托馬斯·帕默 約翰.P.蓋斯
小型無人機系統(tǒng)由于獨特的性能和集群規(guī)模優(yōu)勢,在軍事任務(wù)中擔當越來越重要的角色,具有改變作戰(zhàn)游戲規(guī)則的潛力。小型無人機系統(tǒng)的廣泛使用逐漸成為軍事安全和民用安全的威脅。無人機產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用對全球低空安全管理造成了前所未有的嚴峻壓力。無人機的安全監(jiān)管問題成為全世界重點議論的話題之一。
二十一世紀的某個年份,在解決一場國際危機的外交和經(jīng)濟努力失敗后,美國空軍受命領(lǐng)導(dǎo)一場重大的作戰(zhàn)行動,摧毀某敵對國家的戰(zhàn)略目標。在美國空軍某個本土基地,經(jīng)過數(shù)周馬不停蹄的準備、計劃和協(xié)調(diào)后,由12架F-22隱形戰(zhàn)機和兩架KC-10空中加油機組成的第一波作戰(zhàn)機群只有兩個小時即將騰空而起,開始跨洋飛行。
在毫無預(yù)警的情況下,幾個小黑點出現(xiàn)在地平線上,并迅速迎頭向戰(zhàn)機逼近。隨著黑點越來接近,一個機長用肉眼識別出這些黑點是中型民用四軸飛行器,攜帶著幾個小型物體。為首的四軸飛行器向第一架戰(zhàn)機投擲出一枚鋁熱劑榴彈爆炸物,導(dǎo)致戰(zhàn)機的一個油箱破裂,燃起大火。接下來,另外一架四軸飛行器攻擊停機坪排列的最后一架戰(zhàn)機,導(dǎo)致其突然燃燒起來,阻斷其它1 0架飛機的逃離之路。又有5架四軸飛行器飛抵現(xiàn)場,摧毀其余的戰(zhàn)機,接著是那兩架KC-10空中加油機,導(dǎo)致20人犧牲,另外還有30人在熊熊大火中受傷。
在救援人員全力搶救時,又有1 0架四軸飛行器一窩蜂地飛抵機場,又摧毀了20架飛機,以及空軍基地巨大的燃料儲存罐。幾乎整個第五代戰(zhàn)機聯(lián)隊被燒成灰燼,損失數(shù)十億美元。沒有人知道操控四軸飛行器的人是誰,空軍基地人員愛莫能助,無法阻止這次猛烈攻擊,或有任何招架之功?雖然這純屬杜撰的場景,但是造成這種災(zāi)難的技術(shù)卻存在于當今。
近年來,無人機系統(tǒng)(UAS)在普及性、可得性和性能方面出現(xiàn)爆炸性增長。隨著電池、照相機、飛行控制電腦,以及其他關(guān)鍵的無人機系統(tǒng)部件越來越小型化、廉價和多樣化,無人機系統(tǒng)的能力大幅提高。敵人無需接受正規(guī)訓(xùn)練,只要通過使用一個簡單的智慧型手機應(yīng)用程序,現(xiàn)在就能駕駛時速達113km/h、極易操控的四旋翼無人機。這種新技術(shù)向潛在的敵手提供一種針對友好目標的另外的和巨大進攻能力。
現(xiàn)代的小型無人機系統(tǒng)具備多種功能,能抵消目前美國空軍的很多能力。他們能自由地發(fā)動進攻、損毀空軍先進的隱形戰(zhàn)機和轟炸機、空中加油機和運輸機。小型無人機系統(tǒng)還能置關(guān)鍵的支援設(shè)施于危險之中。這種“邪惡的”無人機問題只會變得更遭。這些新的無人機系統(tǒng)能力讓使用者可能使興建的空基和陸基進攻和防御系統(tǒng)失效。因此,我們需要具備更好的能力,戰(zhàn)勝這些新的小型無人機系統(tǒng)。
為了探討這個問題,我們首先定義無人機系統(tǒng)擴散的問題并設(shè)定其框架,然后論述可能的敵手使用無人機系統(tǒng)并且詳盡闡明反無人機的能力,評估無人機系統(tǒng)的優(yōu)勢和弱勢,展示敵手能使反無人機防御系統(tǒng)失效的方法,最后提出可能的解決辦法,最后為對付日益完善的無人機系統(tǒng)能力做進一步研究的提議。
