無人機蜂群作戰(zhàn)正朝著智能化、實戰(zhàn)化迅猛發(fā)展,將在未來戰(zhàn)場上造成巨大威脅,反無人機蜂群作戰(zhàn)研究勢在必行。針對無人機蜂群發(fā)展歷史、研究進(jìn)展、實戰(zhàn)運用情況進(jìn)行分析;并從探測跟蹤、硬毀傷、軟殺傷手段三方面梳理國外反無人機蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀,其中,硬毀傷手段包括通過常規(guī)武器、定向能武器和武裝格斗無人機對抗打擊,軟殺傷手段包括電子干擾、欺騙控制。最后,提出反無人機蜂群作戰(zhàn)的未來發(fā)展趨勢:無縫全面探測預(yù)警和高效智能決策部署;常規(guī)新型武器協(xié)同,軟殺傷硬毀傷結(jié)合;多維智能體系作戰(zhàn),標(biāo)準(zhǔn)制定刻不容緩。

無人機蜂群是由大量同構(gòu)或異構(gòu)小型無人機組成的自適應(yīng)智能系統(tǒng),通過信息交互與反饋、激勵與響應(yīng),感知并適應(yīng)戰(zhàn)場動態(tài)環(huán)境,協(xié)同完成多樣化作戰(zhàn)任務(wù),具有高效費比、不易泄密、系統(tǒng)作戰(zhàn)、快速響應(yīng)、靈活性強等優(yōu)勢。隨著無人機蜂群實戰(zhàn)化程度不斷提升,其在智能化戰(zhàn)場中逐漸展現(xiàn)出不容小覷的作戰(zhàn)實力,并將在未來戰(zhàn)場中扮演越來越重要的角色。 無人機蜂群的迅猛發(fā)展,也推動了世界各國的“反無人機蜂群軍備競賽”。美國Markets&Markets咨詢公司發(fā)布的反無人機系統(tǒng)市場分析報告指出,20172022年,全球反無人機市場快速增長,年復(fù)合增長率接近24%,到2023年將達(dá)到近12億美元。世界各國高度重視無人機蜂群的反制問題,反無人機、反無人機蜂群技術(shù)迅猛發(fā)展,新型反制裝備不斷涌現(xiàn)。

1?無人機蜂群作戰(zhàn)分析

1.1?無人機蜂群發(fā)展歷史

大自然中,許多簡單個體組成的集群往往具有群體智能表現(xiàn),無人機蜂群作戰(zhàn)的概念便來源于此。1984年,美國的奧古斯丁提出,研發(fā)武器的成本與周期逐年攀升,導(dǎo)致雖然國防經(jīng)費增加,但武器數(shù)量反而會變少,故而效費比高的無人機作戰(zhàn)開始受到關(guān)注。2000年,美國國防高級研究計劃局(DARPA)計劃對無人機蜂群的空中作戰(zhàn)模式進(jìn)行研究。2014年,美國防部正式提出無人機蜂群作戰(zhàn)概念,并將其作為一項能夠顛覆未來戰(zhàn)場規(guī)則的新型戰(zhàn)術(shù)。同年,無人機蜂群戰(zhàn)術(shù)概念首次在美國智庫發(fā)布的《戰(zhàn)場機器人Ⅱ:即將到來的蜂群》報告中被系統(tǒng)提出。接下來的兩年里,美國空軍相繼發(fā)布的《空軍未來作戰(zhàn)概念》、《2016—2036年小型無人機系統(tǒng)飛行規(guī)劃》,對未來無人機蜂群作戰(zhàn)方式進(jìn)行了一系列設(shè)想。無人機蜂群作戰(zhàn)逐漸得到世界各國高度重視,并呈現(xiàn)井噴式發(fā)展趨勢。

