楠木軒

從遙遙領先到漸漸落後,中美地面和水上無人武器系統研發對比

由 万俟傲白 發佈於 綜合

    

    前言

    無人武器按照其操控方式都分為三大類:人工、半自動和全自動。其中的人工方式與我們一般熟知的無線電遙控並無太大差異,只是技術的進步,已經使得控制的距離離得以超越直線達到視距外,而半自動與全自動則利用等級不同的軟件與導航設施,使無人武器能自主航/,飛行及避開障礙,而這也是無人武器系統發展精髓之處。無人機是最首先被應用於軍事用途,並且獲得極大的成果,隨着計算機科技和人工智能進步,無人機從最初的全人工遙控的偵察機類型,演變至今成為具自動導航功能的全能攻擊型,

    但地面的無人系統因為地面環境的複雜性遠遠高於空中和海面,限於在人工智能方面的開發難以在突破性發展的情況下,其進展落後於無人機領域,但是這些難題已經逐漸被快速發展的IT技術所克服,各國軍隊都預測2020-2030年,各國軍隊將會有大量無人武器參與衝突作戰,無人武器有強大的戰場適應能力,既能獨立作戰,又能協同作戰,可以單個使用,又可以集羣使用,而且在各種天候、各種方位和各種環境下都能使用,使進攻方因作戰手段更加靈活,使防禦方增大作戰方法,使而隨着未來各式各樣無人裝備種類和數量的激增,戰爭會呈現非接觸、零傷亡的特點,對傳統的作戰理念和形態產生強烈衝擊。毫無疑問,當代軍事力量正在發生革命性鉅變的前夜。

    一:美國陸軍無奈選擇後勤無人系統,

    美國陸軍一向對非接觸、零傷亡的武器抱有高度興趣,一直將地面無人武器列為重要的發展項目,美國也試驗過各種各樣的地面無人武器,後來美國軍事預算遭到大幅度削減,使未來戰鬥系統計劃形同停擺,加上地面無人武器系統研製中發生掉轉槍口對人的故障,所以許多的無人地面武器發展計劃被中止進行,到現在為止美軍還沒有正式列裝一種帶武器的地面無人系統,不過由於美軍士兵身上所攜帶的夜視鏡、個人通訊器和定位系統等裝備越來越多,士兵身上電子設備的增加帶來了另一種意外的困擾,也就是電力供給的問題。每種電子設備都必須使用電池,不論電池容量多大,終有耗盡之時,

    

    

    因此就面臨更換或充電的問題,美軍士兵作戰時每天平均需消耗140顆電池,而一趟24小時作戰任務所使用電池的重量高達155磅。美軍急需一個移動充電站的解決方案,洛克希德公司乘機用之前累積的研究經驗與技術開發出“班級任務支援系統”,使用技術相當成熟的六輪全地形車,擁有浮水遊渡能力,車體長11英尺,重2000磅,可以由黑鷹直升機吊掛或裝載於CH-47、CH-53貨艙內進行運送,載重量為1000磅,最快行駛速度為每小時25英里,續航力為125英里。因為沒有武器,所以不必投入很大的經費研發。

    

    

    這種地面無人系統的發展概念是以支援9至13人作戰班為目的,負責的工作包括協助載承士兵的裝備以及提供士兵裝備所需充電電源,配備足量的充電器之後,可以在10小時內充滿146顆電池,必要時還可充任傷員後送工作,“班級任務支援系統”最核心的功能是自動化駕駛,在自動化駕駛之後不需再另派人員負責操控,士兵也不必再分心注意車輛狀況而可專注戰鬥,“班級任務支援系統”有三種行駛控制模式:監督自動化、連線遠端控制和全手動駕駛。其中的監督自動化的技術層次最高,感應器套件鎖定某位士兵的3D數字化輪廓,然後跟隨配合該士兵行進並且能沿着路徑避開障礙,

    

    此種能力需要極精準先進的光學感應設施和判別軟件才得達成,另外如果被鎖定的士兵因故離開(包括傷亡)也可隨時轉換鎖定另一位士兵,而不會因此就停頓中止或錯亂,最後即使所有士兵傷亡後可自行後撤或駛返營區,因為導航設施本就含括有.GPS定位系統,不僅在出發後就開始記錄沿途所路徑,還可儲存當成返航時參考,該系統在2011年7月部署至阿富汗進行戰場評估,這也是擁有高度人工智能的無人地面系統首度被投入前線戰區,美軍需求在4000輛以上,

    二:中國陸軍選擇戰鬥無人系統,

    

    