無人機系統(tǒng)擴散問題
隨著信息時代的不斷發(fā)展,潛在的敵手注意到美國軍方無人機系統(tǒng)的成功,利用商用貨架產(chǎn)品,開發(fā)出他們的系統(tǒng)。在無人機系統(tǒng)霸主的問題上,美國空軍和國防部已不再獨占鰲頭。要實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略目標,已經(jīng)可以不再需要龐大的國家出資的無人機系統(tǒng)項目。2014年8月,伊拉克和敘利亞的伊斯蘭國恐怖主義組織(ISIS)通過互聯(lián)網(wǎng)上傳了敘利亞軍方目標的視頻。這些視頻用簡易的、廣泛銷售的小型四軸飛行器拍攝。最近,伊斯蘭國恐怖主義組織在使用無人機作為攻擊運載工具的同時,用另外的無人機拍攝這些無人機攻擊的效果。
美國聯(lián)邦航空管理局( FAA)估計,2016年,在美國出售的無人機系統(tǒng)大約為190萬架,預(yù)計到2020年無人機系統(tǒng)國內(nèi)年銷售量增長到430萬架。這種擴散遍及全球,中國的銷售增長相仿。只要手中至少有130美元,幾乎任何人不需任何背景調(diào)查,也不需識別其是否有敵意企圖,都能購買一架可以運行的無人機系統(tǒng)。
潛在的敵手使用無人機系統(tǒng)
成本低廉、全球擴散、以及重量不足201b的無人機系統(tǒng)具備的能力,使得它們值得特別關(guān)注。未來的敵手能使用這些小型系統(tǒng)對空中和地面的軍事行動造成嚴重破壞,需要我們采取新的行動,保衛(wèi)軍事資產(chǎn)和基地。小型無人機系統(tǒng)也能具備載荷能力、延程飛行,以及精度極高的全球定位系統(tǒng)或飛行員導(dǎo)航定位的能力。例如,DJl“精靈”3能攜帶21b的載荷,能以高達60km/h的速度飛行23min,如果自主導(dǎo)航,充電一次飛行21km,售價僅599~799美元。
雖然我們有防護空域免遭因疏忽造成小型無人機滲透的防御系統(tǒng),但是這些防御能輕而易舉地被避開??梢愿淖冊O(shè)定無人機最大飛行高度只比起飛地點高120m的限制,以海拔6000m的最大高度飛行。同樣,雖然一些小型無人機具有使用其GPS位置決定其是否要進入敏感空域的地理限定,關(guān)閉GPS天線,能讓飛行員用視覺導(dǎo)航四軸飛行器到達任何地點。
視覺導(dǎo)航是通過第一人稱視角遙控(FPV)進行的。第一人稱視角遙控讓飛行員從無人機系統(tǒng)上的攝像機接收實時視頻圖像,這個圖像顯示在飛行員頭戴的視頻眼鏡上,或投視在安卓、iPhone或者iPad設(shè)備上。這種圖像向飛行員提供好像他們親身駕駛四軸飛行器一樣的視圖,這能讓操作員執(zhí)行規(guī)避操作,或在飛往一個目標時導(dǎo)航一個秘密航線。
一種小型八旋翼無人機載荷重量為14.91b,其載荷能力相當于在攜帶用于FPV攝像機的同時,掛載6個爆炸物或者鋁熱劑榴彈。鋁熱劑榴彈僅重21b,燃燒熱度為4000℃,足能融化飛機外殼,造成油箱爆裂,導(dǎo)致飛機起火。飛機使用的鋁合金熔點僅為1180℃,破裂的油箱容易導(dǎo)致飛機本身的燃料著火。這種攻擊損壞或摧毀飛機,讓敵手獲得心理上的勝利。這些無人機系統(tǒng)的其他可能用途包括在跑道上放置釘刺帶,給飛機的輪胎放氣;投放碎片損壞飛機的引擎;向其他目標投擲爆炸物,甚至被用作擔任自殺性的角色。
在地面行動中,在起飛或降落時,甚至是在離機場較遠的延伸范圍,無人機系統(tǒng)的飛行員通過第一人稱視角遙控,可以將無人機系統(tǒng)飛入飛機的引擎。在飛機飛行關(guān)鍵的起飛或降落階段進行攻擊,無人機系統(tǒng)能增加造成更大損壞或災(zāi)難性墜毀的幾率。
