在觀察了烏克蘭戰爭四年後,北約的國防決策者們終於開始將資金投入無人機。伊朗的衝突進一步引起了對這些投資的關注。人們的假設是,無人航空系統將確保在需要地面作戰和基礎設施防禦的衝突中取得長期優勢。但烏克蘭戰場已經預示著一個不同的未來。俄羅斯正透過為廉價的、緩慢的螺旋槳驅動的 Shahed 無人機配備渦輪噴射引擎,將其轉變為類似飛彈的系統。這大大複雜化了烏克蘭的防空,因為新的平台現在的飛行速度(約每小時 460 英里,相較於每小時 90 英里)和飛行高度(約 29,000 英尺,相較於 6,500 英尺)是螺旋槳驅動無人機的四到五倍。
因此,烏克蘭的螺旋槳式攔截無人機(最高速度每小時 280 英里)在攔截目標方面變得效率大打折扣。過去從後方追擊目標的戰術已經過時。他們唯一剩下的可行攔截戰術是正面迎擊,這顯著降低了攔截無人機的命中率。整個基於螺旋槳驅動系統的低成本反無人機防禦概念,已不像兩到三年前那樣充滿希望。
同時,伊朗工程師也設計了自己的反無人機解決方案:所謂的 358 飛彈,據報導每枚價格約為 90,000 美元。358 飛彈可以有效攔截廣泛的空中威脅,包括 Shahed 型系統以及更先進的平台,如 MQ-9 Reaper、Wing Loong II、AH-64 Apache 等。與西方的反無人機努力不同,伊朗的方法在實踐中似乎更具前瞻性、更靈活且更持久。
然而,西方國防機構,或許是面臨產業壓力或陷入無人機主導的敘事,似乎正加倍押注於螺旋槳式無人航空系統,用於進攻和反無人機作戰,儘管這些系統存在對手可以利用和超越的物理極限。
如果北約的對手在擴大渦輪噴射無人機和固體燃料飛彈的生產方面取得實質性進展,從而降低其單位成本——同時雷射技術成熟,能夠有效對抗各種空中威脅——那麼螺旋槳無人機將不再是當今媒體報導中所稱的通用、改變遊戲規則的平台。在不久的將來的戰爭中,它們在進攻或防禦方面都將無法發揮決定性作用。
正如我先前所論述的,西方應謹慎採用烏克蘭的創新。在此案例中,北約國家過度依賴一類可能已經走錯方向的系統。螺旋槳無人機在足夠便宜以承受損失的領域仍然重要,但它們將不適合於速度更快、攔截窗口更短、且可能涉及雷射的未來戰場。為了在這一新的無人機戰爭階段競爭,美國和歐洲應優先發展廉價飛彈和定向能系統。
螺旋槳驅動無人機的限制並非待解決的工程問題。在許多情況下,它們是源於低速旋翼和固定翼推進物理學的架構限制。任何微調都無法克服這些固定的物理現實。四軸飛行器和螺旋槳驅動平台針對特定的飛行包線進行了優化:相對較低的高度、中等的飛行速度和有限的酬載。對手已經學會如何利用這些參數。
俄羅斯在烏克蘭部署的升級版 Shahed 和 Geranium 型號——伊朗尚未在波斯灣部署——配備了渦輪風扇引擎,使其飛行速度遠超原始型號。投資數百億美元購買無法縮小與渦輪噴射動力無人機速度差距、且在高海拔地區效率下降的螺旋槳驅動四軸飛行器攔截器,並非長期的反無人機策略。
烏克蘭正在為此付出沉重代價。在 2022 年和 2023 年,基輔及其盟友押注於螺旋槳式反無人機系統。但威脅——由有能力的俄羅斯工程師推動——的演變速度超過了平台的適應速度。曾經有效的攔截解決方案,現在卻難以應對現代化的 Shaheds,這印證了空戰的一個經典真理:速度和高度決定生存。
這個烏克蘭特有的問題,即將成為北約的問題,因為聯盟成員正在加速對同一類無人航空系統的投資。
