反制无人机

2024-05-01 07:49:21 来源: 《环球》杂志

在珠海举行的第十四届中国航展上,一批先进国产无人机和反无人机装备集中亮相

文/黄国志

编辑/黄红华

  4月14日,以色列多个城市响起防空警报,并伴随着爆炸声。以色列军方发言人14日说,超过300个无人机和导弹射向以色列,其中超过99%被拦截。

  5天后的4月19日,据伊朗迈赫尔通讯社报道,3架微型无人机于当天凌晨在伊朗中部伊斯法罕省上空被发现,随后伊朗防空系统将其击落。

  在近年来世界各地的局部战争以及军事冲突中,各类无人机大行其道,甚至成为了名副其实的战场主宰者。正所谓“有矛就有盾”,交战各方也越来越重视反制无人机的手段和措施。哪一方如果能够有效反制对方无人机的使用,同时最大限度地发挥己方无人机的作战效能,就可以更好地掌握战场上的主动权。

  按照国际上通行的分类方法,无人机可划分为微型、小型、中型以及大型等几类。对付不同大小的无人机,手段也不同。

反制微型无人机:软杀伤为主

  起飞重量小于1千克、最大尺寸小于0.5米的无人机为微型无人机。这些微型无人机通常属于民用产品,却已被广泛应用在军事领域。

  微型无人机尺寸小,且大多采用电动机作为动力装置,因此目标特征比较小,无论是红外热信号、噪声信号还是雷达反射信号都很弱,对其进行探测跟踪很困难。再加上微型无人机多采用多旋翼设计,既可以在空中悬停,也能够灵活、快速飞行,所以地面作战人员即便使用各类轻武器对其实施拦截射击,也很难命中。目前,各国对付各类微型无人机通常采用无线电干扰这类软杀伤手段。

  微型无人机在飞行控制上与其他类型的无人机很相似,一方面利用卫星定位信号获取自身以及导航点的坐标参数,从而可以根据操控人员事先规划的飞行路线进行一定程度的自主飞行,另一方面,微型无人机与地面控制中心之间也要保持无线电信号联系,操控人员的控制指令以及无人机所获取的图像视频,都要通过无线电联络进行双向传输。

  根据这一原理,各国科研机构以及企业研发了针对微型无人机卫星定位信号以及无线电传输信号的反无人机无线电干扰设备。这类设备根据功率和射程的不同,可以做成大型固定式或者车载式,也可以做成单兵便携式。

  单兵便携式反无人机无线电干扰设备由于外形酷似自动步枪,也被称为反无人机干扰枪。其原理是发射与微型无人机同频率的强功率无线电波,抵消或者阻塞式干扰其无线电信号,使无人机失控坠落。

  比如,俄军在2023年的“军队”国际军事论坛暨防务展上,首次展出了装备在主战坦克炮塔顶部的“蝾螈”模块化反无人机干扰系统,该系统配备有4具立柱式发射天线,分别针对微型无人机常用的868、915、1300和2400兆赫(MHz)等四个频段,进行全方位阻塞式干扰。

反制小型无人机:软硬兼施

  起飞重量1~200千克、最大尺寸在5米以内的无人机为小型无人机,典型型号如美国“扫描鹰”和俄罗斯“海雕”-10。

  相比于微型无人机,小型无人机采用活塞式发动机等动力装置,加上尺寸大幅增加,信号特征要强得多。因此,各类防空系统能够更好地对小型无人机实施探测跟踪。另外,小型无人机的飞行高度、飞行速度等性能也远高于微型无人机,所以只采用无线电干扰手段对其进行反制,效果有限。在这种情况下,各国一般采用软杀伤与硬杀伤相结合的手段进行反制。

  软杀伤手段除采用功率和射程更大的大型无线电干扰设备以外,还可以使用高功率微波武器实施拦截。这类武器的杀伤原理主要是向目标发射高功率高频脉冲电磁波,受到照射的微电子元器件会因为电磁波能量转换为巨大的热能而彻底烧毁,这与微波炉加热食物有异曲同工之妙。小型无人机飞行控制系统的微电子元器件一旦被烧毁,自然会失控坠毁。