例如DJl“精靈”3等小型無人機能爬升到5791m的高度,從離機場很遠距離的地方發(fā)動攻擊,會使事故后的調(diào)查取證變得復(fù)雜,因為從那個高度產(chǎn)生的碎片散落的范圍很廣。從機場遠距離進行攻擊的可能性,加大了對遠程高保真反無人機系統(tǒng)偵測能力的需要。
任何稍有一點技術(shù)專業(yè)的人,只要有幾百美元以及下載一本電子書的時間,并且觀看“油管”(YouTube)的視頻,就能制造出他們自己的四軸/六軸/八旋翼直升機。這些自制的無人機系統(tǒng)能力或更強,能規(guī)避市場上可以買到的無人機系統(tǒng)的內(nèi)置限制。
可能的對策
傳統(tǒng)的基地安全措施,其設(shè)計沒有針對發(fā)現(xiàn)和戰(zhàn)勝敵對的無人機系統(tǒng)。由于小型無人機系統(tǒng)的高速、機動性和生存能力,視覺觀察員發(fā)射小型武器的效果不大。傳統(tǒng)的基地/崗哨的安全柵欄也作用有限,因為使用第一人稱視角遙控的飛行員能飛越障礙,然后下降到目標上?!盁o人機防衛(wèi)者”
“無人機防衛(wèi)者”是一個201b的便攜式系統(tǒng),看上去像一支巨型步槍,用于切斷無人機系統(tǒng)和飛行員之間的指揮鏈接。它的有效距離,從友軍的防衛(wèi)者到敵對的無人機系統(tǒng)之間為400m。未來的研發(fā)將能讓這種系統(tǒng)干擾或欺騙GPS信號,阻止無人機系統(tǒng)使用精確導(dǎo)航的信號。
整體而言,“無人機防衛(wèi)者”依靠觀察者發(fā)現(xiàn)無人機系統(tǒng),然后瞄準并使用該系統(tǒng)。若使用得當,該系統(tǒng)如果干擾正確的指令鏈接頻率,就能迫使其飛行路徑失去聯(lián)系。倘若無人機系統(tǒng)逃離“無人機防衛(wèi)者”30°波束寬度,無人機系統(tǒng)就可能恢復(fù)正常運行。
“無人機防衛(wèi)者”的一個優(yōu)點是,如果干擾產(chǎn)生不穩(wěn)定和危險的無人機系統(tǒng)飛行路徑,這種非永久性的效果能被立即停止。它的缺點是400m的短距離,這將需要至少25個裝置和安全人員有效地覆蓋整個機場以及飛機停機坪。
在能夠部署更有能力的反無人機系統(tǒng)系統(tǒng)之前,這使得“無人機防衛(wèi)者”成為一個簡單但資源密集的權(quán)宜之計。加強的區(qū)域防護和生存能力系統(tǒng)(EAPS)
美陸軍已測試過加強的區(qū)域防護和生存能力系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能發(fā)射50mm口徑的彈藥,同距離1km開外的無人機系統(tǒng)交戰(zhàn)。該系統(tǒng)在無人機系統(tǒng)機動時發(fā)出行進中彈藥飛行路徑的修正信號,然后命令彈藥在最佳射程爆炸,擊落無人機系統(tǒng)。這產(chǎn)生連帶損毀和友軍相殘的擔憂,因此需要審慎的系統(tǒng)配置考慮和非常嚴格的交戰(zhàn)規(guī)則。
反火箭和迫擊炮系統(tǒng)(C-RAM)
目前,諾斯洛普·格魯門公司的反火箭和追擊炮系統(tǒng)是在海外部署的空軍基地防御系統(tǒng)。它使用雷達瞄準的加特林機槍,以每分鐘2000發(fā)的速度射擊,摧毀火箭和迫擊炮彈。
該系統(tǒng)也能針對距離].2km遠的無人機系統(tǒng)威脅來部署。動能連帶損毀的擔憂需要審慎的定位和使用程序。緊湊型激光武器系統(tǒng)“沉默打擊”
