近年来,小型无人机系统在现代战争中大放异彩,在俄乌冲突中、纳卡冲突等局部战争中,“见证者-136”无人机、哈洛普自杀式无人机等小型无人机系统依靠自身功能多样、成本低廉、难以反制的特点,成为主导战场局势的重要手段之一。美军自2010年起便开始重视反无人机建设,持续研发新型装备应对威胁,依托实战及演训磨炼战术战法,已形成较强的反小型无人机作战能力。
一、小型无人机系统威胁
美军当前将无人机根据重量、飞行高度、飞行速度等参数从低到高分为五个等级,其中第1、2、3等级属于小型无人机系统范畴,其总体重量小于600千克(1320磅),飞行高度低于5490米(18000英尺),飞行速度低于463千米/小、时(250节)。
与传统有人机与大型无人机相比,小型无人机系统具备如下优势:一是成本较低,小型无人机一方面研发制造成本低,可作为“消耗品”承担诱饵、自杀式袭击等任务,另一方面维护保障成本低,不需要额外维护保障人员与设备,可在持久冲突中赢得经济优势;二是训练压力较小,不同于有人机飞行员和大型无人机操纵员所需的长期训练,小型无人机系统往往训练几个小时就可轻松上手执行作战任务,作战节奏更快;三是基础设施需求较少,小型无人机系统部署不需要跑道、助推发射装置、大型指控中心、低可探测/低可截获通信链等设施辅助,可独立执行作战任务;四是任务扩展性较强,小型无人机系统自身可执行情报监视侦察、火力打击、战斗损伤评估等多项任务,同时受惠于人工智能与机器学习等新质技术带来的能力提升,多架小型无人机系统可组合成为蜂群,通过组网协同弥补单机载荷有限的劣势,进一步提升综合作战能力。
从近年来实战情况来看,小型无人机系统战果丰硕,虽然难以单纯依靠小型无人机系统决定战场走向,但其较好完成了自身预定的作战任务。2019年,胡塞武装使用10架无人机袭击沙特阿拉伯阿美石油公司两处石油设施,在一定时间内降低了其石油产量;2022年12月,俄乌冲突中俄罗斯使用“见证者-136”无人机攻击了哈尔科夫、利沃夫、敖德萨等多个地区的基础设施,降低了对手能源供应能力。随着无人机编队控制技术不断成熟,无人机编组规模越来越大,也带来更大的军事应用潜力和潜在威胁。
二、美军反小型无人机系统战略部署
21世纪初,美军将作战中心聚焦在中东地区的反恐和非常规战争中,重点投资无人机系统,削减防空部队投入,导致整体反小型无人机系统能力降低。进入2010年代,美军逐渐意识到小型无人机系统带来的新型威胁,相继出台多项战略文件并成立相关组织机构。
2010年4月,美陆军发布无人机系统路线图,分析2030+年代战场空间中反无人机趋势。
2013年7月,联合集成防空反导组织(JIAMDO)在加利福尼亚州举办首次非保密反小型无人机系统演习。
2016年4月,美空军发布小型无人机系统飞行规划报告,预测未来20年反无人机系统的发展。
2016年5月,美陆军公布首个作战框架,旨在调整美军联合部队整体反无人机系统工作。
2017年12月,国会通过年度《国防授权法案》,授予国防部和能源部开展反无人机活动的有限权利。
2019年11月,美国防部长指派陆军领导联合部队反小型无人机系统的研发和采购工作。
2020年1月,美陆军成立联合反小型无人机系统办公室(JCO),负责领导、协调和指导美国防部整体反小型无人机系统活动。
2020年5月,美国防部长接受JCO建议,将国防部批准的28个反无人机平台缩减至7个。
2020年10月,JCO与美陆军快速能力和关键技术办公室(RCCTO)共同举办了一次反小型无人机系统开放日,公开讨论新兴需求、战略、训练和过渡机会。
2021年1月,美国防部发布首份反小型无人机系统战略报告,该报告由JCO起草,重点关注快速创新、同步解决方案以及与盟友建立合作关系。
2021年4月,JCO在尤马试验场举办了首次行业演示活动,重点关注低附带损伤拦截系统。
2021年9月,JCO举办了第二次行业演示活动,重点聚焦地面和手持防御系统。
2022年4月,JCO举办了第三次行业演示活动,核心围绕空基和陆基微波系统。
2023年6月23日,JCO进行了第四次行业演示活动,旨在评估并缩小差距,告知需求并促进创新的新兴技术。本次演示活动包括使用雷神技术公司的解决方案对抗30多架无人机蜂群,详见本号2023年11月5日发布的一条重大动向:“一体化防御VS蜂群30+!雷神在美陆军试验中成功演示‘低慢小无人机一体化防御系统’(附视频)”(点击题名可直接访问)
预计2024年6月,JCO将进行第五次行业演示活动,将重点测试反无人机系统应对50架无人机蜂群的能力。
三、美军反小型无人机系统作战样式
