小型無人機防禦技術概覽

2021-01-15 環球網

日前,為慶祝委內瑞拉國民衛隊成立81周年,總統馬杜羅在首都加拉加斯向士兵發表講話。期間一架載有強力C4炸彈的無人機飛至總統講臺附近爆炸,導致多人受傷。從目前曝光的畫面來看,襲擊者使用的是某品牌民用無人機。此次事件使得小型民用無人機的防控再次引發擔憂,執行斬首任務已經不再是軍用無人機的專利。

幾個標誌性事件將小型無人機的危害帶入了人們的視野。2014年10月,法國核電站上空驚現無人機盤旋;2015年初,一架小型無人機墜毀在白宮草坪上;2015年4月,一小型無人機攜帶輻射液體降落在日本首相官邸的屋頂。此類事件的層出不窮給公眾帶來了恐慌,給安保帶來了新的挑戰。在新形勢下,對小型無人機的防禦迫在眉睫。

相比於軍用無人機,小型的民用無人機容易獲取,技術門檻不高,成本低。一些不法分子在獲得無人機後,只需稍加改裝,就有可能發動一場襲擊。由於小型無人機具有「隱蔽性」特徵,使得防禦難度非常高。大多數民用或商用無人機體型小、速度慢、飛行高度低,很容易利用現有防空體系的漏洞展開行動。加強監管,規範無人機的使用是從源頭解決問題。但是這無法根除無人機對人們生命財產的威脅,開發相應的反無人機技術是很有必要的。

經過多年的發展,從預警到捕殺,反無人機技術已經擁有一套相對完整的體系。俗話說,知己知彼,百戰不殆。與一般的防空系統類似,對無人機入侵的探測預警是很有必要的。隨後,根據目標的威脅程度以及己方的能力,選擇對無人機採取硬殺傷或軟殺傷。在此過程中,我們還需要採取一系列的幹擾措施,降低敵方無人機的作戰效能,為其他反制手段爭取時間。綜上所述,目前的無人機防禦技術根據作戰流程主要分為四大部分:探測預警技術、毀傷技術、幹擾技術、偽裝欺騙技術。

圖為瑞典「長頸鹿」AMB雷達

探測預警技術

該技術綜合運用雷達系統、空中預警系統、衛星網以及地面目視偵察,對入侵無人機進行探測跟蹤。這一步是非常關鍵的,為後續作戰行動提供了重要的信息。在無人機預警方面,瑞典「長頸鹿」AMB雷達、以色列三維電子雷達系統比較有代表性。這裡著重說一下後者。顧名思義,以色列三維電子雷達系統做到了360度全方位探測。其探測範圍可達400米,可連續執行2至4天的任務。一旦探測到目標後,系統將對其導航系統和無線電頻率信號實施幹擾,從而使無人機失效。加之這款雷達重量小、輻射較低,十分適合在城市等高密度複雜電磁環境下工作。

圖為雷射武器

毀傷技術

反無人機飛彈、雷射武器、微波武器及常規火力等構成了無人機毀傷技術。這些手段雖然多種多樣,但目的只有一個,即使無人機喪失作戰能力,甚至是直接摧毀。因小型無人機出沒環境的特殊性,人們更偏向於使用雷射武器和微波武器。一般來說,雷射武器是利用瞬間的高能量來摧毀無人機,美國車載雷射武器系統、以色列「鐵樹」(Iron Beam)反無人機系統就是此類產品。雷射武器系統的優點很多,如可控性突出、精度高、成本低。然而目前的雷射武器技術還沒有成熟,需要解決穩定性、有效射程、小型化等難點。相比於雷射武器,微波武器適用於對付無人機蜂群。高功率微波武器可以在短時間(幾毫秒)內發射,快速清除在一定範圍內的無人機群。早在2013年,美國雷錫恩公司就研發了以高功率磁控管為基礎的高功率微波武器——HPM驗證機,但具體作戰效果未知。

圖為以色列「無人機穹」系統

幹擾技術

通俗的說,幹擾技術就是電子戰,是敵我雙方對無人機控制權的爭奪。一場成功的信息戰可以使無人機的信息系統失效,甚至可以做到「活捉」。事實上,幹擾技術與之前的探測預警技術並沒有明確的界限,一個平臺往往兼具二者的功能。在這方面的產品中,以色列的「無人機穹」(DroneDome)是一款優秀的無人機幹擾系統。其採用「端對端」的系統設計,可對空中實施有效防禦。「無人機穹」安裝了MEOS光電傳感器、RPS-42戰術空中監視雷達及C-Guard寬頻信號幹擾器,在綜合分析收集到的數據後,對目標發出幹擾。

偽裝欺騙技術

該技術綜合利用光聲電熱等技術來進行偽裝,降低敵方無人機的偵察效果。顯然,偵察與反偵察在這裡同樣適用。

圖為蒼擒無人機偵測防禦系統示意圖

我國在無人機防禦方面也取得了很大的進展。這幾年來,無人機「黑飛」問題頻發,給空中監管、空中安全造成了巨大的安全隱患。在此種背景下,我國成功研製了「蒼擒無人機偵測防禦系統」。該系統由防禦式偵測預警系統和無人機幹擾系統兩大部分組成,實現了360度全方位探測,24小時全天候監控。當偵測到無人機後,幹擾系統將會採取電磁壓制,迫使無人機逃離和迫降。此外,我國在雷射武器、微波武器方面的成就也是有目共睹的。雷射槍的出現表明我國此類武器的小型化進步巨大,將助力對小型無人機的防禦。

隨著技術的進步,無人機的性能還會進一步提升,未來安保壓力的增加在所難免。集群智能蜂群化將是未來無人機的一個發展方向,這將會比「獨狼」更難對付。當然,有矛就有盾,符合一般事物的發展規律。

出品:科普中國

作者:軍備世界

監製:光明網科普事業部

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