小型無人機的軍事襲擊行動及反制措施

大衛(wèi)·漢布林，大衛(wèi)·埃舍爾，約翰·M·道爾/David Hambling，David Eshel，John M. Doyle

由于易于制造、低成本、操作簡單等優(yōu)勢，小型無人機用于軍事襲擊事件在增長。但是，多種有效的反制手段也在相隨而生，這類事件將得到有效抑制。

可從商業(yè)上獲得的容易制造、廉價購買、易于飛行和難以偵測的小型無人機正在成為軍事部隊和安全行動的主要關注點，其帶來的威脅在逐步增長。國防承包商和其他公司正在競相提供能力來最小化并戰(zhàn)勝這些威脅。以色列公司正在建立相應的反制措施應對這一威脅，其他地方的承包商和研究機構也是如此。

半軍事部隊和叛亂分子采用與軍方類似方式操作無人機，盡管他們的無人機往往是較小的戰(zhàn)術系統(tǒng)，而不是陸、海、空部隊使用的大型無人平臺。目前，使用最多的系統(tǒng)是微型無人機以及商用無人機和多旋翼無人機，可用于監(jiān)視、偵察和消防方向。

小型無人機的軍事襲擊事件在增長

幾個月來，也門的胡塞叛亂分子曾大張旗鼓地宣布，其無人機瞄準并襲擊機場、煉油廠和軍事基地。沙特領導的聯(lián)軍與胡塞叛軍作戰(zhàn)，并沒有具體證據(jù)證明這些襲擊事件。但即使威脅尚未成為現(xiàn)實，也不應駁回事件的可能性。

胡塞叛軍由于缺乏一支有效的有人作戰(zhàn)機隊，面臨著強大的空中作戰(zhàn)威脅和“愛國者”導彈的威脅。為了對付這一點，他們依靠彈道導彈和無人機實施空中打擊。

2017年，胡塞軍隊公布了四種小型、據(jù)稱自主研發(fā)的無人機，所有這些無人機都由伊朗提供。其中，這些無人機包括Qasef-1（即Striker-1，“前鋒”-1），一種由當?shù)亟M裝的伊朗飛機制造工業(yè)公司（HESA）研制的“阿巴比”（Ababil）無人機型別，采用GPS制導，攜帶15kg（33lb.）“神風”（kamikaze）攻擊彈頭，射程為150km。在對被沖突武器研究所捕獲的“前鋒”-1的研究表明，其關鍵任務之一是瞄準“愛國者”系統(tǒng)的雷達。

激光武器“鐵束”能有效摧毀無人機、迫擊炮、短程火箭。圖片來源: Rafael Advanced Defense Systems

2018年，胡塞武裝繼續(xù)對聯(lián)盟發(fā)動攻擊。2017年2月，胡塞武裝聲稱用一群無人機在被彈道導彈摧毀前襲擊了沙特愛國者先進能力炮臺。兩周后，他們又宣布摧毀了馬里布附近的阿聯(lián)酋“愛國者”炮臺。在這兩起事件中，聯(lián)軍都否認有人員傷亡，但都報告擊落了彈道導彈。

2018年7月，據(jù)稱有照片顯示無人機襲擊了拜達省的聯(lián)軍軍事總部。當?shù)貓蟮婪Q，一架基于“天行者”（Skywalker）X-8固定翼消費級無人機的小型Rased UAV被用于投擲炸彈。這是由無人機投放小彈藥的鏡頭得到證實。

其他針對更重要目標的攻擊很難證實。胡塞武裝表示，他們用新的“薩馬德”-2(Sammad-2)無人機襲擊了沙特阿拉伯利雅得的一家煉油廠，阿布扎比和迪拜國際機場受到“薩馬德”-3(Sammad-3)無人機的更為嚴重的襲擊。沒有證據(jù)證實這些襲擊事件的發(fā)生。事實上，“薩馬德”-3（Sammad-3）的圖像最終是用通用原子航空系統(tǒng)公司研制的美國“捕食者”或“收割者”的舊照片。

