国外军用反无人机发展研究
作者: 杨近文
继无人机在反恐表现出的突出优势,2020年纳卡冲突把世界目光进一步聚焦到无人机在现代战争中的重要作用,美国《福布斯》杂志认为纳卡冲突是无人机的胜利,即便阿塞拜疆不算一个强国也可以部署大量现代无人机武器库,对对手进行大规模破坏,赢得战争主动权,因此未来战场上攻防模式将有一轮新的变化。但也有媒体认为,无人机的作用不应过分夸大,亚美尼亚的失败主要是其防空系统缺失,对于已经建立全域防空体系的国家,可以有效应对各类无人机袭击。随着技术的进步,作为“矛”的无人机和作为“盾”的反无人机正在开展螺旋式较量。
国外军用无人机呈现爆炸式发展
美国防部认为目前无人机技术已扩散至许多国家、非国家行为体甚至个人手中,无人机的广泛使用给交战双方带来较大挑战:一是通过使用无人机,能够以较低成本进行情报侦察、战场监视并发动攻击;二是许多小型无人机凭借尺寸小、结构材料特殊及飞行高度低等优势,能够躲避传统防空系统的攻击。国际军用无人机发展呈现如下爆炸式发展特点。
越来越多国家使用军用无人机用于反恐及局部战争。自20世纪美国在越战和以色列在中东战争中成功将无人机用于作战,以及2001年美国首次用挂载海尔法导弹的捕食者无人机在阿富汗进行了实弹攻击,开创无人攻击机对地打击的先河以来,军用无人机的应用愈加广泛,并朝着攻防一体、察打一体、多能一体方向深入发展。根据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所有关数据统计,目前,全球装备军用无人机的国家超过70个,而根据美国《外交》杂志,2011年之前只有美国、英国和以色列拥有武装无人机。

除美国和以色列外,越来越多的国家将无人机应用到战场上。资料显示,近3年俄军在叙利亚共拦截和击落近120架各型无人机;土耳其一直在国内使用武装无人机打击库尔德工人党;尼日利亚和伊拉克则分别用无人机对付“博科圣地”和“伊斯兰国”组织;沙特和阿联酋使用无人机在利比亚和也门发动了致命袭击。在阿塞拜疆与亚美尼亚冲突中,察打一体型、侦察型、自杀型等不同类型无人机轮番上场,表现出很强战斗力。2020 年9月,一群自杀式无人机和巡航导弹,突然袭击了沙特石油加工设施和油田,给沙特造成了巨大损失。2021年1月,伊朗举行了首次国产无人机大规模演习,向全球展示其在该领域的建设成就。
军用无人机研制销售呈稳步增长态势,扩散速度加快。根据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所军贸市场交易数据统计,1980—2020年国际市场销售的无人机主要有43种,初步分析呈现以下特点。一是交易产品以战术无人机和中高空长航时固定翼无人机为主。北约标准I类(起飞重量小于150千克)仅有8型,占比19%;II类(起飞重量小于600千克)21型,占比49%;III类(起飞重量大于600千克)14型,占比33%。旋翼型无人机只有三型,固定翼无人机占比超过93%。
二是新世纪之后推出的无人机型号,特别是III类无人机较之前急剧增长。2000年以前的20年推出的无人机10型,占比27%,而之后20年有33型,增长3.3倍,特别是2015年以来新推出9型,增长速度明显提升;此外,III类无人机在2000年以后推出11型,占比超过78%。
三是具备研制无人机能力的国家增加,但性能优市场好的产品依然掌握在美国和以色列手中。1980—1999年推出的10型无人机,8型由美国和以色列提供,占比80%;2000—2009年推出的18型无人机,11型由美国和以色列提供,占比下降到61%;2010—2020年推出的15型无人机中,7型由美国和以色列提供,占比为46.6%,土耳其、伊朗、瑞典和德国等国家开始进入国际军贸无人机市场,但是以色列和美国依然是出口强国,以色列的探路者、苍鹭、赫尔墨斯和航空星等出口超过10个国家,美国扫描鹰无人机使用国家更是超过21个。
