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“微创手术式”城市无人化精确作战概念研究

2020-10-12崔麦会张新征

无人机 2020年4期
关键词:敌方无人目标

崔麦会 张新征

1、中国航天科技集团有限公司第十一研究院,

2、中国电子信息产业发展研究院

本文通过分析城市作战的主要任务、面临的环境及行动特点,基于有限战争理论,讨论了城市无人化作战的优势,研究并提出“微创手术式”城市无人化精确作战的概念设想,阐述了基本内涵、制胜策略与行动样式,并辨识实现该作战概念应具备的关键技术。

到2050年,世界城市人口将接近全世界人口70%,兼之民族、种族、文化、宗教信仰、资源分配、贫富差距等因素引发的矛盾在城市内发酵,城市作战在未来或将成为常态。同时,城市作战也将面临诸多困难和挑战,如复杂的地理环境使作战行动异常艰难,复杂的人文环境使战场态势扑朔迷离,复杂的信息环境使态势控制难度加大,复杂的科技环境使士兵安全面临严峻挑战。要想打赢城市作战,就必须深入研究城市作战的特点和规律,以及适应城市作战的作战概念。

城市作战概况城市作战的主要任务

城市在社会系统中的核心地位决定了城市作战在未来地面作战中将具有决定性作用,围绕城市的争夺已成为现代战争的主战场,城市作战也将成为现代信息化战争的基本样式。分析外军的城市作战实践,其主要任务有以下几个方面。

(1)先期火力突击作战。

先期火力突击作战是在地面部队发起攻击之前或同时。有选择地对重要目标实施持续火力和信息打击,瘫痪敌防御体系,削弱敌抵抗能力和意志,为地面进攻创造条件,分为精选打击目标和实施联合火力突击两个阶段。精选打击目标即使用侦察监视网,迅速对城市守敌实施全方位侦察,掌握对方信息和动向,判明目标性质、价值和打击效益,在此基础上精选打击目标;联合火力突击则是综合运用各种兵力、火力和各级信息干扰力量,对重要目标实施硬摧毁和软打击。

(2)特种作战。

城市特种作战重在有针对性地处置可能出现的各种情况,查明并摧毁敌方关节点,占领其他部队难以接近的关键地形或设施,保护或捕获敌方重要人物,或在敌占区实施非常规战,达成运用大规模常规部队所不能达成的效果。

(3)城市外围进攻作战。

城市外围进攻作战是综合运用多种封锁手段,孤立敌方所占领的城区,控制城区守敌与外界的主要通道,从物质上和心理上对敌方产生震慑而打乱敌方心理平衡和抵抗意志,集中优势兵力夺取敌方外围防御要点和重要目标,同时对向外网增援之敌逐个歼灭。

(4)市区作战。

市区作战重点是综合运用各种进攻力量割裂市区城防体系和夺占城防要害目标。割裂市区城防体系通常以夺占市区核心防区为重点,实施多路而有重点的连续攻击,割裂敌方部署;夺占城防要害目标对瓦解敌方城防体系具有重要意义,重点针对敌方指挥机构、重要阵地等要害目标,以及广播电视系统、供应储备设施等非军事重要目标。

(5)占领城区后的搜剿行动。

占领城区后的搜剿行动是在割裂敌方市区各防区和控制敌方要害目标后,各突击部(分)队乘势对深藏难寻之敌,采取多种方法,分区划片,逐街逐巷、逐楼逐房实施搜剿,坚决消灭顽抗之残敌,制止敌方袭扰。

面临的环境及行动特点

单从物理空间角度看,城市作战空间可以划分为城市空域、地表上、地表内、地表与地表下等五部分。其中,城市空域提供了从空中进入城市的快速通道;地表上指建筑的顶部、屋顶或顶点,这些区域能够提供掩护和遮蔽,限制或增强观察和射界,并对机动造成有利或不利影响;地表内指建筑结构框架内的楼层,包括从地表层或地面直至楼房的顶层,但不包括建筑的永久性屋顶或顶点,能够极大影响侦察、监视系统效能的发挥,但同时能提供隐蔽的场所;地表指城市街道和开阔地域,为地面机动提供快速通道;地表下包括地铁、下水道、公共设施系统和地下室等,可作为徒步部队的运动通道。