反制手段扮演無人機殺手角色

半軍事部隊和叛亂分子利用無人機獲得實時情報，顯著提高了導彈和火箭武器攻擊的精確性和有效性。無人機也可以用于打擊任務，攜帶導彈或其他彈藥，或作為“自殺式攻擊”武器，在裝備爆炸性彈頭時，無人機成為精確制導武器。

一段時間以來，以色列一直意識到敵對無人機在領空中所造成的威脅。1980年代末，第一架俄羅斯研制的無人機抵達敘利亞，伊朗研制的無人機于2002年交付真主黨，用于偵察和攻擊。

近年來，敘利亞、黎巴嫩、巴勒斯坦和伊朗研制的無人機經(jīng)常被以色列防空部隊擊落。很多敵對勢力都在試探以色列的防御響應速度。在2005和2012年間，一些未經(jīng)探測的無人機經(jīng)常潛入以色列領空未被發(fā)現(xiàn)。

2005年到2012年間，以色列戰(zhàn)斗機被派遣攜帶無人機實施攔截任務。有些成功了，有些失敗了。2005年，一架伊朗研制的“阿巴比”（Ababil）無人機飛越以色列北部，并成功降落回黎巴嫩南部。2012年，伊朗研制的無人戰(zhàn)斗機“薩赫德”（Shahed 129）在以色列領土上空飛行了將近半個小時后，在內蓋夫沙漠上空被擊落。雖然在飛行過程中被以色列空軍跟蹤，但只有在接近迪莫納核研究中心時，它才被F-16戰(zhàn)斗機擊落。其他潛入領空的無人機在東地中海地區(qū)也經(jīng)常被以色列的“愛國者”導彈成功地擊中。

敘利亞戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭、利比亞戰(zhàn)爭和也門戰(zhàn)爭的各方都在使用無人機。據(jù)報道，政府和叛軍在區(qū)域沖突中擊落了大量的小型無人機。雖然報告沒有將無人機的墜毀歸因于特定的武器，但大多數(shù)墜毀可能是由于技術故障、操作員失誤或電子攻擊（EA）。

激光武器“鐵束”能有效摧毀無人機、迫擊炮、短程火箭。圖片來源: Rafael Advanced Defense Systems

胡塞武裝在也門軍事攻擊事件中使用其制造的“阿巴比”-2（Ababil-2）無人機的型別。圖片來源: Aspahbod

沒有飛行員控制平臺，無人機依靠自主飛行計劃，利用衛(wèi)星導航進行任務和任務載荷控制。然而，無人機上使用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一種弱鏈接。另一個弱點是通信。操作人員通過數(shù)據(jù)鏈、無線電或衛(wèi)星實施控制是為實時偵察而建立的一種虛擬鏈接，由于釋放電磁信號使其易于被敵人發(fā)現(xiàn)和識別，很容易受到電子攻擊的影響。這些鏈接很容易被干擾和網(wǎng)絡攻擊，使得無人機受到控制或俘獲或墜毀。

“低、慢、小”無人機對防空雷達提出了挑戰(zhàn)，因為防空雷達的設計是針對更大、更快、更高飛行的飛機和制導武器探測而設計的。為了應對無人機威脅，以色列承包商正在開發(fā)專用的戰(zhàn)術傳感器。

例如，多任務半球雷達(Multimission hemispheric radar，MHR)是當前基于槍、導彈、定向能(激光)等綜合戰(zhàn)術防御系統(tǒng)的最新首選。當雷達與電光/紅外傳感器和射頻干擾器集成時，一套配備MHR的反無人機系統(tǒng)提供針對納米、微型和微型無人機的“軟殺傷”解決方案。

最近，拉達電子工業(yè)有限公司（Rada Electronic Industries Ltd.）擴大了MHR S波段雷達系列產(chǎn)品規(guī)模，引進了單兵便攜式pMHR雷達，重約20kg（44lb.）。其中，eMHR和ieMHR型別提供更大的檢測范圍，適用于非常短距離防空以及海空空域監(jiān)視。這些雷達可以安裝在飛機、車輛、中小型船舶上，或者作為區(qū)域保護的固定系統(tǒng)部署。

