“低慢小”无人机反制装备及关键技术发展需求综述

作者: 张皓 吴虎胜 彭强

“低慢小”无人机反制装备及关键技术发展需求综述0

摘 要: 随着无人机应用领域的不断扩展,特别是“低慢小”无人机的大规模使用,给国家安全和地区稳定带来了巨大的威胁。因此,研究“低慢小”无人机的反制装备迫在眉睫。本文通过分析无人机的特点以及存在威胁,结合“低慢小”无人机的典型任务场景,引出反制装备需求。在深入研究国内外“低慢小”无人机反制装备现状的前提下,对反制的关键技术及原理、存在的问题进行分析总结,展望了反制装备及关键技术的未来发展趋势及研究方向,为“低慢小”无人机反制的相关研究提供了重要参考。

关键词:无人机;反制技术;反制装备;能力需求;任务场景

中图分类号:TJ765;V279

文献标识码:A

文章编号:1673-5048(2022)05-0043-10

DOI:10.12132/ISSN.1673-5048.2021.0262

0 引  言

2018年1月,13架装有爆炸物的无人机袭击了多个俄军驻叙的基地目标;2018 年8月,2架分别携带1 kg C4炸药的M600无人机,对正在演讲的委内瑞拉总统马杜罗进行袭击;2018年11月,沙特王室在也门前线阵地,遭遇胡塞多架满载导弹的无人机袭击;2020年9~11月,阿塞拜疆和亚美尼亚就纳卡地区的归属问题,爆发武装冲突,首次将无人机作为主战装备,无人机成为主导战争进程、决定战争成败的关键要素,对战局走向发挥了重要作用。“低慢小”无人机数量上的快速增长,给很多国家和地区带来了潜在的安全威胁。无人机安全问题突出,但当前无人机反制技术不够成熟,无法对其进行处置,反制装备也处于初级阶段,无法形成有效的压制。“低慢小”无人机已逐渐成为空中防御体系中迫切需要且不可或缺的组成部分,其反制装备及技术发展也越来越受到关注和重视。

1 “低慢小”无人机的特点及主要威胁

随着自主组网技术、任务动态调整技术、自动化技术及载荷小型化的快速发展,无人机增强了其态势感知能力和抗干扰能力,能够高效协同执行任务,灵活机动性高、抗毁伤能力强。其中“低慢小”无人机具有操作简单、飞行速度低、体积小、成本低廉、可搭载载荷等特点,随着攻击目标、攻击手段、攻击载体的复杂化以及攻击的大规模杀伤化,其不仅能够遂行目标探测侦察、协同火力打击等威胁任务[1-5],还大大增加了隐蔽性和危害性。“低慢小”无人机通过搭载雷达、光电及红外传感器、拍摄载荷、通信中继载荷等,对重点区域及敏感场所进行偷拍摄像和测绘拍照,获取保密信息;通过装载武器、民用危化品和爆炸物,进行火力攻击、恐怖袭击及自杀式打击,造成人员伤亡及军事目标摧毁。

结合“低慢小”无人机的特点,分析反制难点为:(1)机身体积小、材料偏向非金属,而复合及隐身化技术材料的发展,造成探测发现、识别预警的难度增加;(2)无人机技术的获取门槛降低,造成恐怖分子利用其实施恐怖袭击的几率增大;(3)无人机攻击和防护的能力提升,灵活机动性高,造成处置难度增大;(4)无人机搭载载荷的多样化发展,造成未来战争面临抵近侦察、电子干扰、火力引导、自杀式攻击等威胁。

2 “低慢小”无人机典型作用场景及反制装备需求分析

随着“低慢小”无人机技术日趋成熟、性能日益完善,任务性质逐渐由保障性扩展至攻击性作战任务,作为崭新的作战手段,带来了作战样式、作战手段和作战体系的变革,作战优势凸显,展现出了较好的作战运用前景,已经成为具有强破坏力的空中威胁[6-9]。针对“低慢小”无人机可能作用的具体应用场景,深入分析其可能带来的威胁,提出不同的反制应用场景对反制装备的能力需求。

2.1 军事作战场景

在军事作战场景中,由于“低慢小”无人机具有发现难、攻击形式与手段多样,攻击时间地点突发性强的特点,能够执行战术侦察、协同打击、自杀式打击等任务,故反制装备着重需要实现的是预警监视能力和综合对抗能力。 要求反制装备首先能够及时、准确地探测发现目标,形成对目标的预警与识别能力;其次能够无附带损伤地处置目标,形成精准打击、高效毁伤的对抗处置能力。

