美军城市作战中的新型武器装备浅析

  城市作战将是21世纪主要的作战形式，相对于传统的空战场、海战场、陆战场，城市作战的场景更加复杂多变，对于武器装备的限制也更加严格。城市作战具有战场环境异常复杂、战斗队形易被分割、通信指挥协同困难、装备优势发挥受限、遮挡物降低射击效果、空间狭小限制机动等特点，为了更好的适应城市作战，美国、俄罗斯等国家都开始针对性地发展武器装备和技术。

  美国在近几次的局部战争中都进行过城市作战，其战术战法、装备技术经过实战检验，具有一定的借鉴意义。随着无人技术、网络技术的快速发展，战争规模日益小型化，作战力量更加单元化，同时也大大提升了城市作战的技术含量。近年来，美军一直在加强无人作战系统在城市作战中作用的研究。目前，美国空军、陆军、海军和海军陆战队都大批采购无人机作战系统，同时开展地面无人联合作战研究。此外，精确制导弹药、智能可穿戴装备等也成为美军装备的发展方向。

  在城市作战中，无人作战系统主要依赖于无人机、无人战车以及小型机器人。其中无人机可为分队级地面部队提供监视能力，将地面部队的视野由二维扩展为三维，并提供潜在的新型战术机动能力。例如在城市环境中如果要对相邻街道的敌军采取侧面袭击，地面部队可发射无人机，从上方对敌军进行干扰。无人车和小型机器人则可以进入危险区域，执行侦察、探测、拆除爆炸物等任务。作为预先研究单位，DARPA在近几年大力研究无人系统在城市作战中的运用，其项目多以无人机为主，典型的有快速轻量自主（FLA）项目、“班组X实验”项目、进攻蜂群战术（OFFSET）项目、城市自主侦察（URSA）项目等。

  快速轻量自主（FLA）项目是DARPA在2015年启动的，致力于发展全新算法，使小型无人机仅凭所搭载的高分辨摄像机、激光雷达、声呐或惯性测量单元，便可在房间等设障环境中自主导航飞行、搜集态势感知数据。FLA项目可以在卫星信号丢失时仍能自主导航，在城市作战中可以更为有效的侦察。该项目将小型空中和地面系统转变为能够自主执行对人类有危险任务的编队成员——例如在充满敌军的城市环境中执行任务先前侦察，或者在地震后搜索受损结构以寻找幸存者。

  “快速轻量自主”（FLA）项目研究了非传统感知和自主方法，为不确定环境中高速无人机进行导航，开发的算法可以使小型无人机借助自身携带的各种传感器，在杂乱无章的建筑物内和障碍遍布的环境下实现自主完成任务。该项目已开发先进的自主算法使得无人机具有绘制三维地图与记忆环境的功能，这使得它可以在没有任何通信等外界支撑的情况下执行和完成任务，并且自己能回到出发点以供人员下载侦查信息。同时手持设备ATAK可通过Wi-Fi与无人机载荷进行数据同步。这些自主能力减少了被无线电检测的几率，很大程度上提升了它的生存能力和安全性。

  “班组X实验”项目（Squad X Experimentation）由DARPA于2016年3月启动，旨在为美军下车作战单元提供自主系统，通过开发的新型传感工具，进而提高班组的态势感知和杀伤力，能够在更远的距离以更快的节奏和敌人展开交战。该项目旨在为以下三方面的突破性技术和能力奠定基础：①提升多域作战环境（物理、电磁和网络）中的共享态势感知能力。②通过优化利用身体、认知和装备资源来增加班组机动的时间并扩大其机动空间。③通过在以上三个域实现火力和机动同步来塑造战场空间并主导战场。

  DARPA在2018年首次测试了Squad X项目，美国海军陆战队使用无人机和机器人来配合班组行动，并发现该领域的潜在威胁。Squad X项目有两个系统：BITS电子攻击模块（BEAM）小型步兵单元系统和无辅助定位（ASSAULTS）系统。BEAM系统允许人员检测、定位和攻击射频及网络域中的特定威胁。ASSAULTS系统使用无人机和机器人来定位目标并反馈探测信息。人工智能系统处理来自传感器的信息，并向参与者呈现相关数据。

  进攻蜂群战术（OFFSET）项目是DARPA在2016年12月主导的，其目标是重点突破集成到OFFSET蜂群系统架构中的蜂群技术，包括蜂群战术、蜂群自主、人和蜂群组队、虚拟环境以及物理测试平台。在该项目中的具体任务是占领一个街区或一个建筑群，为此在战术层面需要在街道上保持机动、保持侧面安全、抑制敌人开火、突击和清除建筑物、用诱饵误导敌人等方面。该项目共分为三个阶段，最终的目标是使用250个或更多的无人系统在8个城市街区自主执行6小时的任务。在2018年11月，OFFSET项目发布了第三阶段的招标书，正式宣布该项目进入了第三阶段。

  在2019年6月和8月，DARPA开展了“蜂群冲刺”活动，重点是验证指挥、控制和大量飞行器与人员之间的协作。本次活动聚集了包括两大集成商和密歇根理工学院、北卡罗来纳大学夏洛特分校、康奈尔大学（Cornell University）等。此后DARPA与下一批“蜂群冲刺”参与者Case Western Reserve University、Charles River Analytics,Inc.和西北大学（Northwestern University）签定合同，以开发出新型的人与团队组合方法。