目前，一種創(chuàng)新的無人機檢測系統(tǒng)是由啟動公司ARTYS360研制的微型雷達。RS360-400工作在4.8～5.8GHz波段，探測目標400m（1300ft.），分辨率為1.5°。它提供360°的覆蓋范圍，地平線上下45°。因此，它可以安裝在籬笆、桅桿、塔樓或建筑物上，能夠在開放或封閉區(qū)域有效運行。雷達探測、識別和跟蹤運動，包括在密集雜亂地區(qū)運動的緩慢、小型四旋翼無人機。該系統(tǒng)沒有移動部件，單位成本5000美元。

這些反無人機雷達作為一種網(wǎng)絡傳感器在工作，彼此通過蜂窩全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、Wi-Fi、網(wǎng)狀網(wǎng)和局域網(wǎng)相互通信。每個雷達都有集成的目標跟蹤器，能夠區(qū)分動物、人、車輛和無人機。這些系統(tǒng)通常提供方位和高度的分辨率波達方向，并且精確地計算覆蓋區(qū)域中任何物體的位置。

并不是所有的公司都專注于對抗雷達。來自康諾普精密技術公司（Controp Precision Technologies）的“旋風”傳感器（Tornado）使用快速掃描電光相機，在地面雜波環(huán)境下檢測微型無人機。

大多數(shù)基于雷達的防空系統(tǒng)不是設計用來應對飛行在100ft.以下的小型、低速無人機?；诩t外的傳感器能夠識別這些目標，但是缺乏雷達的快速掃描、多目標跟蹤能力。“旋風”傳感器軟件使用算法來檢測不同高度和速度的小型多旋翼無人機、微型無人機和小型垂直起飛和著陸無人機，以及直升機和固定翼飛機。該傳感器能夠探測幾百米外的小目標，以及幾十千米遠的大目標?！靶L”傳感器已經(jīng)過測試，能夠探測和追蹤最小和最低速飛行的無人機。

以色列航空航天工業(yè)公司（IAI）推出了一種名為“無人機警衛(wèi)”（Drone Guard）的軟殺傷反無人機系統(tǒng)，執(zhí)行檢測、識別和干擾任務。該設備由其埃爾塔系統(tǒng)（Elta Systems）子公司開發(fā)，采用了商用貨架組件，并特別采用了三維雷達、電光傳感器和電子束干擾?！盁o人機警衛(wèi)”已經(jīng)成功地測試了各種無人機和場景，包括同時發(fā)生的突防和攻擊事件。

IAI還提供了三個型別的ELM-2026B X波段非常短距離防空雷達，根據(jù)型號的不同，可以探測10～20km距離的“低、慢和小”無人機。該雷達利用無人機檢測和跟蹤算法進行修正，同時還集成了用于目標視覺識別的電光傳感器。

一旦被識別出來并被認為是敵對的，該雷達就會通過破壞無人機的指令鏈接、導航系統(tǒng)、位置位置或態(tài)勢感知來干擾無人機。這是一種特有的電子攻擊自適應干擾技術，衍生于埃爾塔系統(tǒng)公司的電子戰(zhàn)組合產(chǎn)品。這種干擾會使無人機返回原點或著陸和墜毀。

另一種方法是“鐵束”（Iron Beam），一種來自拉斐爾先進防御系統(tǒng)公司（Rafael Advanced Defense Systems）的激光武器，是拉斐爾先進防御系統(tǒng)公司和IAI共同開發(fā)的經(jīng)過戰(zhàn)斗驗證的“鐵穹”（Iron Dome）反火箭、火炮和迫擊炮系統(tǒng)的演進型。“鐵束”能夠執(zhí)行近距離無人機、迫擊炮和短程火箭的對抗任務。

該系統(tǒng)使用激光短時間內集聚所需能量，在視距范圍內或短或長的距離內摧毀來自無人機的威脅。每個基于“鐵束”的車載效應器由一個傳感器、激光發(fā)射器和光束指向器組成，使武器能夠獨立操作或作為一個組合，提供可擴展的致命效能。其中，一個優(yōu)點是功率大、精度高和快速響應快?！拌F束”能夠在短時間內應對多個目標。另一個優(yōu)點是無聲操作。該系統(tǒng)實現(xiàn)威脅的攔截和消除，而不會產(chǎn)生可能警告敵軍的噪聲。

