與有人駕駛飛機(jī)相比,無(wú)人機(jī)具有成本低廉、操作靈活等特點(diǎn),如今隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展,其在軍用和民用領(lǐng)域的應(yīng)用都越來(lái)越廣范。
與此同時(shí), 無(wú)人機(jī)帶來(lái)的威脅也日益被重視。納卡沖突中,相對(duì)廉價(jià)的小型攻擊無(wú)人機(jī)輕松摧毀有“陸戰(zhàn)之王”稱(chēng)呼的坦克讓人見(jiàn)識(shí)了其威力。而民用無(wú)人機(jī)帶來(lái)的諸多威脅同樣令人驚心,比如對(duì)軍事目標(biāo)和敏感目標(biāo)的拍攝;非政府武裝組織用來(lái)進(jìn)行非對(duì)稱(chēng)作戰(zhàn);極端分子用來(lái)進(jìn)行恐襲;犯罪分子用來(lái)走私、販毒、犯罪前勘察路線、反監(jiān)視,等等。
由此, 反制無(wú)人機(jī)帶來(lái)的威脅成為各國(guó)極力解決的難題。近日在韓國(guó)首爾郊外舉行的武器展上,各種無(wú)人防御系統(tǒng)和應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)威脅的先進(jìn)武器,成了展會(huì)的焦點(diǎn)。
圖為阿布扎比海軍防務(wù)展上展出的全尺寸“捕食者”無(wú)人機(jī)模型。
文 | 石宏《艦載武器》執(zhí)行主編
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)“環(huán)球”(ID:GlobeMagazine),首發(fā)于2020年12月10日,原標(biāo)題為《誰(shuí)能反制無(wú)人機(jī)?》,原文刊于 2020年12月9日出版的 《環(huán)球》雜志第25期。
1發(fā)現(xiàn)是前提
要反制無(wú)人機(jī),首先要解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。
在傳感器技術(shù)方面,現(xiàn)在用于探測(cè)無(wú)人機(jī)的傳感器已涵蓋電磁、光學(xué)、紅外、聲學(xué)等各種頻譜,既有獨(dú)立使用也有組合使用的傳感器。
雷達(dá)是現(xiàn)代防空系統(tǒng)最關(guān)鍵的傳感器,對(duì)于大型高速目標(biāo)有很好的探測(cè)能力,但在探測(cè)無(wú)人機(jī)方面卻不盡如人意。原因在于大多數(shù)無(wú)人機(jī)是低空、慢速的小型甚至微型飛行器,呈現(xiàn)在雷達(dá)上的信號(hào)特征很弱,很難被發(fā)現(xiàn)。比如雷達(dá)通常是以多普勒效應(yīng)來(lái)發(fā)現(xiàn)空中飛行目標(biāo),很多時(shí)候會(huì)過(guò)濾掉低速目標(biāo),而且對(duì)低空目標(biāo)的探測(cè)距離很近。
微型、小型無(wú)人機(jī)的速度往往和飛鳥(niǎo)差不多,特別是多旋翼無(wú)人機(jī)還可以進(jìn)行空中懸停和垂直機(jī)動(dòng),不具備普通運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒特征,這就使得防空雷達(dá)經(jīng)常將它們忽略。再者微型、小型無(wú)人機(jī)飛行高度低,很多還是采用非金屬材料制成,雷達(dá)反射截面積在0.01平方米以下,這進(jìn)一步增加了雷達(dá)發(fā)現(xiàn)難度。
此外,雷達(dá)探測(cè)需要一定的凈空條件,如果環(huán)境復(fù)雜,雷達(dá)探測(cè)也很困難。比如在城市環(huán)境條件下,雷達(dá)要想探測(cè)緊貼樓層或在樓宇之間飛行的無(wú)人機(jī)難度極大。
射頻探測(cè)是通過(guò)監(jiān)測(cè)無(wú)線電信號(hào)來(lái)分析確定無(wú)人機(jī),但當(dāng)無(wú)人機(jī)保持無(wú)線電靜默時(shí)就無(wú)能為力了,而且其探測(cè)距離也太近,通常只有數(shù)百米。
