进入21世纪以来，一方面，美国、中国和俄罗斯在传统军备上持续竞争，比如第五代战斗机、重型轰炸机和USS 空。然而，第四次工业革命创造的更小、更智能、成本更低的新一代武器，无疑对当今军事武器系统发起了颠覆性的挑战。这种挑战将遍布陆地、海洋和空中等战场。本文总结和分析了将直接影响未来五年军事能力的几项关键技术及其对作战领域的影响。
这些小巧、智能、廉价的武器将从根本上改变战争的性质，主导大国冲突的可能性不大。简而言之，我们正在走向一个“精确时代”。在当今这个大国竞争的时代，最关键的问题是哪个国家能够最快速有效地适应这场颠覆性的革命。
技术融合
和以往的工业革命一样，这次工业革命不仅仅是基于单一的技术，而是基于一系列快速成熟的技术。本文简要分析了将直接影响未来五年军事能力的因素。
1.1纳米技术
纳米技术是在纳米尺度上进行的科学、工程和技术，大约是1到100纳米。从这个角度来看，一张新闻纸的厚度大约在10万纳米左右。纳米技术可以应用于化学、生物学、物理学和材料科学，以显著改善强度、可燃性和导电性等一系列性能。
纳米技术最直接的军事应用是纳米炸药。公开报道显示，纳米炸药的爆炸力是常规炸药的10倍。纳米研究还在继续，这意味着国家和非国家行为体可以获得更大的常规爆发力。爆炸能力的增加，可以让那些新的更小的武器产生和大型传统武器一样的效果。
第二个领域是纳米材料。碳纳米管的强度是钢的400多倍，是一种特殊的导体。它可用于减轻许多产品的重量，如电子产品、汽车、医疗设备等。石墨烯一旦到了大量廉价易得的产品阶段，就会广泛应用于日用品和高端军事领域。此外，纳米材料也大大增加了电池的存储容量，石墨烯基超级电容器将大大提高充电效率。纳米材料还可以做成智能面料，会随着背景和纳米涂层而变化。此外，抗辐射电路可以保护电子设备免受微波武器的影响，被认为是最有价值的纳米产品。简而言之，基于纳米技术的材料、电路、储能和炸药的改进，将大大提高各种武器装备的射程、有效载荷和隐身能力。
1.2无人机
1.2.1监视/侦察无人机
商用和自主监控无人机的快速发展正在降低远程、多光谱和雷达的运营成本。长航时、军用遥控无人机，如全球鹰，不仅价格昂贵，还需要完善的设备来支撑其效能。如今的长航时监控系统只需要几个人。DX-3是一种自主垂直起降无人机，可以携带光探测的测距技术，任务范围为900英里。
通信中继无人机
长寿命或系留无人机可以提供临时节点，以扩展现有系统的范围，或为不断损坏的节点提供快速替换。
攻击无人机
“捕食者”成为最近20年最受欢迎的无人机，其高端系列售价200万美元，仅为F-35的1/45。XQ-222无人机的航程为3000英里，有效载荷为600磅。其成本优势也不容忽视:XQ-222因其垂直起飞和回收系统，培训成本最低，不需要机场，不需要飞行员和维修人员的培训，不需要飞行员奖金，不需要退休费用等...美国空陆军也在开发和测试其专用的XQ-58A版本。
然而，攻击无人机技术并不局限于百万美元的系统。自2011年以来，美国已经向阿富汗运送了4000多架价值1.5万美元的弹簧刀无人机。它长2英尺，宽3英寸，重量只有6磅，可以飞行约6.2英里，并为操作员提供实时视频，操作员还可以对他们发现的任何目标进行“自杀式攻击”。2019年9月伊朗袭击沙特阿拉伯阿布卡奇石油设施就是一个典型案例。2016年10月至2017年1月，伊拉克还进行了80多次无人机袭击。此外，商业公司正在测试自主垂直起降无人机。这些无人机不依赖全球定位系统，抗电子干扰能力强，航程数百英里，精度1m，价格低廉，可一次性使用。
1.2.4海上无人机
商业航运业正在开发一系列无人水面船只，从北海渡轮到电动沿海货船和全尺寸集装箱船和油轮。自2018年以来，美国海军一直在开发水下无人机，以探测和打击敌方战斗人员，使用一组船只在几个小时内清除一个布满水雷的海峡，跟踪敌方潜艇，并守卫关键的基础设施。无人水下航行器可以成为潜艇部队相对廉价的替代或增强手段。
地面无人机
地面无人机已经应用并实际使用。尽管有一些困难，许多国家继续开发无人驾驶地面车辆。
简而言之，军用和商用无人机的使用——无论是在地面、海上还是在空——都在爆炸式增长。全球智能商用无人机市场预计到2025年将达到1790亿美元。
对无人机进行反击
