城市作战
过去三年中最重大的战争都涉及城市战，城市作战将成为未来作战的重要模式之一。2020年9月27日至11月10日，阿塞拜疆在第二次纳卡战争中与亚美尼亚军队作战，并取得了胜利。当时阿塞拜疆特种部队和轻步兵在大炮和无人机的支援下，成功进行了渗透攻击，夺取了舒沙市（纳卡地区战略重镇）。2021年5月11日至21日的以色列-哈马斯冲突是如何开展现代城市战的典范，战事在加沙城及其地下隧道中进行。2022年2月24日，持续至今的俄乌冲突正式拉开序幕，战斗在多个城市、乡镇和村庄进行。俄对乌马里乌波尔的围城战只是现代战争中城市战的一个例子。在这场战斗中，人数和武器都处于劣势的乌克兰士兵从2月24日开始进行城市保卫战，直到2022年5月20日才在亚速钢铁厂投降。
对俄乌冲突中城市作战的研究表明，对马里乌波尔这样的大城市进行围攻十分困难。在马里乌波尔围城战中，俄罗斯动用了1.4万人的部队，在大炮和空中力量的支援下，用了86天时间才击败了大约4500名乌克兰人组成的防御部队。
为城市战作准备，开展相关研究、训练，并进行武器装备部署的需求是显而易见的，也越来越紧迫。赢得21世纪的城市作战需要新思维，但最重要的是需要有效的情报、监视和侦察（ISR）能力，为传感器、射手和干扰机定位目标。
网络化集群ISR和打击
ISR传感器在开阔地带工作效果最好。在城市环境中，建筑物和钢筋混凝土结构会阻挡传感器。一些新技术将提高传感器系统能力，使之在城市环境中克服这一问题。传统杀伤链中传感器和射手系统相分离，会导致时间延迟，使目标有机会避开打击。在前面提到的三场战争中，杀伤链的时延均降低了动能打击效果。为了降低这种延迟，美军已经开发了“传感器到射手”系统，使用户可以快速将目标定性，然后使用一系列可能资产对其进行打击。这样可以将杀伤链缩短到几秒钟。缩短杀伤链的进一步努力已经促使将传感器和效应器组合到一个作战包中。
以色列的技术公司已经证明他们在机器人系统和巡飞弹开发方面处于领先地位。例如，以色列制造的Harop和Orbiter巡飞弹在阿塞拜疆第二次纳卡战争的44天决定性胜利中发挥了关键作用。以色列埃尔比特系统公司（Elbit Systems）正在利用这一经验，创造网络化自主机器人来主宰战场。
埃尔比特公司的Legion-X系统将各种类型的多域机器人传感器连接成一个网络化集群。根据埃尔比特的说法，“Legion-X是一种基于机器人平台和异构集群的自主网络化作战解决方案，Legion-X在对等/近对等对手作战场景中提供了优势，能够协调部署异构自主互联平台和有效载荷集群。”Legion-X网络创造了对空中和地面机器人武器的“一对多”控制能力（一名操作员控制数10个系统），采用无线局域网（Wi-Fi）交换话音、数据和流视频。在没有Wi-Fi的地区，埃尔比特的宽带战术数据通信网络可通过地面或空中系统提供软件定义无线电（SDR）组网服务。为了提高韧性，该网络覆盖北约所有移动频段，且不依赖全球定位系统。
Legion-X概念的一个关键要素是为城市作战制造的LANIUS巡飞弹。LANIUS是一种超视距巡飞弹，具有自主感知和打击能力。LANIUS通过Wi-Fi或软件无线电网络与网络中其他相连系统进行通信。弹上计算能力和人工智能能力帮助LANIUS避免与其他物体发生碰撞，并对其环境进行同步定位和地图构建。LANIUS是一种短程武器，飞行时间7分钟，可携带杀伤性或非杀伤性有效载荷，以20米/秒的速度飞行或在某一地方盘旋。该迷你无人机也可以从更大、航程更远的无人机母机上发射。为了清除建筑物，十几架装备有高爆战斗部的LANIUS迷你无人机可以从母机上自主发射，搜索并摧毁目标。在未来城市作战中，士兵可能会使用LANIUS这样的无人机，就像在二战房间清除行动中使用手榴弹一样，只是这些智能无人机可提供建筑物内的实时视频，并提供爆炸效果。