1.2?無人機蜂群研究進(jìn)展

美國是最早進(jìn)行無人機蜂群研究的國家,典型無人機性能與特點如表1所示。美國在蜂群的投放與回收、自主協(xié)同作戰(zhàn)方面成果頗豐。投放與回收方面,2014年美國海軍研究局(ONR)“低成本無人機蜂群”(LOCUST)項目的研究重點就是無人機的快速發(fā)射、態(tài)勢共享及協(xié)同作戰(zhàn),并于2016年完成了30架無人機于30 s內(nèi)快速投放的驗證測試。2015年,DARPA開展“小精靈”無人機蜂群項目,主要研究蜂群的偵察與電子戰(zhàn)干擾能力,以及空中投放與回收再利用,并于2019年完成了通過C-130運輸機實現(xiàn)半小時內(nèi)部署與回收4架無人機的試驗。蜂群自主協(xié)同作戰(zhàn)方面,2016年,103架“灰山鶉”由3架F/A-18戰(zhàn)斗機投放,展現(xiàn)了協(xié)同作戰(zhàn)、自適應(yīng)編隊、群體決策的能力,表明美國無人機蜂群技術(shù)向?qū)崙?zhàn)化發(fā)展。2020年,美國的空戰(zhàn)演進(jìn)(ACE)項目和“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”項目[5]通過人工智能技術(shù)不僅提高了蜂群的自主協(xié)同能力,還提升了作戰(zhàn)人員對自適應(yīng)作戰(zhàn)技術(shù)的信任度,從而推動了有人-無人編隊自主協(xié)同作戰(zhàn)的發(fā)展。此外,美陸軍2022年“實驗演示網(wǎng)關(guān)演習(xí)”(EDGE 22)中,使用雷聲公司的ALTIUS 600和“郊狼”無人機進(jìn)行了有史以來最大規(guī)模的30架交互式無人機蜂群演習(xí)。多域起飛的交互式無人機群集結(jié)后,能夠感知攻擊目標(biāo)和自身位置,并與指揮中心進(jìn)行通信,展現(xiàn)了無人機蜂群的高智能化水平。

表1 美國典型無人機性能與特點

Tab.1 Performance and characteristics of typical US UAVs

同時,其他各國緊隨其后進(jìn)行無人機蜂群作戰(zhàn)研究。比如,歐洲防務(wù)局啟動“歐洲蜂群”項目,研究協(xié)同作戰(zhàn)、自主決策等無人機蜂群作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù);英國發(fā)起無人機蜂群作戰(zhàn)競賽,尋求技術(shù)突破;俄羅斯、韓國也相繼針對無人機蜂群協(xié)同作戰(zhàn)模式進(jìn)行研究。

1.3?實際作戰(zhàn)運用情況

2018年,敘利亞軍隊無人機蜂群對俄羅斯軍事基地的突襲,是無人機蜂群首次在實際作戰(zhàn)中運用的里程碑事件,表明現(xiàn)代作戰(zhàn)樣式正在發(fā)生顛覆性改變,亟待應(yīng)對之策。此外,2019年9月,也門胡塞武裝組織通過10架協(xié)同作戰(zhàn)的無人機蜂群突襲了沙特的油田和煉油廠,致使沙特石油產(chǎn)業(yè)遭受重創(chuàng);2020年9月的納卡沖突中,阿塞拜疆的無人機蜂群飛臨亞美尼亞陣地上空,摧毀了S-300防空系統(tǒng)、BM-30遠(yuǎn)程火箭炮等高技術(shù)裝備。由此可見,無人機蜂群作戰(zhàn)正向?qū)崙?zhàn)化發(fā)展,在如今的智能化戰(zhàn)場中,已逐漸成為不容小覷的作戰(zhàn)力量,并將在未來戰(zhàn)場中扮演越來越重要的角色,故而反無人機蜂群作戰(zhàn)研究勢在必行。

2?國外反無人機蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀

面對無人機蜂群作戰(zhàn)的突飛猛進(jìn),世界各國紛紛從戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、反制手段等方面積極探索應(yīng)對之策,以期在反無人機蜂群領(lǐng)域占得先機。

美國是全球最早制定反無人機戰(zhàn)略的國家,于2012年就制定了反無人機戰(zhàn)略,此后每年都組織反無人機演習(xí)。2020年1月,美國聯(lián)合反小型無人機系統(tǒng)辦公室(JCO)成立。2021年1月,美國國防部(DOD)發(fā)布了《反小型無人機系統(tǒng)策略》戰(zhàn)略書,稱美國正面臨多種小型無人機的威脅,并制定了反無人機的實施計劃與行動方案。2019至2021財年,美國平均每年投入5億美元用于反無人機裝備的研發(fā)與采購。目前,美國正在加緊構(gòu)建軟殺傷、硬毀傷等多種武器一體化協(xié)同作戰(zhàn)的無人機蜂群反制體系。

