电竞比分网-中国电竞赛事及体育赛事平台

分享

探析反無人機(jī)裝備技術(shù)

 心容乾坤 2024-05-13 發(fā)布于河北
人類武器裝備史上從來都是矛和盾相伴隨行,有新的武器出來總是會有對應(yīng)的克制裝備出現(xiàn),無人機(jī)也概莫能外。隨著無人機(jī)技術(shù)水平不斷提升,其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,對現(xiàn)有防空體系和空域安全已構(gòu)成嚴(yán)峻威脅和挑戰(zhàn),無人機(jī)和反無人機(jī)裝備這對矛與盾之爭已經(jīng)拉開帷幕,反無人機(jī)技術(shù)及其在各型武器裝備上的應(yīng)用,也逐漸成為世界軍事技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。
一、反無人機(jī)裝備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
反無人機(jī),就是要發(fā)現(xiàn)無人機(jī),并利用技術(shù)手段對其進(jìn)行反制。反無人機(jī)裝備系統(tǒng)一般由兩部分組成:一是探測系統(tǒng),主要是利用雷達(dá)探測、無線電信號監(jiān)測、光電識別跟蹤、聲音監(jiān)測等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的探測和識別;二是攔截系統(tǒng),主要是利用暴力摧毀、技術(shù)阻斷、控制奪取等手段對無人機(jī)進(jìn)行反制。
(一)探測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
大型無人機(jī)與常規(guī)作戰(zhàn)飛機(jī)類似,易被雷達(dá)探測追蹤。中小型無人機(jī)雷達(dá)反射截面積小,且多在低空、超低空飛行,雷達(dá)探測時(shí)易受地面強(qiáng)雜波干擾。目前,主要是通過提高現(xiàn)有雷達(dá)識別能力、整合光電傳感設(shè)備、加強(qiáng)音頻和電磁信號檢測等手段,來實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的有效探測追蹤。如美國先進(jìn)精確定位系統(tǒng)制造商Capture Systems公司研發(fā)的反威脅智能探測器(ATID),使用日光和熱成像攝像機(jī),能夠同時(shí)實(shí)時(shí)檢測和跟蹤多達(dá)五個(gè)威脅目標(biāo);韓國的韓華系統(tǒng)公司研發(fā)的雙面板雷達(dá)系統(tǒng),可用于檢測距離在3千米范圍內(nèi)的蘋果大小的物體,覆蓋角度達(dá)200度,并可與其另一款光電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互;法國泰雷茲集團(tuán)生產(chǎn)的“地火”反隱身和反無人機(jī)雷達(dá),能夠同時(shí)探測和跟蹤大范圍的隱身目標(biāo)、無人機(jī)群,并可在15分鐘內(nèi)完成部署,具有360度方位角、90度仰角和距離400公里的探測范圍。

