人类武器装备的历史上一直与矛和盾相伴。 新武器发布时,总会有相应的约束装备,无人机也不例外。 随着无人机技术水平不断提高,其在军事领域的应用越来越广泛,对现有防空系统和空域安全构成严重威胁和挑战。 无人机和反无人机装备是矛盾体,也是盾牌。 战争已经打响,反无人机技术及其在各类武器装备中的应用逐渐成为世界军事技术发展的热点。
一、反无人机装备技术发展现状
对抗无人机就是发现无人机并利用技术手段对其进行对抗。 反无人机装备系统一般由两部分组成:一是探测系统,主要利用雷达探测、无线电信号监测、光电识别跟踪、声音监测等技术对无人机进行探测和识别; 二是拦截系统,主要采用暴力破坏、技术封锁、控制扣押等手段对抗无人机。
(1)检测系统发展现状
大型无人机与常规战斗机类似,很容易被雷达探测和跟踪。 中小型无人机雷达反射截面较小,多在低空或超低空飞行。 它们在雷达探测过程中容易受到强地面杂波的干扰。 目前,对无人机的有效检测和跟踪主要通过提高现有雷达识别能力、集成光电传感设备、加强音频和电磁信号检测来实现。 例如,美国先进精密定位系统制造商开发的反威胁智能探测器(ATID)利用日光和热成像摄像机,可同时实时探测和跟踪多达五个威胁目标; 韩国韩华系统公司开发的双面板雷达系统可用于探测3公里范围内的苹果大小的物体,覆盖角度为200度,并可与另一个光电系统交互; 法国泰雷兹集团生产的“地火”反隐身和反隐身系统无人机雷达可以同时探测和跟踪大范围隐身目标和无人机群,并可在15分钟内部署完毕。 它的探测范围为360度方位角、90度仰角、距离为400公里。
(2)拦截系统发展现状
根据技术手段的不同,拦截系统大致可分为暴力破坏、技术封锁、控制捕获三种类型。
1、暴力破坏。 顾名思义,它使用最简单、最粗暴的方法来使无人机失去能力。 目前,常用的四种手段包括常规火力打击、激光武器打击、微波武器打击和无人机拦截。 前三种方法的具体操作步骤基本相同,区别在于攻击时使用的武器不同。 无人机拦截是让无人机携带打击武器,在空中拦截并摧毁目标无人机,或者直接用无人机碰撞摧毁目标无人机,或者拉网“捕获”。 这种攻击和摧毁无人机的方法更加灵活方便。 例如,美国雷神公司生产的高功率微波武器(HPM)和移动高能激光系统(HEL)主要利用微波和激光摧毁无人机; 加拿大一家公司研制的“无人机子弹”系统是一种微型导弹和四载导弹系统。 旋翼机的组合。
2.技术封锁。 如果想要让无人机丧失行动能力,除了暴力破坏之外,还可以根据无人机的飞行原理,采用技术手段干扰或阻断无人机的控制,从而迫使其迫降或偏离航线。 。 这个想法可以扩展到三种方法:干扰卫星导航、干扰射频通信和干扰陀螺仪稳定性。 卫星导航是无人机获取位置信息、精确定位和飞行的基础。 如果利用电子技术干扰或拦截无人机的卫星导航信号,就会导致无法定位、偏离航向,从而阻碍无人机的正常作业。 航班。 对于射频通信和陀螺仪稳定的干扰也是如此。 射频通信是无人机与控制平台之间的纽带,陀螺仪装置是无人机保持自身平衡的关键。 无论是利用电子技术切断无人机的通讯信号,还是利用声波干扰破坏无人机的平衡,都可能导致无人机失去正常飞行能力。 例如,白俄罗斯KB雷达设计局推出的Groza-P2便携式反无人机系统是一款枪式反无人机干扰器,可以定位并消除潜在的空中威胁; 旗下公司推出的“-Bekas”移动反无人机系统可以探测10公里内的无人机,跟踪其运动轨迹,并通过抑制无人机的通信和控制信号,在6公里的距离内将其禁用; 澳大利亚使用的“反无人机电磁炮”和美国海军陆战队装备的“轻型防空综合系统”()利用射频技术干扰无人机与控制平台之间的射频通信信号,导致失去正常飞行能力。
