（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041）

定向能武器在反無人機作戰(zhàn)中的應(yīng)用

梅丹，高麗

（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041）

針對近年來迅速發(fā)展的無人機已成為未來防空戰(zhàn)場的主要威脅，分析了反無人機作戰(zhàn)的技術(shù)難點，介紹了定向能武器的毀傷機理和運用特點，概述了將定向能武器應(yīng)用于反無人機作戰(zhàn)的最新動態(tài)，提出了以定向能武器為主的反無人機防空作戰(zhàn)的建議。

反無人機；定向能武器；防空作戰(zhàn)；防御措施

近年來，不斷發(fā)展的無人機技術(shù)使得未來空中突擊發(fā)生革命性的變化，也對原有的防空體系構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。目前，反無人機作戰(zhàn)的主要手段還是基于常規(guī)動能武器對飛行器進行直接火力打擊。用一枚價值30萬美元的導(dǎo)彈摧毀一架成本不到2萬美元的無人機，從經(jīng)濟角度來看顯然是不合算的，除非這架無人機已成為主要的直接威脅。為了尋求效費比高的反無人機方法，世界軍事強國現(xiàn)已開始研究、設(shè)計、試驗、裝備多種新概念的武器裝備，用于反無人機防空作戰(zhàn)。

1 反無人機作戰(zhàn)的技術(shù)難點

隨著無人機技術(shù)的高速發(fā)展，大量高性能、低成本無人機陸續(xù)列裝，并廣泛用于空中戰(zhàn)場?，F(xiàn)有的防空武器系統(tǒng)雖然一定程度上能夠抗擊無人機，但是其探測跟蹤能力有限，抗擊反應(yīng)時間較長，在應(yīng)對無人機機群時顯得力不從心。

（1）遠距探測跟蹤難。傳統(tǒng)防空武器系統(tǒng)大都是利用雷達進行探測與跟蹤，而無人機廣泛使用復(fù)合材料、雷達吸波材料、紅外隱身技術(shù)及聲隱身技術(shù)，使無人機對雷達、紅外和聲隱身性能達到了相當(dāng)高的水平。因此，對無人機進行遠距探測和跟蹤變得十分困難。（2）抗擊反應(yīng)時間長。常規(guī)防空武器系統(tǒng)需要經(jīng)過從跟蹤識別、到瞄準(zhǔn)發(fā)射、再到與目標(biāo)相遇、最后對目標(biāo)毀傷效果評定這一系列過程。較長的抗擊反應(yīng)時間，使得傳統(tǒng)常規(guī)的防空武器系統(tǒng)只能攔截速度較低、高度一般的無人機，而對于高超聲速的無人機只能望塵莫及。如美國試驗中的X-43A高超聲速飛行器，最快飛行速度可以達到9.8Ma，它可以在很短時間內(nèi)命中全球任何一個目標(biāo)，而對方的防空預(yù)警系統(tǒng)可能還沒做出反應(yīng)來，無法滿足反無人機作戰(zhàn)的需要。（3）多目標(biāo)抗擊難度大。常規(guī)防空武器系統(tǒng)一旦首次射擊沒有攔截成功，系統(tǒng)還要做出再次抗擊，反應(yīng)時間相應(yīng)更少，射擊難度更大。如果在戰(zhàn)場上空出現(xiàn)大批量的無人機機群，這對傳統(tǒng)防空武器系統(tǒng)的壓力是可想而知的。因此，傳統(tǒng)常規(guī)動能防空武器系統(tǒng)難以滿足探測跟蹤高速飛行的無人機和大批量的無人機機群的作戰(zhàn)需求。

2 定向能武器的毀傷特點

定向能武器DEW（Directed Energy Weapon）是一種利用高熱、電離、輻射等綜合效應(yīng)對目標(biāo)實施殺傷的新概念武器，主要包括激光武器、粒子束武器、微波射頻武器三大類。與常規(guī)動能武器相比，定向能武器對無人機的機載電子設(shè)備有著更加獨特的毀傷優(yōu)勢。

2.1 激光武器的聚能毀傷

激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之喪失效能的定向能武器，具有作戰(zhàn)效能費用比高、不受電磁干擾等優(yōu)點，可專門用于癱瘓和破壞無人偵察機的機載光電偵察系統(tǒng)。

戰(zhàn)術(shù)型的激光武器既可用于抗擊巡航導(dǎo)彈和摧毀飛機的高能激光武器，又可用于癱瘓破壞無人機的機載電子設(shè)備和光電傳感器的低能激光武器。