(二)攔截系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
攔截系統(tǒng)根據(jù)采用的技術(shù)方式不同,大致可分為暴力摧毀、技術(shù)阻斷和控制奪取三種類型。
1.暴力摧毀。顧名思義就是采用最簡單粗暴的方式讓無人機(jī)喪失行動能力,目前常用的有常規(guī)火力打擊、激光武器打擊、微波武器打擊、無人機(jī)截?fù)羲姆N方法。前三種方法具體操作步驟基本一致,區(qū)別是打擊時(shí)所使用的武器不同。無人機(jī)截?fù)簦褪亲専o人機(jī)攜帶打擊武器,在空中攔截?fù)魵繕?biāo)無人機(jī),或者直接用無人機(jī)對撞摧毀目標(biāo)無人機(jī),或者拉網(wǎng)“抓捕”。這種打擊摧毀無人機(jī)的方式更加靈活、便捷。如美國雷神公司生產(chǎn)的高功率微波武器(HPM)和機(jī)動式高能激光系統(tǒng)(HEL),主要利用微波和激光摧毀無人機(jī);加拿大AerialX公司研制的“無人機(jī)子彈”系統(tǒng),是微型導(dǎo)彈和四旋翼飛行器的結(jié)合體。
2.技術(shù)阻斷。要想讓無人機(jī)喪失行動力,除了暴力摧毀,還可以從無人機(jī)的飛行原理出發(fā),通過技術(shù)手段干擾或阻斷無人機(jī)的控制,從而迫使其降落或者偏離航線。這種思路可以延伸出干擾衛(wèi)星導(dǎo)航、干擾射頻通信、干擾陀螺穩(wěn)定三種方法。衛(wèi)星導(dǎo)航是無人機(jī)獲取位置信息、精準(zhǔn)定位和飛行的基礎(chǔ),如果使用電子技術(shù)干擾或者攔截?zé)o人機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號,就能讓其無法定位、偏離航道,從而阻斷無人機(jī)的正常飛行。干擾射頻通信和陀螺穩(wěn)定也是如此,射頻通信是無人機(jī)與控制平臺直接進(jìn)行聯(lián)系的紐帶,陀螺儀裝置則是無人機(jī)保持自身平衡的關(guān)鍵。不管是利用電子技術(shù)切斷無人機(jī)通信信號,還是利用聲波干擾破壞無人機(jī)平衡,都能使得無人機(jī)失去正常飛行能力。如白俄羅斯KB雷達(dá)設(shè)計(jì)局推出的Groza-P2便攜式反無人機(jī)系統(tǒng),是一種槍式反無機(jī)干擾器,能定位和消除潛在的空中威脅;俄羅斯國家技術(shù)集團(tuán)下屬的Avtomatika公司推出的“Sapsan-Bekas”機(jī)動式反無機(jī)系統(tǒng),可以探測10千米范圍內(nèi)的無人機(jī),跟蹤其運(yùn)動軌跡,并能通過抑制無人機(jī)的通信和控制信號,在6千米外的距離使其失效;澳大利亞所用的“反無人機(jī)電磁槍”和美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備的“輕型防空綜合系統(tǒng)”(LMADIS),則是利用射頻技術(shù)干擾無人機(jī)與控制平臺間的射頻通信信號,使其失去正常飛行能力。
3.控制奪取。暴力摧毀和技術(shù)阻斷之外,更高級也是更好的辦法是奪取或者影響目標(biāo)無人機(jī)的控制權(quán)與決定。由此誕生出的辦法是光學(xué)欺騙、電子欺騙、網(wǎng)絡(luò)欺騙。光學(xué)欺騙的原理是用激光照射己方假目標(biāo),隱真示假,欺騙敵方無人機(jī),讓敵方無人機(jī)在假信號的影響下做出錯(cuò)誤決定,然后己方再伺機(jī)攻擊或控制對方。電子欺騙的原理是用電子假信號迷惑對方,影響對方的決策。網(wǎng)絡(luò)欺騙則更具普適性,其具體辦法是通過植入木馬病毒或者安插后門程序等手段,對無人機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊,通過指揮中心發(fā)射假指令,從而控制、接管目標(biāo)無人機(jī)。網(wǎng)絡(luò)欺騙對于技術(shù)要求極高,但應(yīng)用后所取得效果也比其他辦法要好。如新加坡TRD公司推出的新型Orion H+輕型反無人機(jī)系統(tǒng),是一種重量不到6Kg的便攜式反無機(jī)系統(tǒng),能夠干擾6種無線電頻率,在20秒內(nèi)中斷無人機(jī)的通信鏈路,觸發(fā)其自動著陸或返回。

