低成本现代信息化武器——简约而不简单
昨天做了一期《低成本现代武器》的语音直播,有朋友问:“是不是低成本武器普及后,意味着军费预算不多的小国也能打得起现代战争了?”那么,今天我们就来讲一下,所谓的“低成本武器”真正的“不简单”。

在我刚刚上小学成为军事爱好者的时候,GPS还是一个对大部分人可望不可即的事情。甚至在当时的中国军队,大部分人也不了解GPS的力量和意义。在2005年经典电视剧《沙场点兵》中,楚副司令在带领军区干部巡视演习场时,发现最新版的纸质地图还不如GPS标的新,意味着当时GPS对于绝大多数中国军人和军官都是新鲜东西。因此,在那个时代,率先采用GPS制导的美国JDAM制导炸弹和战斧BLOCK IV巡航导弹,对于绝大多数军迷都是理所应当的“高科技武器”。

时过境迁,随着智能手机和可穿戴电子设备兴起,随身导航已经成为如今人类不可缺失的现代技术。无论是出租司机,外卖小哥,还是我们一般的市民,都广泛采用GPS/北斗/格洛纳斯复合定位芯片支持的手机,配合地图软件的自动航路规划来为每天的行动规划路线,这种便利的能力让过去每到一个大城市就立即奔赴火车站前的小摊购买城市地图和公交路线图的行为彻底的成为了历史。同样,随着国产北斗导航卫星全球组网成功,我国的电子企业也开始快速设计适用于手机导航、专业导航终端和军用产品的导航芯片,在2015年我国第一次设计出基于40mm工艺的北斗导航芯片,此后北斗导航芯片和终端产销量逐年提高,如下面的新闻:
近期,中国卫星导航定位协会在京发布《2020 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》。白皮书显示,截至 2019 年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破 1 亿片,国内卫星导航定位终端产品总销量突破 4.6 亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到 3.72 亿台。
与此同时,目前含智能手机在内采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量已超过 7 亿台 / 套。
据《2020 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,截至 2019 年底,国产北斗导航芯片模块累计销量已突破 8000 万片,高精度板卡和天线销量已占据国内 30% 和 90% 的市场份额,并输出到 100 余个国家和地区。
另外 IT之家了解到,目前,支持北斗三号新信号的 28 纳米工艺射频基带一体化 SoC 芯片,已在物联网和消费电子领域得到广泛应用 ; 最新 22 纳米工艺双频定位芯片已具备市场化应用条件。
因此,在如今导航芯片消费化的前提下,曾经高不可攀的JDAM炸弹也变得越发“平民”,根据美国2020年军费预算报告,美国每年采购40000套JDAM改装组件,单价仅仅4万美金,只有地狱火反坦克导弹的一半,而美国M142远程火箭炮的制导火箭弹,美国在年订购10000枚情况下,也只需要10万美金即可购置1发,如此的“低成本”相对于动辄100万美金的巡航导弹、弹道导弹要便宜很多,所以成为了公认的“低成本武器”。

和GPS一样成为“廉价武器”代名词的,又有20年前高不可攀的“察打一体无人机”,在伊拉克战争时,美国的“捕食者无人机”“全球鹰无人机”,简直成为了“无人战争”的代名词。但是,随着中国在内的无人机厂家的加入竞争,各种各样的采用微波、卫星数据链遥控的无人机,在GPS导航辅助下,可以很容易在敌方战区长期盘旋,并随时可以为地面武器提供火力支援。更有甚者,将无人机的持续观察能力和位置标定能力,卫星定位的精度,计算机的计算能力和传统火炮结合,就能够有效的发扬传统火力成本低,持续输出能力强大的优势。这种无人机+GPS+笔记本电脑+火炮的组合,在最近几年的战斗中表现的淋漓尽致,甚至就连以“穷困”著称的阿富汗塔利班,都以邻国支援的无人机的数据支持下,使用老旧火炮打了出色的山地战斗:首先使用无人机在敌方上空监视,在无人机以激光测距仪标定目标后,可以立即在电子地图标出位置,和利用GPS计算的己方炮兵的位置一同输入笔记本电脑解算,就可以迅速形成火炮的发射诸元,发射后命中精度可达30米以内,完全可以纳入122杀爆弹的杀伤范围。这种战斗,本质上就是基于当代消费级计算机和定位系统的战斗力:

然而,在GPS武器如此低廉的背后,又隐藏了多少的“隐性成本”呢?
首先,我们要注意到这一系列的作战核心都是基于当代的卫星数据链和全球卫星定位系统,以及基于现代互联网技术的现代信息化传输系统。