俄羅斯于2017年成立了全球首支反無人機電子戰(zhàn)部隊。2018年,俄羅斯的兩處軍事基地被敘利亞武裝分子無人機組成的蜂群突襲,損失7架軍用飛機,造成了俄羅斯近30年來對外戰(zhàn)爭中較大的一次戰(zhàn)損。結(jié)合此次敘利亞戰(zhàn)場的經(jīng)驗教訓(xùn),俄羅斯在研發(fā)無人機反制武器裝備以不斷提升反無人機作戰(zhàn)力量的同時,也逐漸注重實戰(zhàn)訓(xùn)練,自2019年開始將反無人機蜂群戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練納入所有大型演習(xí)中;2020年,反無人機作戰(zhàn)機動分隊開始擔(dān)負(fù)戰(zhàn)斗值班。目前,俄羅斯正致力于制定多兵種協(xié)同、多手段融合的反無人機蜂群戰(zhàn)略,并逐漸展現(xiàn)了“偵、擾、掩、打” 結(jié)合的新戰(zhàn)法。

此外,其他各國都在不斷探尋無人機蜂群的反制之策,如英國于2019年發(fā)布《英國反無人機戰(zhàn)略》,旨在應(yīng)對無人機蜂群帶來的安全風(fēng)險。

目前,反無人機蜂群的手段主要分為探測跟蹤、硬毀傷和軟殺傷三類。其中,硬毀傷主要包括通過常規(guī)武器、定向能武器和武裝格斗無人機對抗打擊;軟殺傷主要包括電子干擾、欺騙控制手段,各類手段的特點如圖1所示。

圖1 反無人機蜂群手段分類及特點

Fig.1 Classification and characteristics of anti UAV swarm means

2.1?探測跟蹤

探測跟蹤作為情報支持手段,在無人機蜂群反制行動中起至關(guān)重要的作用。目前,主要有雷達(dá)、光電、紅外、無線電、聲學(xué)等探測跟蹤技術(shù)。俄羅斯致力于多特征目標(biāo)探測跟蹤、設(shè)備抗干擾以及智能化探測識別的研究。多特征目標(biāo)探測跟蹤方面,“鎧甲”防空武器系統(tǒng)綜合目標(biāo)搜索、導(dǎo)引雷達(dá)及綜合光電等技術(shù)手段,可實現(xiàn)對不同距離、高度及多特征目標(biāo)的探測跟蹤。俄羅斯的PY12M7型反無人機偵察指揮車集偵察、定位、跟蹤功能于一體,包括控制、通信、保障等多個分系統(tǒng),偵察距離可達(dá)25 km,可同時跟蹤120個空中目標(biāo),能夠?qū)o人機蜂群進(jìn)行探測跟蹤。對于探測跟蹤設(shè)備的抗干擾方面,俄羅斯的“幫會2-2”低空雷達(dá)可在電磁干擾及易反射環(huán)境條件下,對無人機進(jìn)行探測與監(jiān)控。智能探測識別方面,2020年,俄羅斯卡巴斯基實驗室研制的反無人機系統(tǒng),通過構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)快速探測無人機蜂群目標(biāo),并對其進(jìn)行分類,以實施針對性打擊,推動了人工智能技術(shù)在無人機蜂群探測中的應(yīng)用。

此外,瑞典博薩防務(wù)與安全公司在三維電子雷達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)了“長頸鹿”AMB雷達(dá)。該雷達(dá)由一個寬波束發(fā)射電磁波,多個窄波束同時接收回波信號,探測范圍廣,反應(yīng)時間短,數(shù)據(jù)精度高,能夠集群跟蹤或分別跟蹤多架無人機。

當(dāng)無人機以蜂群形式多方位來襲時,目標(biāo)探測與識別難度較高,需要更加快速準(zhǔn)確的全方位、多目標(biāo)探測跟蹤技術(shù),以延長留給作戰(zhàn)人員和反制系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)時間。其可以形成結(jié)合地面目視偵察、雷達(dá)光電探測跟蹤、飛機空中預(yù)警和衛(wèi)星偵察的偵察網(wǎng),并通過雷達(dá)、光電、紅外和無線電偵察等多種技術(shù)手段組合互補,實現(xiàn)全方位探測預(yù)警,為后續(xù)的無人機蜂群反制行動提供有力支持。