3. 掌控一切。 除了暴力破坏和技术拦截之外,更先进、更好的办法是夺取或影响目标无人机的控制和决策。 由此产生的方法有光学欺骗、电子欺骗和网络欺骗。 光学欺骗的原理是利用激光照射己方虚假目标,掩盖事实真相,欺骗敌方无人机,使敌方无人机在虚假信号的影响下做出错误的决定,然后己方等待攻击或控制对手的机会。 电子欺骗的原理是利用虚假的电子信号迷惑对方,影响对方的决策。 网络诈骗更为普遍。 具体做法是通过植入木马病毒或安装后门程序对无人机控制系统进行网络攻击,通过指挥中心发送虚假指令来控制和接管目标无人机。 。 网络欺骗技术要求极高,但应用后获得的效果却比其他方法要好。 例如,新加坡TRD公司推出的新型Orion H+轻型反无人机系统,是一款重量小于6Kg的便携式反无人机系统。 它可以干扰6种无线电频率,在20秒内中断无人机的通信链路,并触发自动降落或返回。
2、现有反无人机装备技术面临的困难和挑战
随着无人机技术的快速发展,大量高性能、低成本的无人机已在世界各国列装,广泛应用于空中战场。 虽然现有的反无人机技术装备能够在一定程度上对抗,但面对日益强大的“无人机矛”的攻击,“反无人机技术装备之盾”将面临越来越多的困难和挑战。
(1)检测发现困难
现代无人机的隐身性能日益提高,使得探测、跟踪和预警变得更加困难。 首先,随着微机电系统技术及其制造工艺的日益完善,无人机系统正在向小型化、小型化方向发展。 小型和微型无人机在不采取特殊技术措施的情况下具有相当的隐身能力,而且其噪声和红外特性非常弱,很难被雷达和声光探测器探测到。 其次,目前较为先进的无人机一般采用复合材料和雷达吸波材料,可以反射红外线、减少表面间隙,并具有充电表面涂层等隐身技术,使其行动更加隐蔽。 第三,中小型无人机可以在建筑物之间、水上、近地表以及风、雪、雾霾、黑暗等复杂极端环境下自由飞行。 这些特性也使得反无人机探测系统更容易发现和识别目标。 更难了。
(2) 目标辨别困难
随着无人机技术的快速发展,其使用范围不断扩大。 可以预见,未来战场上将会出现越来越多的无人机,而这种情况也将使得战时识别反无机系统变得更加困难。 第一,敌我难辨。 由于在无人机上使用敌友识别系统技术难度高、安全风险高,目前尚未受到足够的重视。 除了外观和相关显着标志外,战时发现的无人机是敌是友,很难及时做出判断,尤其是由于外观设计雷同、逐渐隐身化、小型化的发展趋势,以及同类型的无人机同时在不同国家飞行。 服役等客观条件造成了区分敌我的一系列困难。 其次,威胁评估困难。 目前,无人机的航电系统大多采用标准化、模块化设计,可以根据任务需要配备不同的设备,在战术上可以灵活运用。 当多架无人机出现在天空中时,即使反无人机系统检测到并识别出敌友,也无法仅根据其飞行特征来确定威胁级别。 如果没有判断多个目标威胁级别的能力,就无法规划拦截打击的顺序,这将影响有限的反无人机兵力的分配,并可能延误战机。
(三)拦截打击难度大