自2002年以来，DARPA赞助了一年一度的黑飞镖实弹演习，探索摧毁无人机的方法。它促进了反无人机技术的发展，包括动能杀伤、定向能、软件攻击和电子及GPS干扰。激光、软件攻击和电磁脉冲方法似乎对蜂群的潜在影响最大。但是每种方法都有很大的局限性。在最新的方法中，DARPA正在探索使用无人机群来击败无人机群，并开发最有效的软件和策略。实验小组随后驾驶25架无人机组成的混合小组互相攻击，取得了显著的成功。然而，这一概念并没有在更大的样本组上进行测试，也没有付诸实践。
1.3人工智能
人工智能是一个广阔的动态领域。本章仅讨论人工智能在小型、智能和廉价武器开发中最重要的两个领域:独立于GPS的导航和目标识别。
宾夕法尼亚大学的四轴飞行器“使用智能手机自主飞行，仅使用机载硬件和视觉算法，因此可以独立于GPS。”DARPA也在利用地球磁场的变化开发精确导航。两个系统都不受GPS干扰或欺骗的影响。然而，虽然这些系统可以让无人机到达目标区域，但目前的技术无法保证它能击中特定目标。此外，真正自主无人机打击的第二个关键要素是准确的目标识别。许多研究人员正在研究使用人工智能通过机载传感器提供准确的识别。2019年初的一份在线杂志评价了七种可以识别和跟踪人的商用无人机。而美国空军事研究实验室正在使用一种新的遥控芯片来识别空的雷达生成图像中的军用和民用车辆。
1.4无人机蜂群
2014年，弗吉尼亚大学的一个团队在一天内打印出一架3D无人机，然后使用一个小型电机、2块电池和一部安卓手机生产出一架价值800美元的自主无人机，航程约30英里。如今，一个拥有1000台Carbon3D打印机的工厂，每天可以打印10万架自主无人机的机身。至于成品的组装和出货，可以由机器人自动完成。发射数千架无人机将具有挑战性，但通过使用像多火箭系统一样设置的标准集装箱，大量无人机可以快速移动和使用。无人机的数量优势足以对任何现有的反[/k0/]系统造成巨大压力。
1.5小型弹头技术
无人机面临的前两个挑战:自主导航和目标识别技术在2020年有了显著发展。而最后一个挑战——小型无人机的有效载荷限制——可以通过以下三种方法解决。第一种也是技术上挑战最小的方法是“携带雷管”。第二种方法，使用爆炸成型弹药作为战斗部，技术要求较高。第三种方法是利用蜂群，依靠几十个小弹头的累积伤害来完成任务。
“携带雷管”通常适用于引爆易燃目标，如弹药库、停放的飞机、加油车或火箭发射器。只要把几盎司的炸药放在合适的地方，就会引起二次爆炸，造成毁灭性的打击。俄罗斯多次使用小型无人机向乌克兰弹药库投掷简易手榴弹。由此产生的二次爆炸销毁了数十万吨弹药。要穿透非爆炸目标，比如补给车或轻型装甲车，可以使用第二种方法:EFPs。一个合适的拇指大小的EFP只有3盎司重，可以穿透半英寸厚的钢铁。将EFP的尺寸增加到几磅就可以摧毁装甲车辆。无人机、人工智能、先进制造的结合，意味着未来战场上可能会出现成千上万的机动、智能、主动的猎人。
1.6低成本卫星
无论政府和大公司如何开发他们现有的卫星能力，都比不上商业卫星的低成本。CubeStar每个模块的尺寸只有4英寸左右，成本不到12.5万美元，成为服务空之间新产业的关键。Viasat正在建立一个微型卫星网络，使客户能够近乎实时地观看不断扩大的观测卫星网络的图像和视频。可见大国已经失去了对Tai 空使用的垄断。“便宜空房”是指在一个破坏性技术和大国竞争的时代，所有的军事策划者都必须假设几乎任何敌人在移动的时候都能看到他们的部队。
1.7高超音速武器
高超音速武器又称超高速武器，其速度是音速的5到25倍。高超音速武器有三种不同的实现方式——助推-滑翔火箭、巡航导弹和炮弹。每种方法都在迅速走向成熟，并将极大地改变大国冲突的特征。但目前来看，大部分预计在未来五年内不会投入大规模运营。
助推-滑翔火箭系统要求弹道导弹在机动前达到一定的速度和高度。一旦投入使用，它将提供具有破坏力的机动和远程精确打击。好像所有大国都在研发这种武器，重点是携带核弹头。预计美国将在2028年拥有可运行的助推-滑翔系统。相比之下，高超音速巡航导弹更便宜，可以通过地面、海上和空各种平台发射，但体积更小，射程有限。美国空陆军正在研制AGM-183空发射快速反应武器。美国陆军正在开发一种远程高超音速武器。最后一种技术，高超音速炮弹，更便宜，但射程更远——目前只有50英里左右。陆军已经设定了射程为1000英里的火炮目标，但还没有部署这一系统的预计日期。
总之，这些技术进步将彻底改变新兴大国竞争时代的所有战争领域，改变未来冲突的战术和作战环境。
战术影响
这些小型、智能和廉价技术的兴起，将对各种作战领域产生重大的战术影响——地面、海上、空中型、太空、网络和电磁，更重要的是跨域作战。
2.1地面战斗领域
