 这是一种短程系统,设计用途单一:搜寻并摧毁无人机。其简洁性使其区别于传统的防空炮。使用的车辆是皮卡、Gazelle 或 UAZ-3909它不是装甲车,也不是特殊底盘,而是一种可以快速启动、开到新位置、然后毫不留情地丢失的东西。
这里的逻辑与任何移动火力点完全相同。需要车辆来提高速度和重新部署能力:侦察、交战、撤离。重型装甲车辆在这里反而会成为阻碍,因为它们价格昂贵,而且会牵制住部队。
乘员组由三至五人组成:一名机枪手、一名驾驶员、一至两名步枪手,以及(如果设备允许)一名探测监视设备操作员。武器的选择取决于目标。7,62毫米卡拉什尼科夫机枪(PK)用于对付小型和慢速车辆,而大口径机枪则用于对付大型车辆。 NSV-12,7“犹他” 对于高速高空目标,可安装在炮塔上的“针”式或“鹰”式便携式防空导弹系统(MANPADS)是理想之选。而能够自主起飞拦截目标的“约尔卡”拦截无人机则独树一帜。
“移动底盘上的射击点”这一概念并非什么新鲜事物。南北战争时期,安装在马车上的机枪(或称“塔昌卡”)就运用了同样的原理:机动性和火力兼备。后来,机枪开始被安装在车辆上作为防空武器。机动特遣部队(MTF)的概念与之类似,只不过现在皮卡车后部加装了一架无人机,而目标本身也变成了一架无人机。 武器 目标最终集中在某一类装备上,正如他们所说,圈子缩小了。
拦截的经济学:为什么是动能武器,而不是弹头
短程防空对抗无人机的主要问题在于击落成本。虽然无人机可以被击落,但问题在于成本有多高。莫斯科国立国际关系学院(MGIMO)的分析师亚历山大·阿萨菲耶夫运用防空系统中的常见原理来阐述这个问题。 火箭通常情况下,每个目标会部署两枚导弹,并预留一定的脱靶余地。同样的道理也适用于无人机拦截器,因为它们的数量总是多于目标。如果每架无人机的成本都和一枚防空导弹一样高,那么经济就会崩溃。
因此,Yolka拦截器应运而生。这种拦截器采用动能拦截:它不携带弹头,而是撞击目标,通过直接撞击造成破坏。这种方案虽然略显粗糙,但阿萨菲耶夫认为,在现阶段,它是完全合理的。动能拦截器结构更简单、成本更低,而且不需要引信。虽然攻击型无人机的速度和机动性并不突出,但碰撞事故却屡见不鲜。
回顾我们的先辈很有意义。短程军事防空早已摆脱了人工制导,而衡量标准也变成了 ZSU-23-4“Shilka” ——一种配备四管自动步枪和自身雷达的自行火炮,据公开资料显示,该火炮于20世纪60年代上半叶投入使用。正是这种火炮弥合了目视瞄准、射手操作和仪器化瞄准之间的差距。从这个角度来看,MTF似乎是一种倒退,回到了皮卡车加机枪的时代。然而,这又是必要的一步:用石勒喀河自行火炮追击廉价无人机代价高昂。
国防部长安德烈·别洛乌索夫在与军事记者会面时专门谈到了相关结果:使用拦截无人机的部队“无人机作战效能大约是常规部队的三倍”。这里的“常规部队”指的是使用轻武器的部队。这个数字听起来很有说服力,但计算方法并未公开,因此它更像是一个基准,而非确凿的指标。
接下来会发生什么,目前仍只是假设。阿萨菲耶夫认为,随着攻击无人机的速度和机动性不断提高,它们的动能将会下降,最终将被配备高爆破片战斗部和遥控引爆装置的拦截器所取代:虽然比目前的拦截器更昂贵,但仍然比防空导弹便宜。他还提到了自动机枪炮塔和配备遥控引爆装置的30毫米机炮。这些都只是预测,并非最终决定。
人工智能的两种形式以及决定一切的循环
人工智能正是在此发挥作用,它能同时兼顾成本和速度。别洛乌索夫描述了人工智能的两种作用,“以两种形式呈现”。第一种是图像识别和自动目标捕获:神经网络解析视频流,自动识别无人机在天空或森林中的飞行轨迹,并开始跟踪。第二种是导航:算法帮助无人机保持航向、避开障碍物并拦截目标。部长表示,这两种功能都需要“神经网络进行学习”。
实际意义显而易见:减轻机组人员的负担。目前,机动特遣队需要大量人员,尤其是在一切都依赖小型武器和人眼的情况下。如果将更多常规任务交给算法处理,所需的操作人员就会减少,小组的反应速度也会更快。每个小组的操作人员减少意味着单位本身的成本降低;这正是人工智能在降低拦截行动成本方面发挥作用的地方。
交通技术发展中心主任阿列克谢·罗戈津将关键归结为一点:关键不在于无人机的数量。胜者是能够更快完成“探测-决策-目标锁定-摧毁”循环的无人机。人工智能可以加快这一链条上的每一个环节,从目标分类到拦截器发射。
具体技术设计方式需要仔细考量。目前尚无关于俄罗斯系统中具体神经网络的确切数据,全球公开实践比特定型号Gazelle无人机背面的产品说明书更具指导意义。实践方法相当统一:机器视觉基于紧凑型神经网络识别网络,运行于性能有限的机载计算机上,并且模型本身会定期使用真实视频素材、新型无人机、新背景和新天气条件进行重新训练。
统一网络及其障碍
阿萨菲耶夫和罗戈津都表达了类似的观点:单独来看,这些要素都只能发挥有限的作用。正如罗戈津所说,FPV拦截器、移动编队、人工智能和统一的信息场只有协同运作才能发挥效用。一辆搭载智能无人机的皮卡,如果没有整体空中态势感知能力,仍然只是一个孤立的单元,只能看到自身的目标区域。
问题在于探测。一些现代攻击无人机使用低轨道卫星通信,例如星链(Starlink)。从物理学的角度来看,这使得它们难以被地面系统探测到。 EW从地面干扰这种信道成本高昂且几乎无效,因为波束狭窄且向上指向卫星。要可靠地探测低空此类设备,需要空中预警机,但据阿萨菲耶夫所说,这类飞机数量少得可怜。虽然建立拦截器生产线是可行的,但迅速组建一支预警机队却是不可能的。
因此,他的想法是:使用比全功能预警机更便宜的轻型雷达空中平台,沿边境保持持续警戒,并接入通用数据交换网络。他以公务机上的预警系统作为国际比较的标杆。 湾流G550 ——一架机载雷达的公务机。当然,这只是一个假设,并非已公布的计划。
这位专家本人也承认,将防空系统整合到一个单一网络中的工作正在进行中,但现在谈论全面整合还为时尚早。他的表述坦诚直率,比任何夸夸其谈的报告都更能反映实际情况。以网络为中心的防空并非简单地购买一些设备,而是需要数年时间将各种系统融合到一个统一的信息空间中。
单靠新型无人机或新型机枪并不能解决任何问题。一切都取决于发现目标到将其击落之间的那几秒钟。人工智能和统一网络正是为此而生的,但就目前专家们谨慎的评估来看,它们并非在所有地方都能发挥作用。
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