智能無人戰車在未來作戰中的應用研究*

朱成賢，毛勇，徐曉

(江南機電設計研究所，貴州 貴陽 550009)

0 引言

隨著人工智能技術在軍事領域上的不斷發展，無人作戰系統在現代戰爭中不斷的得到廣泛使用，從海灣戰爭、科索沃戰爭到阿富汗戰爭、伊拉克戰爭，再到當前的敘利亞戰爭，無人機、無人地面車輛等無人平臺在信息化戰爭中成為戰場不可或缺的重要角色，未來戰場上將活躍著大量的智能化無人兵器，使戰爭模式發生巨大改觀，人工智能和無人自動化裝備將成為未來高科技戰爭制勝的關鍵[1-3]。目前，針對智能無人戰車的研制是國內外研究的重點，不斷涌現出了大量無人作戰裝備，其中相當一部分也經歷了戰爭的考驗，體現了其戰場中的價值[4-6]。

本文從無人戰車應用情況開展研究，在作戰方式向非接觸、非對稱、零傷亡變革的背景下，分析了未來無人戰車的作戰應用，提出了智能無人戰車的發展構想，為后續無人武器裝備的研制提供參考。

1 無人戰車研究情況

1.1 作戰型無人戰車

無人戰車的研制是服務于戰爭和最終達到遏制戰爭的目的，在國際局部戰爭的復雜環境下，作戰型無人戰車得以施展和應用，以俄羅斯為代表的“天王星-9”無人戰車(如圖1所示)表現最為突出，在敘利亞戰爭中俄軍派出了“天王星-9”無人戰車配合士兵開展了軍事行動。該車搭載的武器包括30 mm口徑自動火炮，7.62 mm機槍，反坦克導彈以及激光照射警告系統和發現、識別及跟蹤目標的設備。在一次作戰中該車抵近武裝分子據點100～120 m，該無人戰車用機槍和反坦克導彈進行攻擊，戰斗進行20 min，擊斃70余名武裝分子，而參戰的敘利亞政府軍無人陣亡，顯示出無人戰車的巨大優勢。俄羅斯的“平臺M”,MRK-27-BT等幾款輕型無人戰車(如圖2所示)也同樣有著不錯的表現，也同樣搭配著輕重兩型武器，火力支援和作戰能力較強；從這幾款無人戰車的平臺驅動類型來看，都是履帶式驅動，這與無人戰車的惡劣作戰環境有著密切的關系。

圖1 “天王星-9”無人戰車Fig.1 “Uranus-9” unmanned vehicle

此外，美國在無人戰車研究方面則是起步最早的，目前也是技術最先進、研究范圍最寬、投資最大且成果顯著的國家，美軍使用的無人戰車(如圖3所示)方面也有多款投入戰場，輕型的以“劍”式無人戰車為代表，配備有制式5.56 mm的機槍和榴彈發射器，命中精度極高，并且還安裝了4臺攝像機以及夜視鏡等設備，使得全天候偵察與作戰能力大幅增強[7]。該無人戰車作戰中能輕易通過樓梯、巖石堆和鐵絲網，在雪地及河水中也能行駛自如，由于其體積較小，在阿富汗戰爭中用于清剿隱蔽在房屋里的武裝分子，極大地降低部隊在城市作戰中的傷亡率。其較重型的“角斗士”無人戰車具有較強的防護能力，在城市巷戰中伴隨士兵作戰，起到“擋箭牌”的作用[8]。美軍的無人戰車多為近距離清剿武裝分子為主，這與美軍遠程使用精確制導武器打擊的作戰方式有關，其裝備研制緊貼實戰應用。

圖2 “平臺M”，MRK-27-BT無人戰車Fig.2 “Platform-M”, MRK-27-BT unmanned vehicle

圖3 美軍使用的無人戰車Fig.3 Unmanned vehicles used by the U.S. military

1.2 輔助型無人戰車

輔助型無人戰車多用作執行戰場掃雷、破障和排爆等任務，在近幾年的局部戰爭中應用較多，被大家所熟知的以俄羅斯和美國的為代表(如圖4所示)，俄羅斯的“天王星-6”掃雷無人車被應用到敘利亞戰爭，其掃雷效率相當于20個工兵極大的提高了掃雷效率，杜絕了掃雷人員傷亡；美國的“魔爪”排爆無人車在科索沃、伊拉克和阿富汗戰爭中使用較為廣泛，在道路和城區排除爆炸物上起到了巨大作用，避免了人員置身危險環境[9]。