可以预测,随着美国、以色列、俄罗斯、土耳其等国家供应商不断增加销售量,阿塞拜疆、乌克兰、沙特、阿联酋等多个国家开始在本土生产及研制无人机,无人机产品及相关技术扩散速度将会加快。在未来战争中,无人机替代常规战机、精确制导武器,成为精确打击任务主角,必将颠覆以往利用夜暗、凌晨出动有人机出奇不意地实施精确打击的作战方式。
小型及自杀无人机迎来井喷式发展,必将改变作战模式。2018年8月,自杀式袭击无人机暗杀委内瑞拉总统尼古拉斯·马杜罗事件成为国际热点;2020年,纳卡冲突让以色列Harop巡飞弹一夜之间天下闻名。美国防部评估认为,未来20年将是包括巡飞弹在内的小型无人机的黄金20年。巡飞弹集成无人机和制导弹药优点,可由多种平台或方式发射投放,能巡弋飞行、实时侦察、待机打击,使用优势体现在察打一体、弹道可控、可对目标实施超视距精确打击,其发展呈现系列化、定制化、模块化、低成本化和低门槛化的发展态势。
以色列是研制巡飞弹的主要国家,IAI公司的Harpy和Harop,UVision公司近10型的Hero系列产品,Aeronautics公司Orbiter-1K等都是明星产品,此外美国Aeroenvironment公司的SwitchBlade系列和Raytheon公司的Coyote,俄罗斯Zala公司的Lancet系列、波兰WB集团的Warmate系列以及伊朗的Kasef系列等多型巡飞弹在全球多个战场或防务展上纷纷亮相。可以预见巡飞弹的应用将引领智能化弹药创新发展,成为推动特种部队及其他军兵种部队战术战法变革的重要支撑,未来的作战模式将因此改变。
国外军用反无人机方式手段呈现多元化趋势
伴随着军用无人机爆炸式发展,目前各国也在开发软硬结合、空地一体的军用反无人机系统,主要方式包括以干扰阻断为主的电子战、火炮和导弹硬杀伤、高能激光、高功率微波以及用无人机反无人机等。当前国外主要军用反无人机手段及最新进展情况简析如下。
干扰阻断为主的电子战是当前应对小微无人机的主要手段。通信链路是无人机系统操纵的主要途径,也是无人机的薄弱环节,因此无人机系统对电磁干扰非常敏感,通过对目标无人机定向发射大功率干扰射频信号,就会导致其产生错误控制指令,使其无法执行任务,甚至失控坠机。基于此,通过电子干扰等手段阻断无人机与卫星或与后方的通信链路,使之无法定位或偏离航道;此外,也可利用网络技术,破解敌方与无人机的无线电通信协议,模仿敌方主控站与无人机建立通信,发送控制指令,接管敌方无人机。

由于对通信链路干扰的技术门槛相对较低,干扰的功率可以从几瓦到上千瓦,同时部署灵活、相对成本较低,特别是单次拦截成本极低,因此这种方式是当前军用反无人机必备和主要手段之一,特别是对于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就是在北极星MRZA全地形车上安装电子干扰反无人机系统;而俄罗斯更是基于叙利亚战场的实际经验教训,开发了一系列电子干扰反无人机系统,包括游隼-沙锥、圈套、杀虫剂-1等多个型号,特别是杀虫剂-1可定向压制捕获30千米内的无人机。以色列也开发了无人机卫士、无人机穹顶等多型固定或车载式干扰装备。伊朗利用电子战系统捕获了美军RQ-170哨兵隐身无人机和扫描鹰无人机,并进行了成功仿制。
火炮和防空导弹硬杀伤是应对小型以上无人机的可靠手段。传统火炮、高射机枪和防空炮等密集型火力武器具备高射击速度,可通过构建密集火力网快速拦截无人机集群;防空反导武器等精确制导武器具备较高的制导精度,可精准拦截并有效摧毁无人机。目前防空机枪及高炮反无人机提升方向包括:提高射击精度、采用霰弹药或制导弹药等,而防空导弹主要是提高杀伤效能、降低导弹成本以及研发专门对付无人机的微型导弹等。