二、現(xiàn)有反無人機(jī)裝備技術(shù)面臨的困難與挑戰(zhàn)
隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,大量高性能、低成本無人機(jī)在世界各國陸續(xù)列裝,并廣泛應(yīng)用于空中戰(zhàn)場,現(xiàn)有的反無人機(jī)技術(shù)裝備雖然在一定程度上能夠進(jìn)行抗擊,但面對性能日益強(qiáng)大的“無人機(jī)之矛”的攻擊,“反無人機(jī)技術(shù)裝備之盾”將面臨越來越多困難和挑戰(zhàn)。
(一)探測發(fā)現(xiàn)難
現(xiàn)代無人機(jī)隱身性能日益提升,增加了探測跟蹤和預(yù)警難度。一是隨著微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)及其制造工藝的日益提高,無人機(jī)系統(tǒng)正向小型化、微型化方向發(fā)展。小型和微型無人機(jī)無須采取專門的技術(shù)措施,就具備相當(dāng)?shù)碾[身能力,并且其噪聲和紅外特征很弱,不易被雷達(dá)和聲學(xué)、光學(xué)等探測器發(fā)現(xiàn)。二是目前較為先進(jìn)的無人機(jī)普遍采用復(fù)合材料、雷達(dá)吸波材料,能夠紅外反射、減少表面縫隙,充電表面涂層等隱身技術(shù)使得其行動更加隱蔽。三是中小型無人機(jī)能夠在建筑物間、水面、地表附近,在風(fēng)雪、霧霾、黑夜等復(fù)雜極端環(huán)境中自由飛行,這些特性也使得反無人機(jī)的探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和識別目標(biāo)變得更加困難。
(二)目標(biāo)分辨難
隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,其使用范圍不斷擴(kuò)大,可以預(yù)見未來戰(zhàn)場將會出現(xiàn)越來越多的無人機(jī),而這一局面也將加大戰(zhàn)時(shí)反無機(jī)系統(tǒng)的識別難度。一是敵我分辨難。由于對無人機(jī)使用敵我識別系統(tǒng)的技術(shù)難度高、安全風(fēng)險(xiǎn)大,目前還沒有得到足夠重視。除了外形及相關(guān)顯著標(biāo)志外,戰(zhàn)時(shí)很難對發(fā)現(xiàn)的無人機(jī)適時(shí)做出敵我判斷,特別是大同小異的外形設(shè)計(jì)、逐步隱身化小型化的發(fā)展趨勢,以及同一型無人機(jī)在不同國家同時(shí)服役等客觀條件都給敵我分辨造成了一系列困難。二是威脅評判難。目前,無人機(jī)的航電系統(tǒng)多采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)任務(wù)需要搭載不同設(shè)備,戰(zhàn)術(shù)使用靈活。當(dāng)空中出現(xiàn)多架次無人機(jī)時(shí),反無人機(jī)系統(tǒng)即使發(fā)現(xiàn)并做出了敵我識別,但僅靠其飛行特征是無法判定其威脅程度的。而無法判斷多目標(biāo)的威脅程度,就無法規(guī)劃出攔截打擊的先后順序,進(jìn)而影響有限的反無人機(jī)兵力分配,并很可能貽誤戰(zhàn)機(jī)。
(三)攔截打擊難
世界主要軍事強(qiáng)國都在不斷嘗試多種反無人機(jī)攔截技術(shù),但目前多數(shù)仍處于試驗(yàn)階段,面臨著諸多難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。一是小型和微型無人機(jī)體積小,雷達(dá)和紅外信號弱,使用制導(dǎo)武器時(shí)難以跟蹤和鎖定目標(biāo),構(gòu)不成發(fā)射條件,而使用高炮或航炮射擊時(shí),又因目標(biāo)被彈面太小,命中率低。二是微波武器要真正投入實(shí)戰(zhàn)還需要克服諸多技術(shù)難題,而激光武器又不能全天候作戰(zhàn)。三是技術(shù)阻斷在實(shí)施過程中極易造成“殺敵一千自損八百”的效果。由于目前使用的無人機(jī)導(dǎo)航頻率和射頻通信頻率范圍極其相近,甚至還存在部分重疊,如果干擾敵方無人機(jī)的導(dǎo)航和射頻通信也勢必對己方造成干擾。四是無人機(jī)信息化程度越來越高,使得對其實(shí)施有效干擾與欺騙的難度越來越大。五是無人機(jī)集群技術(shù)的發(fā)展,對反無人機(jī)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的反無機(jī)系統(tǒng)只能跟蹤、干擾有限數(shù)量的無人機(jī),而無法對蜂群中的所有個(gè)體實(shí)施攻擊;無人機(jī)蜂群一般可實(shí)現(xiàn)按算法飛行,具備一定的自適應(yīng)修復(fù)功能,通過修改路徑和飛行模式,很容易逃脫跟蹤和干擾;未被干擾和攻擊的眾多無人機(jī)將對反無人機(jī)系統(tǒng)實(shí)施致命攻擊。