光學(xué)探測(cè)是根據(jù)無(wú)人機(jī)的光學(xué)特征來(lái)探測(cè),也存在探測(cè)距離近的問(wèn)題。例如常見(jiàn)的多旋翼無(wú)人機(jī)軸距基本在300~600毫米范圍內(nèi),在100米高度飛行時(shí),肉眼很難發(fā)現(xiàn)。即使是光電探測(cè)設(shè)備,也提高不了多少距離。
紅外探測(cè)是根據(jù)無(wú)人機(jī)的紅外信號(hào)特征來(lái)探測(cè),然而無(wú)人機(jī)飛行速度慢,很少產(chǎn)生氣動(dòng)加熱,而且很多還是活塞動(dòng)力和電池驅(qū)動(dòng),紅外信號(hào)極弱,因此紅外探測(cè)的距離也很近,往往不到200米。
聲探測(cè)是通過(guò)無(wú)人機(jī)的噪聲來(lái)進(jìn)行探測(cè),同樣存在探測(cè)距離太近的問(wèn)題,像商業(yè)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)飛到100米以上就很難聽(tīng)到噪聲了。 在城鎮(zhèn)嘈雜環(huán)境下,聲探測(cè)就更困難。
目前,還沒(méi)有一種理想的探測(cè)無(wú)人機(jī)的傳感器,即使是對(duì)中型和大型無(wú)人機(jī)的探測(cè)都不理想,更別提對(duì)微型和小型無(wú)人機(jī)的探測(cè)了。土耳其制造的TB-2中型無(wú)人機(jī)在利比亞、納卡戰(zhàn)場(chǎng)上能打掉多輛裝有雷達(dá)和光電探測(cè)系統(tǒng)的俄制“鎧甲”S1機(jī)動(dòng)式防空系統(tǒng),原因就在于“鎧甲”S1很難及時(shí)探測(cè)到無(wú)人機(jī),結(jié)果“獵人”屢屢變成了“獵物”。
在發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)上,各國(guó)采取的措施是:
一方面不斷提升各種探測(cè)器的性能,改進(jìn)算法,例如改進(jìn)雷達(dá)對(duì)低空低速目標(biāo)探測(cè)的算法;
另一方面加大協(xié)作,利用不同傳感器來(lái)實(shí)施組合,并進(jìn)行機(jī)動(dòng)式部署,利用綿密、無(wú)縫的廣域體系化探測(cè)來(lái)提高對(duì)無(wú)人機(jī)的發(fā)現(xiàn)概率。
特別是要發(fā)揮預(yù)警機(jī)、中高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)和系留浮空氣球組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)(預(yù)警機(jī)探測(cè)范圍廣、長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)接續(xù)能力強(qiáng)、系留浮空氣球滯空時(shí)間長(zhǎng)),對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行立體探測(cè),增加探測(cè)距離,從而提供更多的預(yù)警時(shí)間。
傳統(tǒng)防空武器在對(duì)付無(wú)人機(jī)方面效果并不理想。圖為俄軍反導(dǎo)部隊(duì)部署的 S-300 型防空導(dǎo)彈
2高射炮打不了蚊子
高炮和防空導(dǎo)彈等傳統(tǒng)防空武器對(duì)無(wú)人機(jī)的攔截作用明顯不如它們攔截有人駕駛的固定翼飛機(jī)和直升機(jī),原因依然在于無(wú)人機(jī)的“低、慢、小”特征。 高炮對(duì)無(wú)人機(jī)的攔截概率低,導(dǎo)彈攔截的費(fèi)效比低,而且還都不適于對(duì)付無(wú)人機(jī)“蜂群”。
比如我們經(jīng)常聽(tīng)到,一個(gè)防空導(dǎo)彈單元能同時(shí)對(duì)付8~10個(gè)空中目標(biāo),但一個(gè)由20架無(wú)人機(jī)組成的“蜂群”能輕松“嗆死”一個(gè)防空導(dǎo)彈單元。如果是上百架無(wú)人機(jī)組成的“蜂群”,一個(gè)防空導(dǎo)彈單元就只有干瞪眼的份兒了。