如果螺旋槳無人機是大規模反無人機戰術的錯誤答案,那麼正確的答案是什麼?邏輯指向飛彈:不是目前庫存中佔主導地位的百萬美元精密導引飛彈,而是一類新的廉價、自主、可大規模生產的攔截器,能夠以威脅所需的規模製造。
數學是無情的。如果對手能夠將渦輪噴射動力無人機的生產規模擴大到數千架,每架價格在 20,000 至 50,000 美元之間,那麼答案就不會是超過 500,000 美元的飛彈,也不是螺旋槳驅動的反無人機,後者在對手以巡航速度每小時 186 英里飛行時,才對渦輪噴射動力無人機顯示出一定的效果。
一個假設的低成本自主攔截飛彈——例如,價格在數千美元或數萬美元範圍內——將改變防空經濟學。這種飛彈尚不存在,主要是因為沒有人以產品經濟可行性所需的規模來製造它。這個成本估計今天可能顯得不切實際地低,就像 2021 年預測 2026 年俄烏戰爭中無人機的平均價格將以數千美元而非數十萬美元計價一樣不切實際。然而,這個概念很直接:一個由人工智能導引、具有自主目標識別和導航能力、不依賴衛星或遠程操作員的攔截器。這樣的系統可以針對從螺旋槳無人機到渦輪噴射 Shaheds,甚至低端巡弋飛彈進行攔截,所有這些都在通用架構內。關鍵的區別在於,它將與威脅同步擴展,而不是被價格排除在外。
這一切都不需要突破性的科學。核心組件——小型化尋標器、基於視覺或慣性參考的機載導航,以及低成本固體燃料推進系統——已經存在。缺失的不是技術,而是整合和規模化生產。
來自新創生態系統的早期信號證實了這一方向。像 Perseus Defense 和 Ares Industries 這樣由 Y Combinator 支持的公司,以及 Frankenburg Technologies 和 Origin Robotics 等歐洲公司,正朝著低成本、可擴展的攔截器架構發展,而不是加倍押注於基於無人機的解決方案。然而,這些努力中的大多數仍處於原型或最小可行產品階段,距離實現所需的生產規模以在短製造週期內交付更便宜的系統還有很長的路要走。
以上任何一點都不意味著要放棄無人機,但確實意味著要降低它們的地位。一個攜帶兩到十枚廉價攔截飛彈的螺旋槳驅動無人航空載具或地面機器人,在目標偵測後可自主發射,這與單獨的無人機或飛彈有根本性的不同。平台提供在允許空域或崎嶇地形中的機動性,而飛彈則處理最後幾秒鐘內發生的一切。無人機的任務將是廉價地進行遠距離運送——這與螺旋槳飛機在世界各地的軍隊中仍然扮演的角色,以及所謂的「母艦」無人機已經扮演的角色相同。它們共同覆蓋了單獨一方無法解決的威脅範圍。
換句話說,無人機變成了卡車。今天的錯誤是試圖讓同一個機身同時完成兩項工作。
這點更加重要,因為後勤往往是戰爭的決定性因素。而這正是空中無人機和無人地面載具已經並且將繼續扮演重要角色的地方:運送彈藥和補給、撤離受傷人員,以及逐步取代高風險環境中傳統卡車或載人飛機的部分工作。至關重要的是,這些系統需要完全自主,而不是遠程控制。自主性本身正成為競爭的核心領域,因為未來的戰場將無法可靠地支持人機環節控制或穩定的通信。
儘管邏輯清晰,但採購部門由於結構性因素未能採取行動。
第一個是機構慣性。無人機是可見的、可展示的、政治上易於理解的。國防部長可以拿著一台四軸飛行器。向議會委員會解釋為什麼資助一個新的固體燃料微推進研究計畫比購買另一千架去年有效的系統更緊迫,可能會更困難。官僚機構通常獎勵有形和先例。
