淺談直升機(jī)反制低空小型無人機(jī)的技術(shù)應(yīng)用研究

隨著人工智能、電子信息技術(shù)水平的不斷提高，垂直起降、靈活度高、經(jīng)濟(jì)性好的小型無人機(jī)發(fā)展迅速，能夠在嚴(yán)酷氣象條件下執(zhí)行飛行任務(wù)。而且隨著信息網(wǎng)絡(luò)和鏈路組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，歐美國家已重點(diǎn)開展無人機(jī)和無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)研究，旨在無人機(jī)通過掛載不同任務(wù)設(shè)備就可以快速生成相應(yīng)作戰(zhàn)能力：掛載電子偵察或光電偵察設(shè)備可開展作戰(zhàn)區(qū)域的情報(bào)偵察工作，為指揮系統(tǒng)提供作戰(zhàn)支撐信息；掛載小型炸彈可開展武裝襲擊，打擊地面人員或車輛、防空單元或其他軍事設(shè)施等，甚至是自殺式襲擊低空中作戰(zhàn)平臺(tái)。具備偵察、電子干擾、武器打擊等多種作戰(zhàn)能力的無人機(jī)組成無人機(jī)蜂群，以對(duì)目標(biāo)開展蜂群作戰(zhàn)。

直升機(jī)典型作戰(zhàn)區(qū)域?yàn)榈涂栈虺涂?，在面?duì)此類的小型無人機(jī)威脅，不僅需要有效的探測感知手段，更重要的是要具備有效的反無人機(jī)措施。搭載先進(jìn)的干擾設(shè)備，直升機(jī)能夠有效對(duì)小型無人機(jī)或無人機(jī)蜂群進(jìn)行反制，提升其在低空或超低空的飛行安全能力。同時(shí)，直升機(jī)載反無人機(jī)的干擾設(shè)備還可以掩護(hù)飛行編隊(duì)成員、地面作戰(zhàn)單元免受無人機(jī)襲擊，保障有效開展作戰(zhàn)任務(wù)。

反無人機(jī)干擾技術(shù)手段

無人機(jī)反制技術(shù)主要分為軟殺傷和硬殺傷兩類。軟殺傷主要是通過干擾無人機(jī)測控鏈路、通信數(shù)據(jù)或衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)等，使無人機(jī)無法正常接收控制指令或定位信息而失去繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)的能力，從而削弱無人機(jī)作戰(zhàn)能力。硬殺傷主要利用高能激光、高功率微波或?qū)椀忍厥馕淦?，直接摧毀影響目?biāo)無人機(jī)正常飛行所需的機(jī)載設(shè)備部件或機(jī)身結(jié)構(gòu)，使其喪失飛行能力。從使用方式和所需能量資源看，軟殺傷干擾欺騙來襲無人機(jī)，使無人機(jī)無法正常工作而硬件未損傷，若干擾措施停止，那無人機(jī)仍有可能“復(fù)活”。因此，軟殺傷所需的能量資源較小，但其作用時(shí)間應(yīng)持續(xù)到無人機(jī)無法再次恢復(fù)正常執(zhí)行任務(wù)為止；硬殺傷可直接使得無人機(jī)永久喪失作戰(zhàn)能力，但其所需能量資源更高。

國外主要反無人機(jī)設(shè)備研究現(xiàn)狀

2015年9月，英國SelexES防務(wù)公司發(fā)布了一款名為“隼盾”的反無人機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備探測、識(shí)別和定位“低慢小”無人機(jī)的能力，并實(shí)施有效的干擾和打擊，同時(shí)，該系統(tǒng)還能夠接管目標(biāo)無人機(jī)的測控系統(tǒng)，從而控制無人機(jī)的飛行。

2018年，以色列航空工業(yè)公司（IAI）發(fā)布了“無人機(jī)警衛(wèi)”（DroneGuard）反無人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將雷達(dá)和光電傳感器作為無人機(jī)的探測識(shí)別設(shè)備，并配備了專用的電子干擾設(shè)備，可對(duì)“低小慢”無人機(jī)目標(biāo)實(shí)施有效的探測、識(shí)別和干擾，提供可靠的防御能力。