  城市自主侦察（URSA）项目是DARPA于2018年5月主导的，其目标是开发新技术，使得美国地面部队能够运作和监督自主系统以探测敌军势力，让美军在与敌军交战前建立对其的正确认知。URSA项目旨在通过结合人类行为、自主算法、集成传感器、多种传感器模式和可感知人体反应的新知识来克服城市环境固有的复杂性，以区分敌对个体和非战斗人员之间的细微差异。

  在URSA项目的招标公告（BAA）中描述假想作战场景为：一个安装在美军海外基地附近的摄像头监测到一名可疑人员向该基地移动，URSA将派出一架无人机前往核实，并对此人播放警告音频。可疑人员发现无人机后跑入临近的一个建筑物躲避，而后从其他出口离开，URSA派出第二架无人机进行跟踪，第二架无人机判断该可疑人员仍朝基地移动后，将在安全距离外发射非致命性的闪光弹进行二次警告。如果可疑人员仍继续向基地移动，URSA派出第三架无人机，第三架无人机将飞到可疑人员面前，使用人眼安全激光对其进行照射。URSA同时会警告人类操作员，并向操作员提供包括多次观察数据、警告行为、可疑人员反应及其当前位置等信息的汇总报告。

  在城市作战中，传统导弹杀伤威力过大而且不易于携带配置，为此更适用于小型灵巧炸弹。美国雷神公司生产的Pyros导弹重6千克、长22英寸（558.8毫米），是一种机载小型对地攻击弹药，可用于配备各种小型战术无人机、侦察旋翼机和轻型攻击机。Pyros导弹具有可折叠的翼面和尾翼，可以使用管状发射系统进行投放，使用激光半主动和GPS复合制导模式，GPS用来使弹药接近目标，而激光半主动制导模式则可以在末端提供更高的制导精度。

  美国雷神公司生产的长矛（PIKE）导弹是半主动激光导引的微型精准弹药，其特点就是体积小，口径仅40mm，全长426mm，射程却可达2000m以上，且单兵可以用现行的MK13 EGLM或M320 GLM榴弹发射器来射击，可降低作战与训练成本，并快速完成人员训练，在城市作战时可发挥很好的功效。长矛（PIKE）导弹制导与控制模块安装在导弹的前端，中间部分为导弹的中央处理单元以及电磁驱动装置。弹体后部为火箭发动机以及电磁装置控制的微型尾翼，后者起到启动控制作用。长矛（PIKE）导弹前端的光学感应器用以搜索、追踪射向目标的激光制导点，内部的传感器能将目标不断变化的信息实时传给制导和指挥元件，后者通过中央处理器计算出需要的飞行路径，并指挥电磁传动装置和火箭推进器。

  “短柄斧”（HATCHET）微型弹药是由美国原轨道ATK公司（现为诺斯罗普格鲁曼创新系统公司）在2012年推出的，专门为无人机打造的新型炸弹。“短柄斧”炸弹全长60cm，全重仅为2.7kg，弹翼和舵面均为高强度塑料制造，而且与一般制导炸弹采用X型布置的4个弹翼和舵面不同的是，“短柄斧”炸弹采用的是Y型布置的3个弹翼和舵面。“短柄斧”炸弹尾部的制导控制段内安装了惯导/GPS制导组件，在使用军码GPS制导时，其命中精度可达1~3m。虽然其战斗部较小，只有1.8kg，只相当于一颗60mm迫击炮弹的重量，但对于战场上的常见软目标来讲，由于“短柄斧”炸弹的命中精度足够高，已经足以达成击毁或使之失去战斗力的效果。

  城市作战人员通常身处复杂、混乱的危险前沿，需要为其提供更好的态势感知和人身防护以灵活应对。为此美军配备了智能可穿戴设备，其中典型的代表就是增强现实系统。早在2000年，美国海军研究实验室虚拟现实实验室就推出了第一个战场增强现实原型系统（BARS），对增强现实在城市分队作战行动中的应用问题进行先期探索。BARS系统为步兵分队在城市作战行动中提供态势感知增强，辅助步兵在陌生城市环境中应对视线受阻、通讯低效、识别友军与敌军困难等挑战。

  此后，DARPA在BARS原型系统研究的基础上启动了TRA-Vis项目，其主要目的是研究和开发出可以在实战环境中使用的士兵可穿戴式系统和装备，以适应分队在快速、动态的城市作战中的使用要求，为分散的士兵提供超视距的协同与指挥控制能力。2014年DARPA又启动了ARC4项目，由美国研究公司Applied Research Associates开发。

  ARC4项目装备融合了增强现实系统，集成了先进的头部跟踪传感器和算法、网络管理软件和直观的用户界面，可覆盖用户环境中的标志性信息。ARC4与透视显示器和夜视镜相连，为士兵提供有关战场的实时更新。士兵可以看到虚拟图标覆盖在他们的真实世界视图上，而不用俯视2D地图或智能手机设备。ARC4使人员团队能够高度了解周围环境，彼此密切协调，并提高安全性和速度。

  随着国际政治和军事局势的变化，城市作战将成为主要的作战样式。美军对于城市作战已经进行了全方位的研究，近几年更是针对城市作战的特点针对性地研究发展无人系统、小型精确制导弹药、智能可穿戴装备等。无人系统毫无疑问将成为未来作战的主力军，无人集群作战技术更是战场效能的倍增器，相比之下我国无人系统发展虽然迅速，但整体协同作战水平还无法追赶美军。因此我国可以参考国外的发展方向与实战经验，针对城市作战培育后备力量。