第二個瓶頸是生產複雜性差距。飛彈比無人機或機器人更難製造。推進、導航和引信的供應鏈更加專業化、受到更多監管,並且更集中在傳統國防承包商手中,這些承包商幾乎沒有動力推動成本商品化。烏克蘭的平均無人機可以在新創公司的車庫中使用現成的商用組件進行組裝。飛彈則不行。
第三個挑戰是感測器和導航系統的生產規模化。無人機導航受益於民用自主生態系統在電腦視覺、機器學習和低成本攝影等領域的巨大發展。然而,飛彈級的目標識別和在 GPS 拒止環境中的視覺自主人工智能導航需要不同類型的感測器和處理能力,因為這些系統應以更高的速度運行,每單位時間處理更多數據,並承受更大的物理壓力。因此,為民用開發的感測器和演算法無法直接大規模轉移到可行的國防系統中。這反過來又需要額外投資,以適應現有技術或資助足夠的生產以降低每單位感測器的成本。
第四個結構性因素是監管。開發無人機的新創公司可以在相對較長的時間內運營,而不會面臨嚴格的開發和測試監管限制,這有助於在早期階段節省資源。相比之下,一旦一家公司開始從事涉及渦輪噴射或固體燃料推進系統——或任何類似飛彈的系統——它就會立即受到《國際武器貿易條例》的約束,並在測試、合規和開發方面遇到不同程度的複雜性。
第五個是勞動力短缺。擁有飛彈經驗的推進工程師、導航專家和系統架構師是一個稀少的群體。他們確實存在,集中在少數幾家主要承包商和國家實驗室。但沒有任何管道能以與軟體和無人機工程師群體相當的規模,為這個領域輸送新人才。
期望飛彈開發能像建造民用無人機一樣簡單是天真的。儘管如此,監管和支持基礎設施適應開發者的速度越快,這個領域的進展就會越快。
俄羅斯了解反無人機技術的發展軌跡,並正在採取行動,每天發射更多渦輪噴射動力的 Shaheds——這些無人機是螺旋槳式攔截器無法有效對抗的。中國對此有更深的了解,因為中國是使這一軌跡成為可能的關鍵組件的主要供應商。每一台安裝在 Shahed 型號上的渦輪噴射引擎都反映了一條貫穿中國製造業的供應鏈。
中國在幾乎所有關鍵組件中的作用,不僅支持了當前的生產。它幫助該國積累了工業產能,深化了供應鏈控制,並培養了下一代系統所需的工程人才。這創造了一個強大的反饋循環:中國參與當今無人機和飛彈生態系統的程度越高,它就越有能力推出更具競爭力的產品。
這可能是中國不僅推出無數仿製的螺旋槳無人機,還大力投資於廉價飛彈平台用於反無人機作戰的原因。公開報導已經指出了一些系統,例如 Yema 4x4 上的 Yitian 短程系統和 FK-3000,這是一個攜帶 96 枚飛彈的防空平台,用於防禦關鍵地點免受無人機群的攻擊。俄羅斯也在朝著同一方向發展,開發新一代低成本飛彈,如 S8000 Banderol,有時被稱為「AliExpress 飛彈」。
西方還有時間做出回應。它仍然擁有足夠的公司、工程人才和技術機構,不僅可以建造大型太空火箭,還可以建造未來區域戰爭所需的低成本飛彈系統和渦輪風扇無人機。但除非政治需求發生變化,採購隨之轉變,否則這種潛力將被束縛。
烏克蘭讓螺旋槳無人機聲名鵲起。它也讓它們在國防界和政界獲得了巨大的關注。但技術進步不會等待政治時尚。它受到物理學、產業競爭以及美國的對手正在追求自己的技術路線圖的影響。從烏克蘭到伊朗,美國的對手已經在為下一階段的戰爭做準備——一個優勢將屬於那些移動和反應速度比任何螺旋槳驅動系統都快的系統。