隨著人工智能、電子信息技術(shù)水平的不斷提高,垂直起降、靈活度高、經(jīng)濟性好的小型無人機發(fā)展迅速,能夠在嚴酷氣象條件下執(zhí)行飛行任務(wù)。而且隨著信息網(wǎng)絡(luò)和鏈路組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,歐美國家已重點開展無人機和無人機蜂群作戰(zhàn)研究,旨在無人機通過掛載不同任務(wù)設(shè)備就可以快速生成相應(yīng)作戰(zhàn)能力:掛載電子偵察或光電偵察設(shè)備可開展作戰(zhàn)區(qū)域的情報偵察工作,為指揮系統(tǒng)提供作戰(zhàn)支撐信息;掛載小型炸彈可開展武裝襲擊,打擊地面人員或車輛、防空單元或其他軍事設(shè)施等,甚至是自殺式襲擊低空中作戰(zhàn)平臺。具備偵察、電子干擾、武器打擊等多種作戰(zhàn)能力的無人機組成無人機蜂群,以對目標開展蜂群作戰(zhàn)。
直升機典型作戰(zhàn)區(qū)域為低空或超低空,在面對此類的小型無人機威脅,不僅需要有效的探測感知手段,更重要的是要具備有效的反無人機措施。搭載先進的干擾設(shè)備,直升機能夠有效對小型無人機或無人機蜂群進行反制,提升其在低空或超低空的飛行安全能力。同時,直升機載反無人機的干擾設(shè)備還可以掩護飛行編隊成員、地面作戰(zhàn)單元免受無人機襲擊,保障有效開展作戰(zhàn)任務(wù)。
反無人機干擾技術(shù)手段
無人機反制技術(shù)主要分為軟殺傷和硬殺傷兩類。軟殺傷主要是通過干擾無人機測控鏈路、通信數(shù)據(jù)或衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)等,使無人機無法正常接收控制指令或定位信息而失去繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)的能力,從而削弱無人機作戰(zhàn)能力。硬殺傷主要利用高能激光、高功率微波或?qū)椀忍厥馕淦?,直接摧毀影響目標無人機正常飛行所需的機載設(shè)備部件或機身結(jié)構(gòu),使其喪失飛行能力。從使用方式和所需能量資源看,軟殺傷干擾欺騙來襲無人機,使無人機無法正常工作而硬件未損傷,若干擾措施停止,那無人機仍有可能“復(fù)活”。因此,軟殺傷所需的能量資源較小,但其作用時間應(yīng)持續(xù)到無人機無法再次恢復(fù)正常執(zhí)行任務(wù)為止;硬殺傷可直接使得無人機永久喪失作戰(zhàn)能力,但其所需能量資源更高。
國外主要反無人機設(shè)備研究現(xiàn)狀
2015年9月,英國SelexES防務(wù)公司發(fā)布了一款名為“隼盾”的反無人機電子戰(zhàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)具備探測、識別和定位“低慢小”無人機的能力,并實施有效的干擾和打擊,同時,該系統(tǒng)還能夠接管目標無人機的測控系統(tǒng),從而控制無人機的飛行。
2018年,以色列航空工業(yè)公司(IAI)發(fā)布了“無人機警衛(wèi)”(DroneGuard)反無人機系統(tǒng),該系統(tǒng)將雷達和光電傳感器作為無人機的探測識別設(shè)備,并配備了專用的電子干擾設(shè)備,可對“低小慢”無人機目標實施有效的探測、識別和干擾,提供可靠的防御能力。
2018年7月,美國雷神公司推出了“郊狼”無人機和有源相控陣雷達組合的反無人機系統(tǒng),在“郊狼”無人機上配裝了先進的導(dǎo)引頭和戰(zhàn)斗部,在有源相控陣雷達探測并識別出目標無人機后,引導(dǎo)“郊狼”無人機進行打擊,從而毀傷目標無人機。
2021年,美國洛克希德?馬丁公司推出一種反無人系統(tǒng)——“墨菲斯”(MORFIUS),該系統(tǒng)是以“阿爾提烏斯”(ALTIUS)無人機平臺搭載高功率微波系統(tǒng)來對抗來襲的單架無人機以及無人機蜂群,不會對己方車輛、建筑或人員造成影響。相比地面反無人機的干擾系統(tǒng)發(fā)射微波會在遠距離高損耗能量,“墨菲斯”在功率需求上更有優(yōu)勢,它通過快速抵近無人機,近距離發(fā)射高功率微波以干擾無人機。2023年5月,美國聯(lián)合反小型無人機系統(tǒng)辦公室,在尤馬試驗場對“墨菲斯”高功率微波武器系統(tǒng)進行測試,評估無人機掛載該系統(tǒng)在4km范圍內(nèi)打擊自殺式無人機的能力。
2023年,俄羅斯技術(shù)集團公司展示了Serp-VS5新型反無人機系統(tǒng),該系統(tǒng)通過抑制無人機操作員的控制信道,迫使無人機丟失通信和導(dǎo)航信息,可同時壓制多架無人機。該反無系統(tǒng)可用于保護電力設(shè)施、輸油管道和工業(yè)企業(yè)等免受敵方無人機偵察與攻擊。
反無人機設(shè)備的裝機可行性分析