圖4 輔助型無人戰車Fig.4 Auxiliary unmanned vehicles

2 作戰應用分析

從國外無人戰車作戰使用情況可見，經過近年來多場局部戰爭的實踐，基于無人戰車的協同作戰模式越來越成熟，無人裝備已逐漸滲透到戰爭的各個環節，作戰效能日益凸顯，以無人裝備為基礎的無人作戰正成為改變未來信息化戰爭形態的一種全新作戰樣式[10-12]，在這一背景下，智能無人戰車作為未來新形勢戰爭不可或缺的一部分，其作戰應用也將是未來戰爭的重要環節，本文從無人戰車在戰爭中的4種作戰應用形式加以論述，并對智能武器可能出現的負面影響進行了分析，探究未來地面無人作戰裝備的發展方向和智能武器的可控性。

2.1 前沿突防作戰

無人戰車的前沿突防作戰可分為前沿陣地作戰和前沿城市作戰，該種作戰模式一般是在精確制導武器打擊過后的作戰，此時敵方主要火力點已被摧毀，但還殘存少許敵方抵抗人員，在突防作戰中敵方武裝人員較為隱蔽，火力點位置難以確定，另外存在狙擊手的襲擾，作戰中人員難以快速突防，而且會有傷亡，這也是美軍在阿富汗戰爭中經常遇到的情況。在這類作戰應用中無人戰車充當突防先鋒，通過遠程遙控或自主作戰的形式對目標區域進行突破，無人戰車應搭載紅外熱感應儀，視覺、聲學傳感器和告警設備等，用以確定敵方隱蔽人員、火力點和狙擊手位置，進而實施打擊。

這種作戰模式需要作戰人員與無人戰車相互配合來完成，作戰人員處于危險范圍以外進行遠程操控無人戰車來完成作戰動作，其中無人戰車搜索和鎖定目標可自主完成，但其最終開火權限由人員掌握。未來將在戰場態勢感知的關鍵技術上加以突破[13]，使其智能判斷戰場敵方作戰單元威脅程度，向突防作戰人員給出危險點分布、威脅等級和推薦最優作戰策略等。這種為作戰人員掃清障礙、提供智能作戰決策的突防作戰將是無人戰車未來絕大一部分作戰應用情況。

2.2 敵后隱蔽偽裝作戰

這種作戰情況敵后隱蔽偽裝作戰類似于特種部隊的敵后作戰，而參與的對象變成了無人戰車，通過空投的方式將無人戰車投放到敵方目標位置附近，進行機動隱蔽部署，并且無人戰車以集群作戰為主，其一是預先下達攻擊目標命令的主動攻擊模式，另一種是在預定地點部署后的隱蔽偽裝、潛伏待機作戰，待機保持探測狀態，發現目標后可自主激活展開作戰，2種作戰模式均需要無人戰車具備較高的智能化，具備戰場態勢感知、自主決策規劃作戰路徑、自毀和偽裝隱蔽能力。這種作戰應用的主要作戰目標包括敵方戰略縱深關鍵目標(如機場、橋梁、發電站和通信基站等)、敵后方運輸要道軍事目標等，通過無人裝備來代替特種作戰人員來完成危險任務，并實現打擊的突然性和高效性。

該型無人戰車在自主性上需要更大的突破，作戰人員僅參與任務目標的命令下達，無人戰車在投放到位后，需要自主的在作戰區域展開、隱蔽，判斷目標并發動攻擊。這類無人戰車應攻克智能識別目標、判斷復雜環境下危險源、自主定位布防和群體協同等關鍵技術，使其具有一定的思考判斷能力，但在攻擊策略上需要謹慎賦予其自主開火權，同時需具有緊急人為干預加以控制的能力。