2.2?硬毀傷

對抗無人機蜂群的硬毀傷手段主要包括成熟穩(wěn)定的彈炮常規(guī)武器、新型高效的高能激光與高功率微波等定向能武器以及智能機動的武裝格斗無人機。

2.2.1?常規(guī)武器

常規(guī)彈炮武器雖然技術(shù)成熟,性能穩(wěn)定,但對于打擊成本低廉的無人機,效費比較低,并容易造成附帶傷害,且當(dāng)小目標(biāo)、低空飛行的無人機蜂群入侵時,傳統(tǒng)彈炮武器獨立的火力打擊手段難以做出快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)。為此,世界各國都注重提高常規(guī)武器的精準(zhǔn)打擊能力,降低導(dǎo)彈成本,并加強導(dǎo)彈智能化研究,以彌補常規(guī)武器在無人機蜂群反制方面的不足。此外,還可以通過構(gòu)建密集火力網(wǎng)快速攔截?zé)o人機群,并使用常規(guī)武器火力打擊與軟殺傷手段協(xié)同配合作戰(zhàn)。

在常規(guī)武器精準(zhǔn)打擊研究方面,美陸軍構(gòu)建的防空體系第一層美國彈道低空無人機交戰(zhàn)系統(tǒng)(BLADE),就是將精確的瞄準(zhǔn)設(shè)備與先進(jìn)火控結(jié)合;“智能射擊手”是裝備光電傳感器和火控系統(tǒng)的突擊步槍,能夠把握最佳射擊時機。2017年,德國萊茵金屬公司研發(fā)了一套結(jié)合多種探測器與槍炮導(dǎo)彈的集成系統(tǒng),直接指引槍炮進(jìn)行打擊,可以大大降低成本[13]。

在智能、微型反無人機蜂群導(dǎo)彈研制方面,2020年美國初創(chuàng)公司研發(fā)出一種智能反無人機導(dǎo)彈,能夠發(fā)射導(dǎo)彈群,且導(dǎo)彈之間能夠進(jìn)行通信;美國薩維奇公司正在開發(fā)可見光成像制導(dǎo)的微型導(dǎo)彈,以應(yīng)對低成本、小體積的無人機蜂群。俄羅斯也著力研制低成本的“釘子”反無人機小型導(dǎo)彈,提高導(dǎo)彈打擊無人機的效費比。同時,加拿大Aerial公司研制了一種無人機導(dǎo)彈,是四旋翼飛行器與微型導(dǎo)彈的結(jié)合體,鎖定敵機后,可精準(zhǔn)智能制定打擊敵機的最佳飛行路線,推動了反無人機群導(dǎo)彈的智能化、微型化建設(shè)。

俄羅斯在使用常規(guī)武器對抗無人機方面經(jīng)驗較為豐富,2017年研制出多種防空導(dǎo)彈。“道爾”防空系統(tǒng)帶有自主探測、跟蹤和火力單元,反應(yīng)快,命中率高,能夠在一定范圍內(nèi)同時打擊兩架無人機;“道爾”M2DT防空導(dǎo)彈系統(tǒng)可對高速機動目標(biāo)實施攔截。“柳樹”單兵防空導(dǎo)彈系統(tǒng)于2015年、2016年裝備在俄羅斯多個兵種部隊,其能在多種波段條件下工作,可對多架無人機進(jìn)行識別并攻擊。目前,針對無人機蜂群,俄軍正在組建由“鎧甲”防空系統(tǒng)、高炮、便攜式防空導(dǎo)彈系統(tǒng)組成的火力網(wǎng),以實現(xiàn)體系化反無人機蜂群作戰(zhàn)。

2.2.2?定向能武器

傳統(tǒng)的反無人機武器難以應(yīng)對無人機蜂群的威脅,而定向能武器特有的毀傷機理和作戰(zhàn)效能,具有打擊速度快,攔截效率高,效費比高等優(yōu)點。應(yīng)用于無人機蜂群反制的定向能武器中,激光武器和微波射頻武器發(fā)展最為迅猛,受重視程度最高,是未來反無人機蜂群的主流裝備和反制技術(shù)的重點發(fā)展方向。

激光武器能夠精確控制激光波束能量,快速轉(zhuǎn)換其方向,對無人機機尾、機翼等關(guān)鍵部位進(jìn)行灼傷、摧毀,威力大,精度高,成本低,小型化,無污染,并能抵抗電磁干擾,但對于天氣情況和能源保障有較高的要求。