  今年2月,美国雷神公司首次成功进行了名为“反电子高功率微波增程型空军基地防空系统”(CHIMERA)的高功率微波武器对付自杀式无人机的测试。该公司表示,该型武器系统尤其适用于拦截类似于伊朗“见证者”-136这类蜂群式自杀式无人机(也被称为巡飞弹),可以实现对这类无人机的集群式杀伤。

  而在硬杀伤手段上,各国不断推出针对小型无人机的新型防空系统之外,也在探索新一代高能拦截武器系统。

  比如,英国在2023年10月提出将向乌克兰提供一批名为“地鹰圣骑士”的新型反无人机防空系统。该系统由英国MSI防务系统公司研发,集成了侦察、火力等系统子单元。其主要杀伤手段依靠1门30毫米自动炮,最大射程可达3000米,可发射编程空爆弹,利用弹药空爆产生的大量高速破片来有效毁伤各类小型无人机。而先进的光电系统和有源相控阵雷达,可保证对来袭的各类小型无人机进行全方位实时探测以及跟踪。

  从未来发展看,更有前途的高效反小型无人机防空系统,当属高能激光武器。这类武器的杀伤原理是向目标发射高功率高频脉冲激光束,通过激光束在目标表面的持续集中照射产生高温,进而烧毁目标蒙皮,并毁伤其内部设备。如果激光照射的部位是目标的燃料舱或者战斗部,则可直接将其引燃引爆。

  目前各国研发的反无人机高能激光武器,主要技术突破点都集中在功率上,因为发射激光的功率大小直接影响到对每个目标的照射时长以及杀伤距离,进而决定了该武器系统可以同时对付多少个来袭目标。

  美国陆军研发成功的HELWS车载激光武器系统,最大输出功率为10~15千瓦(kW),在500米距离上对付微型无人机需要照射3秒左右,如果对付更大的小型无人机则比较吃力。所以,美国陆军正在研发中的新一代DE M-SHORAD车载自行激光防空系统,最大功率已提升至50千瓦,在2000米距离上对付小型自杀式无人机以及巡飞弹,已是绰绰有余。

反制大中型无人机:防空当道

  起飞重量200千克以上、最大尺寸10米以上的无人机为中型无人机,起飞重量超过1吨、最大尺寸超过20米的,属于大型无人机。

  虽然大中型无人机的飞行高度、飞行速度以及有效载荷等性能参数都远优于微小型无人机,但是其战场生存能力从某种意义上讲反而不如后者。

  从飞行高度看,比较典型的,如土耳其TB2“掌旗官”为中型无人机,其最大飞行高度达到8200米,而作为大型无人机典型型号的美国MQ-9“死神”更可达15240米,远超地面小口径高炮以及便携式防空导弹的射高。

  不过,为保证长航时飞行能力,绝大多数大中型无人机采用大展弦比平直机翼,有的型号比如以色列还采用了双尾撑设计,使得其雷达反射信号更强。再加上大中型无人机本身的飞行速度相对较慢,机动性很差,一旦遭遇敌方中远程防空导弹系统或者战斗机实施拦截,很少有逃生机会。所以,世界各国针对反制大中型无人机的主要措施,就是出动战斗机以及发射中远程防空导弹,实施中高空拦截。

  在现代战场上,大中型无人机被有人驾驶战斗机以及中远程防空导弹系统击落的战例也时有发生。2002年,在当时伊拉克境内所谓的“禁飞区”,一架美军MQ-1“捕食者”中型察打一体无人机遭遇一架原伊拉克空军米格-25战斗机,美军无人机率先发动攻击,向伊军战机发射1枚“毒刺”空空导弹,但被后者轻松摆脱,伊军战机后来成功将其反杀。

  近年来,利用中远程防空导弹系统击落美军无人机最多的国家当属伊朗。伊朗防空部队装备有进口的俄制以及本国研发的各型中远程防空导弹系统,击落以及俘获的美军无人机型号包括MQ-1“捕食者”、MQ-9“死神”以及RQ-4A“全球鹰”,甚至连RQ-170“坎大哈野兽”这样的隐身无人机也未能幸免。可见,在具有完整中远程防空体系的强国面前,大中型无人机的生存能力实在堪忧。

  (作者系《现代兵器》采访部主任)

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