DARPA的进攻性蜂群使能战术（OFFSET）计划使用无人机蜂群解决了城市作战中的ISR和打击问题。DARPA网站称，OFFSET计划“设想未来的小型步兵部队使用由超过250架无人机系统（UAS）和/或无人地面系统（UGS）组成的集群，在复杂城市环境中完成各种任务。OFFSET计划旨在通过利用和结合‘蜂群自主’和‘人-蜂群编队’中的新兴技术，实现突破性能力的快速开发和部署。”
2021年11月，在位于坎贝尔堡军事基地的OFFSET实验中，演示了城市作战环境下单用户控制无人机蜂群的能力。演示中，雷神公司的系统展示了一名操作员成功控制130架物理无人机和30架模拟无人机组成的蜂群，而诺格公司则演示了单个用户控制174个平台组成的蜂群。诺格公司表示，空中和地面联合行动，如情报侦察和区域巡逻，是应用蜂群战术的一些场景。雷神公司则表示，系统包含自主元素，如果用户指示蜂群去调查或绘制一栋建筑的地图，那么系统会选择最优或最近的地面或空中资产来响应任务，而无须进一步人类指令输入。
OFFSET概念将网络化协作无人机蜂群和无人地面系统与士兵相结合，为城市作战提供了前所未有的感知和打击能力。无人机蜂群既充当传感器也是射手，隔离城市战场中的建筑或区域，并进行城市突袭。未来，无人机蜂群和地面无人系统将成为城市作战的主体，而不是让士兵涌入城市，接受由此带来的重大人员伤亡。简而言之，以集群形式使用网络化自主无人系统将会改变战争方式。
人工智能
无论武器多么先进，在城市作战中将战士置于危险境地都会造成伤亡。正如乌克兰城市地区的战斗所表明的那样，一座城市代表着一个复杂战场，通过城市十分危险，占领城市十分困难。城市地形为防御部队提供了隐蔽之所、坚固的阵地以及在每栋建筑、每条道路上设伏的机会。DARPA正在努力开拓新思维，提供城市作战解决方案。
DARPA决心开发和利用人工智能来增强用于城市情侦监系统（ISR）和作战行动的军用机器人系统。DARPA信息创新办公室副主任Matt Turek博士在2021年3月的一次国防战备研讨会上宣称，人工智能对DARPA的120多个优先项目至关重要。Turek补充说，DARPA正在开发一个“可解释人工智能”（XAI）项目，以实现“人工智能系统第三次浪潮。在该系统中，机器理解它们的运行情境和环境，并能随着时间的推移建立基本解释模型，使它们能够表征现实世界现象。”这将创造出能够学习环境以执行各种任务的人工智能系统。人工智能第三次浪潮让计算机成为作战人员的得力伙伴，而不仅仅是工具。
2019年5月，DARPA推出“空战演进”（ACE）项目，在短短三年多时间里，基于该项目开发的人工智能算法已经从控制计算机屏幕上的模拟F-16战斗机进行空中缠斗，发展到控制一架实际飞行的F-16战斗机。
2022年12月，DARPA的“空战演进”计划展示了人机合作的例子，使一架F-16战斗机能够利用人工智能独立运行。这架飞机更名为X-62A或VISTA（可变飞行模拟器测试飞机），在人工智能控制下进行了多次飞行。这些飞行表明，人工智能体可以控制一架全尺寸战斗机，还可以提供宝贵的实时飞行数据。这种人工智能将使无人机成为有人驾驶飞机的“忠诚僚机”。当与巡飞弹一起使用时，人工智能将增强自主协同无人机蜂群。这些测试已使美国空军将网络化自主无人机列为投资和发展的重中之重。