2020年,俄羅斯“佩列斯韋特”激光武器部署到駐敘利亞的俄軍事基地后,成功攔截了以色列無人機,標(biāo)志著激光武器對抗無人機的實戰(zhàn)運用。該武器2019年12月開始戰(zhàn)斗值班,能夠?qū)撤綗o人機進(jìn)行全方位無死角的毀傷,可有效對抗10 km 內(nèi)有屏蔽的電子設(shè)備,并對其無線電導(dǎo)航進(jìn)行干擾,能夠較好地應(yīng)對無人機蜂群入侵,如圖2所示。2021年,搭載美國定向能機動近程防空系統(tǒng)(DE M-SHORAN)的“斯特瑞克”(Stryker)輕型戰(zhàn)車在俄克拉荷馬州的錫爾堡參加了一次戰(zhàn)斗場景作戰(zhàn)測試,標(biāo)志著激光武器對抗無人機群距實戰(zhàn)運用更近一步。美國防部認(rèn)為,激光武器是對抗小型無人機的最佳武器裝備,其研發(fā)的機動近程防空系統(tǒng)(M-SHORAN)是導(dǎo)彈與高能激光武器并行的新型陸軍防空武器,核心就是裝備了50 kW激光器的DE M-SHORAN系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠很好地對無人機蜂群進(jìn)行探測跟蹤和截獲,且系統(tǒng)成本低,具有大量擊毀目標(biāo)的能力,是性能優(yōu)越的反無人機蜂群利器。由此可見,激光武器已逐漸向?qū)崙?zhàn)化邁進(jìn),定將馳騁未來戰(zhàn)場。

圖2 佩列斯韋特激光武器

Fig.2 Pelesvette laser weapon

相對于激光武器的點狀攻擊,高功率微波武器則屬于面狀攻擊。高功率微波武器通過定向發(fā)射高功率微波波束燒毀目標(biāo)電子設(shè)備元器件,攻擊作戰(zhàn)人員,其毀傷區(qū)域大,作用范圍廣,能同時擊落多架無人機,可以較好地反制無人機群。并且,高功率微波武器受環(huán)境影響小,具有軟、硬多種殺傷效應(yīng),例如微波槍。

美國對高功率微波武器打擊無人機蜂群的研究高度重視,并逐漸將其推向?qū)崙?zhàn)化應(yīng)用。美國Epirus系統(tǒng)公司針對無人機蜂群研發(fā)了可移動定向能武器“奧尼達(dá)斯”(Leonidas)多目標(biāo)反電子系統(tǒng),通過高功率微波攻擊無人機的電子設(shè)備,精度高,且能在較為廣闊的區(qū)域內(nèi)對抗多種威脅。在2021年2月的一次原型演示中,“奧尼達(dá)斯”成功擊落了66架無人機,未來高功率微波武器將逐漸被投入作戰(zhàn)使用。美國空軍研究實驗室(AFRL)研發(fā)的戰(zhàn)術(shù)高功率作戰(zhàn)響應(yīng)系統(tǒng)(THOR),可以通過高功率微波相繼快速攻擊多架無人機,起效范圍較廣。美空軍2022年2月稱,將在可靠性、作戰(zhàn)性能等方面改進(jìn)THOR系統(tǒng),新系統(tǒng)稱為“雷神之錘”(MJLNIR),并計劃于2023年交付原型武器。顯然,進(jìn)行“面”攻擊的高功率微波武器是對抗成群來襲的多目標(biāo)無人機的利器,也必將成為未來反無人機群戰(zhàn)場上的主力軍。