2.1.1 军事作战目标

在针对军事作战目标的任务中,“低慢小”无人机组成的集群能够充分表现出饱和攻击的优势。2018年1月,叙利亚反对派出动13架小型无人机对俄驻叙空军基地进行集群攻击,其中10架攻击赫梅米姆空军基地,3架攻击塔尔图斯海军基地的一处后勤设施目标。在此军事行动中,叙利亚反政府组织充分利用无人机的飞行高度低和安萨里耶山脉的地理环境对探测信号的遮挡屏蔽作用,使得俄军基地防空雷达在前期均未发现目标。但在翻越安萨里耶山脉时,被俄军部署的防空系统雷达发现,及时发出预警,利用电子战设备对集群无人机进行电子干扰及导航信号诱骗,最终3架被迫降,3架坠毁爆炸,7架被火力击落[9]。

该战例无论是从“低慢小”无人机作战的角度出发,还是从反制“低慢小”无人机作战的角度出发,都值得研究借鉴。从无人机反制角度看,反制装备的发现预警能力是前提,通过综合使用雷达、光电和电子侦察等手段,实现有效识别及严密跟踪。电磁攻击和火力反制能力是关键,其中电磁攻击是充分利用电磁干扰及导航信号诱骗等“软杀伤”手段,破坏无人机集群与遥控者之间的信号连接,使其丧失作战效能;火力反制是利用防空导弹、高炮、激光、微波及捕捉网等“硬杀伤”手段,使其被击落摧毁,实现无人机集群的反制。

2.1.2 军事作战区域

作战分队在作战区域及附近区域活动时,可能处于敌方“低慢小”无人机系统的观测之下。2020年9月,纳卡冲突中,阿塞拜疆采用“察打一体无人机+自杀攻击无人机”的组合方式,使用“苍鹭”、“赫尔墨斯”450等侦察无人机,执行全天候情报侦察与监视任务,构建低空侦察监视网络;使用“旗手”TB-2察打无人机,引导部署在后方的火箭对亚军指挥所、炮军阵地、行军纵队、车辆及交通枢纽等实施火力打击;使用改进的“安-2”无人机进行火力误导和欺骗,消耗其防空武器弹药储备,暴露阵地位置;使用“哈洛普”自杀式无人机,结合远程火箭炮快速火力覆盖,击毁亚军的雷达系统,击溃亚军防空体系,全面夺取了制空权。此次战役通过对亚方作战区域内武器装备和有生力量的大幅度杀伤,造成亚军的重大损失,导致了亚军的失利[10-11]。

在军事作战场景中,“低慢小”无人机可以采用集群方式进行作战区域打击,能够在数量上实现压制,从而在短时间吸引防控火力,故要求反制装备具有应对多个方向和多个批次的无人机袭击的能力。此时,传统的空中拦截或地面火力打击鉴于其对抗成本不对称、多目标抗击难度大等因素,对反制“低慢小”无人机并不适用,应结合军事作战场景下的具体反制方案,部署使用探测预警能力强、杀伤范围大、反应速度快、毁伤效果好的反制装备,可以通过电子干扰、诱骗劫持信号等“软杀伤”方式实现无人机迫降及坠毁,也可以通过激光、微波等定向能武器打击等“硬杀伤”方式实现无人机击落及摧毁。

2.2 非军事作战场景

在非军事作战场景中,由于“低慢小”无人机具有体积小、低空飞行、隐蔽性强、成本低廉、可搭载多类载荷等特点,故反制装备着重需要实现的是对“低慢小”无人机的探测能力和高效精准的处置能力。要求反制装备能够进行及时的监测跟踪、快速的识别定位、准确的干扰欺骗、以及安全且精准的拒止。特别需要注意在人员聚集或流动性强的环境中,反制的前提一定是保证安全。

2.2.1 重点目标区域

(1) 国家重要机构及设施

对于如政府、电视台、广播电台、电力部门、驻外使领馆等国家重要机构和公路、铁路、桥梁等重要交通设施以及仓库、工厂等重点单位,敌对势力和非法分子可能使用无人机进行情报侦察、爆炸袭击等破坏活动;对于看守所、监狱等重要国家暴力机关,特别是高度戒备监狱,鉴于其特殊的危险度及高度的社会关注度,敌对势力和非法分子可能使用无人机进行监视窃密、情报探刺、投掷有毒物质等活动。以上都易造成失泄密甚至是恶性事件的发生,给政治秩序、经济发展、人民生命财产带来极大损失。