2.3 偵察巡邏作戰

在雙方交戰區域和邊境地區，掌握敵情或軍事部署尤為重要，使用無人機進行偵察巡邏作戰容易暴露目標，而且受制于不能長航時全天候工作。而無人戰車則具有待機工作時間長，并且搭載有武器可進行適時警示和還擊的優點；此外機動部署能力強、具有一定的偽裝隱蔽能力，戰車偵察、作戰時難以被發現，在偽裝偵察和區域巡邏作戰上優勢較為明顯，特別是對于地形復雜、環境惡劣等人員難以逾越的區域，智能無人戰車將逐漸代替人員進行作戰應用，人員則主要位于哨所或營地進行監視無人戰車傳回的信息，當偵察發現異常時可進行人工干預并下達指令進行異常區域的重點偵察，同時無人戰車能夠智能學習和感知異常狀況并向后方人員傳遞預警信息，這可以較為輕松的使人員在全局范圍掌握作戰區域信息，這種無人戰車的關鍵技術主要是機器的自主學習和感知，這也是未來人工智能技術發展的重點。

2.4 地、空無人協同作戰

當前戰場作戰已側重體系化作戰，空、天、地協同立體作戰(如圖5所示)已是各國作戰演練的重點，這些目前還是基于有人參與的飛機、地面裝備、人員的協同作戰，未來的戰場人員將越來越多的處于后方參與指揮，不再介入高風險的戰斗，戰場對抗也集中在非接觸式的遠程精確打擊武器、無人防御武器和無人裝備之間的較量[14]。對于智能無人戰車的作戰也將納入無人作戰的體系中來，不再是孤立的自主作戰，針對作戰任務，戰時將與空中無人偵察機、無人攻擊機和太空中的衛星進行協同，實現偵察信息的交互、打擊目標的信息交互數據共享，在多信息交互的基礎上，實現作戰打擊效率的最大化，并且應對戰場復雜電磁環境干擾、雷達干擾、GPS干擾等更加有效。地、空的協同作戰將使智能無人戰車在作戰中發揮出更大的作用，作戰應用更加靈活。另外，作戰人員不再局限于單一兵種，而是多軍種人員在后方大廳共同遠程指揮無人作戰裝備進行作戰，這種作戰下的無人戰車則更多的接收空中無人機或天基衛星轉發的戰場信息和作戰指令，使無人戰車在抗干擾、精確導航和作戰實時性上均有了技術上的提升和突破。

2.5 智能武器可控性

當前大多數的無人作戰單元是在后方人員的操控下來完成作戰動作，但隨著未來作戰應用方向的多樣化，部分作戰應用(如上文中的敵后隱蔽偽裝作戰)需要賦予智能武器極大的自主權限，包括自主攻擊的權限，這種智能武器的自主權在某些場合是必要的，但系統在復雜環境下仍存在失控的風險，有時極可能造成沖突升級或危及己方安全[15]。在設計智能無人戰車時，保留無人系統“一鍵停止”的功能尤為必要，人不可能完全脫離作戰回路，無人裝備的可控性也是伴隨著無人作戰武器的發展而越來越被重視的基本點。

3 未來無人防空戰車構想

針對智能無人戰車的作戰應用，按照應對目標的不同可分為多類，以前沿突擊為任務的無人戰車主要搭載槍械、火箭筒、反坦克導彈；以干擾對抗為任務的無人戰車主要搭載激光、微波武器、干擾設備等；以偵察清障為任務的無人戰車主要搭載視覺設備、探測儀、機械臂等；以防空為任務的無人戰車則要搭載防空炮、防空導彈等。本文著重以未來無人防空戰車作為研究對象，探究無人防空戰車的作戰應用和系統構想。

圖5 無人戰車地、空協同作戰Fig.5 Air-ground coordination battle of unmanned vehicles

3.1 無人防空戰車的優勢

隨著大國間的軍事差距將逐步的縮小，現在以至將來，戰爭將仍以局部戰爭為主，很難發生大國間軍事的直接較量，大國沖突演變為其支持的小國間的對抗，在這些局部沖突中，戰爭一方的首輪打擊將是非接觸的、精確制導武器的空中打擊，防空作戰必不可少，正如無人戰車在其他作戰模式中的應用一樣，在不久的將來，無人防空戰車以它獨有的優勢取代目前有人操控的防空武器。其主要優勢在于：