根据公开数据,GPS需要24颗卫星才能实现全球覆盖,而我国北斗三期和上一代的北斗二期,则有合计超过50颗卫星正在我们上空不断提供服务。

然而,卫星星座是非常昂贵的。据美国空军估计,全新的22枚第三代卫星GPS需要至少72亿美金的成本,而根据美国另一机构的估计甚至要达到120亿美金,若算上火箭发射费用,则至少需要额外的10亿美金(假设需要用5000万美金的猎鹰9号火箭以一箭双星发射20次),再加上地面辅助基站的成本,全套GPS卫星系统不含研发和软件费用即可超过一艘尼米兹级航空母舰的价格。
同时,看似稀松平常的消费级卫星导航芯片也并非是任何人都能制造。

我们知道,目前各种消费级电子产品通常使用整合在一块芯片的卫星导航系统。这种芯片虽然并不像手机和电脑CPU那么强调制程,但是实际上制程也不低于40nm。要知道,为了生产低于40Nm制程的芯片,就必须要使用ASML的DUV浸没式光刻机。而除了ASML之外,全球其他的光刻机都无法生产90nm以下制程,中国上海微电子原本预计在2021年末推出全国产的28nm光刻机,迄今还未有公开报道。因此,现实情况下,绝大多数的“廉价型”卫星制导炸弹的卫星接收器的处理芯片,都需要进口具备该类芯片代工能力的国家的消费级产品,若无法购买这种消费级芯片,就需要使用老工艺生产的旧式卫星接收机,成本自然难以压低到“低成本武器”上。因此,我们在最近的冲突中,发现部分苏34飞行员还需要外接手持式GPS接收机,苏25飞行员还必须靠笔记本记录目标经纬度进行搜索目标,就可以解释清楚了。

卫星定位系统昂贵程度可见一斑,那么其他的部件呢?答案也是一样的。
我们知道,如今的无人机已经普及到土耳其这样的一般工业国都能大量生产销售的水平,但并非是子系统门槛大幅降低的结果,相反的,如今很多国家都在广泛使用国际贸易下进口的零部件。比如说,TB-2无人机最昂贵的组件就是它的光学成像系统,而这套系统就是由加拿大提供给土耳其的。

除此之外,日益发达的国际贸易和军民两用产品的销售,也让“低成本武器”必要的动力系统这样的对于初级工业国难以解决问题成为了现实。如因为喷气航模、小型公务机的流行,很多二手小型喷气发动机在市场上成为了热销的货源,而其中相当一部分尺寸和巡航导弹相当,可以作为军用使用。如伊朗仿制我国C802反舰导弹时,就从法国以民用航模名义采购了TRI 60发动机,并制造了击伤以色列萨尔5型护卫舰的诺尔反舰导弹。

甚至随着当代空中旅游,航空俱乐部和高体验飞行行业的兴起,当代民航市场也出现了很多高等级的喷气式飞机,如捷克的L-39信天翁教练机,冷战曾经是华约国家广泛使用的军用高教机,苏联解体后很多该飞机流入民间,广泛用于飞行表演队和飞行俱乐部,甚至相当部分还被改造为现代化驾驶舱,但是其军用本色仍在——只需要恢复武器挂点,即可重新作为战术攻击机投入一些低烈度战场使用。

如今广泛应用的低成本武器——武装皮卡车也被视为落后地区的典范。自从1993年摩加迪沙行动中武装皮卡车(以技术支援车为名输入)一炮走红后,如今已经成为很多不发达国家主要的步兵和反坦克载具之一,甚至俄罗斯叶卡捷琳堡2020年阅兵式也出现了自制的武装皮卡车。其实,早在1986年乍得-利比亚的丰田战争中,乍得携带反坦克导弹的丰田皮卡就已经痛打了卡扎菲的T-55坦克。但是,虽然武装皮卡车广泛运用,但是整个市场却被垄断在几家企业之中——最受欢迎的当然是丰田皮卡,而中国最近的长城皮卡也逐渐因为性价比而出现在了战场上。换言之,只有具备最强大的汽车工业的国家,才能把皮卡车制造成成本性价比最好的廉价战术车辆。

所以,真正的战争是不存在“低成本武器”的,因为生产武器的成本,早已被这些强大的现代化工业信息化大国,使用巨大的军民两用市场均摊掉了。这也是如今“军民融合”巨大的价值所在。