波音公司的緊湊型激光武器系統(tǒng)(CLWS)使用由雷達提示的破壞性激光和/或電光(EO)/紅外線相機追蹤敵對的無人機系統(tǒng)。這種10kW級的激光能熔化并摧毀2.5km開外的無人機系統(tǒng)。
這種系統(tǒng)無需依靠了解任何無人機系統(tǒng)指令頻率或?qū)Ш郊夹g(shù),對任何改進的、使用自成體系導(dǎo)航技術(shù)的無人機系統(tǒng)有效。這種系統(tǒng)的缺點是在未達到或超過預(yù)定目標時導(dǎo)致的潛在連帶損毀。這限制交戰(zhàn)的窗口。激光還需要不會因天氣、煙霧或灰塵等遮蔽的相對晴朗的天空。周密設(shè)計空軍基地防御布局,能讓這種系統(tǒng)發(fā)揮其最大的潛力。
機動反無人機綜合能力(CMIC)系統(tǒng)
美國陸軍航空及導(dǎo)彈研發(fā)工程中心(AMRDEC)研發(fā)了機動反無人機綜合能力系統(tǒng)。反無人機綜合能力系統(tǒng)是一個開發(fā)成熟、經(jīng)實兵測試、美國政府擁有的一體化和可升級的反無人機系統(tǒng),能夠偵測、識別,然后擊敗敵方的無人機系統(tǒng)及其飛行員。
反無人機綜合能力系統(tǒng)使用很多普通的軍事部件,把多種傳感器整合成在一個易于理解的顯示屏上,向作戰(zhàn)人員提供敵方無人機系統(tǒng)以及飛行員位置的優(yōu)越感知。該系統(tǒng)能提示多種光電、熱和電子傳感器,向操作人員提供高保真的威脅信息,然后協(xié)調(diào)非動能或動能效果,擊落無人機系統(tǒng)。反無人機綜合能力系統(tǒng)還能對指揮信號的來源做三角測量,找到飛行員的方位,從而能發(fā)射友軍無人機系統(tǒng),或出動地面部隊搜尋無人機的飛行員。
為了減少后勤方面的復(fù)雜性,該設(shè)計把反無人機裝備安裝在現(xiàn)有的軍車上以及國防部廣泛使用的指揮和控制裝置上。反無人機綜合能力系統(tǒng)還配備不必使用車輛的“隨機器材包”。
反無人機綜合能力系統(tǒng)使用民用的SCR公司品牌LSTAR多普勒雷達來偵測小型無人機系統(tǒng),甚至是禽鳥。偵測禽鳥的能力給予該系統(tǒng)附加的效用,協(xié)助有人駕駛飛機在起飛和降落時避免禽鳥。
無人機盾牌
無人機系統(tǒng)偵測的另外一個范圍是獨特的電機和旋轉(zhuǎn)的螺旋槳葉片的聲學(xué)特征。無人機盾牌公司制造的聲學(xué)傳感器,偵測無人機系統(tǒng)獨具的噪音,然后參考一個聲學(xué)特征庫,確定無人機的品牌和型號。無人機盾牌公布的無人機系統(tǒng)偵測范圍在使用遠程傳感器時為1km,而全向型偵測范圍為100m。
無人機系統(tǒng)從高于偵測限度的高度投擲武器,可能會使聲學(xué)偵測系統(tǒng)無效。使用聲學(xué)系統(tǒng)作為附加的傳感器來正確地識別無人機系統(tǒng)的類型,將能使得其他防御體系進行適當干擾或同威脅交戰(zhàn)。
高功率微波武器
如果美軍被部署在軍事基地以外一個幾乎沒有電子系統(tǒng)的地點,使用高功率微波(HPM)武器系統(tǒng)或是可行的,而不需要擔心連帶損毀。高功率微波武器能破壞無屏蔽的電子系統(tǒng)的線路和電路板的電流。高功率微波武器能對無人機系統(tǒng)飛行控制電腦造成廣泛的影響效果,從幾乎擾亂指揮信號,到“燒焦”電路板,致使無人機系統(tǒng)在飛行中立即發(fā)生故障。