2.2 微波射頻武器的輻射毀傷

微波射頻武器是靠定向輻射電磁波來對目標(biāo)進行毀傷的。按其工作頻率范圍可分為：高功率微波（HPM）武器和電磁脈沖（EMP）武器兩類。

高功率微波（HPM）武器能將電磁脈沖能量集中于單一頻率的窄帶內(nèi)，通過天線直接進入無人機的機載電子設(shè)備中，對設(shè)備內(nèi)部的電子元器件產(chǎn)生物理破壞作用。而電磁脈沖（EMP）武器能夠?qū)㈦姶拍芰糠稚⒃谝粋€較寬的頻帶內(nèi)，主要用于干擾無人機的機載數(shù)據(jù)通信鏈路設(shè)備。

2.3 粒子束武器的定向毀傷

粒子束武器與激光武器類似，是將粒子加速到接近光速，并用磁場聚集成束流，射向空中目標(biāo)，在極短時間內(nèi)把極大的能量傳給目標(biāo)，以此對目標(biāo)造成物理破壞。由于粒子束能量高度集中，射束非常細，一般只對目標(biāo)本身甚至其中的某一部位造成破壞，毀傷的定向性好。

3 定向能武器在反無人機作戰(zhàn)中的應(yīng)用

在定向能武器系統(tǒng)中，激光武器和微波射頻武器是發(fā)展最快、最受重視的兩類。目前，將定向能武器應(yīng)用于反無人機作戰(zhàn)的形式，主要有硬摧毀和軟殺傷兩種。

3.1 利用激光武器實施硬摧毀

經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已形成以固體化學(xué)激光器為輻射源的艦載、車載和機載型激光武器系統(tǒng)。2013年11月18日～12月10日期間，美國陸軍在白沙導(dǎo)彈靶場對一種10 kW級的車載激光武器系統(tǒng)（如圖1所示）進行測試。

圖1 美國陸軍車載高能激光武器

試驗中，一套增強型的多模雷達系統(tǒng)對目標(biāo)無人機進行探測追蹤，然后利用這種車載固體激光器及光束控制系統(tǒng)發(fā)射高能激光束攔截目標(biāo)無人機。兩次攔截試驗中，一次是成功地使用激光束致盲了無人機的機載光電傳感器；另一次是成功地使用激光束毀壞了一架無人機的尾部，最終導(dǎo)致它墜毀，如圖2所示。

圖2 激光武器擊毀飛行中的無人機

在這些嘗試獲得成功后，美國陸軍對于激光武器應(yīng)用于反無人機作戰(zhàn)的信心大增。據(jù)稱，美軍下一步將增大激光武器的功率級別，并增加激光武器的發(fā)射頻率，以便縮短摧毀單個目標(biāo)的作用時間和反應(yīng)時間，應(yīng)對無人機機群的空中突襲。

3.2 利用微波射頻武器實施軟殺傷

現(xiàn)有無人機系統(tǒng)在運行使用中，大都要通過視距/衛(wèi)通測控鏈路與地面指揮控制站交換信息，特別是中小型無人偵察機要通過地面控制站采用無線電實時遙控并傳輸獲取的戰(zhàn)場信息。若實施電磁干擾，將使無人機的機載測控與信息傳輸設(shè)備受到影響甚至失靈，更有望達到反無人機的作戰(zhàn)效果。因此，反無人機作戰(zhàn)不一定需要擊毀飛行器，只要能夠使無人機通信鏈路系統(tǒng)失效就已足夠。這樣，基于電磁脈沖技術(shù)的微波射頻武器就有了用武之地。

2011年12月，伊朗宣稱俘獲了一架美軍RQ-170哨兵隱身無人偵察機，如圖3所示。根據(jù)公開的資料顯示，伊朗軍方首先切斷了美軍無人機與其基地的通信鏈路，由于美軍無人機在設(shè)計飛控策略時考慮到鏈路出現(xiàn)中斷難復(fù)的情況就會自動返航，伊朗軍方就重構(gòu)了一個偽基地的GPS坐標(biāo)，引導(dǎo)美軍無人機降落在伊朗境內(nèi)的機場上，由于GPS坐標(biāo)高度存在幾米的誤差，這架被誘捕的無人機在著陸時起落架受到損傷。

