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第一人称视角（FPV）无人机大战中的新领域与创新

发表时间：2024-11-04 16:33


以下文章来源于专知智能防务 ，作者专知防务

第一人称视角（FPV）无人机已成为战争中的主要干扰因素，颠覆了人们对优势兵力的假设。
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图：手持 FPV 无人机的 501 陆战队步兵。图片：乌克兰国防部。
武器化的第一人称视角（FPV）无人机是单向攻击武器吗？严格来说不是。FPV 的使用在 2023 年呈爆炸式增长，因为其设计形式比传统的民用四旋翼无人机更便宜，也更容易大规模生产，并配备灵活的炮塔式传感器。FPV 格式正越来越多地应用于非单向用途。例如，乌克兰的 “狂蜂”（Wild Hornets）非营利组织率先推出了可重复使用的俯冲轰炸无人机，这种无人机可释放 5 磅重的弹药，通常可执行 10 到 30 次任务，然后才会丢失。

"大黄蜂"重型 FPV 多用途四旋翼飞行器

乌克兰 Wild Hornets 组织根据乌克兰第 54 机械化旅指挥官的要求，经过三个月的疯狂研发，研制出了 15 英寸机身的 Queen Hornet（“大黄蜂女皇”）。其目的是填补小型 FPV “自杀式”轰炸机和昂贵的 “巴巴亚加 ”重型轰炸机之间的空白。首选目标：可抵御小型 FPV 弹药的坚固阵地。
但作为一种超大型 FPV，“大黄蜂女皇”21 磅有效载荷已被证明可用于许多其他用途。其有效载荷能力可用于战场投送任务、远程布雷、15.5 英里射程的通信中继，还可作为无人机运载工具，携带两架 FPV 无人机，将打击范围扩大 70-80%。这使较小的 FPV 有可能接近更有价值的目标，如火炮和防空系统。Wild Hornets 使用三分之二的本地组件制造“大黄蜂女皇”，每架售价 1000 美元，到 2024 年 7 月将交付 100 多架，还有同样数量的 “女王大黄蜂 ”正在组装中。有效载荷能力两倍的第二代 “大黄蜂女皇”正在研发中。
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图：FPV 无人机拦截俄罗斯 Supercam S350。图片：乌克兰国防部。

乌克兰的电子展革命

到 2023 年末，俄罗斯的 FPV 产量开始大幅超过乌克兰，有可能扭转乌克兰的主要优势。但在冬天，俄罗斯和乌克兰的说法都表明，乌克兰无人机操作员以某种方式实施了新的战术和技术，以俄罗斯无法比拟的方式大幅减少了电子战（EW）造成的损失，恢复了乌克兰的优势。
技术解决方案在多大程度上促成了这场革命仍然是个秘密，但俄罗斯人的说法表明，乌克兰的战术和组织改革发挥了很大作用。
CNAS 分析师塞缪尔-本戴特（Samuel Bendett）在写给 IUS 的信中说："乌克兰无人机仍然受到俄罗斯系统的干扰。但乌克兰情报部门很可能能够识别俄罗斯的干扰频率，并'绕开它们'飞行，或者低于或高于它们。”
据报道，乌克兰无人机操作人员以某种方式开始每隔几周对无人机控制频率进行协调更改。当俄罗斯预警机操作员意识到这一变化并重新调整干扰频率时，乌克兰的另一个频率变化又会出现，猫捉老鼠的游戏继续进行。
虽然俄罗斯的预警机仍会造成损失，但据称其有效性已经降低。与此同时，据报道，俄罗斯庞大的 VT40 FPV 无人机库存显示出了有限的频率演进能力，至少可以暂时躲避乌克兰的干扰，这让竞争对手俄罗斯 FPV 制造商嗤之以鼻。

致命的新型无人机有效载荷

喷射铝热剂的“龙式”无人机：9 月初，多支乌克兰部队发布了视频，视频中显示枭龙无人机向俄军堑壕喷射火云和烟雾--实际上是热敏燃烧弹--持续时间长达 20 秒。这种攻击不太可能造成直接伤亡，但可以点燃俄军防御阵地用来掩护撤退的树线。仅一周后，俄军就用自己快速简易的“龙式”无人机进行了反击，但效果并不明显。
触发压力地雷的震荡炮：俄方称乌克兰部署了 Artemida 地震脉冲发生器，可发出模仿脚步声的声波脉冲来触发猎人集束地雷。
机载地雷探测器：无论是在战术上还是在战后长期，排雷都给乌克兰带来了棘手的问题。将无人机应用于雷区探测/侦察的实验越来越多，既可以利用计算机视觉和图像匹配进行光学探测，也可以使用传统的金属探测器，如 Bravel ST1。
飞行克莱莫地雷：传统上，克莱莫地雷安装在弹体上，一旦启动，弹片就会以 60 度的弧线向敌方发射，造成致命伤害。乌克兰已组装了可飞行的克莱莫无人机，可在对峙状态下使用这种地雷进行攻击，其仰角优势甚至可对战壕掩体后的部队进行大面积向下杀伤攻击--俄罗斯也测试过这种地雷，但尚未观察到使用这种有效载荷的情况。它们落在掩体入口附近，以伏击任何出来的人。
中世纪风格的三角钉（Caltrops）：视频显示，乌克兰无人机在夜间飞到俄军防线后方，向补给道路上喷射数百枚带刺的三角钉弹--这种武器可追溯到古代，用于绊倒骑兵，现在则被用来撕碎轮胎。第二天，俄罗斯社交媒体账户对后勤车辆的高减员率表示遗憾，称炮兵和自杀式的 FPV 瞄准了无法动弹的轮式车辆和纵队。无人机-三角钉（Caltrops）组合是 2019 年在中国举办的一次博览会上首次提出的。
热压无人机：温压武器对密闭空间内的人员杀伤力极大，乌克兰在无人机上安装了温压武器，用于摧毁被遗弃的车辆，最近还用于杀伤建筑物和防御工事内的部队--通常是先用雷管弹药在屋顶上炸开几个洞。爆炸导致建筑物倒塌或从内向外瓦解。
无人机布雷：重型垂直升降无人机和 UGV 越来越多地承担起扫雷任务，既在无人区的前进道路上扫雷，也深入敌后 9 英里，拦截用于补给和增援的道路。
反坦克制导导弹（ATGMs）：反坦克导弹的设计目的是飞得更远并杀伤坦克。不过，发射人员无法在飞行途中控制线引武器，这就失去了它的作用，但这种方法似乎可以通过使用不同制导方式的导弹来实现，从而使反坦克导弹能够从意想不到的角度发动攻击。乌克兰可能已经在 “巴巴亚加 ”无人机上安装了反坦克导弹。
无人机航母：FPV自杀式无人机不可避免地存在航程限制--可以通过在重型无人机上搭载小型无人机系统来扩大攻击范围，从而克服这一缺陷。

