無人機(jī)蜂群定向能反制手段

胡雷剛　薛靜

針對無人機(jī)蜂群防御與反制需求，從定向能角度分析其電磁特性及反制手段，為采用定向能手段防御與反制無人機(jī)蜂群奠定基礎(chǔ)。

在“無人機(jī)蜂群物理反制手段”、“無人機(jī)蜂群電磁反制手段”分別分析無人機(jī)蜂群物理、電磁特性和反制手段基礎(chǔ)上，本文從定向能角度分析蜂群電磁特性及反制手段，為采用定向能手段防御與反制無人機(jī)蜂群奠定基礎(chǔ)。

無人機(jī)蜂群定向能角度特性

在“無人機(jī)蜂群物理反制手段”、“無人機(jī)蜂群電磁反制手段”分析無人機(jī)蜂群特性和弱點(diǎn)基礎(chǔ)上，本節(jié)從定向能角度分析典型無人機(jī)蜂群的特性和弱點(diǎn)。

（1）體積小

無人機(jī)蜂群以微小型無人機(jī)為主，大多體積小，如“低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)研究”項(xiàng)目“郊狼”無人機(jī)長0.79m，高度0.3m，翼展1.47m;“微型無人機(jī)高速發(fā)射演示”項(xiàng)目“山鶉”無人機(jī)，長約16.5cm，翼展30cm;“近戰(zhàn)隱蔽一次性自主無人機(jī)”（“蟬”）單機(jī)重659或更輕，機(jī)身3D打印，自身無動(dòng)力裝置，滑翔比約3.5。

（2）數(shù)量多

無人機(jī)蜂群可投放或發(fā)射的無人機(jī)數(shù)量多，如“郊狼”已實(shí)現(xiàn)40s發(fā)射30架，理想目標(biāo)是6s發(fā)射30架;“山鶉”已進(jìn)行數(shù)百次試驗(yàn)，開展F/A-18F“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)在Ma0.6飛行中投放1 03架驗(yàn)證;“蟬”無人機(jī)可通過P-3“獵戶座”偵察機(jī)投放，每個(gè)發(fā)射管可攜帶、釋放32架。

（3）機(jī)動(dòng)能力弱

無人機(jī)蜂群多為微小型無人機(jī)，速度較慢、航程較短、飛行高度有限，如“山鶉”最高速度111km/h、飛行時(shí)間僅20min左右，面對相對速度較快的防空彈丸、導(dǎo)彈等動(dòng)能武器及激光、電磁脈沖武器攻擊時(shí)，機(jī)動(dòng)能力弱。“小精靈”雖然可在防區(qū)外發(fā)射、飛行距離較遠(yuǎn)，但自身機(jī)動(dòng)能力也有限。

（4）電磁防護(hù)能力薄弱

相比于傳統(tǒng)導(dǎo)彈、彈丸，無人機(jī)蜂群的操控、編隊(duì)和自主能力完全建立在通信模塊、飛行控制模塊等機(jī)載電子設(shè)備基礎(chǔ)上，甚至“蟬”機(jī)身即為電路板，機(jī)載電子設(shè)備失效或被入侵，失去喪失飛行控制和執(zhí)行任務(wù)能力，因此電子設(shè)備是無人機(jī)集群、智能的基礎(chǔ)，也是其軟肋。

無人機(jī)蜂群定向能反制手段分析

微波毀傷

電磁脈沖、高功率微波等微波武器可使無人機(jī)機(jī)上電子設(shè)備或電子元件暫時(shí)失效或燒毀，使無人機(jī)失去工作能力或墜落，可高效毀傷成無人機(jī)群。微波武器波束較寬，作用距離遠(yuǎn)，受天氣因素影響小，大致指向目標(biāo)即可攻擊無人機(jī)，便于火力控制。隨著微波武器的實(shí)用化，移動(dòng)式微波武器可能是對付無人機(jī)蜂群的最佳手段。

美國雷聲公司微波武器“相位器”（ Phaser），利用搜索雷達(dá)引導(dǎo)跟蹤無人機(jī)，通過碟形天線發(fā)射高能微波燒毀機(jī)載電子元器件，可高效毀傷集群無人機(jī)，“相位器”安裝在拖車上，機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)。

激光毀傷

激光武器系統(tǒng)具有高速、高殺傷性，以及快速、靈活、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，是毀傷無人機(jī)蜂群的有效手段，隨著激光武器技術(shù)的不斷成熟，靈活移動(dòng)、實(shí)戰(zhàn)化的激光武器定向掃射，是未來摧毀無人機(jī)蜂群的重要手段。