此外，激光武器具有各種優(yōu)勢，包括最小的附帶損害、遠程應用、致命性、幾乎無限的“射擊”以及比大多數(shù)常規(guī)武器小得多的后勤支援。由于高度自動化降低了低操作成本和最低的人力需求，進而降低了生命周期成本。

同時，由美國科技非營利組織巴特勒（Battelle）研發(fā)的便攜式設備被設計成阻止小型商用無人機侵入禁區(qū)，例如去年1月在白宮地面墜毀的四旋翼無人機。

“無人機防御者”通過干擾無人機，提供即時的威脅解除，因此不會發(fā)生任何遠程意外事件，包括引爆爆炸裝置等?！盁o人機防御者”（DroneDefender ）重量不到10lb.，可安裝在任何帶有匹克丁尼兵工廠研發(fā)的軌道的步槍上。該設備在10月份的美國陸軍博覽會上發(fā)布，使用無線電控制頻率中斷鏈路止400m遠的空中無人機。一旦發(fā)現(xiàn)無人機，用戶就使用設備進行瞄準，鎖定目標并拉動扳機，發(fā)射無人機捕捉光束。這種無人機防御者依靠視覺識別，而不是雷達或視頻傳感器。

與此同時，胡塞武裝繼續(xù)使用“卡塞夫”-1（Qasef-1）。8月26日，政府聯(lián)軍擊落了一架“卡塞夫”-1，沒有發(fā)生傷亡。9月2日在也門邊境附近的沙特城市吉贊，發(fā)生一起無人機和彈道導彈聯(lián)合攻擊軍事目標的事件。10月10日，埃米拉蒂媒體拍攝了一張被迫降的“卡塞夫”-1無人機照片。11月2日，胡塞武裝稱用“卡塞夫”無人機襲擊了阿西爾地區(qū)的國王哈立德空軍基地，以報復沙特對無人機和彈道導彈設施的襲擊。

這種情況讓人想起1944-1945年間德國研發(fā)的V型武器。在此期間，德國空軍在不能進行載人進攻作戰(zhàn)時采用了無人系統(tǒng)。這些無人系統(tǒng)包括V-1，無人駕駛“神風”（kamikaze）戰(zhàn)斗機，以及V-2火箭，也就是目前胡塞武裝使用的無人機和彈道導彈的先驅。就像第二次世界大戰(zhàn)一樣，這種攻擊與對方所能達到的效果相比是微不足道的，但它們可能仍然意義重大。

IAI公司的超短距空中防御雷達ELM-2026B能有效地探測和跟蹤“低、慢、小”無人機。圖片來源: 以色列航宇工業(yè)公司

小型無人機在軍事領域的使用越來越廣泛

雖然沒有證據(jù)表明“沙馬德”（Sammad）無人機攻擊事件，但是業(yè)余愛好者也可以建造同等航程的小型無人機。2003年，一架重11lb.、名為“巴茨農(nóng)場精靈”（Spirit of Butts' Farm）的手動發(fā)射無人機穿越大西洋，飛行距離超過3000公里。

小型爆炸載荷可造成不成比例的損壞，特別是在機場或煉油廠。消費型無人機也曾經(jīng)摧毀了烏克蘭的彈藥庫。雖然在軍事上不相關，但是這類攻擊具有全球可見性和影響力，而不管空中優(yōu)勢如何。

盡管聲稱對機場的攻擊已經(jīng)被駁回，但業(yè)余愛好者的無人機也在為此付出代價。2016，迪拜機場被關閉了三次，損失超過1600萬美元。

到目前為止，胡塞武裝使用無人機已經(jīng)基本被挫敗。但是，這種恐慌事件的危險在于，一次成功可能改變國際社會對沖突的看法，或改變阿聯(lián)酋或沙特阿拉伯的政治格局?！?/p>