当我们将简单的无人机、增材制造、自主导航和目标识别结合起来时，地面部队可能需要处理数千甚至数万架无人飞机。但如果它们都装在商用集装箱或卡车里，在战场上移动，就很难识别或缴获。那么，如果再加上水雷、格拉姆火力等精确武器，那么“无人机家族”就可以制造出一个战斗双方都无法撼动的纵深区域。目前地面部队正处于新技术逐步替代旧技术的阶段，未来发展空间巨大空。
2.2.海上作战领域
俄罗斯、以色列等国已经生产出集装箱巡航导弹，可以为各种平台提供反舰武器。集装箱船可以通过添加40到50个集装箱武器和简单的指挥和控制系统变成战舰。价格约为1.25亿美元，只是一艘海军沿海战斗舰购买价格的零头。这是一种生存能力更强、价格更低的舰艇，可以为舰队增加大量导弹。
除了能力越来越强的巡航导弹，像XQ-58A这样的垂直起降无人机意味着几乎任何海船都可以是小型飞机。此外，很多战舰在顶部都配备了箱式发射装置。这些提供了易于识别的目标点和二次爆炸的巨大潜力。水下武器对海军构成了更大的挑战。各种商用无人水下航行器甚至可以改造成潜艇部队。如果发展成武器系统，商用无人机可能会极大地改变海军。在新兴大国竞争的时代，大量相对廉价的自主无人机和巡航导弹的出现将彻底改变海上战争。
2.3 空操作域
对于传统有人空中型部队来说，无人机和巡航导弹的结合一方面可以克服传统空部队的很多弱点，但另一方面也提高了一些国家的反进入/区域封锁和精确远程打击能力。空里的势力面临大变动。有人驾驶飞机已经过时，低成本无人机、巡航和弹道导弹以及潜在的高超音速导弹才是未来。但目前美国还没有办法保护空军事基地免受这种新一代武器的攻击，USS 空也面临着越来越大的威胁。现有的或设想的武器系统无法探测和攻击这些移动系统。对于飞行员来说，也将被无人机取代。
2.4泰空战域
在Tai 空领域，微卫星和CubeStar的出现，加上商业发射平台的兴起，将大大增加Tai 空被攻击的可能性。2020年4月，诺斯罗普·格鲁曼公司的任务扩展飞行器成功与Intelsat 901对接，并在轨道上服役。Tai 空资产是否会被用来攻击地球上的目标还是一个悬而未决的问题。另外，为了保护泰空战役中的重要资产，美国需要发展在卫星上使用动能和软杀伤的能力，修复能力也很关键。
2.5信息作战领域
相比之下，网络战是持续的、全球性的、持续的、发展的。随着第四次工业革命的继续，网络空之间的持续冲突只会加速。但是现实世界中所有的网络都有节点，比如卫星下行，服务器，光纤网络，这些都是非常脆弱的。与网络攻击不同，对已知位置的物理攻击会对对手的网络造成重大且可预测的损害。并且比混合网络和真实世界的攻击更容易协调真实世界的攻击。这是一个成熟的跨领域开发领域。
2.6电磁操作
电磁频谱的使用对于其他领域的战争非常重要。如果一个势力可以称霸全谱，就可以严重限制甚至击败对手在陆地、海上、空、太空和网络上的所有能力。此外，网络系统通常依赖电磁通信链路，这些链路可能会受到干扰、降级或欺骗。电子设备的小型化、计算机能力的急剧增加、电磁脉冲系统的产生和传感器的改进，使电磁频谱成为高科技竞争的关键领域，而这一领域在很大程度上决定了未来参与的胜负。
操作
未来10到20年的技术融合意味着每个国家和非国家行为者都将有能力进行精确打击。拥有100台3D打印机的国家可以使用数千架精密无人机作为作战武器。通过将这些无人机与被动传感器配对，防御者在选择开火之前无需传输任何信号。所以，未来的战争很可能是守军选择什么时候发动就什么时候发动，由大规模的精确打击来完成。简而言之，完美的防守将能够创造战术优势。
因此，那些试图登陆他国地面部队的人，将面临惨重的人员伤亡和不平等的经济损失。无论是人力还是财力，未来的干预成本都会比现在高很多。
声明:本文转自Academic plus，原作者T.X. Hammes。文章内容为原作者个人观点，本微信官方账号转载仅用于分享和传达不同观点。如有异议，请联系我们/转载微信官方账号XXX！
自我转移学术plus
作者T.X .哈梅斯
编辑翟李颖
研究所简介
国际技术经济研究所成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构。其主要职能是研究我国经济、科技和社会发展中的重大政策性、战略性和前瞻性问题，跟踪分析世界科技和经济发展趋势，为中央政府和有关部委提供决策咨询服务。“全球科技地图”是国际技术经济研究所的官方微信账号，致力于向公众传递前沿科技信息和科技创新洞察。
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