无人机反制装备可以选择部署固定式或车载式,对于人群较密集区域可使用干扰阻断、诱骗劫持等技术手段,待无人机安全离开人群上空后进行管制、驱离或迫降;对于较空旷区域,可直接使用激光、微波武器等定向能技术手段,实现高效打击,充分发挥其强毁伤能力。

(2) 重要交通枢纽及区域

对于火车站、高铁站等重要交通枢纽及广场、市中心等人流量大的重要区域,敌对势力和非法分子可能使用微小型无人机进行投掷燃烧物、爆炸物等恐怖活动以及散播传单等反政府活动。

由于交通枢纽及区域存在人流量大的问题,必须把反制装备的安全性需求放在第一位,要求反制装备携带方便、定位精准,具有强侦察探测能力,可实现高精度可视化跟踪及无损伤高效捕获。选择部署固定式或车载式反无人机装备对目标无人机进行探测、管制、网捕等制止行动;另外,还可以将车载式反无人机装备或移动便携式反无人机装备列入巡逻编队,进行巡逻任务。

(3) 国家边境线

一些存在边境冲突的国家,可能会利用小型无人机的摄录及图传功能探查并记录对方军力的部署情况,在对峙阶段还有可能通过无人机播放或抛撒传单进行心理战;另外,一些存在毒品生产、交易的临近国家,毒贩有可能会利用无人机进行运毒等非法活动。

鉴于边境线上存在的不安全因素,要求反制装备具有全天候探测、目标图像实时观看和视频存储功能,且不易受地形和气候的影响。选择部署车载式或单兵移动式反无人机装备对边境进行常规巡逻以及维稳事件后重要地域的特殊时期巡逻,并在一些热点或重要区域部署作用范围大的固定式反无人机装备,防止非法分子利用无人机对维稳、巡查行动进行侦察破坏。

(4) 国家领海区域

岛礁上布置有关键军事设施的国家,以及有岛礁争议的国家或一些妄图对军事力量进行刺探的国家,可能会利用无人机进行非法拍摄、监控录像,对军事部署进行探测和情报侦察。对于主权领海的海域范围,船载无人机装备会对重要舰船的海上安全造成威胁。

在进行执法维权时,要求反制装备具有视频录像及远距传输能力、独立工作及抗干扰能力、高命中率及高毁伤精度。重要岛礁可以选择部署固定式反无人机装备,对非法入侵的无人机进行探测跟踪、导航干扰、拦截管控,在阻断其通信联络的同时缴获其无人机设备,并作为物证手段,占据舆论制高点。海域范围可以选择部署船载机动式反无人机装备,对目标无人机进行干扰压制和协同对抗,保障执法任务的顺利进行,实现国家海上区域安全。

2.2.2 重要活动场景

(1) 非法聚集

对于未按照法律规定申请或者申请未获得许可的集会、游行、示威等非法聚集活动及暴乱、骚乱等突发社会安全事件,组织者或参与者可能会利用无人机航拍功能对现场进行非法拍摄,实时图传,并通过恶意剪辑泄露给敌对或非友好媒体,进行传播,造成重大政治影响。还有部分极端分子会遥控无人机投掷传单、爆炸物、易燃物、有毒物质等造成人员受伤,并与警方进行对抗,对警方控制现场制造困难。

由于非法聚集活动现场人群密集、规模较大、对抗激烈,要求反制装备能够快速架设、灵活机动、精准摧毁或管制,为处置此类行动保驾护航。

(2) 暴力攻击

对于规模较大、对抗激烈、形式多样的暴力攻击活动,非法分子可能会利用人群进行打砸抢烧活动,以此升级事态影响。还有部分非法分子可能会利用小型化无人机对此类事件进行摄录,并截取影像片段进行怀有政治目的的片面宣传,造成不良政治影响,并有可能怂恿更多非法分子加入此类事件,以此升级扩大事态。

由于暴力攻击活动目的各异、诱因复杂、危害严重、对抗激烈,要求反制装备灵活机动性高、连续工作能力强,能够快速探测、精确摧毁,以高效处置能力协助执法人员进行快速压制、分化瓦解暴力攻击人群,以维护国家安全和社会稳定。

(3) 劫持人质

在劫持人质的罪案现场,随着犯罪技术手段及通信技术的提升,犯罪分子可能会利用无人机对外围警力部署进行侦察监控,以及利用无线遥控炸弹威胁人质生命安全来要挟警方,还有可能通过无人机转发信号与外部犯罪分子进行通信。

经典小说推荐

杂志订阅