2018年7月，美國雷神公司推出了“郊狼”無人機(jī)和有源相控陣?yán)走_(dá)組合的反無人機(jī)系統(tǒng)，在“郊狼”無人機(jī)上配裝了先進(jìn)的導(dǎo)引頭和戰(zhàn)斗部，在有源相控陣?yán)走_(dá)探測并識(shí)別出目標(biāo)無人機(jī)后，引導(dǎo)“郊狼”無人機(jī)進(jìn)行打擊，從而毀傷目標(biāo)無人機(jī)。

2021年，美國洛克希德？馬丁公司推出一種反無人系統(tǒng)——“墨菲斯”（MORFIUS），該系統(tǒng)是以“阿爾提烏斯”（ALTIUS）無人機(jī)平臺(tái)搭載高功率微波系統(tǒng)來對(duì)抗來襲的單架無人機(jī)以及無人機(jī)蜂群，不會(huì)對(duì)己方車輛、建筑或人員造成影響。相比地面反無人機(jī)的干擾系統(tǒng)發(fā)射微波會(huì)在遠(yuǎn)距離高損耗能量，“墨菲斯”在功率需求上更有優(yōu)勢，它通過快速抵近無人機(jī)，近距離發(fā)射高功率微波以干擾無人機(jī)。2023年5月，美國聯(lián)合反小型無人機(jī)系統(tǒng)辦公室，在尤馬試驗(yàn)場對(duì)“墨菲斯”高功率微波武器系統(tǒng)進(jìn)行測試，評(píng)估無人機(jī)掛載該系統(tǒng)在4km范圍內(nèi)打擊自殺式無人機(jī)的能力。

2023年，俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司展示了Serp-VS5新型反無人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過抑制無人機(jī)操作員的控制信道，迫使無人機(jī)丟失通信和導(dǎo)航信息，可同時(shí)壓制多架無人機(jī)。該反無系統(tǒng)可用于保護(hù)電力設(shè)施、輸油管道和工業(yè)企業(yè)等免受敵方無人機(jī)偵察與攻擊。

反無人機(jī)設(shè)備的裝機(jī)可行性分析

反無人機(jī)設(shè)備的作戰(zhàn)功能需求，簡單來說，就是在目標(biāo)無人機(jī)采用動(dòng)能攻擊時(shí)，必須在其投放彈藥或自殺撞擊之前對(duì)其進(jìn)行攻擊；在目標(biāo)無人機(jī)采用電子攻擊時(shí)，必須在其執(zhí)行情報(bào)偵察任務(wù)之前就將其摧毀。從技術(shù)手段看，具備軟殺傷或硬殺傷能力的反無人機(jī)設(shè)備均能夠有效反制無人機(jī)。直升機(jī)在低空飛行時(shí)，在面對(duì)不同工作時(shí)間和任務(wù)的小型無人機(jī)時(shí)，需要靈活運(yùn)用這些反無人設(shè)備。

裝機(jī)需求對(duì)比

在直升機(jī)掛載時(shí)，重量、體積、功耗、經(jīng)濟(jì)性和性能的綜合權(quán)衡是反無人機(jī)設(shè)備裝機(jī)可行性必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，像電子干擾設(shè)備、激光或微波定向能武器、小型制導(dǎo)導(dǎo)彈在直升機(jī)的裝機(jī)要素上有很大區(qū)別，預(yù)估的裝機(jī)需求比較情況具體見表1。

反無人機(jī)設(shè)備的裝機(jī)可行性

從國外已有的應(yīng)用成果看，電子干擾設(shè)備可以采用相對(duì)獨(dú)立的吊艙結(jié)構(gòu)形式掛裝在直升機(jī)下方或兩側(cè)，這種安裝形式不過多占用機(jī)上空間，而且可根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需求實(shí)現(xiàn)快速拆裝。同時(shí)，吊艙還可以集成雷達(dá)探測或光電探測設(shè)備，組成獨(dú)立作戰(zhàn)單元，可有效提升直升機(jī)對(duì)抗無人機(jī)的反制能力，具有較強(qiáng)的裝機(jī)適應(yīng)性。