从国外历次城市作战实践来看,通信不畅、指挥控制困难、目标侦察困难、近距离交战和火力支援手段的效能降低等特征明显,与开阔地形的常规作战相比,具有以下特点。

(1)作战环境苛刻。

一是作战条件在高强度环境和精确环境之间频繁转换,要求部队及时合理选择战法和武器运用方式;二是城市人口稠密且成分复杂,各类非战斗人员即平民将影响交战双方的行动,指挥官对附带损伤的顾虑大;三是交战空间复杂,涵盖了地表、地下及建筑物内外,地面机动空间有限,建筑、废墟、平民都限制了武器阵位和射界的选择。

(2)作战实施分散。

一是城市作战以一系列孤立的小分队规模的战斗为主要特征,战场地形分隔、障碍物多、兵力密度大,附带损伤的可能性提高;二是需要依赖多兵种联合作战,要恰当运用直瞄和问瞄火力,袭击建筑、清除敌人、控制城区、确保立足点的安全;三是狙击手的作用突出,能以精确火力消灭敌有生力量,并提供沿运动路径的观察手段,有效支援步兵等分队行动。

(3)作战保障困难。

一是分散实施的城市作战对通信保障要求高,而密级输电线路和建筑物會降低无线通信效果,高楼、围墙等建筑物影响通视侦察和瞄准,嘈杂的环境妨碍语音通话;二是鉴于城市作战环境的复杂性,对人力情报依赖大;三是交战空间有限、持续性强、通视距离小、目标暴露时间短,不仅对武器装备要求高,而且弹药消耗量大。

有限战争理论与城市无人化作战优势

有限战争理论最初出现在第二次世界大战后的20世纪50、60年代;到了70年代,美国在越南战争经验教训的基础上,进一步研究发展了有限战争理论,对有限战争的定义、限制战争的方法等问题进行了系统阐释;80年代后,美国又以研究低强度战争为重点,深入研究并丰富有限战争理论,使其成为美国灵活反应战略的重要组成部分。

有限战争理论在内容上主要包括目标、手段、时间、范围限制等内容。目标限制是有限战争最本质的要求,即不把彻底击败对手或让对手无条件投降作为战争目的,防止有限战争升级为全面战争;手段限制实际上是对部队作战能力提出了更高要求,比如指挥控制更加灵活、武器装备更加先进、打击目标更加准确,使得激烈程度足以瘫痪对手的抵抗意志,付出代价更小;时间限制和范围限制主要强调把战争控制在一定的时间、空间或区域和对象范围内,快速达成战争目的。

由于城市作战面临的问题十分复杂,既要考虑威胁目标的位置和意图,还要考虑具有战略价值的关键基础设施,以及城市的地理位置和该地区的政治、经济或文化意义,因此有限战争理论非常适合于城市作战,其中一个主要问题就是如何减小附带损害,不仅包括对建筑物和基础设施的损坏,还包括人员生命安全的威胁。随着无人机、无人车、无人艇、无人潜航器等无人系统技术的发展,无人平台互操作水平、战场认知能力和自主决策能力的提升,其应用手段、应用范围、应用空间不断扩展,力量构成更趋多元化,从过去的战斗支援地位向作战主导地位提升,基于无人系统的城市无人化作战具有战场适应性强、任务载荷多样化、作战效费比高等显著优势。

首先是无人系统战场适应性强,便于全维全时部署组网。无人系统可以相对容易地从城市空域、地表上、地表内、地表与地表下等多维物理空间进入战场,且随着续航能力的不断提升及多无人系统组合使用方式,实现时间维度持续覆盖,同时根据作战任务需要进行灵活配置、动态编组,部署方式灵活多变。

