2024年1月初，乌克兰武装部队在库尔斯克方向调动包括第4机械化旅、第17坦克旅在内的多支精锐部队，总兵力规模达到4.5万人，开展突击性军事打击。
乌军在战役开始阶段投入包括M142"海马斯"多管火箭系统、M109自行榴弹炮等多型现代化火炮系统。这些火炮系统在战场上形成交叉火力网络，对俄军防御工事实施持续打击。乌军还运用战场数字化指挥系统，协调各火力打击单元，实现精确制导和快速反应能力。
在突击初期，乌军火炮部队在多个重点突破方向实施密集火力打击，最大强度时单个战术方向的火力投送量达到每小时650发以上。通过这种高密度火力打击，乌军成功在多个方向突破俄军一线防御工事，并在局部地区形成战术突破。
与此同时，俄罗斯军方针对乌军的突击行动迅速作出战术调整。克里姆林宫直接任命具有丰富战争经验的叶夫库罗夫上将担任库尔斯克战区总指挥官。叶夫库罗夫上将此前在多个重大军事行动中展现出卓越的指挥才能，尤其在科索沃战争期间指挥空降部队成功执行关键任务的经历，使其在应对复杂战场局势方面积累丰富经验。
在叶夫库罗夫上将的统筹指挥下，俄军快速调整战场兵力结构，从周边战区紧急抽调包括第20近卫摩托化步兵师、第144近卫摩托化步兵师在内的精锐作战部队。
俄军通过S-400防空系统与"铠甲-S1"近程防空系统的协同配合，有效遏制乌军的空中侦察与打击行动。同时，俄军还出动包括苏-35S在内的多型战机，对乌军火力集群实施精确打击，有效削弱乌军的火力优势，仅在战斗最初48小时内，俄军就成功摧毁乌军多个火炮阵地，并击落30余架各型无人机。
在库尔斯克战场上，乌军主要依靠从西方获得的M777榴弹炮系统。这款火炮采用数字化火控系统，配备先进的光电瞄准设备，在平原地区作战时展现出较强的机动性和精确打击能力。据战场数据显示，配备制导炮弹的M777可实现15米范围内的精确打击，这使其在定点清除俄军火力点和防御工事时发挥重要作用。除此之外，乌军还装备改进型的D-20榴弹炮，通过升级火控系统和瞄准装置，使其具备夜间作战能力。
相比之下，俄军的2S35"联盟-SV"自行榴弹炮系统采用全自动装填机构，最大射程可达41.5公里，且具备先进的惯性导航系统和气象计算机，可在复杂气象条件下保持较高精度。战场数据显示，在近期交火中，俄军2S35火炮群成功对乌军多个集结区实施精确打击，单次齐射可覆盖1.2平方公里区域。此外，俄军还部署2S19"苍白"自行火炮，该系统采用模块化弹药，可根据作战需求快速更换不同类型炮弹。
乌军目前装备的"爱国者"PAC-2改进型防空系统，虽然在拦截高空目标方面表现出色，但在应对低空、超低空目标时存在一定局限。为弥补这一不足，乌军将其与改进后的S-300PS防空系统组成复合防空网，形成高、中、低空三层防御体系，这一防空体系在近期战斗中累计拦截俄军巡航导弹和战术导弹47枚，但面对俄军新型电子干扰手段时，拦截效能明显降低。
俄军的S-400"凯旋"防空系统则配备91N6E多功能相控阵雷达，可同时跟踪380个空中目标，并对其中36个目标进行制导拦截。系统反应时间不超过10秒，能有效应对突防目标。在实战中，S-400系统不仅成功拦截乌军"海马斯"火箭弹，还多次击落乌军使用的"灰鹰"和"雷神"无人机。此外，俄军还部署"铠甲-S1"近程防空系统作为补充，专门应对低空、超低空目标。
乌军将14个机械化步兵旅分成多个战术群，在25公里宽的正面上选择4-5个突破点同时发起进攻。每个突破点由2-3个营的兵力构成，配备坦克连和工程分队支援。这种战术安排使乌军能够分散俄军火力，并在发现薄弱环节后快速集中优势兵力实施突破。
乌军部署AN/TPQ-36、AN/TPQ-37反炮兵雷达，配合无人机侦察，建立较为完善的战场态势感知系统。这使得乌军能够迅速发现并打击俄军炮兵阵地，在多次交火中占据先机。战场数据显示，乌军成功摧毁俄军多个固定火力点，其中包括15个炮兵阵地和8个防空导弹发射阵地。
在叶夫库罗夫上将的指挥下，俄军前沿阵地仅部署约30%的兵力，主要依托工事进行防御。这些前沿部队的任务是消耗乌军攻势，为主力部队集结创造时间。同时，俄军还在纵深地区布设多个机动反击群，每个群配备1个坦克营和2个机械化步兵营，可根据战场态势快速机动增援。这种布防方式使俄军在近期战斗中多次成功化解乌军突击，并在关键地段实施有效反击。
俄军通过"伊斯坎德尔"战术导弹系统和"口径"巡航导弹的协同运用，对乌军指挥所、物资集结点等战略目标实施定点清除。据统计，俄军在近期行动中共发射导弹85枚，成功摧毁乌军4个指挥所、6个弹药库和3个军事装备维修厂，有效削弱乌军的后勤保障能力。
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