2.2.3?武裝格斗無人機

武裝格斗無人機采用“以機制機”方式,能夠?qū)崿F(xiàn)自主探測和打擊,可分為非自殺式和自殺式。非自殺式無人機指在無人機上裝備機載干擾設(shè)備、常規(guī)或定向能武器中的一種或幾種,在空中對敵方無人機進(jìn)行打擊,任務(wù)完成后返航;自殺式無人機則是與敵方無人機進(jìn)行自殺式格斗。 非自殺式武裝格斗無人機方面,美國主要通過在無人機上裝載定向能武器,實現(xiàn)空中對抗無人機。不久前,美軍在一架“郊狼”(Coyote)無人機上安裝了定向能系統(tǒng),結(jié)合該無人機識別和對抗多類型無人機的能力,成功對10架無人機進(jìn)行了攔截。2021年3月舉行的美國陸軍協(xié)會(AUSA)未來全球力量會議上,洛馬公司展示了其研發(fā)的裝配高功率微波武器的武裝格斗無人機,稱為“移動無線電頻率集成無人機系統(tǒng)抑制器”(MORFIUS),發(fā)射功率可達(dá)千萬兆,如圖3所示。該無人機能夠重復(fù)使用,并可以分散部署到多個平臺上,不受單點故障的影響,故而能夠打入蜂群內(nèi)部,發(fā)起多輪攻擊。由于機載定向能武器可以近距離對目標(biāo)實施攻擊,相比于地面武器系統(tǒng),其能量損耗及所需發(fā)射功率均較低,故而能夠持續(xù)進(jìn)行更具威力的協(xié)作打擊和集群攔截。而俄羅斯在無人機上裝載自動霰彈槍,使其能夠?qū)o人機蜂群進(jìn)行面狀打擊。

自殺式武裝格斗無人機方面,美國在Coyote無人機基礎(chǔ)上升級了Block2系統(tǒng),采用動能或近炸的自殺式方式對敵方無人機進(jìn)行直接攻擊。俄羅斯則研發(fā)了空中布雷系統(tǒng),通過具有速度優(yōu)勢的“柳葉刀”自殺式無人機對抗敵機。自殺式無人機能夠?qū)崿F(xiàn)智能探測目標(biāo),并以自身為武器對敵方目標(biāo)進(jìn)行打擊,其作戰(zhàn)方式可以比擬為“游蕩式低成本智能導(dǎo)彈”。武裝格斗無人機的智能化水平要求較高,是未來反無人機蜂群技術(shù)的發(fā)展方向之一。 除此之外,布網(wǎng)捕捉也能實現(xiàn)對無人機的攔截與捕獲,主要包括在空中設(shè)置障礙,發(fā)射網(wǎng)彈或掛載捕網(wǎng)等。如美國研究部門于2021年6月完成測試的“飄帶”反無人機系統(tǒng),通過發(fā)射飄帶破壞敵機的飛行狀態(tài);俄羅斯在“軍隊-2021”國際軍事論壇上展示的無人機捕捉網(wǎng),形似一枚導(dǎo)彈,能夠探測并拋出捕捉網(wǎng),對敵機進(jìn)行捕獲。

2.3?軟殺傷

2018年1月,美陸軍發(fā)布《網(wǎng)絡(luò)空間與電子作戰(zhàn)構(gòu)想2025-2040》手冊,旨在深化多域戰(zhàn)概念,其中一個重要內(nèi)容就是強化地面力量,運用電子戰(zhàn),提升反無人機能力。無人機蜂群在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時,需要通過傳感器等機載設(shè)備,進(jìn)行情報收集并與地面指控站交換情報,需要進(jìn)行協(xié)調(diào)群體飛行的蜂擁控制,也需要與有人機通過無線電通信進(jìn)行聯(lián)系,故而數(shù)據(jù)鏈路、通信、導(dǎo)航等資源對于無人機蜂群功能發(fā)揮非常重要。軟殺傷就是通過對此類資源進(jìn)行干擾或欺騙,使無人機蜂群喪失協(xié)同作戰(zhàn)的能力。

2.3.1?電子干擾

2018 年1月5日,攻擊俄軍駐敘利亞軍事基地的13架無人機群中的6架,被俄電子戰(zhàn)部隊通過電子干擾的方式俘獲。電子干擾主要通過向敵方目標(biāo)無人機發(fā)射定向高功率干擾射頻信號,使無人機與指揮平臺之間的通信被切斷,迫使其降落或返航。此類系統(tǒng)也能對無人機的GPS信號接收機進(jìn)行干擾,由于大部分無人機都采用慣性導(dǎo)航與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的方式實現(xiàn)飛行控制,故而被干擾的無人機只能依靠慣性導(dǎo)航系統(tǒng)控制飛行,其作業(yè)精度會受到嚴(yán)重影響。