美海軍在“密集陣”防空系統(tǒng)上加裝激光武器，2010年6月驗(yàn)證擊落時(shí)速480千米/小時(shí)無人機(jī)。2015年8月，美國波音公司對外演示了“緊湊型激光武器系統(tǒng)”（ CLWS），總重約295kg，可在40km范圍內(nèi)精準(zhǔn)識別和追蹤無人機(jī)，能用2kW激光束照射擊落無人機(jī)，該小型激光武器可安裝到卡車上，具有較強(qiáng)機(jī)動(dòng)性，并將繼續(xù)升級激光功率增強(qiáng)殺傷能力。

除了微波、激光武器，韓國還研究聲波反無人機(jī)，利用聲波共振陀螺儀輸出錯(cuò)誤信息，使無人機(jī)墜落，通過定向聲波可規(guī)模性毀傷無人機(jī)蜂群。

定向能手段的優(yōu)勢與局限

微波和激光定向能武器因其快速、高效毀傷能力，成為未來防御無人機(jī)蜂群的主要手段，著力發(fā)展定向能武器，集成探測、跟蹤功能，不斷提高武器移動(dòng)性、靈活性，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)戰(zhàn)化要求。

激光、微波等定向能手段，所需功率較大，激光光束需在目標(biāo)上駐留一定時(shí)間方能摧毀目標(biāo)，不能連續(xù)發(fā)射。目前，在微波武器、定向能武器尚未實(shí)戰(zhàn)化普及的條件下，單純的電磁對抗未必能制服或毀傷無人機(jī)，單純的火力打擊應(yīng)對飽和攻擊能力有限，單一手段難以反制種類多樣、大小不一、高度不等的無人機(jī)蜂群。

無人機(jī)蜂群的綜合反制

在反無人機(jī)基礎(chǔ)上，無人機(jī)蜂群防御與反制方法手段尚處于探索階段，雖然各類反無人機(jī)武器層出不窮，但能用于實(shí)戰(zhàn)有效克制無人機(jī)蜂群的武器系統(tǒng)尚需一段時(shí)間，當(dāng)前激光、微波等定向能技術(shù)設(shè)備體積龐大，毀傷目標(biāo)附帶傷害大，適用于陸基或大型艦船反制無人機(jī);電磁手段作用距離短，較適用于反制低、慢、小無人機(jī);槍、炮、導(dǎo)彈等常規(guī)火力毀傷手段成本高、精度低。

在單一防御與反制方法基礎(chǔ)上，綜合反制將上述探測跟蹤、電磁干擾、電磁攻擊、火力打擊、定向能毀傷等部分或全部功能集成到一個(gè)系統(tǒng)中，對無人機(jī)蜂群進(jìn)行綜合性反制。美國防情報(bào)局多年來的“黑色飛鏢”反無人機(jī)試驗(yàn)也表明，不存在能打敗各式各樣無人機(jī)的單一手段和系統(tǒng)，需要不同手段綜合集成、各類系統(tǒng)搭配使用。

英國的“反無人機(jī)防御系統(tǒng)（ AUDS）”號稱是世界首個(gè)完全集成式無人機(jī)防御系統(tǒng)，微多普勒雷達(dá)探測半徑10km，光電/紅外相機(jī)追蹤，利用4W定向波束阻斷無人機(jī)指控信號抑制無人機(jī)，單人即可操作，反制過程約15s，還備有光學(xué)干擾器可干擾無人機(jī)偵察設(shè)備自動(dòng)調(diào)焦;升級版AUDS系統(tǒng)采用智能多波段射頻抑制器干擾不同類型指控鏈路，已累計(jì)擊落2000架次約60多型固定翼或旋翼無人機(jī)，驗(yàn)證能有效對抗無人機(jī)集群，未來可部署到軍用及商用車輛上。已裝備英國、美國、西班牙等國軍方。以色列的“阿波羅盾”反無人機(jī)系統(tǒng)可集成其他反制無人機(jī)手段：集成信號阻斷器實(shí)施干擾，集成捕獲網(wǎng)發(fā)射裝置實(shí)施物理捕獲。

結(jié)束語

無人機(jī)蜂群以功能相對單一的低成本單元非對稱式抵消傳統(tǒng)大型多功能平臺(tái)的能力，獲得了各國軍方及各種軍事組織的廣泛關(guān)注，本文從定向能角度分析無人機(jī)蜂群特性和弱點(diǎn)，進(jìn)而分析了激光和高功率微波反制無人機(jī)手段，綜合物理、電磁、定向能反制蜂群手段，提出了多手段綜合集成反制策略。