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        無人機(jī)蜂群定向能反制手段

        2019-09-10 07:22:44胡雷剛薛靜
        無人機(jī) 2019年4期
        關(guān)鍵詞:能力系統(tǒng)

        胡雷剛 薛靜

        針對無人機(jī)蜂群防御與反制需求,從定向能角度分析其電磁特性及反制手段,為采用定向能手段防御與反制無人機(jī)蜂群奠定基礎(chǔ)。

        在“無人機(jī)蜂群物理反制手段”、“無人機(jī)蜂群電磁反制手段”分別分析無人機(jī)蜂群物理、電磁特性和反制手段基礎(chǔ)上,本文從定向能角度分析蜂群電磁特性及反制手段,為采用定向能手段防御與反制無人機(jī)蜂群奠定基礎(chǔ)。

        無人機(jī)蜂群定向能角度特性

        在“無人機(jī)蜂群物理反制手段”、“無人機(jī)蜂群電磁反制手段”分析無人機(jī)蜂群特性和弱點基礎(chǔ)上,本節(jié)從定向能角度分析典型無人機(jī)蜂群的特性和弱點。

        (1)體積小

        無人機(jī)蜂群以微小型無人機(jī)為主,大多體積小,如“低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)研究”項目“郊狼”無人機(jī)長0.79m,高度0.3m,翼展1.47m;“微型無人機(jī)高速發(fā)射演示”項目“山鶉”無人機(jī),長約16.5cm,翼展30cm;“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機(jī)”(“蟬”)單機(jī)重659或更輕,機(jī)身3D打印,自身無動力裝置,滑翔比約3.5。

        (2)數(shù)量多

        無人機(jī)蜂群可投放或發(fā)射的無人機(jī)數(shù)量多,如“郊狼”已實現(xiàn)40s發(fā)射30架,理想目標(biāo)是6s發(fā)射30架;“山鶉”已進(jìn)行數(shù)百次試驗,開展F/A-18F“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)在Ma0.6飛行中投放1 03架驗證;“蟬”無人機(jī)可通過P-3“獵戶座”偵察機(jī)投放,每個發(fā)射管可攜帶、釋放32架。

        (3)機(jī)動能力弱

        無人機(jī)蜂群多為微小型無人機(jī),速度較慢、航程較短、飛行高度有限,如“山鶉”最高速度111km/h、飛行時間僅20min左右,面對相對速度較快的防空彈丸、導(dǎo)彈等動能武器及激光、電磁脈沖武器攻擊時,機(jī)動能力弱。“小精靈”雖然可在防區(qū)外發(fā)射、飛行距離較遠(yuǎn),但自身機(jī)動能力也有限。

        (4)電磁防護(hù)能力薄弱

        相比于傳統(tǒng)導(dǎo)彈、彈丸,無人機(jī)蜂群的操控、編隊和自主能力完全建立在通信模塊、飛行控制模塊等機(jī)載電子設(shè)備基礎(chǔ)上,甚至“蟬”機(jī)身即為電路板,機(jī)載電子設(shè)備失效或被入侵,失去喪失飛行控制和執(zhí)行任務(wù)能力,因此電子設(shè)備是無人機(jī)集群、智能的基礎(chǔ),也是其軟肋。

        無人機(jī)蜂群定向能反制手段分析

        微波毀傷

        電磁脈沖、高功率微波等微波武器可使無人機(jī)機(jī)上電子設(shè)備或電子元件暫時失效或燒毀,使無人機(jī)失去工作能力或墜落,可高效毀傷成無人機(jī)群。微波武器波束較寬,作用距離遠(yuǎn),受天氣因素影響小,大致指向目標(biāo)即可攻擊無人機(jī),便于火力控制。隨著微波武器的實用化,移動式微波武器可能是對付無人機(jī)蜂群的最佳手段。

        美國雷聲公司微波武器“相位器”( Phaser),利用搜索雷達(dá)引導(dǎo)跟蹤無人機(jī),通過碟形天線發(fā)射高能微波燒毀機(jī)載電子元器件,可高效毀傷集群無人機(jī),“相位器”安裝在拖車上,機(jī)動性較強(qiáng)。

        激光毀傷

        激光武器系統(tǒng)具有高速、高殺傷性,以及快速、靈活、抗電磁干擾等優(yōu)點,是毀傷無人機(jī)蜂群的有效手段,隨著激光武器技術(shù)的不斷成熟,靈活移動、實戰(zhàn)化的激光武器定向掃射,是未來摧毀無人機(jī)蜂群的重要手段。