    中國在地面無人系統領域比美國稍晚一些,但速度並不慢,早在2009年國防科技大學已經研製岀負重100千克的四履帶偵察排爆地面無人系統,2014年7月27日成立了中國兵器地面無人平台研發中心,此後研製地面無人系統的速度不斷加快,各種小型軍警用無人地面平台不斷出現,陸軍每年舉行一次無人平台挑戰賽,吸引一大批極富創意的產品參加,為之後地面無人系統奠定基礎,2018年珠海航展上,中國兵器工業集團展出了7種無人作戰車輛,從配備12.7毫米機槍和反坦克火箭筒的履帶式純電力驅動地面無人系統到裝備30毫米自動炮的履帶偵察作戰地面無人系統,

    

    中國北方工業公司研製的鋭爪1型小型履帶式無人戰車和“鋭爪”2型無人戰車本來是外貿品,出色的性能打動了軍方,現已經列裝解放軍東部戰區,鋭爪1型和美軍發生掉轉槍口對人故障的魔爪無人戰車很相像,只有120千克重,可以安裝輕機槍或自動榴彈發射器,攜帶集成式偵察設備,配發班/排級步兵分隊,執行近距離偵察與殲滅建築物、坑道內的敵人,該車操作範圍為1千米,具備三通道傳輸不同的信號,有效抵抗電子干擾。

    不過“鋭爪”1型無人戰車較小,只能近距離移動,於是配套了“鋭爪”2型無人平台,“鋭爪”2型後部是一個儲物艙,可以放置步兵班組裝備和物資,也可搭載“鋭爪”1型無人戰車,“鋭爪”1型無人戰車可通過傾斜的滑道進出儲物艙,鋭爪”2型無人平台重約一千公斤,採用6x6獨立彈簧懸掛輪式全地形車技術設計,菠蘿型紋路輪胎寬度很大,可在山地、叢林、岸灘、沙漠、草原、雪地等特殊複雜地形行駛,安裝有白光、紅外和激光探測系統,具備遠程遙控及自主通行能力,拍攝到的信號可以回傳到控制站,可切換語音指揮、手勢指揮、人員伴隨等多種操控模式,和美軍“班級任務支援系統”幾乎一模一樣,

    

    整車系統採用模塊化設計,可根據需要進行更換任務,可以負責戰場偵察、巡邏和突擊,也可運輸彈藥,還可進行自主戰場救護,自主邊境巡邏等,幾乎和美國的“班級任務支援系統”一模一樣,不同的價格極為低廉,就像美軍一套包括裝備、後勤、訓練等套裝的“捕食者”先進無人機,每架平均成本超過3000萬美元,而功能同樣的中國翼龍無人機僅售一百萬美元一樣,“鋭爪”地面無人系統只要幾千美元就有一輛了。而“班級任務支援系統”在洛馬公司粗略估計量產單價為每輛20萬美元。

    三:美國海軍無人船

    

    

    若以技術風險和成熟度來評估,水面將會優先於地面,成為無人武器下一個發展迅速的競技場,美國早於1985年就已在海軍研究辦公室主持下發展有「貓頭鷹二型」小型無人船,並且曾參與1998年5月的「98河川共同作業演習」而在2000年10月12日科爾號驅逐艦在也門遭受攻擊之後,則促使美國海軍更加積極重視無人船的發展與運用。2003年,「斯巴達斥候」無人船被派遣至在波斯灣巡弋的蓋茨堡號巡洋艦上進行測試,

    

    

    「斯巴達斥候」計劃始於2001年,屬於一項由國防部主持,海軍水下作戰中心督導的「先進概念技術展示」計劃。載具有7公尺和11公尺長的兩種硬件充氣小艇,載重量分別是3000磅和5000磅,基本武裝為一挺遙控的12.7毫米機槍機槍,另可搭配各種光電、紅外線偵監傳感器與搜索雷達等,不過現今在市場發展位居最領先地位的是拉斐爾公司,該公司的保護者無人船一直可説是技術最成熟的產品,第一個客户自然是以色列軍方,運用在許多沿岸、港口的巡邏和反恐等任務。另一個使用者是新加坡海軍,新加坡海軍決心號兩棲登陸艦上就配置有「保護者」無人船,以協助保護在該海域的鑽油平台,

    