未來的科學(xué)研究應(yīng)著重在發(fā)展高功率的脈沖微波武器上,以戰(zhàn)勝無人機系統(tǒng)。研究的目標應(yīng)該是產(chǎn)生一種脈沖微波效果,嚴重損壞敵方的無人機系統(tǒng),而不會產(chǎn)生可能損壞友軍或民用系統(tǒng)的大量附加能量。
機場的改進
阻礙直接視線偵測無人機系統(tǒng)的高樓和樹木等密布的地區(qū),能受益于高聳的圍欄,將無人機系統(tǒng)的威脅轉(zhuǎn)移到更容易觀察的地區(qū)。疏導(dǎo)攻擊無人機系統(tǒng),讓安全部隊把聲學(xué)、雷達和攝像系統(tǒng)能力側(cè)重在更集中的地區(qū)。不過,不管采用什么樣的反無人機系統(tǒng),應(yīng)該在不能受到任何無人機系統(tǒng)干擾的所有高價值資產(chǎn)上空和周圍設(shè)立圍欄。
為了幫助捕獲敵方的或無知的無人機系統(tǒng)飛行員,需要研制無人機系統(tǒng)的“獵人殺手”,能迅捷飛向敵方的無人機系統(tǒng),并且使用非動能(可能是小型化的脈沖高功率微波)或動能效果,使敵方的無人機系統(tǒng)喪失能力。這種非敵對的無人機系統(tǒng)也能搜尋并識別敵對的飛行員,讓我軍部隊逮捕身處美國飛行員或在作戰(zhàn)區(qū)用動能武器與其交火。
潛在的敵對反制措施
很多軍事武器開發(fā)的歷史案例表明,隨著對抗新威脅防御措施的出現(xiàn),敵對者隨之調(diào)整裝備,降低新防御措施的有效性。雖然此前詳盡闡述的反無人機系統(tǒng)系統(tǒng)能力很強,他們當中很多系統(tǒng)依靠干擾無人機系統(tǒng)和飛行員之間的指揮鏈路,迫使無人機系統(tǒng)執(zhí)行迷失的飛行路徑。程序化的迷失飛行路徑可能讓無人機返回基地、盤旋或只是立即降落。
敵對的行為者能使用無人機系統(tǒng)的自主飛行模式,繞過這個迷失問題,使用GPS、伽利略、GPS輔助型靜地軌道增強導(dǎo)航/印度洋區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、北斗或格洛納斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航星座來控制飛行路徑。如果GPS信號被干擾或誑騙或如果無人機系統(tǒng)故意不裝備GPS以使任何干擾、誑騙或地理防御限制無效,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)能用來給無人機系統(tǒng)導(dǎo)航。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)工作的原理是,在它飛向目標時,知道起飛地點,然后感知移動和飄移,以此確定無人機系統(tǒng)目前的位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不需要任何外界信號的要求來給無人機系統(tǒng)導(dǎo)航。另外一種使通信鏈路干擾無效的技術(shù)是,敵方飛行員輸入目標坐標作為“返回基地”,因此,在干擾系統(tǒng)切斷與飛行員的指揮鏈接時,無人機系統(tǒng)實際上在飛向目標。使用自主飛行模式把精確的目標坐標輸入到無人機系統(tǒng),而不需要使用FPV特性,只會稍許降低導(dǎo)航的精確性。敵人只需一點點巧思和設(shè)備改裝,就能使很多目前戰(zhàn)勝無人機系統(tǒng)系統(tǒng)的機制失效。
美國現(xiàn)行的法律還限制使用反無人機系統(tǒng)防御系統(tǒng)的全部能力。美國聯(lián)邦航空局認為無人機系統(tǒng)是民用飛機,必須遵守安全要求和規(guī)定。
