“软硬兼施”

2022-07-09 13:55龙琛芮宁学峰
科学24小时 2022年8期
关键词:高功率微波激光

龙琛芮 宁学峰

TB2 无人机

近年来,无人机在局部战争中大放异彩。例如,2020年纳卡冲突中,阿塞拜疆运用TB-2察打一体无人机攻击敌方地面部队,致使亚美尼亚损失惨重;2019年,也门胡塞武装出动10架无人机对沙特石油设施发动攻击,瞬间使得沙特將近一半的石油加工能力瘫痪。

在交战双方军事实力悬殊的情况下,弱势一方合理使用无人机能够让战争的天平发生一定的倾斜。其中一个重要的原因,就是无人机制造成本和保障费用较低,可以在战场上大量使用。而对比之下,传统的反无人机技术,费效比就高得离谱。无论是美军的宙斯盾防御系统,还是俄罗斯的S-400防空系统,其对于巡航导弹、战斗机等目标的发现与拦截能力之强是毋庸置疑的,但遭到大量无人机进行饱和式或诱骗式攻击时,会消耗极大的防空力量,只能用昂贵的反导设备和武器去应对廉价的无人机,导致攻防作战失衡。因此,反无人机技术亟须开发与研究。

实际上,自无人机崭露头角以来,各国都在努力研究与开发能够有效反制无人机的技术与装备。其中,美国是最早制定反无人机战略的国家,近年来每年都组织反无人机演习;俄罗斯非常注重反无人机能力训练和实战检验,早在2017年就成立了全球首支反无人机电子战部队;英国于2019年发布《英国反无人机战略》,提出了对小型无人机安全风险的应对策略。

当前,在能够发现目标无人机的基础上,反无人机的主动处置分为硬杀伤和软杀伤。其中,硬杀伤以传统弹药射击、捕捉、定向能打击为手段,包括弹药毁伤、捕网、激光武器打击、高功率微波武器打击等;软杀伤以干扰为手段,包括针对无人机导航信号、通信信号、通信链路、无线网络、特定部位的干扰。此外,针对无人机侦察或进攻,还有烟幕迷盲、伪装欺骗等被动防御手段。

BMP-3 步兵战车

在无人机刚被应用于战场时,利用防空武器射击虽然费效比低,但却是在没有其他针对性装备的情况下,能选择使用的最直接有效的反无人机方式。

在利用常规武器反无人机方面,俄军颇有心得。在叙利亚战场上,他们用防空系统拦截击落了叙利亚反对派百余架无人机。近两年来,俄罗斯还在积极改造BMP-3步兵战车,研发使用新型多功能穿甲制导炮弹,以对付包括无人机在内的低空目标。目前,俄军正在组建以S-400、“铠甲-S”防空系统为主,自行高炮和便携式防空导弹系统为辅的“全方位火力网”,并加紧研制新型智能炮弹以及小型专用反无人机导弹。

『飞网』反无人机装备

肩扛式反无人机装备

反无人机并不一定要将其摧毁,大多数无人机体积较小,可以用网兜来拦截捕获。该类反无人机装备成本较低,还能捕获敌方无人机以进行研究,但存在使用距离有限、对操控者要求较高的缺点。

俄军研制了一种名为“飞网”的反无人机装备,由简易编织网和小型无人机组成。在使用时,俄军无人机将编织网悬挂于机体下方,与已被侦测到的敌方无人机相向而行,用编织网在空中截停并“捕捉”敌方无人机。该系统成本低廉,组装难度低,却可在拦截小型无人机的行动中产生奇效。

此外,俄军还研发了肩扛式反无人机装备,这款反无人机装备外形酷似火箭筒,但操作者扣动扳机时发射的却是一张大网,能够将无人机缠裹在里面,让无人机丧失移动能力并安全降落到地面上。美中不足的是,该装备的有效射程仅为100米。

受到“无人机穹顶”反无人机系统的激光束毁伤的无人机

激光武器是一种定向能武器,通过发射高能激光束摧毁无人机。因其成本低、使用灵活、发射迅速精准、不需要运输弹药等优势,非常适合打击距离较近的低空飞行的小型无人机,受到了各国的广泛关注。例如,我国的“天穹”综合反无人机系统和“寂静狩猎者”车载反无人机系统、美国的“利爪”反无人机系统、以色列的“无人机穹顶”反无人机系统、德国的“skynex”防空系统,都是使用激光对无人机进行毁伤。