激光或微波定向能武器通過定向釋放高能量來破壞或摧毀目標(biāo)無人機(jī)，作用時(shí)間短。但定向能武器一般都需要配置儲(chǔ)能設(shè)備，這是由于直升機(jī)向定向能武器所提供的電能有限，而儲(chǔ)能設(shè)備一般較重、尺寸較大，這給直升機(jī)帶來更大挑戰(zhàn)。因此，定向能武器所需的重量、體積和功耗是影響其裝機(jī)關(guān)鍵因素。

小型制導(dǎo)導(dǎo)彈在制導(dǎo)體制上可以分為指令制導(dǎo)、光學(xué)被動(dòng)制導(dǎo)或雷達(dá)末制導(dǎo)。一般在發(fā)射前，導(dǎo)彈均需要直升機(jī)提供先進(jìn)的雷達(dá)或光學(xué)探測設(shè)備向其給出初始目標(biāo)精確引導(dǎo)信息，以滿足發(fā)射條件。而在發(fā)射后，導(dǎo)彈會(huì)根據(jù)制導(dǎo)指令向無人機(jī)進(jìn)行反制。為保護(hù)直升機(jī)不受導(dǎo)彈碎片或無人機(jī)碎片的損傷，導(dǎo)彈需在直升機(jī)一定距離外執(zhí)行攔截任務(wù)。

反無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用趨勢

隨著智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步和無人機(jī)產(chǎn)品的快速發(fā)展，無人機(jī)已成為典型的低空作戰(zhàn)裝備，它給擅長在低空或超低空作戰(zhàn)的直升機(jī)帶來很大的安全隱患，因此，直升機(jī)必須具備反制無人機(jī)的技術(shù)能力。

電子干擾技術(shù)

無人機(jī)依靠測控鏈路、通信數(shù)據(jù)或衛(wèi)星導(dǎo)航等信息工作，對(duì)這些信息采用電磁干擾壓制或欺騙，使得無人機(jī)向指定方向飛行，是反無人機(jī)的典型應(yīng)用方法。而隨著無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈抗電子干擾技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境背景，當(dāng)其受到電子干擾時(shí)，可以快速調(diào)整通信鏈路使用策略，消除干擾的影響并繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。因此，為滿足直升機(jī)使用需求，電子干擾技術(shù)要進(jìn)一步發(fā)展，開展無人機(jī)通信鏈路工作原理和電磁波形研究，引入人工智能技術(shù)，構(gòu)建通信鏈路波形樣本并訓(xùn)練學(xué)習(xí)，依托靈巧干擾樣式，能夠有效分類識(shí)別無人機(jī)，針對(duì)性做出干擾，是干擾技術(shù)一個(gè)重要發(fā)展方向。

軟硬兼施的反無人機(jī)技術(shù)

電子干擾技術(shù)對(duì)無人機(jī)設(shè)備硬件無損壞，只影響無人機(jī)的飛行能力，短時(shí)內(nèi)削弱無人機(jī)威脅，而如果無人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈被重建，那無人機(jī)極可能“復(fù)活”，令直升機(jī)再次面臨無人機(jī)的威脅。因此，針對(duì)無人機(jī)開展多層次、軟硬兼施的反制方式，通過有限的激光或微波定向能武器或小型制導(dǎo)導(dǎo)彈對(duì)“復(fù)活”的無人機(jī)開展硬毀傷，從根本上解除無人機(jī)的安全隱患。

結(jié)論

無人機(jī)的種類和數(shù)量快速增長，隨著智能化和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)作戰(zhàn)優(yōu)勢逐漸明朗，且未來無人化是作戰(zhàn)行動(dòng)的必然趨勢。在低空或超低空作戰(zhàn)的直升機(jī)必將直面無人機(jī)威脅，采取有效的反無人機(jī)技術(shù)、裝備低成本和高效能的反無人機(jī)設(shè)備，是直升機(jī)不可或缺的無人機(jī)反制手段。本文通過分析反無人機(jī)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展情況、研究國外典型反無人機(jī)設(shè)備情況，并結(jié)合直升機(jī)平臺(tái)特點(diǎn)，提出了反無人機(jī)設(shè)備裝機(jī)可行性和技術(shù)應(yīng)用趨勢供參考借鑒。