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国外非毁灭性反无人机技术发展

发布日期:2021-10-29我要投稿我要评论

在无人机广泛应用的今天,如何应对其带来的安全威胁?架设武器直接毁灭之,或许是让人最容易想到的方案,但这也是最“粗鲁”的方法。而另一种方案也在悄然兴起——这就是非毁灭性反无人机技术,并且其打击方式不一而足……

像对待讨厌的昆虫那样对待有威胁的无人机,像对付蚊子那样直接拍死可疑无人机……如此反无人机是错误的。尽管如此,反无人机领域一些项目似乎正是秉随这种目前很时髦的观念。

当前,许多公司正在开发装置和编写程序,以非毁灭性的方式打击无人机

击落飞行中的无人机在很多情况下并不是最好的方案。在人流如织的街道或人员密集的群众性活动现场上空,无人机残片纷纷坠落的后果应当考虑到。

由于恐怖主义基层组织在平民中间的扩散,居民点日益频繁地成为战场。在这个战场上,对无人机射击可能造成小规模的爆炸。2016年10月,库尔德武装人员在伊拉克北部击落了一架“伊斯兰国”的小型无人机,他们认为这是一架无人侦察机,但就在他们开始观察它的时候,发生了爆炸,2名库尔德武装人员身亡。因此美军向部队下达指示,要求把任何小型无人机都视为潜在的爆炸装置。安全问题专家皮特·辛格认为:“我们应对此做好准备,但我们没有做好准备。”

美国国防部曾向国会申请拨款2千万美元,用于“确定、采购、整合和试验”能帮助对抗无人机威胁的技术——这对美军来说是个严重问题。预算申请称,“装备自制爆炸装置的小型无人机是对美军及盟军的直接威胁”。

为了确定用于解决日益迫切的小型无人机和传统威胁问题的机动灵活的新型多层防御系统和相应技术,美国国防部高级研究计划局发布了相关的信息征询。高级研究计划局的该计划负责人冉·莱达说,“我们正在寻找资金可以承受的、可在未来3~4年展开并能随战术方法发展而快速发展的模块化手段”。

高级研究计划局正在撒开大网,向所有机构广泛征求构想,包括公司、大学、研究所、国家试验室,甚至“外国组织”。

高级研究计划局指出,小型无人机尺寸小,成本低,因而“不断采用新的使用构想,而这些构想对于目前的防御系统来说将成为问题。这些正在出现的非标准系统和在不同作战条件下的作战使用原则要求发展快速探测、识别、跟踪和在减少间接损失及确保行动灵活性的情况下压制小型无人机的技术”。

在真实条件下检验新技术

“黑标枪”是五角大楼每年举行一次、为期两周的无人机对抗新技术测试活动,2016年该活动获得的拨款(480万美元)是前一年(60万美元)的8倍。该活动由联合一体化防空和反导防御组织(Joint Integrated Air and Missile Defense Organization)举办,有1200名参加者和观察员、超过20个国家机构参加,包括国家安全部、联邦调查局、联邦民航局(正在开发用于抵御无人机危险入侵的民用航线和搜索求援直升机防护系统)等。

试验地点已经从加利福尼亚的海军基地移至佛罗里达的艾格林空军基地。演习指挥员瑞安·利里说:“在艾格林,我们能提供更多的不确定性,提供不同距离的无人机发射地点,因此我们可以研究威胁的综合特性和国防能力的综合特性。我们还掌握有2艘装备‘宙斯盾’系统的战舰。也就是说,我们既可在陆上发射无人机,也可以在海上发射无人机。”

利里指出:“我们研究的另一个方向是数据融合。”他说,军方想避免“过于完全相信一个地方的一个人,他们想看到来自不同来源的多个屏幕再做出决策”。

来自从新兴公司到大型国防公司的10家制造商的50多套系统参加了演习,这些系统以“对有威胁的无人机施加‘非动能’和‘非毁灭性’作用”为重点,参试无人机尺寸各不相同,从质量9kg、飞行高度350m、时速160km,直到重达600kg、飞行高度5.5km、时速400km。

有预算拨款的非商业研究组织MITRE于2016年8月组织了反无人机系统试验。试验重点是三个方向:探测与识别、阻止及综合决策。在此次反无人机系统能力演示试验中,参加者被要求:(1)在距离小于6km时在飞行过程中探测小型无人机(质量小于2.3kg),并在地理坐标和飞行轨迹的基础上确定威胁类型;(2)拦截被视为威胁的小型无人机,迫使其返回安全区域。