三、反無人機(jī)技術(shù)裝備的發(fā)展趨勢
當(dāng)前,無人機(jī)技術(shù)正向小型化、集群化、隱身化、智能化等方向發(fā)展,特別是多架無人機(jī)組群或無人機(jī)/有人機(jī)編組協(xié)同,已成為世界主要國家研發(fā)的重點(diǎn)。在此背景下,反無人機(jī)裝備技術(shù)發(fā)展也呈現(xiàn)出機(jī)動靈活、軟硬兼?zhèn)?、體系融合、高度智能等趨勢。
(一)裝備小型化將是未來反無人機(jī)作戰(zhàn)的必然需求
大型反無人機(jī)系統(tǒng)雖然具備發(fā)射功率強(qiáng)、作用距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),但構(gòu)成設(shè)備多、維護(hù)保養(yǎng)難,不利于快速部署和實(shí)時(shí)防護(hù);部署后戰(zhàn)位相對固定,難以實(shí)施機(jī)動探測;遭受攻擊易造成附帶損傷,不適于在城市等復(fù)雜環(huán)境下使用。因此,一方面注重將反無人機(jī)系統(tǒng)與小型作戰(zhàn)平臺整合,實(shí)現(xiàn)多域靈活部署;另一方面積極開發(fā)便攜式反無人機(jī)裝備,以滿足要地防空、城市作戰(zhàn)等需求。
(二)導(dǎo)航信號干擾將是“軟殺傷”的技術(shù)重點(diǎn)
現(xiàn)有“軟殺傷”系統(tǒng)大多針對無人機(jī)的遙控信號進(jìn)行干擾,對預(yù)設(shè)程序自主飛行且關(guān)閉遙控?cái)?shù)據(jù)鏈路的無人機(jī)則無能為力。相較而言,無人機(jī)飛行過程中不間斷接收定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)具有重大隱患。通過干擾無人機(jī)導(dǎo)航信號,重新設(shè)置坐標(biāo)和飛行路徑,可誘導(dǎo)其在指定地點(diǎn)著陸。據(jù)媒體報(bào)道,伊朗2012年誘捕美軍“掃描鷹”無人機(jī)即采用了這一技術(shù)。
(三)定向能武器將是“硬摧毀”的主要手段
激光、微波、電磁脈沖等定向能武器具有打擊速度快、攔截效果好和效費(fèi)比高等優(yōu)勢,已成為反無人機(jī)裝備發(fā)展的主流。特別是激光武器成本低廉、部署靈活毀傷效果突出,備受世界各國青睞,除研發(fā)更大功率的激光發(fā)射器之外,還嘗試將激光武器與傳統(tǒng)的飛機(jī)、火炮、導(dǎo)彈相結(jié)合,形成快速響應(yīng)的無人機(jī)攔截能力。
(四)反隱身無人機(jī)技術(shù)將是未來的熱點(diǎn)
未來無人機(jī)將具備較強(qiáng)隱身能力,遠(yuǎn)程空防和戰(zhàn)場生存能力大幅提升。如美X-47B型無人機(jī)已完成航母艦載系列測試,其后續(xù)型號MQ-25A型機(jī)具備優(yōu)異隱身性能,可自主遂行空中加油和偵察、監(jiān)視等任務(wù);洛克希德·馬丁公司的RQ-NO“哨兵”無人機(jī)以及波音公司的“幻影射線”無人機(jī)也均具備隱身能力??梢?,大力發(fā)展新一代防空雷達(dá)等探測手段,提升對隱身目標(biāo)的探測能力,將是未來反無人機(jī)作戰(zhàn)的必然要求。
(五)建立多層反無人機(jī)體系將是重要選項(xiàng)
由于無人機(jī)種類繁多,小型、微型無人機(jī)探測發(fā)現(xiàn)難,察打一體無人機(jī)又對反無人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,且各種反無人機(jī)技裝備技術(shù)均存在局限性,要確保目標(biāo)空域安全,尤其是保證重要目標(biāo)的生存能力,就需要綜合運(yùn)用多種反無人機(jī)裝備技術(shù),建立由遠(yuǎn)及近、層次分明、優(yōu)勢互補(bǔ)的多層反無人機(jī)體系,以此來提高反制無人機(jī)的效果。
(六)“無人對無人”將成為反無人機(jī)作戰(zhàn)的主流
隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展及其在無人機(jī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,未來戰(zhàn)場上將出現(xiàn)具備真正自主能力的無人作戰(zhàn)平臺,加速推動戰(zhàn)爭形態(tài)向無人化、智能化方向演變。屆時(shí)傳統(tǒng)的反無人機(jī)技術(shù)和相關(guān)戰(zhàn)斗將難以滿足作戰(zhàn)需求,需通過發(fā)展并運(yùn)用無人智能武器平臺,以“無人對無人”“智能對智能”的方式應(yīng)對自主無人機(jī)威脅。

    本站是提供個(gè)人知識管理的網(wǎng)絡(luò)存儲空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點(diǎn)。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購買等信息,謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請點(diǎn)擊一鍵舉報(bào)。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多