許多國家著眼于對提高反無人機電子干擾裝備的便攜性進(jìn)行研究,并有一定的實戰(zhàn)運用成果。美國的便攜式反無人機裝置“無人機防御者”(DroneDefender),通過定向發(fā)射無線電波,對無人機的GPS定位系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)進(jìn)行干擾,使其失去飛行控制。俄羅斯REX-1便攜式反無人機電磁槍配備可互換的紅外及電磁設(shè)備,可針對性地對無人機指揮控制系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行干擾,操作簡單,持續(xù)作戰(zhàn)力強,如圖4所示。2018年9月,俄軍在赫梅米姆空軍基地使用REX-1便攜式反無人機電磁槍,摧毀了敘利亞武裝分子多架無人機的雷達(dá)、導(dǎo)航等設(shè)備,一周擊落了50架無人機。此外,2020年以色列研制出可穿戴的反無人機系統(tǒng),重量僅1.5 kg,能夠?qū)崿F(xiàn)對無人機的探測與干擾。

可車載的無人機蜂群干擾裝備方面,以色列2016年開發(fā)了無人機衛(wèi)士(DroneGuard)、無人機穹頂(DroneDome)等車載或固定式反無人機干擾設(shè)備。俄羅斯還研發(fā)了“殺蟲劑-1”等以車輛為載體的軟殺傷系統(tǒng),能夠定向壓制捕獲30 km以內(nèi)的無人機,并能實現(xiàn)快速部署和拆卸,機動性強。

除此之外,俄羅斯在大范圍、多目標(biāo)無人機干擾方面進(jìn)行了研究,研發(fā)了新型微波武器——超高頻微波炮系統(tǒng),可實現(xiàn)對半徑10 km內(nèi)無人機的電子設(shè)備進(jìn)行全方位軟殺傷,使其喪失定位精準(zhǔn)度。2020年2月,俄羅斯還開發(fā)了四層無人機干擾體系組成的干擾攔截網(wǎng),能夠?qū)?0 km內(nèi)200 MHz6 000 MHz頻段敵機的導(dǎo)航、控制、通信信號進(jìn)行干擾。

2.3.2?欺騙控制

欺騙手段是在反無人機蜂群作戰(zhàn)的過程中,通過光學(xué)、聲學(xué)、電子偽裝等欺騙技術(shù)對自身進(jìn)行偽裝,降低敵方無人機的探測效果。可以通過輻射艦載對空搜索雷達(dá)信號等方式構(gòu)建圍殲陷阱,引誘敵方無人機蜂群進(jìn)入防御方打擊范圍內(nèi)。

控制手段則利用探測技術(shù)實時監(jiān)控一定范圍內(nèi)的空域,借助阻截?zé)o人機使用的傳輸代碼,控制敵方無人機,甚至引導(dǎo)其返航[19],如英國Blighter公司的AUDS系統(tǒng)、美國黑睿技術(shù)公司的UAVX系統(tǒng)。同時,可對無人機蜂群的數(shù)據(jù)鏈路和導(dǎo)航進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)鏈路控制指入侵、劫持?jǐn)撤綗o人機的信息鏈路,切斷其與控制平臺的聯(lián)系;導(dǎo)航控制可通過干擾手段使敵方無人機的導(dǎo)航接收器接收錯誤的坐標(biāo)位置,破壞其飛行軌跡。2011年12月,伊朗通過對美國RQ-170“哨兵”無人機進(jìn)行電子干擾,致使其與地面控制中心斷聯(lián),而后利用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)漏洞改變了其預(yù)設(shè)飛行坐標(biāo),誘導(dǎo)其在伊朗境內(nèi)降落,從而將其捕獲。類似地,此作戰(zhàn)思路也可用于對抗無人機蜂群。2020年,以色列發(fā)布了能夠直接攻擊敵機“大腦”的EnforceAir反無人機系統(tǒng),能夠快速探測并識別敵無人機的GPS坐標(biāo)及操作員位置,切斷其與控制中心的聯(lián)系,并奪取控制權(quán)。

軟殺傷手段對抗無人機蜂群,能夠在削弱敵機戰(zhàn)斗力的同時,不造成過多附帶傷害,是反無人機蜂群的重要手段之一。但隨著無人機的快速發(fā)展,其抗干擾能力不斷提升,需要進(jìn)一步提高軟殺傷武器裝備的機動性、智能性。