世界主要军事强国不断尝试多种反无人机拦截技术,但大多仍处于实验阶段,面临诸多困难和挑战。 首先,小型和微型无人机体积小,雷达和红外信号较弱。 使用制导武器时很难跟踪锁定目标,不构成发射条件。 使用高射炮或航空炮射击时,目标面太小。 ,命中率低。 其次,微波武器需要克服诸多技术难关才能投入实战,而激光武器无法全天候作战。 第三,技术封锁在实施过程中很容易造成“杀敌千损己八百”的效果。 由于目前使用的无人机导航频率和射频通信频率范围非常相似,甚至部分重叠,干扰敌方无人机的导航和射频通信必然会对己方造成干扰。 第四,无人机信息化程度越来越高,对其进行有效干扰和欺骗越来越困难。 第五,无人机群技术的发展对反无人机技术提出了新的挑战。 现有的反无人机系统只能跟踪和干扰有限数量的无人机,但无法攻击蜂群中的所有个体; 无人机群一般可以按照算法飞行,并具有一定的自适应修复功能。 通过修改路径和飞行模式,轻松躲避跟踪和干扰; 无数未被干扰和攻击的无人机会对反无人机系统进行致命攻击。
3、反无人机技术与装备发展趋势
目前,无人机技术正朝着小型化、集群化、隐身化、智能化方向发展。 尤其是多个无人机群或无人机/有人机群的协同,已成为世界主要国家研发的重点。 在此背景下,反无人机装备技术的发展也呈现出机动性、灵活性、软硬件并重、系统集成化、高智能化等趋势。
(一)装备小型化将是未来反无人机作战的必然要求
大型反无人机系统虽然具有发射功率强、射程远的优点,但设备较多、维护困难,不利于快速部署和实时防护。 部署后,作战位置相对固定,难以进行移动探测; 它很容易受到攻击。 会造成附带损害,不适合在城市等复杂环境中使用。 因此,一方面,我们重点关注反无人机系统与小型作战平台的融合,实现多领域的灵活部署; 另一方面,积极研发便携式反无人机装备,满足重点地区防空和城市作战需求。
(二)导航信号干扰将成为“软杀伤”的技术重点
大多数现有的“软杀伤”系统都会干扰无人机的遥控信号,但对被编程为自主飞行并关闭遥控数据链路的无人机却无能为力。 相比之下,无人机飞行过程中持续接收定位导航数据存在较大隐患。 通过干扰无人机的导航信号,重置其坐标和飞行路径,可以诱导无人机在指定地点降落。 据媒体报道,伊朗曾在2012年利用这项技术诱捕美军的无人机。
(三)定向能武器将是“硬毁灭”的主要手段
激光、微波、电磁脉冲等定向能武器具有打击速度快、拦截效果好、性价比高等优点,已成为反无人机装备发展的主流。 尤其是激光武器成本低廉、部署灵活、杀伤效果突出。 它们受到世界各国的青睐。 除了研发威力更强的激光发射器外,他们还尝试将激光武器与传统的飞机、火炮、导弹结合起来,形成快速反应。 无人机拦截能力。
(四)反隐身无人机技术将是未来的热门话题
未来无人机将具备强大的隐身能力,其远程防空能力和战场生存能力将大幅提升。 例如,美国X-47B无人机已完成一系列舰载测试,其后续型号MQ-25A隐身性能优异,可独立执行空中加油、侦察、监视等任务; 洛克希德·马丁公司的RQ-NO 无人机和波音公司的 Ray无人机也具有隐身能力。 可见,大力发展新一代防空雷达等探测手段,提高隐身目标的探测能力将是未来反无人机作战的必然要求。
(五)建立多层次反无人机体系将是重要选择
由于无人机种类繁多,小型、微型无人机的检测难度较大。 集巡查与攻击于一体的无人机对反无人机系统构成严重威胁。 而且,各种反无人机技术装备和技术都有其局限性,因此要保证目标空域的安全,特别是重要目标的生存能力,需要综合运用多种反无人机装备技术,建立多层反无人机体系由远及近,层次分明,优势互补。 提高反无人机的有效性。
(六)“无人对无人”将成为反无人机作战主流
随着人工智能技术的快速发展及其在无人机领域的广泛应用,具有真正自主能力的无人作战平台将出现在未来战场上,加速战争向无人化、智能化方向演进。 届时,传统的反无人机技术及相关作战将无法满足作战需求。 有必要开发和使用无人智能武器平台,以“无人对无人”、“智能对智能”的方式应对自主无人机威胁。