美国弹道低空无人机交战系统(BLADE)作为陆军构建的防空体系第一层,就是为通用遥控武器站(CROWS)配置先进火控和精确瞄准设备,用12.7毫米机枪拦截无人机;而美陆军选定的反无人机装备之一——智能射击手是在突击步枪上加装集成了光电传感器和弹道计算机的火控系统,为射手提供最佳射击时机,以做到“一发一中”;在防空导弹领域,美国为毒刺便携式导弹增加了近炸引信,提升反无人机能力,在间接火力防护能力(IFPC)项目下研发专门反无人机和巡航导弹的低成本发射架和拦截弹;俄罗斯结合叙利亚战场教训正在为铠甲系统专门研发钉子反无人机小弹,美国萨维奇公司正在开发可见光成像制导的SAVAGE微型导弹,这些微型导弹应用场景广、成本低、体积小,是未来打击军用无人机集群的理想武器。
高能激光武器是前景可期的反无人机的最佳方式。激光武器是利用定向发射的激光束产生烧蚀、激波和辐射等三种效应,直接毁伤目标或使之丧失效能的新概念武器,具有快速、灵活、精确、作战效费比高等优点,对“低慢小”类无人机效果最佳。美国防部制定的对小型无人机最佳处置手段就是激光类装备。有资料显示,100kW功率激光可以拦截无人机和RAM类目标、300kW功率激光可以拦截飞行在一定剖面的巡航导弹,1MW功率激光可以拦截弹道导弹类目标。但受体积、重量、功耗等限制,激光反无人机系统主要以地基平台为主,而且发展速度较慢。模块化、固态化、小型化以及新材料的采用,都是未来改进的方向。

美陆军正在构建的六层防空体系中,其中两层部署激光武器,第二层多任务高能激光(MMHEL)是将雷神公司50kW激光模块装载到斯崔克底盘上,2021年8月完成拦截目标测试,预计美军将于2022财年在战场部署四套;第五层间接火力高能激光(IFPC-HEL)是300kW激光装载于卡车底盘,2019年,Dynetics和洛马公司合作击败雷神公司,预计2024年完成研发。美空军支持的雷声公司高能激光武器系统(HELWS)已完成3套样机开发,部署在美国海外基地,并进行了实际测试;俄军也在推进反无人机的激光系统工程,据俄国防部透露佩列斯韦特激光武器2019年12月就已开始战斗值班,并于2020年部署到叙利亚的俄军基地后,成功拦截了以色列无人机。
高功率微波武器是应对蜂群无人机的最有效方式。高功率微波武器通过定向辐射的高功率微波束直接攻击目标电子系统,是一种集软硬杀伤和多种作战功能于一身的新概念武器。与激光武器相比,波束更宽、作用距离更远、受气候影响更小、火力控制更为便捷,更加适用于对于像蜂群一样的无人机集群攻击的防御。如果说激光反无人机武器像狙击步枪,那么微波武器就像霰弹枪。
目前各国对高功率微波武器还处于研发试验阶段,美国在该领域同时推进多个项目。美空军研究实验室开发的战术大功率作战响应器(THOR),以圆锥形射向空中高功率短脉冲微波,最多可一次击落50架1-2类无人机。2019年首次演示,已在非洲进行试验部署,2021年8月,美空军宣布将从性能、可靠性和批生产能力等方面对THOR进行改进,命名为雷神之锤项目,预计2023年完成样机研制,2021年美陆军决定加入这一项目,预计陆军型2026年部署。PHASER是雷神公司为美空军推出的同类竞争性产品,系统发射电磁高能脉冲,只需要1毫秒就可以破坏无人机的电子系统,目前正在沙特基地进行初样测试。美国Epirus公司研发的Leonidas固态微波武器发射功率270兆瓦,作用距离300米,2021年2月,其向美国防部展示并成功击落所有66 架无人机目标。