圖3 伊朗軍方宣布俘獲一架美制RQ-170隱身無人機

運用這種機理，美國Battle研究機構(gòu)推出了一款名為“無人機防御者”（Drone Defender）的便攜式反無人機裝置，如圖4所示。

這種裝置非常小巧，能夠通過通用導(dǎo)軌安裝于各類槍械上，就像槍械的附件一樣。該裝置通過定向發(fā)射無線電波束，干擾消費級民用無人機的GPS定位系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)， 使無人機失去外部飛行控制以及自主飛行控制的能力。這時，無人機在其自身保護機制的作用下，會自主平穩(wěn)著陸，從而既避免了無人機的進一步侵?jǐn)_，又避免了可能會引發(fā)的法律糾紛。目前，“無人機防御者”的作用距離約為400米，這一指標(biāo)還有望進一步增大。與現(xiàn)有多數(shù)反無人機裝置相比，“無人機防御者”更為小巧，便于執(zhí)法者廣泛配備，以提升對消費級民用無人機的管理能力。

圖4 美國“無人機防御者”便攜式反無人機裝置

4 結(jié)語

定向能武器作為一種新概念武器，具有巨大的軍事價值和重大的戰(zhàn)略意義。其特有的毀傷機理和作戰(zhàn)效能，具備軟硬多重的毀傷效應(yīng)，能夠有效地應(yīng)對無人機的現(xiàn)實威脅，在未來抗擊無人機的戰(zhàn)場上大顯身手。為了在未來信息化戰(zhàn)爭中爭取主動，應(yīng)強化反無人機的意識，跟蹤和掌握發(fā)達國家反無人機策略、戰(zhàn)法、技術(shù)和裝備的最新發(fā)展動態(tài)，研究具有我軍特色的反無人機技術(shù)和裝備，爭取在未來反無人機作戰(zhàn)中贏得先機。

[1]范勇,李為民. 無人機對防空作戰(zhàn)的影響及對策研究[J].航空科學(xué)技術(shù)，2003.(2): 33-36.

[2]叢敏. 英國研究反無人機導(dǎo)彈[J].飛航導(dǎo)彈，2004,(12): 1-2.

[3]白宏,張廷玖,周亞紅. 抗擊臨近空間高超聲速飛行器對策研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2014,42(6): 22-26.

圖2 點檢實施與異常處理工作流程

1.7 以信息化支撐設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控工作的開展

目前，網(wǎng)絡(luò)、信息化、通訊等技術(shù)的迅速發(fā)展為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控工作的開展提供了強大的支撐。定性、定量監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、整理、分析與應(yīng)用，可以借助信息化技術(shù)手段來實現(xiàn)，使設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控工作逐步實現(xiàn)系統(tǒng)化、智能化、流程化。在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控信息化建設(shè)的推進過程中，要著重做好以下幾個方面的工作：一是采集設(shè)備狀態(tài)基礎(chǔ)信息。按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范采集設(shè)備狀態(tài)基礎(chǔ)信息，包含組織架構(gòu)、角色配置、用戶信息以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的部位、編碼等，并保證信息的唯一性和關(guān)聯(lián)性。二是系統(tǒng)功能及數(shù)據(jù)收集。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控信息系統(tǒng)應(yīng)具備點檢標(biāo)準(zhǔn)及計劃管理、數(shù)據(jù)采集、異常數(shù)據(jù)報警和預(yù)警、信息的統(tǒng)計分析、狀態(tài)趨勢分析等模塊，具備數(shù)據(jù)的收集分析功能，要實現(xiàn)將各種檢測數(shù)據(jù)進行收集、分析的功能。通過不同儀器檢測到的溫度、振動、超聲波等數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)能夠形成趨勢曲線，為設(shè)備的劣化傾向分析提供支持，為編制維修計劃提供參考依據(jù)。三是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量及系統(tǒng)的開放性和兼容性。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)采集是否全面、準(zhǔn)確、及時會直接影響到設(shè)備的預(yù)知性維修效果，要制定相應(yīng)的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，建立相應(yīng)的錄入、檢查、考核機制，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性。同時，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)同企業(yè)其它信息系統(tǒng)互通互聯(lián)，形成有機整體，在設(shè)備編碼、數(shù)據(jù)對比、維修流程等方面能夠做到有效對接。

2 結(jié)語

運用信息化、網(wǎng)絡(luò)以及各種監(jiān)測技術(shù)，開展“日常、專業(yè)、精密”三級點檢狀態(tài)監(jiān)控工作，在卷煙工廠建立一套具有科學(xué)性、規(guī)范性、適用性的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控體系，能夠不斷提升對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與控制能力，提高設(shè)備運行效能，降低設(shè)備維護成本，增強設(shè)備管理、維修、操作隊伍素質(zhì)，逐步提升整體的設(shè)備預(yù)知性維修水平，實現(xiàn)設(shè)備的精益化管理，達到“設(shè)備狀態(tài)可控”的目標(biāo)。

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1671-0711（2017）04（上）-0040-03