由于無人機系統(tǒng)被認為是民用飛機,除非認定是出于國防利益或出于自衛(wèi)的原因,否則禁止安全部隊擊落無人機系統(tǒng)。
鑒于快速確定一架無人機系統(tǒng)的意圖幾乎不可能,現(xiàn)行的指導(dǎo)方針可能會導(dǎo)致應(yīng)對的延誤,從而給敵人完成他們使命的關(guān)鍵時間。美國空軍必須要制定規(guī)程并且獲得美國聯(lián)邦航空局和所有必要的法律準許來使用反無人機系統(tǒng)防御系統(tǒng),應(yīng)對在軍事空域飛行的任何不明的無人機系統(tǒng),無論其在軍事地區(qū)上空與否。
在選擇海外基地地點的過程中,必須要重點考慮空軍基地周邊空白區(qū)的大小,確?;氐姆烙?。超大的緩沖區(qū)能允許更具攻勢的反無人機系統(tǒng)系統(tǒng),例如反火箭和迫擊炮系統(tǒng)加特林機槍系統(tǒng),或使用摧毀性激光系統(tǒng),如緊湊型激光武器系統(tǒng)。
建議
近期而言,美國政府必須確定哪個部門將牽頭解決無人機系統(tǒng)問題。雖然國防部在戰(zhàn)區(qū)起主導(dǎo)作用,但在美國境內(nèi),有很多民用和軍事機構(gòu)在解決無人機系統(tǒng)問題,這可能會導(dǎo)致混亂。要取得進展,需要整個政府的努力。美國空軍、國防部、美國聯(lián)邦航空局、商務(wù)部和國土安全部必須迅速組建一個跨政府部門團隊,制定全盤政府對策,部署有效的反無人機系統(tǒng)防御系統(tǒng)。這些機構(gòu)還必須要協(xié)調(diào)一致空域防衛(wèi)規(guī)程,就保持美國空軍維持空中優(yōu)勢能力的更寬松的法律權(quán)限向國會提出建議。
美國國防部、美國聯(lián)邦航空局必須立即啟動更積極的全國范圍的無人機系統(tǒng)教育活動。在軍用機場周圍及起降走廊附近放置“無人機禁飛區(qū)”標識,標明電話號碼,報告非法的無人機系統(tǒng)活動,將能提高教育和執(zhí)法能力。軍方同當?shù)孛襟w的公關(guān)活動將最大限度地減少不了解新規(guī)定的無人機系統(tǒng)飛行員的數(shù)量。接受良好教育的公眾應(yīng)降低無知的空域侵入數(shù)量,從而讓安全部隊能迅速決定敵對意圖,立即采取適當?shù)男袆印?/p>
如果不能修改法律,授權(quán)擊落敵對的無人機系統(tǒng),那么另外一種選擇是,加大對空域和程序違規(guī)的處罰。D級(有空中交通管制塔的空域,如大多數(shù)空軍基地)和空中禁區(qū)(通常軍事轟炸靶場)的違例,構(gòu)成最大的危險,因為這些地方通常頻繁起降速度很快的軍機。除非對無知的或無所顧忌的無人機系統(tǒng)飛行員的處罰廣而告之并始終如一地執(zhí)行,否則公眾就不會重視新的無人機系統(tǒng)飛行規(guī)定。
美國空軍的安全部隊與其他國防部安全單位及主要執(zhí)法機構(gòu)密切協(xié)調(diào),必須進行定期的訓(xùn)練演習(xí),包括敵對無人機系統(tǒng)場景。對跨越多個警方的轄區(qū),飛入軍事空域的敵對無人機系統(tǒng)的反應(yīng),必須經(jīng)過精心演練,法律審查和訓(xùn)練,達到處理“前門闖入者”狀況的相同水準。例如,如果某人從基地外駕車通過某空軍基地檢查站而不停車的話,警衛(wèi)接受過訓(xùn)練要如何警告駕駛員,然后采取審慎和適當?shù)男袆?,包括直到采取致命的武力。安全部隊必須有?yīng)對無人機系統(tǒng)侵入軍事空域的類似精心演練的反應(yīng),這樣他們才不會因優(yōu)柔寡斷而無所適從,或反應(yīng)過度,使用手槍或步槍,對背景中的飛機造成災(zāi)難性的破壞。