美军反无人机分为进攻性和防御性两种作战样式,进攻性反无人机系统的核心是通过攻击无人机系统的地面控制站、通信设备、后勤保障设备、发射回收设备等,尽量将对手无人机消灭在源头,使其难以起飞或无法持续完成作战任务。防御性反无人机系统的核心是通过隐蔽伪装避免被敌方无人机探测,一旦发现敌方无人机则采取软硬杀伤等主动措施使其失能,包含被动防御、空中警戒、主动拦截等行动要素。结合小型无人机系统成本较低、基础设施需求较少等特点,较难实施进攻性反无人机行动,因此美军反小型无人机系统通常采用防御性作战样式。
(一)被动防御
被动防御通常包含隐蔽伪装、军事欺骗、分散部署、硬化加固等手段。
隐蔽伪装方面,通常首要应对敌方无人机的光电/红外传感器,通过迷彩涂料、战场遮蔽物、烟雾等干扰无人机传感器,使己方难以被发现。同时考虑到电子侦察传感器影响,应考虑使用民用信号掩盖军事信号特征,在非城市环境中行动时,首选关闭设备移除信号发射源而非伪装信号。
军事欺骗方面,通常使用模拟己方装备的诱饵引导敌方无人机做出错误判断,诱饵放置位置不能距离己方真实目标过远,需要使敌方相信自己发现了真实目标,同时位置不能过近,以免诱饵被打击时遭受附带损伤。通过诱饵提高生存能力、消耗敌方弹药,并使敌方火力暴露。
分散部署方面,通常避免将作战人员、物资、指控节点等集中部署在同一区域内,最大程度提升生存能力。分散部署与地形密切相关,在沙漠、农田等开阔区域,部队分散程度更高;在丛林、城市等地区,因植被或建筑物可以提供额外遮挡,分散程度会降低。
硬化加固方面,核心提升现有资产的防御能力,使其可以抵御敌方小型无人机系统的火力打击。相关手段包括使用沙袋、混凝土等材料构建掩体,或直接在建筑物与车辆上加垫沙袋与钢板。考虑到小型无人机系统载荷有限,不具备高强度火力杀伤能力,因此简易加固也可起到较强防护作用。
(二)空中警戒
空中警戒由专门人员担负相关任务,主要负责发现部队所在地附近空中威胁,提早做出预警。美军通常使用电子战系统、Ku波段射频系统雷达、AN/TPQ-50空中监视雷达、AN/MPQ-64防空雷达等多型传感器,构建传感器网络,通过Link-16数据链等将信息集成至前沿区域防空指挥控制系统(FAAD C2)中,构建战场态势图。
但考虑到低空威胁较难探测,即使配备多型传感器系统,美军空中警戒员仍需不断抬头观察威胁,通过使用相关光学设备,搜索视线内的敌方小型无人机系统。搜索方式包含垂直扫描法和水平扫描法两种。
垂直扫描过程中,首先将视线上移朝向天空,最高点视线与地平线视线夹角20°,然后向下移动到地平线,反复观察直到侧边区域。随后视线下移至地平线下,最高点视线与地平线视线夹角20°,反复观察直到返回最初点。
水平扫描是过程中,首先将视线上移至最高点,即地平线上20°,随后从左向右观察至右侧边,随后降低视线高度,再从右侧边观察至左侧边,高度逐渐降低,直至地平线下20°达到最低点。
(三)主动拦截
在传感器系统或空中警戒员完成对小型无人机系统的发现、识别、跟踪后,指控中心首先决定是否交战,并确定拦截手段。拦截方式包含物理手段与非物理手段,物理手段指通过接触破坏敌方无人机,装备包括轻武器、爆炸性弹药、激光、高功率微波、阻拦网等;非物理手段指通过干扰、阻断、控制敌方无人机信号进而造成破坏,装备包括射频干扰装备、GPS干扰欺骗装备等。
物理手段中,美军一方面制定了轻武器拦截战术,核心是在没有专用反小型无人机装备情况下,通过轻武器射击构建火力拦截网,击落敌方小型无人机系统。具体战术是当敌方无人机盘旋过程中,选择略高于敌机的瞄准点,连续发射20至25枚子弹,根据子弹落点调整方向;当敌方无人机飞行时,在无人机飞行路线前方50米至200米构建火力网实施拦截。另一方面推动反小型无人机系统装备研发采购,包括射击辅助系统、“郊狼”无人机、机动近程防空系统、间接火力防护系统等装备都在紧锣密鼓的推动过程中。射击辅助系统可安装在单兵武器上,作为步枪瞄准镜,根据无人机飞行速度智能规划射击方位,留出提前量,大幅提升命中概率。“郊狼”无人机依托配备的破片战斗部或动能撞击方式击落敌方小型无人机系统,机动近程防空系统通过毒刺导弹、密集阵武器系统、50千瓦级激光武器综合拦截各类无人机目标,间接火力防护系统核心可搭载“列奥尼达斯”(Leonidas)高功率微波系统,对数百米范围内特定方向的敌方小型无人机集群进行群体杀伤。
非物理手段中,射频干扰和GPS干扰欺骗通常同时采用,并且是当前反无人机的主流选择。JCO在2020年确定的8种临时反小型无人机装备中有6种都是非物理手段装备(另外两种一个是指控系统,另一个是辅助射击系统),可见当前非物理手段的重要性。行动过程中,通常使用相关装备指向敌方小型无人机系统方向,持续保持对准干扰,破击敌方无人机通信协议弱点,干扰控制信号与导航信号,使敌方丧失对无人机控制权。
(中国航空工业发展研究中心 程浚峰)
审核编辑:黄飞
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