        美海軍在“密集陣”防空系統(tǒng)上加裝激光武器,2010年6月驗證擊落時速480千米/小時無人機(jī)。2015年8月,美國波音公司對外演示了“緊湊型激光武器系統(tǒng)”( CLWS),總重約295kg,可在40km范圍內(nèi)精準(zhǔn)識別和追蹤無人機(jī),能用2kW激光束照射擊落無人機(jī),該小型激光武器可安裝到卡車上,具有較強(qiáng)機(jī)動性,并將繼續(xù)升級激光功率增強(qiáng)殺傷能力。

        除了微波、激光武器,韓國還研究聲波反無人機(jī),利用聲波共振陀螺儀輸出錯誤信息,使無人機(jī)墜落,通過定向聲波可規(guī)模性毀傷無人機(jī)蜂群。

        定向能手段的優(yōu)勢與局限

        微波和激光定向能武器因其快速、高效毀傷能力,成為未來防御無人機(jī)蜂群的主要手段,著力發(fā)展定向能武器,集成探測、跟蹤功能,不斷提高武器移動性、靈活性,達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實戰(zhàn)化要求。

        激光、微波等定向能手段,所需功率較大,激光光束需在目標(biāo)上駐留一定時間方能摧毀目標(biāo),不能連續(xù)發(fā)射。目前,在微波武器、定向能武器尚未實戰(zhàn)化普及的條件下,單純的電磁對抗未必能制服或毀傷無人機(jī),單純的火力打擊應(yīng)對飽和攻擊能力有限,單一手段難以反制種類多樣、大小不一、高度不等的無人機(jī)蜂群。

        無人機(jī)蜂群的綜合反制

        在反無人機(jī)基礎(chǔ)上,無人機(jī)蜂群防御與反制方法手段尚處于探索階段,雖然各類反無人機(jī)武器層出不窮,但能用于實戰(zhàn)有效克制無人機(jī)蜂群的武器系統(tǒng)尚需一段時間,當(dāng)前激光、微波等定向能技術(shù)設(shè)備體積龐大,毀傷目標(biāo)附帶傷害大,適用于陸基或大型艦船反制無人機(jī);電磁手段作用距離短,較適用于反制低、慢、小無人機(jī);槍、炮、導(dǎo)彈等常規(guī)火力毀傷手段成本高、精度低。

        在單一防御與反制方法基礎(chǔ)上,綜合反制將上述探測跟蹤、電磁干擾、電磁攻擊、火力打擊、定向能毀傷等部分或全部功能集成到一個系統(tǒng)中,對無人機(jī)蜂群進(jìn)行綜合性反制。美國防情報局多年來的“黑色飛鏢”反無人機(jī)試驗也表明,不存在能打敗各式各樣無人機(jī)的單一手段和系統(tǒng),需要不同手段綜合集成、各類系統(tǒng)搭配使用。

        英國的“反無人機(jī)防御系統(tǒng)( AUDS)”號稱是世界首個完全集成式無人機(jī)防御系統(tǒng),微多普勒雷達(dá)探測半徑10km,光電/紅外相機(jī)追蹤,利用4W定向波束阻斷無人機(jī)指控信號抑制無人機(jī),單人即可操作,反制過程約15s,還備有光學(xué)干擾器可干擾無人機(jī)偵察設(shè)備自動調(diào)焦;升級版AUDS系統(tǒng)采用智能多波段射頻抑制器干擾不同類型指控鏈路,已累計擊落2000架次約60多型固定翼或旋翼無人機(jī),驗證能有效對抗無人機(jī)集群,未來可部署到軍用及商用車輛上。已裝備英國、美國、西班牙等國軍方。以色列的“阿波羅盾”反無人機(jī)系統(tǒng)可集成其他反制無人機(jī)手段:集成信號阻斷器實施干擾,集成捕獲網(wǎng)發(fā)射裝置實施物理捕獲。

        結(jié)束語

        無人機(jī)蜂群以功能相對單一的低成本單元非對稱式抵消傳統(tǒng)大型多功能平臺的能力,獲得了各國軍方及各種軍事組織的廣泛關(guān)注,本文從定向能角度分析無人機(jī)蜂群特性和弱點,進(jìn)而分析了激光和高功率微波反制無人機(jī)手段,綜合物理、電磁、定向能反制蜂群手段,提出了多手段綜合集成反制策略。

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