特別是現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)“蜂群”常是多任務(wù)模式,即“蜂群”中有負(fù)責(zé)偵察的,有負(fù)責(zé)打擊的,有負(fù)責(zé)反輻射的……互相分工協(xié)作,實(shí)施體系化作戰(zhàn)。
反輻射無(wú)人機(jī)就是專(zhuān)門(mén)壓制防空系統(tǒng)的。在納卡之戰(zhàn)中,阿塞拜疆軍隊(duì)就用以色列生產(chǎn)的“哈洛普”反輻射無(wú)人機(jī)來(lái)壓制亞美尼亞軍隊(duì)的防空系統(tǒng),取得了不錯(cuò)的效果。所以, 無(wú)人機(jī)“蜂群”對(duì)于現(xiàn)在的防空系統(tǒng)有著致命的威脅。換句話說(shuō),現(xiàn)在的防空系統(tǒng)并非攔截?zé)o人機(jī)“蜂群”的最佳手段,僅能對(duì)抗少數(shù)飛來(lái)的無(wú)人機(jī)。
不過(guò),也有一些國(guó)家在重新發(fā)展中口徑高炮,例如俄羅斯的57毫米高炮和意大利的76毫米高炮,它們的共同特點(diǎn)是在炮彈內(nèi)預(yù)制大量鎢球或鎢珠,利用中口徑高炮較高的射速打出去,在無(wú)人機(jī)行進(jìn)航線上形成大片彈幕。 這類(lèi)中口徑高炮對(duì)高速、高機(jī)動(dòng)有人駕駛飛機(jī)作用不是很大,但對(duì)低速、低機(jī)動(dòng)的無(wú)人機(jī)“蜂群”卻是有不錯(cuò)的攔截能力。
3多樣化的反制武器
目前攔截?zé)o人機(jī)的主流手段是非動(dòng)能干擾系統(tǒng),即俗稱(chēng)的射頻干擾系統(tǒng),主要是利用射頻來(lái)干擾、阻斷無(wú)人機(jī)與操控人員之間的控制與通信鏈路或衛(wèi)星通信鏈路,使無(wú)人機(jī)無(wú)法繼續(xù)飛向目標(biāo),要么降落,要么啟動(dòng)“返回起點(diǎn)”模式往回飛。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都已研制出了多種不同型號(hào)的非動(dòng)能干擾系統(tǒng),最大有效距離從數(shù)百米到數(shù)萬(wàn)米不等。 此外,電子誘騙也是對(duì)抗無(wú)人機(jī)的一種重要“軟殺傷”手段,就是向來(lái)襲無(wú)人機(jī)發(fā)送虛假信號(hào)或?qū)Ш芥溄?,從而誤導(dǎo)或控制來(lái)襲無(wú)人機(jī)。
激光和高功率微波武器被認(rèn)為是未來(lái)攔截?zé)o人機(jī)的兩類(lèi)理想武器。激光武器具有精度高、使用成本低、瞄準(zhǔn)即摧毀等優(yōu)點(diǎn),所以各國(guó)紛紛投入巨大的人力物力來(lái)發(fā)展,這方面美國(guó)走在最前列,目前已有30~150千瓦激光武器問(wèn)世。陸基“激光復(fù)仇者”的激光功率達(dá)到了50千瓦,以悍馬高機(jī)動(dòng)車(chē)為底盤(pán),可支持2分鐘的持續(xù)交戰(zhàn);?;鵏WSD MK2激光武器在2020年5月下旬進(jìn)行了攔截?zé)o人機(jī)試驗(yàn),功率可達(dá)150千瓦。
高功率微波武器則是通過(guò)發(fā)射超高頻微波,燒毀無(wú)人機(jī)內(nèi)部的電子元器件,使無(wú)人機(jī)失靈。理論上,只要無(wú)人機(jī)進(jìn)入高功率微波武器的覆蓋扇面,都逃不過(guò)被毀的下場(chǎng)。因此,高功率微波武器很適合對(duì)抗無(wú)人機(jī)“蜂群”。
此外,無(wú)人機(jī)捕捉網(wǎng)、“殺手”無(wú)人機(jī)等也是頗受重視的攔截?zé)o人機(jī)的手段。其中 “殺手”無(wú)人機(jī)采用一直流傳的“坦克是對(duì)付坦克的最有效武器”思想,用自殺式無(wú)人機(jī)來(lái)撞擊來(lái)襲無(wú)人機(jī)。
上述這些攔截?zé)o人機(jī)的手段各有優(yōu)缺點(diǎn),所以在實(shí)際作戰(zhàn)中通常是集成其中的兩種或多種,以便大幅提高攔截概率。
責(zé)任編輯:PSY
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