反無人機設(shè)備的作戰(zhàn)功能需求,簡單來說,就是在目標無人機采用動能攻擊時,必須在其投放彈藥或自殺撞擊之前對其進行攻擊;在目標無人機采用電子攻擊時,必須在其執(zhí)行情報偵察任務(wù)之前就將其摧毀。從技術(shù)手段看,具備軟殺傷或硬殺傷能力的反無人機設(shè)備均能夠有效反制無人機。直升機在低空飛行時,在面對不同工作時間和任務(wù)的小型無人機時,需要靈活運用這些反無人設(shè)備。
裝機需求對比
在直升機掛載時,重量、體積、功耗、經(jīng)濟性和性能的綜合權(quán)衡是反無人機設(shè)備裝機可行性必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容,像電子干擾設(shè)備、激光或微波定向能武器、小型制導(dǎo)導(dǎo)彈在直升機的裝機要素上有很大區(qū)別,預(yù)估的裝機需求比較情況具體見表1。
反無人機設(shè)備的裝機可行性
從國外已有的應(yīng)用成果看,電子干擾設(shè)備可以采用相對獨立的吊艙結(jié)構(gòu)形式掛裝在直升機下方或兩側(cè),這種安裝形式不過多占用機上空間,而且可根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需求實現(xiàn)快速拆裝。同時,吊艙還可以集成雷達探測或光電探測設(shè)備,組成獨立作戰(zhàn)單元,可有效提升直升機對抗無人機的反制能力,具有較強的裝機適應(yīng)性。
激光或微波定向能武器通過定向釋放高能量來破壞或摧毀目標無人機,作用時間短。但定向能武器一般都需要配置儲能設(shè)備,這是由于直升機向定向能武器所提供的電能有限,而儲能設(shè)備一般較重、尺寸較大,這給直升機帶來更大挑戰(zhàn)。因此,定向能武器所需的重量、體積和功耗是影響其裝機關(guān)鍵因素。
小型制導(dǎo)導(dǎo)彈在制導(dǎo)體制上可以分為指令制導(dǎo)、光學(xué)被動制導(dǎo)或雷達末制導(dǎo)。一般在發(fā)射前,導(dǎo)彈均需要直升機提供先進的雷達或光學(xué)探測設(shè)備向其給出初始目標精確引導(dǎo)信息,以滿足發(fā)射條件。而在發(fā)射后,導(dǎo)彈會根據(jù)制導(dǎo)指令向無人機進行反制。為保護直升機不受導(dǎo)彈碎片或無人機碎片的損傷,導(dǎo)彈需在直升機一定距離外執(zhí)行攔截任務(wù)。
反無人機技術(shù)的應(yīng)用趨勢
隨著智能化技術(shù)的不斷進步和無人機產(chǎn)品的快速發(fā)展,無人機已成為典型的低空作戰(zhàn)裝備,它給擅長在低空或超低空作戰(zhàn)的直升機帶來很大的安全隱患,因此,直升機必須具備反制無人機的技術(shù)能力。
電子干擾技術(shù)
無人機依靠測控鏈路、通信數(shù)據(jù)或衛(wèi)星導(dǎo)航等信息工作,對這些信息采用電磁干擾壓制或欺騙,使得無人機向指定方向飛行,是反無人機的典型應(yīng)用方法。而隨著無人機數(shù)據(jù)鏈抗電子干擾技術(shù)的發(fā)展,無人機能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境背景,當其受到電子干擾時,可以快速調(diào)整通信鏈路使用策略,消除干擾的影響并繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。因此,為滿足直升機使用需求,電子干擾技術(shù)要進一步發(fā)展,開展無人機通信鏈路工作原理和電磁波形研究,引入人工智能技術(shù),構(gòu)建通信鏈路波形樣本并訓(xùn)練學(xué)習(xí),依托靈巧干擾樣式,能夠有效分類識別無人機,針對性做出干擾,是干擾技術(shù)一個重要發(fā)展方向。
軟硬兼施的反無人機技術(shù)
電子干擾技術(shù)對無人機設(shè)備硬件無損壞,只影響無人機的飛行能力,短時內(nèi)削弱無人機威脅,而如果無人機的數(shù)據(jù)鏈被重建,那無人機極可能“復(fù)活”,令直升機再次面臨無人機的威脅。因此,針對無人機開展多層次、軟硬兼施的反制方式,通過有限的激光或微波定向能武器或小型制導(dǎo)導(dǎo)彈對“復(fù)活”的無人機開展硬毀傷,從根本上解除無人機的安全隱患。
結(jié)論
無人機的種類和數(shù)量快速增長,隨著智能化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,無人機作戰(zhàn)優(yōu)勢逐漸明朗,且未來無人化是作戰(zhàn)行動的必然趨勢。在低空或超低空作戰(zhàn)的直升機必將直面無人機威脅,采取有效的反無人機技術(shù)、裝備低成本和高效能的反無人機設(shè)備,是直升機不可或缺的無人機反制手段。本文通過分析反無人機技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展情況、研究國外典型反無人機設(shè)備情況,并結(jié)合直升機平臺特點,提出了反無人機設(shè)備裝機可行性和技術(shù)應(yīng)用趨勢供參考借鑒。