在采購足夠的反無人機系統(tǒng)防御系統(tǒng)并且完全部署之前,可能需要一個系統(tǒng)中系統(tǒng)的策略來發(fā)現(xiàn)跨越各種能譜的無人機系統(tǒng),在它能完成其毀滅任務(wù)之前,提示傳感器和武器將無人機系統(tǒng)殲滅。改善機場和匝道照明,或增加額外的低亮度的電光和熱成像系統(tǒng),是相對來說費用低和常見的解決方案。
與具有合作精神的民眾良好協(xié)作,將能讓傳感器安裝在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上,提供對機場起降走廊的監(jiān)視。這些低成本的監(jiān)視系統(tǒng)至少讓安全部隊能稍微增加警覺,意識到某人在他們機場附近飛行敵對的無人機系統(tǒng)。
為降低對非敵方的電子系統(tǒng)造成自相毀壞,合適的實驗室必須測試反無人機系統(tǒng)系統(tǒng)同現(xiàn)有的機場和國防部系統(tǒng)之間的互通性。了解整合定向能武器、無人機系統(tǒng)偵測雷達以及其他傳感器的效果,確保它們與飛機導(dǎo)航和通信系統(tǒng)、飛行控制計算機、儀表著陸系統(tǒng)、GPS接收、及空中交通管制(ATC)雷達的安全互通性,需要進行額外的測試。需要對這些系統(tǒng)和它們的人工操作者進行評估,確保反無人機系統(tǒng)系統(tǒng)不會對軍事行動造成危險。
必須要完善反無人機系統(tǒng)操作人員和ATC機構(gòu)之間的程序,迅速將敵方無人機系統(tǒng)的位置傳給空中的飛機以指示規(guī)避動作。在發(fā)射武器時,還必須要密切協(xié)調(diào),防止自相殘殺。有利的一點是,大多數(shù)反無人機系統(tǒng)武器系統(tǒng)能在短時間內(nèi)部署,在幾秒到幾十秒范圍內(nèi)。這應(yīng)能使對飛行行動的干擾降到最低。
由于機動反無人機綜合能力系統(tǒng)相對成熟以及持續(xù)不斷、自動地把多個傳感器融合成一個完整的戰(zhàn)場圖像的能力,是目前最有希望的系統(tǒng)。機動反無人機綜合能力系統(tǒng)系統(tǒng)的大約成本,不包括運載工具,系統(tǒng)本身為100萬美元,LSTARS雷達110萬美元。由于機場附近因地勢、建筑物、樹木等導(dǎo)致的視線問題,多個雷達或安裝在高塔上的傳感器可能需要360°的能見度。機動反無人機綜合能力系統(tǒng)的優(yōu)點是其多個傳感器融合以及多種交戰(zhàn)方式。隨著技術(shù)的進步,其他系統(tǒng)可能會在能力上取代機動反無人機綜合能力系統(tǒng),但我們的研究強烈建議,未來最佳的系統(tǒng)將包含融合不同的傳感器,發(fā)現(xiàn)甚至是最小型的無人機系統(tǒng),提供能同單個無人機系統(tǒng)到無人機系統(tǒng)集群威脅交戰(zhàn)的各種防御機制。
隨著無人機系統(tǒng)技術(shù)在未來5~10年的持續(xù)進展,民用無人機系統(tǒng)對民用工商業(yè)會變得越來越普及和有用,因此會增加友善的無人機系統(tǒng)在擁擠的空域和更高的高度飛行的整體數(shù)量。
由于這種擁擠的增加,強大的偵察和完美無暇的空中識別必不可少,才能迅速鎖定敵對的或可疑的無人機系統(tǒng)。由于空域充滿了無人機系統(tǒng),有人駕駛飛機將很快需要機載偵察功能或連接陸基的感知和規(guī)避系統(tǒng),躲避單個和集群無人機系統(tǒng)的空中威脅。