其次是无人系统任务载荷功能多样,便于聚焦任务精准攻击。随着任务载荷的小型化、模块化、多功能化和低功耗化,无人系统的任务适应能力和精准作战能力都将大幅提升,可以多平台组网机动侦察监视、高精度目标定位,以及信火一体、网电一体复合攻击,针对不同目标特性进行精确打击,减小附带损害。

最后是无人系统作战效费比高,便于灵活自主实施作战。“系统有人、平台无人”的作战模式从根本上降低人员伤亡率,适合在城市空间抵近前沿作战。同时,由于卸下生命保障设备的负担,使用和维护成本大幅降低,可以实施规模化协同或集群作战,有效发挥数量、协同、情报、速度等优势。

“微创手术式”城市无人化精确作战概念

基本内涵与制胜策略

“微创手术式”城市无人化精确作战是指基于有限战争理论,在城市作战中针对敌军政领导中心、指挥控制中心、水电燃气、石油化工关键装置等高价值作战目标,通过无人作战体系实施快速、精确“微创”打击,实现全面信息感知、精确指挥通联、快速灵活到达、灵巧智能打击,清剿藏身于大型建筑、平民密集区中零散分布的敌作战力量,为进一步地面行动提供安全环境,同时达到控制战局规模、减小附带损害、震慑敌方心理的作战目的。

制胜策略主要体现在信息优势、通联优势、机动优势、打击优势等方面,缩短OODA环时间。

全方位立体感知的信息优势主要体现在,空中、地面、水面、水下各类无人系统搭载多样化任务载荷进行全方位立体侦察监视,克服城市各种建筑物的视线死角,对敌方动向快速感知、精准探测、高效识别,实现对城市作战空间的战场局域及全域态势掌控。

动态组网通信的通联优势主要体现在,无人系统搭载通信任务载荷,发挥通信枢纽作用,灵活机动地建立战场通信网,有效克服城市地理环境的限制,根据作战进程机动部署,保持连续、稳健通信。

快速灵活到达的机动优势主要体现在,各类无人系统形态多样,功能向单类任务细分领域、多类任务综合一体两个维度扩展,通过行动的快速性、保障的便捷性、使用的灵活性、响应的精准性、以及交互协同的高效性,实现作战目标的广域覆盖与快速灵活机动作战。

效果可控的“微创”打击优势主要体现在,区分不同情况对关键目标在关键作战时节进行“精确+灵巧”打击,对于固定军事目标,坦克、装甲车等机动坚固目标,利用中空长航时察打一体无人机空地制导导弹实施精确打击;直接暴露在空旷场地的目标,通过小型巡飞弹攻击;而对于躲藏在建筑中、地面车辆内或掩体后的敌人,可用地面机器人进行打击。同时对敌方信息网络进行网电复合攻击。

体系组成与行动样式

通过配置中空长航时无人机、小型长航时无人机、小型垂直起降无人机、微小型无人机集群、小型巡飞弹,以及地面作战机器人、小型无人水面艇等不同类型的无人系统,集成态势感知与指挥通联为一体的精确信息系统,以及效果可控的精确、灵巧智能弹药、网电复合攻击系统,构建具有抗毁性、低成本、功能分布化等优势的分布式异构无人作战体系,实现城市空域、地表上、地表内、地表与地表下全域覆盖,基于“系统有人、平台无人”的作战模式,满足城市特殊作战环境需求,最大限度提升城市作战效能。

地面固定目标精确打击模式是无人作战体系最基本的应用模式,先由中空长航时无人机、小型长航时无人机从中高空对目标区域进行不问断侦察,确定重点打击目标位置,以中空长航时无人机携带空地导弹实施精确打击为主。必要时对确定位置的隐蔽目标可以用小型巡飞弹进行绕射打击,对于城市河流沿线的隐蔽目标可以用小型无人艇携带小型制导武器实施精确打击。

