反无人机蜂群威胁的“技”与“术”

2022-12-10 03:01闫俊丰李传兵张健
环球飞行 2022年8期
关键词:蜂群链路武器

文/ 闫俊丰 李传兵 张健

当今世界科技发展日新月异,蜂群自组网通信技术、人工智能技术、载荷技术等也呈爆炸式发展,使得无人机应用无论在民用还是军用领域都发挥着重要作用,但是无人机应用的通用化和便捷化也带来了一定的危害。世界主要国家也都开始研究反无人机、反无人机蜂群技术,包括反无人机蜂群武器系统模型构想、战法运用等。

近几年来,世界上已经出现过多起无人机蜂群威胁的案例。2018年1月,俄罗斯驻叙利亚军事基地遭遇无人机蜂群袭击,13架小型无人机携带爆炸物从域外起飞发动袭击,俄军利用电子对抗装备截获6架,利用铠甲-S防空导弹系统硬摧毁7架。同年8月,委内瑞拉总统马杜罗在首都加拉加斯出席军队纪念活动演讲现场,无人机蜂群在演讲台附近引爆C-4炸弹,这次袭击至少造成了7名国民警卫队士兵受伤。

2019年9月14日,也门胡赛武装使用无人机蜂群袭击了沙特阿美石油公司的一处石油加工设施和油田。2021年10月,叙利亚霍姆斯省和伊拉克交界处的美军坦夫镇基地遭到空袭,5架武装无人机和1架自杀性无人机组成了蜂群对基地实施了空袭。为此,加强对无人机反制技术的研究,以及研究反无人机蜂群战术运用方法,是解决无人机蜂群威胁这一严重问题的有益探索。

反无人机蜂群技术发展的重点需求

要发展反无人机蜂群技术,重点在于提升探测跟踪和预警技术能力、干扰技术能力、毁伤技术能力。不仅要着重发展新型主被动探测技术手段、高灵敏度的光电探测器件,尤其是对无人机蜂群目标的探测预警能力,解决发现难和识别难的问题;而且要发展光电对抗技术、导航控制链路干扰技术和数据链干扰技术等,形成干扰反制能力,使无人机蜂群导航控制系统、通信系统、载荷功能等失效。在毁伤技术能力方面,在保证导弹、高炮等常规武器技术储备的同时,要着重发展激光武器、微波武器、格斗型无人机技术,快速形成反无人机蜂群实体装备。

国内外反无人机蜂群技术发展现状

美国反无人机蜂群技术发展现状

美国无人机盾牌公司2016年研发出射程超过1.6千米的反无人机枪械系统,其工作原理是通过无线电信号干扰压制无人机飞控信号。雷锡恩公司研发密集型拦截武器,运用加装在陆军Hummer 军车或轻型无人坦克旋转炮塔上的防空导弹和火炮,发射带有前向爆破型碎片的杀伤弹头,可对中低空无人机蜂群造成极大的毁伤。该公司研制生产的相位器高功率微波武器(HPM)对无人机蜂群进行防空测试,已证实该系统可迅速发现并瘫痪无人机蜂群。

激光武器技术方面,美军发展快速毁伤的大功率激光武器,如正在研发的150千瓦的激光武器系统(LWSD),发展对抗无人机光学传感器激光武器系统,如海军的海上激光炫目拦截器(ODIN)系统。

微波武器技术方面,美军主要采用单管高功率波技术和微波阵列合成技术两种技术路线,如正在研发的战术高功率微波作战响应器(THOR),一次性可以击落50架以上无人机。

美军未来反无人机发展战略主要包括:一是人工智能技术与反无人机作战相结合;二是智能子弹技术,可以打击多个快速运动目标的迷你制导子弹;三是多种技术融合建立反无人机防御体系。

俄罗斯反无人机蜂群技术发展现状

俄军2016年研制的代号为“蔷薇”的电子战系统,可对无人机单机和集群实施有效的压制和干扰。该装备能对作战半径约10千米范围内的无人机遥控信号进行自动识别,继而采用杂波干扰强行压制来袭无人机的遥控信号,使其失去控制。

“汽车场”反无人机电子系统作战能力突出。伊朗曾于2011年、2014年运用汽车场电子系统分别截获美军RQ-170和MQ-5B无人机。雷达技术研究方面,“帮会2-2”低空雷达能够在150千米范围进行360度监视,自动搜索、锁定、打击目标。激光武器系统方面,佩列韦斯特激光系统可实现对无人机360度无死角灼伤。

俄军未来反无人机主要发展方向,一是升级拓展“汽车场”电子战系统,二是加紧人工智能型防空模块研发,三是研发榴散弹武器以应对无人机蜂群攻击。

以色列反无人机蜂群技术发展现状

以色列的反无人机蜂群技术研究主要包括溯源打击控制终端、接管无人机控制链路以及软硬杀伤等。溯源式反无人机系统,可结合无人机的飞行路径以及无线信号的强弱来获取控制人员的位置信息。EnforceAir反无人机系统以接管射频网络技术为核心,自动探测、定位和识别目标,并接管其控制权。以色列航空工业公司推出无人机警卫(Drone-Guard)反无人机系统。该系统装备多款3D雷达,可探测各种距离范围无人机蜂群并实施干扰,达到防卫反制目的。