    美國海軍在2007年公佈無人系統發展路線圖,其中不僅明文定義無人船在美國海軍內所肩負的任務包含:水雷反制、反潛、海事維安、水面作戰、特戰支援、電子戰與支援海上封鎖等七類。此外也規劃後續美國海軍所需要的無人水面載具種類和等級,計有「X」級,「港口」級、「史諾克/'浮潛」級和「艦隊」級等4種。其中「X」級是種3公尺的有限功能小型無人水面船,可由常見的11公尺硬件充氣小艇施放,「港口」級則是由標準7公尺硬件充氣小艇改裝而成,並可視狀況加裝武器;而「史諾克/浮潛」級則是一種長7公尺的半潛式載具,主要負責水雷反制、反潛及支援某些特戰任務,

    

    至於體型最大的是「艦隊」級,是長11公尺的硬件充氣小艇,也是將配屬於濱海戰.鬥艦上的標準裝備,拉斐爾公司曾在2006年與BAESystems、洛克希德馬汀合作組成團隊,向美國海軍推銷“保護者”,希望能獲得美國海軍青睞,成為濱海戰鬥艦的標準配備。但通用動力公司機器人部門已於2008年5月交付兩艘其設計的「艦隊」級無人水面船,另一家AAI公司也在2009年中提出自己的設計,並以其設計的無人水面船參加美國海軍的2011三叉戟戰士實驗操演,然而在運用部署的進度受到兩項因素的影響至今還沒有列裝部隊,主要問題是無人水面船在美國海軍被認為是「任務模塊」,也就是其功能是以船艦為核心的延伸,另外美國海軍要求必須具備有人的功能選項,限制了配置及設計,

    四:中國海軍無人船

    

    

    中國在研製無人水面船上沒這麼多限制,中船重工研製了一款前所未有的JARI-USV無人導彈艇,可使用船塢登陸艦及其它艦船攜帶到遠海,通過遙控或自主執行對海、對空以及反潛等多種作戰任務。攜帶8枚導彈以及2枚魚雷,最大續航力500海里,力遠比以色列的無人艇強大的多,民營的雲洲智能公司也展示了“嘹望者II”無人導彈艇艇,比JARI-USV無人導彈艇小一半,排水量3.7噸,艇內安裝1座4聯裝導彈發射裝置,射程5千米,可承擔海上巡邏警戒,打擊敵中小型艦船,也可對近岸目標實施精確打擊,由於體積小,比有人操控的導彈快艇具有更強的隱身性,中國海軍原先200噸級的022型隱身導彈快艇雷達截面僅相當於一艘獨木舟,曾在實戰對抗演習期間,在“敵”方几十部各種雷達的嚴密搜索下來去自如,即使暴露了也讓“敵"方的大批來襲導彈難以鎖定紛紛撲空,

    

    

    022型導彈艇已經有如此隱身性優勢,僅有其幾十分之一的無人導彈艇隱身性無疑會有數十倍的提高,而且成本要低廉的多。無人水面艇集羣作戰是無人導彈艇追求和推進的方向,2014年8月,美國海軍曾進行了一次無人水面艇“蜂羣”作戰演示,該項試驗共有5艘自主控制無人艇和8艘人工遙控無人艇參加,對“敵艦”展開了圍攻,成功完成作戰任務,試驗結束美國海軍就大聲宣佈獲得了重要技術性突破,而中國雲洲智能公司則在南海萬山羣島附近進行的試驗演示一次動用了多達56艘自主控制無人快艇,在精確控制下編隊,比美軍的重要技術性突破先進了十倍。

    三:結語

    

    

    毫無疑問,中國在無人系統所需的強大機器人技術已經領先於美國,計算機操作環境和無人駕駛車輛控制所需的車輛管理系統硬件和軟件已經成熟,而美國在慢慢落後,現在的中美機器人技術較量和70年前英美航空技術較量非常相似,英國發明瞭噴氣發動機,噴氣戰鬥機,噴氣客機,50年代的英國戰鬥機裝備了世界幾十個國家,但美國後來居上,因為英國沒錢了,航空技術慢慢的沒落,

    美國現在也一樣,故障重重的F-35戰鬥機,拖期幾年也沒服役的福特號航母,己報廢的朱姆驅逐艦,,,,雖然美國每年有7000億軍費,實際使用效率很低,別人的地面無人系統只要幾千美元就有一輛了,而美軍每輛20萬美元,別人一艘055萬噸驅逐艦隻要八億美元,美軍要40億,別人一架隱形戰鬥機只要幾千萬美元,美國要兩億,別人一個軍人工資只要一千美元,美軍要四萬美元,這樣算起,美國有7000億軍費還不如別人2000億軍費耐用,如果美國想軍事科技領先,那軍費至少增加到2萬億美元,否則我們會看到美國軍事科技像英國一樣慢慢的沒落,也難怪美國戰略技術辦公室主任蒂姆·加里森説:“要為敵人技術領先美國的時代做準備了”。