“空战演进”计划是DARPA 开展的一项旨在实现未来空中格斗自主化的研究项目，同时，也是DARPA为实现“马赛克战”概念而开展的研究项目之一，是今后实现“马赛克战”能力的关键切入点。
平流层情侦监ISR系统
实时态势感知是城市作战的力量倍增器，ISR无人机是现代军队的基本工具。几千美元就可以买到便宜的一次性小型无人机。无人机可以低成本提供军事能力。价格从数百到数千美元不等的小型四轴无人机可以用来观察城市街区，可以在建筑物内机动，但从中高空观察城市战场也是城市作战所必需的。高空运行的系统提供了一种暴露敌军（不在建筑物内或隐藏在地下）的手段。有人驾驶飞机可以提供中高空ISR，但在高威胁环境下，这一任务由高空长航时（HALE）和中空长航时（MALE）无人机完成。然而，在大城市或特大城市作战行动时，中高空ISR是不够的，需要持久ISR。为了提供持久ISR，需要采用多层战略，包括空间层（利用卫星）、平流层以及中高层大气层。地球轨道卫星，无论是地球静止轨道（GEO）还是低地球轨道（LEO）卫星，都可以从空间提供ISR。有人驾驶飞机，以及MALE和HALE无人机提供大气层覆盖。缺口似乎在从海拔7~20千米（取决于纬度）到大约50千米的平流层。
为了填补这一缺口，美国陆军一直在试验无人平流层ISR系统。在平流层运行的飞行器可以拍摄高分辨率图像，以相对较低的延迟传输和中继通信，加速视频传送和数据处理，提供对敌威胁早期预警，且可以干扰敌方雷达和通信系统，效果比太空中的卫星更好。这些能力对大城市作战行动至关重要。2021年，美国中央司令部和美国海军水面作战中心（NSWC）发布了使用平流层气球和太阳能滑翔无人机的解决方案请求（RFS），美国军方强调了他们对平流层的兴趣。过去5年进行的试验重点是使平流层ISR项目在限制性环境中持续可运行。
美国陆军与空中客车公司正在合作开发一种名为Zephyr的平流层高空无人机。Zephyr由英国QinetiQ公司设计，空客公司制造。空客公司称Zephyr为“太阳能高空伪卫星”（SHAP-S），它可以根据需要从几乎任何地方发射。Zephyr非常轻，6到8人即可携带发射。Zephyr利用太阳能为其两台螺旋桨发动机供电，使其完全依靠太阳能运转。Zephyr将提供低延迟、直接到设备的5G连接服务，可从平流层持续传输高分辨率图像和实时视频。Zephyr-8是美国陆军正在测试的这种超轻碳纤维无人机的最新型号之一。其重量不到75千克，翼展可达25米。机翼和尾翼表面是大型太阳能电池板，白天吸收太阳能为飞机供电，并为锂硫电池充电供飞机夜间运行使用。
2022年夏，美国陆军的Zephyr-8原型机飞越了美国南部、墨西哥湾和南美洲，飞行高度为18288米，连续飞行了64天，直到2022年8月8日在亚利桑那州沙漠坠毁。美国陆军没有透露坠机的确切原因，只是说Zephyr经历了“导致其意外终止的事件”。澳大利亚也购买了一架Zephyr无人机，它于2019年9月28日坠毁，当时它上升到2438米高度，执行了一系列不受控制的机动，但由于空气湍流而失灵，螺旋下降，并在下降过程中解体。官方宣布的坠机原因为不稳定的大气条件。平流层的军事用途不容小觑。未来城市作战将不仅包括以传统空中优势主宰大气层，还包括主宰平流层。