SAKER "侦察兵"四旋翼自主攻击无人机系统

"侦察兵"是乌克兰已知最早的自主攻击无人机系统之一，结合了可重复使用的目标捕获无人机，通过集成的自杀式FPV指挥攻击。据称，它的图像匹配算法可以识别 64 种不同类型的军事装备，即使是伪装的，并将人工智能对 ID 和目标坐标的置信度传回操作员。
这就缩短了从视觉情报中挑选目标的时间，加快了杀伤链。然后，操作员可以发射 FPV 无人机，由 “侦察兵 ”指挥瞄准目标。不过，Sakers 也已经在 2023 年秋季执行了数量有限的完全自主攻击任务。
用户界面截图显示，“侦察兵 ”的视觉系统往往会在可疑ID（被认为是坦克的房屋）上闪烁，但随后会迅速丢弃误报。侦察兵 "的最大射程为 7.5 英里，有效载荷可达 6.6 磅，其中可包括一个红外摄像机。它可以利用惯性导航和陆标目视导航，在全球导航卫星系统拒绝的情况下进行作战。

无人机空对空作战时代来临

直升机无人机在乌克兰上空的首次空对空较量可追溯到 2022 年，首选技术是从上方撞击对手的旋翼。无人机通常缺乏探测从其后方和上方接近的威胁的能力。
冬天，包括 Fortem 的 “无人机猎手”、“安杜里尔铁砧 ”和 “MARSS 拦截器 ”在内的西方尖端无人机拦截系统在乌克兰进行了积极的实战测试。它们成功击落了 Shahed 和 Oral 无人机，但其活动仍处于保密状态，没有公开发布任何录像。
2024 年 4 月，乌克兰的 “勇敢者 1 号 ”无人机孵化器征集能够以 66-93 英里/小时的速度在 5000 英尺高空拦截目标的本土拦截无人机。
随着速度的加快，情况发生了惊人的变化：很快，双方，尤其是乌克兰，发布了越来越多的无人机空对空蓄意杀伤的视频。敏捷的 FPV 确实可以优化用于撞击和摧毁更大、更有价值的中型固定翼和重型垂直升降无人机。最后，在此前几次尝试失败后，FPV自杀式无人机于7月31日击落了一架俄罗斯米-8直升机，随后又于8月撞上一架米-28攻击直升机。
“双方都在努力发展有机无人机拦截能力，"本迪特告诉《国际先驱导报》。“这是一种新兴能力，但俄罗斯人说，乌克兰人已经有了一套跟踪和瞄准俄罗斯ISR无人机的系统，这表明乌克兰人在这个问题上采取了系统性和全战线的方法。”
乌克兰的 “狂蜂 ”组织发布的影片显示，他们使用价值 725 美元的定制拦截器击落了 115 架俄罗斯固定翼无人机，这种拦截器装有特殊电池，可观察到至少 15 分钟的续航时间，还装有摄像头和指令引爆弹头。受害者包括 “柳叶刀”自杀式无人机，以及 Orlan、Supercam 和 Zala ISR 无人机--所有这些无人机的价格都要昂贵许多倍。要杀死 115 架能煽动破坏性间接火力的无人机，意味着要花费 83375 美元，这与一枚地对空导弹的价格相差甚远。
据报道，空对空无人机作战技术也被纳入了俄罗斯的一些训练课程。俄罗斯的无人机拦截机特别关注乌克兰的 “巴巴亚加 ”重型轰炸机，其中一些明显安装了加长的钢丝辐条，可以从背后将敌方无人机串起来。

无人机优势？

拦截无人机并不是要扫除天空中的所有威胁，而是要在漫长的消耗战中发挥自己的作用。也许未来武装部队可以寻求发展一支规模足够大、分布广泛且组织严密的无人机拦截机队，并与地面防御系统集成，从而在战场上取得决定性的无人机优势。
然而，由于中小型无人机成本低、消耗小、可观察性差，这可能无法实现。更容易实现的可能是在某一特定区域的短期无人机优势，就像乌克兰入侵库尔斯克的头几天所做的那样，以促进实现有时间限制的作战目标。

本文来源：专知智能防务


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