3?反無人機蜂群作戰(zhàn)未來發(fā)展趨勢

3.1?無縫全面探測預(yù)警,高效智能決策部署

一方面,無人機蜂群的機型通常有體積小,電磁信號弱等特征,其隱蔽性較好,且投放平臺、投放方式多樣,提前探測的難度極大。因此,需要陸、海、空、天全方位部署多種探測裝備,實現(xiàn)多梯次配置、多維度互補的探測預(yù)警網(wǎng),同時進(jìn)行情報信息的共享與融合,以無死角、高效地對無人機蜂群進(jìn)行偵察、預(yù)警和跟蹤。另一方面,異構(gòu)無人機蜂群通常采用模塊化設(shè)計,蜂群中的無人機通過搭載不同的電子設(shè)備與武器裝備實現(xiàn)探測、干擾、打擊等不同功能。當(dāng)多種功能的無人機蜂群來襲時,無法準(zhǔn)確識別目標(biāo)將嚴(yán)重影響反制任務(wù)的決策部署。應(yīng)通過構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合機器學(xué)習(xí)等技術(shù),對探測預(yù)警網(wǎng)的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊算法分析,快速識別敵方無人機群的功能類別,高效分配兵力,確定打擊次序,迅速制定最優(yōu)反制決策。此外,很多探測設(shè)備受環(huán)境影響較大,應(yīng)著力提高其使用的靈活性與便攜性。

3.2?常規(guī)新型武器協(xié)同,軟殺傷硬毀傷結(jié)合

傳統(tǒng)防空導(dǎo)彈雖然在對抗無人機時有成本不對稱問題,但不可替代的可靠性使其依然應(yīng)該作為火力打擊無人機蜂群的保底手段。應(yīng)著力降低導(dǎo)彈成本,并結(jié)合人工智能技術(shù),研制專門對抗無人機蜂群的微型智能導(dǎo)彈,實現(xiàn)自適應(yīng)協(xié)同打擊。而高能激光、高功率微波定向能武器等新型武器將是未來反無人機蜂群備戰(zhàn)中的重點,應(yīng)揚長避短,大力發(fā)展。然而,面對體系作戰(zhàn)的無人機蜂群攻擊,任何單一的打擊手段都難以抗衡。應(yīng)將硬毀傷與軟殺傷、常規(guī)武器與新型武器相結(jié)合,優(yōu)劣互補,梯次銜接,協(xié)同完成無人機蜂群的體系化打擊。此外,還應(yīng)著眼于發(fā)展武裝格斗無人機,使裝備各類型武器組合的武裝格斗無人機不僅能夠單獨對抗敵機,還能夠以集群的方式自主識別、自適應(yīng)協(xié)同,對抗敵無人機蜂群,不僅實現(xiàn)“以機制機”,還要實現(xiàn)“以機群制機群”。

3.3?多維智能體系作戰(zhàn),標(biāo)準(zhǔn)制定刻不容緩

面對無人機蜂群集成化、體系化、智能化的發(fā)展趨勢,應(yīng)致力于構(gòu)建多兵種協(xié)作、陸海空天全方位、軟硬多武器結(jié)合的多維智能一體化無人機蜂群防御反制體系,包括智能決策控制下的多兵種協(xié)作,陸海空天探測預(yù)警網(wǎng)無死角監(jiān)測,防空導(dǎo)彈與槍炮等常規(guī)武器、激光和微波定向能武器、武裝格斗無人機等多領(lǐng)域多手段聯(lián)合打擊,電子戰(zhàn)干擾與欺騙控制手段攔截控制等。要實現(xiàn)多軍種協(xié)同作戰(zhàn),多裝備集成合力,需要統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)信息資源共享互通,新舊系統(tǒng)擴展兼容。

4?結(jié)束語

作為“盾”的反無人機蜂群作戰(zhàn)手段,正在與作為“矛”的無人機蜂群作戰(zhàn)進(jìn)行螺旋式強勁角逐,蓬勃發(fā)展。世界各大國均著力研制反無人機蜂群裝備,集成化、智能化、多維化的新型反無人機蜂群技術(shù)裝備將會在未來戰(zhàn)場上大顯身手。

本文對無人機蜂群發(fā)展歷史、研究進(jìn)展、實際作戰(zhàn)運用情況進(jìn)行分析,從探測跟蹤、硬毀傷、軟殺傷手段三方面梳理國外反無人機蜂群作戰(zhàn)研究現(xiàn)狀,并提出反無人機蜂群作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢,以期為反無人機蜂群作戰(zhàn)的未來發(fā)展提供一定借鑒。

END

| 作? ?者：周末, 孫海文, 王亮, 于邵禎, 孟祥堯, 李丹

編輯：黃飛

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