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技经观察丨无人机防御技术概述

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发表于 2024-8-23 07:53:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

现代战争中,无人机技术突飞猛进,破坏力越来越强,在激战正酣的俄乌冲突中表现的更加充分。同期,针对无人机的威胁,无人机防御技术正在完善发展。

1、军用无人机威胁日益明显

自第二次世界大战时期美军首次将无人机做为靶机算起,无人机在军事中的应用已有70数年历史。21世纪败兴,军用无人机装备在世界范围内快速扩散,日前全世界已有超过80个国家装备了军用无人机。

军用无人机做为集“侦、打、评、扰”于一体的高端武器装备,拥有价格优惠、打击精确、战法灵活、伤亡率低等优良,已被广泛用于空袭作战。在2020年爆发的纳卡冲突中,阿塞拜疆利用多款无人机协同作战,不仅突破了亚美尼亚重金打造的S-300防空系统,还对坦克、装甲车、集结点和机动兵力给予精确杀伤,几乎将亚美尼亚地面重装力量完全消灭。此次俄乌冲突中,双方共出动无人机10余型、数百架。其中乌克兰在北约强力支持下,海量运用无人机参与作战,取得明显作战效果。在北顿聂茨河渡河战役中,因为俄军搭建浮桥时未实施对空警戒,乌军在运用1架小型多旋翼无人机侦察到俄军行动后,引导炮兵和航空兵实施精确火力打击,导致俄军地面力量海量伤亡。后续随着战争的演化,由北约援助的MQ-9、MQ-1C和“凤凰幽灵”等无人机将持续投入战场,持续加强乌克兰的空中侦察和打击能力,推动俄乌战争持久化。

军用无人机装备的海量运用,打破了传统有人机主导的空中作战格局,逐步形成空天融合、有人无人协同的作战形态,形成以无人打有人的作战优良,不仅加强了打击效率,还将己方伤亡降至最低。种种迹象显示,无人机已然从单纯的侦察设备转变为集侦察、打击、信息中继等为一体的重要体系节点,能够预见,将来战争中,无人机的功效将会越来越明显倘若与之匹敌的反无人机防御系统,所有的地面集群都将作为敌方的活靶子。

2、无人机防御技术发展状况

现有的无人机防御技术重点包含五类:一是探测识别类,经过运用地面目视侦察装备、雷达、预警飞机、卫星等,实现对无人机的即时探测、识别、预警,为后续的反无人机作战供给信息情报支援;二是伪装诈骗类,运用光学伪装、热红外伪装、声学伪装和电子伪装等技术对己方目的进行伪装,使无人机接收虚假的目的信息,降低己方目的被无人机发掘的概率;三是软杀伤干扰类,运用掌控信息干扰技术、数据链干扰技术、卫星导航干扰技术和声波干扰技术等破坏无人机的掌控链路、通信链路、导航链路和重要组件,使无人机失去掌控,从而削弱无人机的作战能力;四是硬打击摧毁类,一般运用高能激光武器、高功率微波武器、反无人机导弹、格斗型无人机以及常规地面防空火力等手段打击无人机,使无人机丧失战斗力;五是追根溯源类,不直接对目的无人机本体进行杀伤,而是经过三角测绘定位技术和神经网络分析技术对无人机进行反向溯源,从而找到其掌控室和远程操作员进行釜底抽薪式打击。

(一)探测识别类

在探测识别方面,反无人机探测技术重点以雷达探测和光电探测为主。日前,对无人机探测的雷达重点以Ku波段为主,Ku波段雷达受地面杂波干扰较小、精度较高,更适于对低慢小无人机进行探测。如美国海军的SPG-60雷达,其工作在Ku波段,预警距离为5.12千米,供给的扇形波束覆盖了美军所需的全部垂直区域。土耳其的Retinar雷达,重点用于应对小型旋翼侦察无人机,可单兵携带,最长预警距离2.3千米。同期该雷达对地面目的具备7千米的预警距离。

光电探测则分为可见光探测和红外探测。可见光探测技术成本较低,然则受天气、光线等原因影响很强。红外探测能够全天候连续工作,受环境影响小,缺点是设备成本较高。2021年俄罗斯开发的变色龙反无人机检测跟踪系统具备全天候检测和跟踪能力,可检测出无线电静默状态下入侵的无人机,能够在多个光谱范围内自动识别目的并跟踪目的,最长有效检测距离达9千米。

(二)伪装诈骗

伪装诈骗类是针对探测跟踪和监控预警技术研发的一类反无人机技术,重点是在反无人机作战过程中,利用光学、热红、声学和电子等伪装诈骗技术对己方目的进行适当伪装,从而阻止或降低对方无人机的侦察监测效率和效果。以色列凸面(Convexum)机构开发的区域守护式反无人机系统能够对所要守护目的区域起到安全拒止功效,实现区域内无人机禁飞效果。该系统重点经过无线电频率传感器自动检测可疑无人机,而后运用协议诈骗的方式实现对可疑无人机的干扰和掌控,阻止无人机侵入目的区域乃至阻止目的区域内的可疑无人机起飞。该系统可守护的区域半径在1.5千米,可对80%~90%的无人机机型有效。

(三)软杀伤干扰类

日前无人机大多对其掌控链路高度依赖,基于此,反无人机软杀伤手段重点包含电子干扰、电子诱骗、信号入侵三种方式。电子干扰是经过对无人机的导航系统进行干扰,使无人机迫降,悬停,返航。电子诱骗是经过伪造信号或阻塞无人机信号接收机的跟踪环路,使其接受错误的位置信息从而没法按正常导航路径飞行。信号入侵是利用网络技术,经过识别可疑无人机并向其发送特定指令,以实现入侵。