我国反无人机技术发展现状

我国的反无人机技术发展也比较迅速,目前有多家民用公司有比较成熟的武器装备,如空降兵、安则、华诺星空、数字鹰等。中国工程物理研究院研发了国内第一套万瓦级低慢小目标激光防御系统。中国电子科技集团14所研制的车载反无人机系统AUDS“蜘蛛网”,将雷达、光电设备以及电子干扰设备高度集成,可自动实现对无人机的探测、识别、跟踪和反制。北斗开放实验室于2018年5月发布反无人机系统ADS2000,可以通过数据干扰、信号压制、欺骗等方式,侵入并接管无人机的导航系统。军工领域也在加强对无人机蜂群自组网通信的反制技术研究。

反无人机蜂群武器系统模型构想

反无人机蜂群系统模型是根据当前主要反无人机技术及做法,探讨研究设计一套反无人机蜂群武器系统模型。其中包括低空探测雷达、光电跟踪、通信链路干扰、导航链路干扰和硬杀伤武器。反无人机蜂群武器系统应该由指挥控制分系统、探测识别分系统和反制分系统组成(详见图1)。

反无人机蜂群武器系统应具备如下功能:

指挥控制功能。设置雷达、光电、电磁侦察、硬杀伤等子系统的工作参数和工作模式的功能,控制并显示其工作状态。

探测识别功能。包括雷达探测、光电探测和电子侦察探测功能,能够探测跟踪目标的速度、方位和距离等数据,光电设备能够全天候探测目标,无线电侦测能够全方位全频段控守。

反制功能。包括无人机数据链路干扰功能、无人机导航链路干扰功能,具有火炮、激光和高功率微波打击功能。

反无人机蜂群武器系统的作战过程,主要分为系统初始待机响应、探测识别阶段、反制处置阶段。初始待机响应是指设备快速启动自检、处于待机工作状态;探测识别阶段包括目标捕获与跟踪,识别与定位;反制处置阶段包括干扰欺骗和打击杀伤。作战过程中按照目标大小、距离远近、威胁等级划分处置级别,预制反制措施,为安全处置预留时间。具体作战过程可见图2。

反无人机蜂群武器系统战法运用

在指挥层面明确反无人机蜂群作战规程,明确各子系统所属军兵种的编成部署及任务;统一组织指挥,综合运用各种战法对无人机发射平台、控制平台进行打击,对无人机任务载荷进行破坏,对无人机信息链路进行电子干扰压制和诱骗,软硬杀伤手段兼施,完成无人机反制任务。

统一部署,合理配置阵地

根据防卫区域地形特点统一部署,防卫区域为大型目标或目标群时,反无人机蜂群武器系统呈线形或扇形区域部署(整体部署可见图3)。采取靠前部署原则,扩大防空范围,由前至后,按照侦、扰、打等多手段结合共同构建多道对空防线,确保尽早尽远发现目标并及时处置。

对于小型防卫区域采取环形部署(见图4)。针对小型防卫地域容易受全方位袭击的特点,结合装备作用距离和作战区域的地形环境,将不同装备围绕防卫目标进行环形部署,使各种武器装备的防卫区域衔接起来,使整个防卫区形成一个安全封闭的环形,重点方向优先使用先进兵器,增加来袭无人机蜂群发现概率和毁歼概率。

先发制人,打击控制平台

无人机的发射与控制需要指挥控制平台支撑,指挥控制平台是控制接收处理无人机下传信息的中心,是其完成任务的重要保障,运用反无人机蜂群武器系统电子侦察子系统准确捕捉无人机下行信号,分析判定情报,先发制人,对其控制平台进行“点穴”式的精确打击,致使来袭无人机失去控制大脑,再采取多种手段进行诱捕、绳网拦阻或者击毁。

针对载荷,激光破坏功能

对于携带小型载荷进行袭扰的无人机目标,可采取释放无人机进行对等驱离反制方式,也可利用强激光对所配备的瞄准镜、夜视仪、红外装置、激光测距机以及目标指示器、光学引信等精密光学元件进行致盲,即可达到反制目的。

电子干扰,压制链路致瘫

针对信息链路进行干扰、压制和诱骗,电子侦察子系统重点捕捉来袭无人机蜂群电磁频率等技术参数,锁定其工作波段,压制无人机蜂群与地面控制站之间的通信信道,使其通信链路致瘫。对无人机蜂群控制站实施电子欺骗,模拟其导航信号,接管无人机蜂群上下行链路及蜂群间通信联络,夺取控制权,使其导航链路致瘫。

软硬兼并,联合打击反制

运用反无人机蜂群武器系统,将电子干扰压制、欺骗夺控等软杀伤手段和火炮、激光、高功率微波等硬杀伤武器联为一体,搭建高、中、低,远、中、近相结合的多层、多道拦截网络,一旦发现入侵无人机目标,各军兵种密切配合,相互衔接,高效联动,充分发挥各子系统装备的作战效能,合力反制来袭无人机蜂群。

结束语

战争中无人机运用实例逐渐增加,应对成体系、大批次、多样化的无人机蜂群攻击难度加大,我们在注重反无人机理论研究的同时,更应重视如何将理论转化为实践,加大研究探索反无人机蜂群武器系统的作战运用力度,尤其是针对防卫地域的防空,在系统部署、作战运用、战法创新方面积极实践,形成更加有效的反无人机蜂群武器装备体系。

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