(1) 武器裝備單獨個體的作戰效果有限，未來作戰以集群作戰為主，無人防空戰車的區域聯防、多層攔截、多車協同作戰可做到信息實時交互，目標空情信息的數據共享，作戰效能得到最大化的發揮。

(2) 無人防空戰車適合全天候值守，無需人員參與，不會出現誤操作、貽誤戰機等情況，而且裝備補給、能源供給等都實現了數據化管理，作戰、保障有序進行。

(3) 對于智能自主式的無人防空戰車，其戰場部署和展開布防的快速性、復雜戰場態勢感知能力、打擊多目標分層火力分配和應對突現目標快速反應的作戰能力等都是人員無法比擬的。

3.2 無人防空戰車的系統設想

未來無人防空戰車的作戰涉及到無人戰車的自主布防和自主作戰，結合當前防空作戰裝備的實際作戰使用情況，未來無人防空戰車應具備的能力設想如下：

(1) 無人防空戰車需具備自主導航定位能力，當前的防空武器是由人員參與進來根據作戰調配前往布防地點開展戰備部署和作戰，只需要在布防點的定位，而在無人參與的情況下就需要戰車具有自主的導航和定位能力，根據作戰任務信息，確定布防區域，自主的向目標區域部署，并自主選擇合適的布防點展開，實現布防過程和展開過程的無人化。

(2) 無人防空戰車需具備自主決策能力，戰場信息瞬息萬變，末端突現目標也在增多，打擊目標的時機很短暫，這就需要無人戰車具備戰場態勢的感知和打擊目標的快速決策，這方面也是有人參與的防空武器在快速反應上所欠缺的一點，將是未來無人防空戰車必備的能力。

(3) 無人防空戰車需具備多層次信息交互協同作戰能力，對于國土防空來說，遠程、中程、近程和末端的多層次防空尤為必要，無人防空戰車有著快速的信息交融、協同作戰和學習能力對快速的空情信息共享和火力協同配合具有較大的作用，并且能夠實現集群式協同作戰[16]。

(4) 無人防空戰車的通用模塊化，當前的防空武器發射車由于配彈的不同和發射方式的不同，造成其承載平臺、發射支撐形式、武器的裝填補給均有較大的差異，在配置人員的情況下，各司其職還能夠保證各型防空武器的運作，但是在向無人化戰車發展時，如此眾多的承載、展開支撐和裝填補給形式對無人快速作戰的實現帶來了極大的不利條件，其平臺支撐的模塊化、互換性和裝填統一化對未來的無人戰車一體化作戰非常重要，如下圖6所示，展示了當前防空作戰裝備的作戰示意圖和未來使用通用無人承載平臺開展無人防空作戰的示意圖，未來無人防空裝備將充分體現其通用化、模塊化的設計思路。

圖6 防空作戰示意圖Fig.6 Schematic diagram of air defense operations

本文無人防空戰車的系統設想從無人防空戰車作戰所需要的能力入手，根據當前防空武器遠、中、近和末端的防御區域分布，遠程以垂直發射車攔截為主，中程以傾斜發射車攔截為主，近程和末端以彈炮結合戰車為主的情況，未來各區域無人防空作戰系統的構建，將逐漸發展為以通用無人平臺為載體，上裝防空武器接口模塊化設計，以平臺基礎模塊化互換，在不同區域間集成覆蓋不同作戰區域的武器平臺，形成無人平臺趨于統一的無人防空戰車。

4 結束語

無人戰車雖然起步較晚，但未來卻有著很大的發展潛力，它們的身影已出現在現代戰場的很多作戰場景中，未來的前景和用途也將不斷的擴展，不會局限在當前戰場上的應用方向和未來的防空領域。不遠的將來，使用領域更廣、更加智能化自主化的無人作戰裝備會成為主角，成為信息化戰場上的重要力量。