软杀伤干扰类是当前军用反无人机必须重点手段之一,尤其针对小微型无人机效果最佳。美海军陆战队的四个陆基防空项目之一便是在北极星MRZA全地形车上安装电子干扰反无人机系统;俄罗斯研发了一系列电子干扰反无人机系统,其中杀虫剂-1可定向压制捕捉30千米内的无人机。以色列更加是研制出了能够实现接管无人机的Enforce Air反无人机系统和集探测、识别、干扰、打击于一体的无人机警卫(Drone Guard)、无人机穹顶(Drone Dome)系统。

(四)硬打击摧毁类

主流反无人机硬打击类武器包含高能激光武器和高能微波武器。其中高能激光武器系统是利用激光器产生的定向激光束对目的无人机进行毁伤,以固体激光器为主。拥有快速、灵活、精确、作战效费比高等优点,但容易受天气变化影响,需要必定反应时间,跟踪瞄准系统易受到干扰。“分层激光防御”(LLD)是日前世界最强激光武器,由美国洛马机构设计制造,可用来对抗无人机系统和快速攻击艇,能够用高分辨率望远镜跟踪空中威胁、支持作战识别,并对交战目的进行损害评定。2022年2月,美国已完成为了对LLD的测试。其它国家在争相研发自己的激光武器,法国CILAS机构成功研制了一套系统,运用功率小于10千瓦的激光摧毁小型无人机。

高能微波武器是经过定向辐射的高功率微波束直接攻击目的重点有单管高功率波技术和微波阵列合成技术两种。高能微波武器杀伤范围广、反应速度快、作战成本低和可全天候运用,适用于无人机蜂群等集群式攻击。但存在体积庞大、作战半径有限的缺陷。美国Epirus机构开发的Leonidas固态微波武器,以圆锥形射向空中高功率短脉冲微波,功效距离300米。在其2021年向美国国防部展示中,一次击落66架无人机。俄罗斯声叫作已在乌克兰战场运用了基于微波原理的便携式“晕倒”(Stupor)电磁枪。“晕倒”电磁枪能够控制无人机导航和传输通道,以及无人机光电范围内的照片和摄像机,射程达2千米

以上处置技术外,还包含火力杀伤、粘性拦截网等多种手段,日前技术成熟度低。以色列“斯凯洛克”机构在2022年2月展出一个形似导弹的无人机拦截器。这款拦截器头部装有网状薄橡胶条,能够“游弋”到小型旋翼无人机等目的周边,向目的连续释放橡胶条。多个橡胶条“扑向”旋翼并将其缠绕,最后目的坠毁。

(五)追根溯源类

追根溯源式反无人机处理方法由以色列率先提出,这种方法不仅能够大大加强反无人机作战效率,还能够在面对无人机蜂群时有效节省防御成本。

2020年,以色列本·古里安大学科研人员研发出一种能够定位无人机掌控室和操作员的溯源式反无人机系统。该系统利用远程操控人员在掌控无人机飞行时对周边环境的反应数据,同期结合无人机的飞行路径以及无线信号的强弱来获取掌控人员的位置信息。以色列溯源式反无人机系统在测试中的准确率高达78%,反应时间相当快速,是将来反制无人机的一大利器。

3、总结

当前国际地缘政治冲突持续,中美竞争加剧,日趋繁杂严峻的国际形势对国家安全提出了更高需求加强自己防御能力,在反无人机行业实现“软硬结合”才可有效应对来势汹汹的无人机攻击。

参考文献:

[1]付鑫,赵然,梁延峰 & 李学亮.(2022).反无人机蜂群技术发展综述. 中国电子科学科研院学报(05),421-428.

[2]周末,孙海文,王亮,于邵祯,孟祥尧 & 李丹..国外反无人机蜂群作战手段状况科研. 指挥掌控与仿真.

[3]杨近文.(2022).国外军用反无人机发展科研. 军事文摘(05),46-51.

[4]王书恒.(2022).国外反无人机系统的发展动态和将来趋势. 军事文摘(03),43-47.

[5]]孙昭,何广军 & 李广剑.(2021).美军反无人机技术科研. 飞航导弹(11),12-18.

doi:10.16338/j.issn.1009-1319.20210124.

[6]高新栋 & 杨梅枝.(2021).以色列反无人机系统发展状况及趋势. 飞航导弹(11),19-24.

doi:10.16338/j.issn.1009-1319.20210158.

[7]李林莉,程旗,张荔,陈丽琼 & 秦养红.(2021).反无人机技术科研现状综述. 飞航导弹(11),25-32.

doi:10.16338/j.issn.1009-1319.20210151.

[8]薛猛,周学文 & 孔维亮.(2021).反无人机系统科研状况及关键技术分析. 飞航导弹(05),52-56+60.

doi:10.16338/j.issn.1009-1319.20200243.

[9]朱孟真,陈霞,刘旭,谭朝勇 & 黎伟.(2021).战术激光武器反无人机发展状况和关键技术分析. 红外与激光工程(07),188-200.

作者简介

董蓉 国务院发展科研中心国际技术经济科研科研五室,助理分析员

科研方向:先进制造行业前沿技术跟踪及产业、政策科研

联系方式:dongr@163.com

编辑丨郑实

科研所简介

国际技术经济科研所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展科研中心的非营利性科研公司重点职能是科研我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和相关部委供给决策咨询服务。“全世界技术地图”为国际技术经济科研所官方微X账号,致力于向公众传递前沿技术新闻和科技创新洞见。

位置:北京市海淀区小南庄20号楼A座

tel:010-82635522

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祝福你、祝你幸福、早日实现等。
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