不过,受到当前技术的制约,激光武器的能量转换效率低,受大气条件影响显著,各国军用激光武器大多只能应付简易无人机,存在射程短和威力不足的弊端,未来还需突破关键技术,以提升激光武器和平台的效能。

高功率微波武器虽然与激光武器一样,属于定向能武器,但是它的波束更宽、作用距离更远、受气候影响更小、火力控制更为便捷。

高功率微波武器能够将高强度微波能量脉冲导向无人机,使无人机的电子元器件失效或失能,达到压制或毁伤无人机的效果。由于高强度微波能量脉冲能够覆盖大片区域,因此能够一次性消灭某个方向上的整个无人机蜂群,也就是可同时杀伤多个目标,作战效费比高。

在高功率微波武器的研发与使用上,美军走在了前列。美军不仅专门设置了负责研制高能微波武器的部门,而且已经研发出了Leonidas、“警惕鹰”和“战术高功率作战响应器”武器系统。

其中,Leonidas系统采用高功率微波和数字波束形成技术,是世界上首台小型化高功率微波武器系统。美军已经将其集成到斯特瑞克装甲车及其他有人驾驶、自主地面作战车辆中,为陆军提供短程防空能力,以对抗无人机蜂群和其他电子威胁。

“警惕鹰”系统以有源相控阵雷达为基础,采用高能微波致盲来袭导弹和无人机。该系统可根据交战目标调整微波功率和频率,实现精确打击,保护机场等大型公共场所免遭攻击。

『Leonidas』集成在美國陆军『斯特瑞克』战车上

“战术高功率作战响应器”武器系统可以在短时间内发射高功率微波烧毁无人机的电子控制系统,其射程达到数百米。在有效射程内,几乎能达到“发现即摧毁”的作战目的。该系统储存运输方便,可以安装在集装箱中,用军用运输机进行空运,2个人在3个小时内就能完成设置。

当然,受投资、技术等因素影响,美军大部分高能微波武器项目仍处于研发阶段,主要存在难以小型化以及射程不足等问题。

操作无人机需要中继平台提供信号,或者由大型预警机进行指挥。如果能够成功干扰无人机与其后方操控人员的联系,或者篡改它们之间的联系内容,那么便能兵不血刃地将无人机摧毁。早在2011年,伊朗通过修改美军无人机GPS坐标,诱捕了一架RQ-170“哨兵”无人机,向世界展示了对抗无人机的软杀伤思路。

软杀伤就是针对无人机上的不同系统实施电子压制干扰或欺骗干扰,以达到无人机与地面控制站断开链接、致盲、接收错误指令、系统失效、无法定位或偏离航道等目的。综合来看,软杀伤主要针对的是无人机的卫星导航信号、通信信号、通信链路、无线网络或者特定部位。这也是各国在研发反无人机系统时重点使用的反制原理。

例如,英国的反无人机防御系统AUDS,不仅能有效干扰无人机接收GPS信号,而且也可向无人机发射定向大功率干扰射频,切断无人机与控制平台之间的通信链路。以色列的EnforceAir反无人机系统,可从大量无人机中找出威胁最大的目标,通过侵入目标无人机的控制系统,切断其与背后操控者的联系,从而实现接管。西班牙的“Horus之盾”反无人机系统,能够通过光电跟踪和频率干扰来使无人机失效。

俄罗斯“游隼”反无人机系统

俄罗斯在软杀伤上更是下足了功夫,研发了多种利用软杀伤原理的反无人机装备。其“游隼”反无人机系统,能够在控制频率、导航以及信息方面进行无线电干扰;“圈套”反无人机系统,能够有效压制无人机操控频道、遥测频道和通信频道;“蔷薇”电子战系统,能够对无人机遥控信息链路进行大功率的信号压制和模拟无人机遥控信号进行指令欺骗,达到扰乱无人机战场活动和抢夺其控制权的目的;Zashchita反无人机移动系统,不仅能够完全干扰通常用于无人机控制的频段,而且还能干扰全球卫星系统的导航信号;REX-1电磁反无人机枪,能够发射900兆赫兹、2400兆赫兹、5200兆~5800兆赫兹等各频段强功率的电磁脉冲干扰波,以干扰无人机通信导航系统,从而让无人机迫降。