在平流层放置传感器和干扰机的军事需求日益增长。在大多数军事行动中，“HiLo”组合（将昂贵的高端系统与较便宜但功能强大的低端系统相结合）可提供一种赢得战斗的平衡。浮空器可以作为城市作战“HiLo”解决方案的一部分，并可以通过配置利用Wi-Fi连接支持无人载具集群，以便在城市峡谷等死角实现无人机组网。这种类型的“HiLo”组合可实现冗余和韧性，并且比有人驾驶飞机或HALE/ MALE无人机更便宜。
最新的轻于空气（LTA）系统可以携带复杂的大型ISR和通信包，在城市上空提供持续监视、网络连接和电子战支持。军用LTA飞行器（被称为浮空器）可以在平流层运行，为反无人机（C-UAV）防御提供情报和预警支持。
浮空器可以是系留浮空器，也可以是自由飞行浮空器。这些高空飞行气球或飞艇在飞机飞行高度以上、卫星高度以下运行，飞行高度从地面以上18288米到30480米。美国洛克希德·马丁公司是涉足军用浮空器的主要国防公司之一。该公司在二战前就与美国海军合作生产军用气球。美国已经在较低高度使用系留战术浮空器，沿美国南部边境执行监视任务，打击毒品走私。
2013年以来，洛马公司的420K浮空器系统是美国唯一日常使用的ISR和通信气球，直到拜登政府切断资金并决定在2023年底将其停飞。洛马公司的另一种战术浮空器是74K浮空器，专门设计用于军事持续监视和低空通信。该飞行器长35米，系有一根传输光缆，可以携带500千克的有效载荷。
高空飞行器可以为城市作战行动提供显著的广域监视和通信优势。洛马公司的高空飞艇（HAA）可以在平流层运行，并提供城市上空无人持续对地静止ISR、电子战和通信能力。由于其运行的典型高度高，大多数近程防空（SHORAD）系统无法将其击落。HAA无须系绳，可在地面站或卫星中继指挥下在空域机动。浮空器的有效载荷通常包括监视雷达、惯性导航系统、热成像和日间摄像机，以及电子情报和通信情报包。经过武装的平流层浮空器还可成为进行精确轰炸的武器平台。
结语
大国战争的可能性似乎正在上升，有可能同时爆发多场重大战争。城镇作战是当前俄乌冲突的主要背景，这场冲突的主要经验教训是城市作战不可避免。
未来城市战场ISR的特点是具有集群能力的感知-打击系统，以及控制城市上空空域和平流层的手段。在安全距离提供高精度多域ISR的平台可改善网络，提供干扰敌方系统的手段，并实现无人机作战，从而赢得城市战斗。人工智能、微小型化和自主无人系统正在推动战争中的这些变化。
未来十年，军事力量的较量将从由各种独立能力组成的网络作战，转变为集群体系作战。2014年，Paul Scharre在题为《战场上的机器人第二部分即将到来的蜂群》的研究中预测：“新兴机器人技术将使未来部队像蜂群一样作战，比今天的网络化部队规模更大、协调性更强、更智能、速度也更快。可建造大量低成本无人系统造成‘区域淹没’，并以其绝对数量压倒敌方防御措施。网络化合作式自主协调系统将能够实现真正的集群——分布式元素之间的合作行为可实现一个连贯、智能的整体。”
无人系统将在不造成过多人员伤亡的情况下提供赢得城市作战所需的大规模侦察打击能力。随着网络化无人机蜂群的大量部署，它们将提供无处不在的ISR和打击能力。战争的主导权将很快属于可自主感知、打击和干扰敌军的网络化机器人平台集群。这些武器并不便宜，但在未来战争中，它们将引发一场重大变革，其意义不亚于20世纪的机枪和坦克。为了适应这些作战方法的不断变化，必须转变思想，及时采取行动。
（电科小氙）