數(shù)以千計的無人機系統(tǒng)在低空飛行的增加,再加上常見的鳥禽危險,可能使軍事低空飛行訓(xùn)練更加危險。這種風(fēng)險可能會將低空訓(xùn)練限制在封閉區(qū),致使訓(xùn)練的價值等于零,從而制約軍用飛機機動演習(xí)的選項。必須立即啟動發(fā)展機載無人機系統(tǒng)規(guī)避設(shè)備。
結(jié)束語
由于無人機系統(tǒng)功能的改善,以及在民用市場出售的絕對數(shù)量的增加,敵對無人機系統(tǒng)的威脅將以指數(shù)級的速度變得越來越嚴重。由于敵對無人機系統(tǒng)和有人駕駛飛機相撞引起重大、災(zāi)難性的生命損失的風(fēng)險持續(xù)上升,美國空軍必須協(xié)調(diào)并加快各種努力,獲取保護機組人員和飛機的反無人機系統(tǒng)系統(tǒng)。
雖然沒有任何單一的系統(tǒng)能使每個可預(yù)見的無人機系統(tǒng)威脅失效,AMRDEC的機動反無人機綜合能力系統(tǒng),或與其相似的更先進系統(tǒng),似乎是目前解決棘手的敵對無人機系統(tǒng)干擾問題的最佳系統(tǒng)。融合多種傳感器和多種針對敵對無人機系統(tǒng)的交戰(zhàn)選擇,是一種威力強大的組合。雖然這種系統(tǒng)可能造價昂貴,先行一步能拯救很多生命和節(jié)省數(shù)百萬美元,同時也剝奪敵人進一步推動他們目標的另外一種攻擊方式。一種不可替代的、造價1.43億美元的F-22“猛禽”,或造價9800萬美元的F-35“閃電”Ⅱ聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機敗給價值799美元的敵對無人機系統(tǒng),將使造價210萬美元的反無人機系統(tǒng)系統(tǒng),諸如機動反無人機綜合能力系統(tǒng)之類,看起來非常便宜。
機動反無人機綜合能力系統(tǒng)系統(tǒng)還提供其他的優(yōu)勢,能發(fā)現(xiàn)對航空運營構(gòu)成危險的鳥禽,與此同時持續(xù)不斷的嚴陣以待,戰(zhàn)勝敵對的無人機系統(tǒng)。
本文建議采購AMRDEC的機動反無人機綜合能力系統(tǒng)或類似的系統(tǒng),讓一小批空軍人員維護和操作,以此作為24h全天候保衛(wèi)機場的技術(shù)解決方案。與此同時,必須要獲得部署其所有能力的法定權(quán)力。國防部、國土安全部、航空管理局、美國空軍、運輸部和商務(wù)部可以組建一個跨部門團隊的關(guān)鍵實體,必須相互協(xié)作,并向國會提出解決無人機系統(tǒng)問題的法律的修改。
安全人員必須具有法定權(quán)力,宣布在軍事空域飛行的任何未經(jīng)授權(quán)的無人機系統(tǒng)為敵對威脅,無論敵對的無人機系統(tǒng)是在民產(chǎn)或軍產(chǎn)上空飛行,都能采取行動。安全部隊必須獲準立即在非敵對領(lǐng)域范圍內(nèi)以非動能的方式同威脅交戰(zhàn),如果在作戰(zhàn)區(qū)域,使用動能方式同威脅交戰(zhàn),如果敵對的無人機系統(tǒng)在軍產(chǎn)以外被壓制,美國空軍必須具有規(guī)程讓軍事基地以外的公民執(zhí)法機構(gòu)保護被擊落的無人機系統(tǒng)并且逮捕違規(guī)的飛行員。
如果本文引言中所虛構(gòu)的機場適當配備了反無人機系統(tǒng)系統(tǒng),這次攻擊將會是一次空中優(yōu)勢成功的故事,而不是一場噩夢的景象。美國的敵人使用這些能力難以置信的無人機系統(tǒng)威脅,試圖戰(zhàn)勝世界最先進的空軍得逞,可能只是個時間問題。