主动搜索、发现和打击无人机是反无人机的一种方式,还有一种采取设置遮障或假目标来实现反无人机目的的方式。

战争实践表明,有效使用烟幕可以使无人机侦察的效能降至其三分之一或四分之一。人造烟幕不仅可遮挡可见光,吸收红外、毫米波,还可使激光传输距离大大缩短。因此,可使用多种方式在无人机飞行方向上或重点目标附近施放各种发烟弹,在一定距离上形成数道具有一定高度、厚度和长度的烟幕帘,降低无人机机载的电子设备侦察效能,有效防止对方无人机获知己方实力、位置、活动和运动情况。目前,美国部署了几种烟幕遮蔽武器,其中包括M56/M56E“郊狼”发烟器、M58“野狼”烟幕遮蔽系统、M157/M157A2“山猫”烟幕遮蔽系统,通过生成蒸汽状石油蒸馏剂,从而产生稳定的烟幕,能遮蔽无人机电磁跟踪和瞄准系统,并使其传感器失效。

隐真是一方面,示假也是非常重要的。通过利用各种器材或材料,仿制成与真目标具有相同特性的各种假设施、假兵器,可对无人机进行欺骗,以保护真实目标。

M58『野狼』烟幕遮蔽系统

“以机制机”也就是用无人机来反制无人机,是当前军用反无人机重要且有效的手段之一,通常有自杀式和非自杀式两种。

自杀式无人机是指无人机以自身为武器,对目标无人机进行摧毁。如俄军研发的“空中布雷”系统,它以“柳叶刀”自杀式无人机为主件,凭借速度优势打击敌机,在反恐实战中屡有斩获。还有加拿大Aerial公司研制的“无人机子弹”,是一种微型导弹和四旋翼飞行器的结合体,在锁定敌方无人机后,能够自行精确计算最佳飞行路线,通过追击和撞击杀伤无人机。

非自杀式无人机是指无人机以自身为平台,搭载各种反无人机装备,对目标无人机进行拦截与打击,能够多次使用。例如,美军在一架“郊狼”无人机上安装定向能系统,能够一次性拦截10架规模的无人机蜂群;俄罗斯用无人机搭载自动霰弹枪,打造出“会飞的AK47”,能对无人机蜂群实施面状打击;俄罗斯“狼-18”无人机拦截器实际上是一款高速机动的四轴无人飞行器,可释放3个捕网捕捉无人机。

无人机被大量运用于战场并造成巨大威胁,是近年来才出现的情况,反无人机技术实际上也是在战场需求的刺激下应运而生的。例如,激光武器和高功率微波武器,都是美、俄等国发展的重点。其中,俄罗斯的“佩列斯韦特”激光武器早在2018年就开始了战斗值班。从当前各国的战略和技术规划来看,未来几年反无人机技术发展最可能致力于现有技术的性能改进和整合。因为单一手段并不能托底,多手段融合才能构建多方式、多层次的防御体系。事实上,俄军已经通过战争实践得出,“软硬兼施”是当前反无人机系统的最佳组合方式,其ROSC-1反无人机系统,不仅能够屏蔽敌无人机信道、发送错误坐标,实现软杀伤,还配备了“狼-18”无人机,能够直接捕获或摧毁目标。此外,俄罗斯还研究演练了“电子侦察干扰+火力拦截+烟幕掩护”的反无人机新战法。

虽然反无人机技术已经由最初的传统打击方式发展到了当前有针对性的多种反制方式,有了初步的发展,但是在应对大规模无人机蜂群攻击时,受到精度、成本、距离、天候等因素的影响,还是处于一种没有安全保障的状态中。更何况无人机的发展日新月异,反无人机技术要以智能化武器平台为核心,向集成化、体系化、小型化、智能化、多维化发展,不断进步和创新。

猜你喜欢
高功率微波激光
G4FS(1.5T CVVD高功率发动机)
无线电广播中高功率微波发射技术的应用分析
为什么
仲夏夜之梦
“危险”的微波炉
激光3D长绳
神奇的激光
骑着激光炸敌人