时敏目标灵巧攻击模式重点针对坦克、装甲车等机动坚固目标,利用中空长航时无人机察打能力实施精确打击,缩短OODA环时间;对于军民混杂的可疑目标则需通过小型垂直起降无人机、微小型无人机开展抵近侦察,重点采用小型巡飞弹进行打击,不同于固定目标攻击在发射后不管的作战方式,通过数据链实现人在回路控制,实时将目标图像信息发送给地面控制平台进行处理,并控制巡飞弹开始或中止作战任务;对于建筑物内或掩体后的人员,则可基于地面机器人隐蔽渗透后打击。

在网络化协同打击模式下,各类无人系统平台之间进行信息交联和相互定位,面向作战任务进行智能自组网,按照一定的策略进行协同侦察监视、目标分类和自动跟踪、联合打击多个目标、打击后即时毁伤评估,形成区域封锁控制、网络化协同打击能力。同时,无人系统根据任务需要,在恰当时间发起欺骗、扰乱、瘫痪等网络攻击。

关键技术需求

(1)城市无人化作战体系结构设计技术。

参与城市作战的无人系统平台及任务载荷种类众多,需要面向构建发现、定位、识别、跟踪、引导、打击一体化作战任务链OODA环,采用网络化体系结构的描述方法,研究无人作战体系架构与接口、技术标准、共性服务与功能、信息组织等,设计开发作战视图、能力视图、系统视图、服务视图、数据和信息视图,最大限度缩短OODA环周期,实现目标有效精确打击,提高体系作战能力。

(2)异构无人系统多传感器交叉引导及动态任务规划技术。

多传感器交叉引导主要是在不同无人系统平台之间建立侦察目标或侦察区域自主引导协同探测能力;动态任务规划是指在一个无人系统平台接收到目标引导后,能够自动完成基于战场环境、任务要求、机动性能等约束条件下的动态任务规划,生成规划航路及任务载荷操作,最快获取目标信息,实现侦察效率优化,从而确保异构无人系统平台协同快速捕獲目标,及时持续跟踪运动目标,实现对高价值时敏目标的高精度定位和属性识别,提高目标打击的时效性。

(3)效果可控的精确制导弹药技术。

城市作战中,当地居民、政府机关、非政府组织和国际媒体等各类非战斗人员将影响交战双方的行动,毁伤范围可控的战斗部,特别是低附带损伤的弹药,对于满足城市特殊作战环境需求,提高精确打击能力十分重要,既要能够摧毁目标,又要控制对有生力量的杀伤半径。某种程度上,毁伤能力可控也能够提高作战灵活性,面对不同目标选用不同毁伤模式,做到一弹多用,从而增强作战灵活性。

(4)城市复杂电磁环境无人系统抗干扰技术。

城市作战属于强对抗环境条件的信息化作战,面临的电磁环境十分复杂,无人系统的定位、通信系统容易受到多种形式的威胁,容易遭受各类电子干扰,导致定位或通信失效。因此,城市无人化作战对无人系统数据传输的容量、带宽、作用距离、数据传输的稳健性、抗干扰性和安全性均提出了更高要求,需要研究干扰信号特征识别、空时频综合抗干扰、信息安全综合防护等技术,整体提升无人系统体系作战抗干扰能力。

本文提出“微创手术式”城市无人化精确作战概念,设想以态势感知与指挥通联为一体的精确信息系统、快速精确机动的智能化无人作战平台、效果可控的精确灵巧智能弹药等构建城市无人作战体系,阐述其基本内涵、制胜策略与行动样式,辨识支撑该作战概念实现的相关关键技术,对于丰富城市作战的作战模式、制胜机理研究具有较好的牵引作用,后续进一步开展作战仿真推演工作,加快提高设计未来城市作战的能力。

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