要研究的技术包括自动跟踪多个已发现的目标,安装在回转装置上、用于识别所发现目标的彩色/红外摄像机以及冷却型和非冷却型热像仪。对抗无人机的措施包括:

——远距离干扰频率:覆盖所有通过商业渠道可获得的民用无人机的频段;

——干扰全球卫星导航系统(Global Satellite Navigation System);

——采用不同的输出功率屏蔽距离从100m到数千米的无人机;

——全向或定向天线;

——用于跟踪无人机和安装在回转平台上、向无人机方向发射干扰信号、具有更大放大系数的定向天线。

此类系统的潜在用途包括保护重要的基础设施(政府大楼、核电站、空港),确保军事和军事化机构的安全,抵御间谍攻击,预防私运武器和毒品,保卫边界。

“无人机看守者”(DroneRanger)成为MITRE挑战赛中最好的识别/探测系统中,“天墙100”系统成为最好的屏蔽和对抗系统。

Van Cleve and Associates公司研制的“无人机看守者”系统用于探测微型无人机,通常可确定半径2~4km范围内的微型无人机。“无人机看守者”包括圆周扫描雷达和定位系统,雷达负责测定无人机,定位系统则集成有昼间摄像机、热成像摄像机以及无线电频率干扰器,其中,干扰器干扰无线电频率并屏蔽无人机自动驾驶仪赖以工作的GSNS卫星频段。干扰频率可通过定向或全向天线进行,并结合近距离和远距离无线电覆盖。在探测无人机时可自动进行干扰或手动操作干扰。

拉法尔先进防御系统公司演示的反无人机系统,其能够探测、跟踪和中断无人机的飞行

在2016年11月柏林举行的欧洲安全与合作组织外长会晤期间,OpenWorks Engineering公司在各个“战略地点”展开了其“天墙100”反无人机炮,为57位外交部长提供了安保服务。“天墙”系统外形像反坦克榴弹发射器,用压缩空气对入侵者发射一个装有一张网的容器。容器在飞到无人机之前打开,释放出一张网,缠住无人机的螺旋桨,然后降落伞使无人机平衡地着陆。

公司称,“天墙”系统可击落距离100m以内的无人机。该系统使用SmartScope激光瞄准系统,瞄准目标后,瞄准系统标明距离并接通发光二极管。系统工作时几乎悄无声息。公司还计划在最短时间内推出安装在三脚架上的“天墙200”半固定发射装置和 “天墙300”遥控系统。

快速增长的反无人机市场

根据普华永道咨询集团的资料,反无人机系统市场因军用和商用无人机技术市场的快速扩大而兴旺起来。据估计,到2020年之前,反无人机系统市场需求规模为1270亿美元。

美国几年前还保持着军用无人机技术的垄断,但目前已有19个国家拥有或在研发武装无人机,而8个国家(美国、以色列、英国、巴基斯坦、伊拉克、尼日利亚、伊朗和土耳其,另有非国家组织“真主党”和“伊斯兰国”)在作战行动中使用过武装无人机。根据美国研究中心掌握的数据,86个国家拥有无人机(武装无人机或非武装无人机),全世界正在实施的无人机研发项目将近700个。

反无人机系统市场当然要小一些。Visiongain中心预测专家索菲·赫蒙德说:“发展中的反无人机系统市场与无人机市场的增长直接相关。由于无人机造成的安全威胁增加,反无人机系统在民用和军用部门有着相同的吸引力。希望进入市场的公司有很多机会推出反无人机产品。”该中心在报告中预测,“对反无人机系统将有大规模投资,因为恐怖集团和犯罪集团更加频繁地使用武装无人机和小型无人机破坏社会安全”。

Analysts Marketsandmarkets所预测的市场规模小一些,但增长速度很快:“预计全球反无人机市场到2022年之前将达到1140亿美元。无人机正在变得容易获得并成为安全系统的新威胁。发现无人机成为保持高水平安全的重要因素。不明无人机造成的安全威胁和无人机被用于恐怖活动,是反无人机市场增长的主要驱动因素。”

为了探测慢速飞行低空目标,以色列艾尔塔航空航天工业公司改进了其三坐标雷达——ELM-2026D、ELM-2026B和ELM-2026BF(作战半径分别是10km、15km、20km),将专用的无人机探测和跟踪算法整合其中。该系统与探测和识别传感器共同使用,或者作为独立的连续作用系统使用,可干扰、破坏无人机的飞行,迫使其返回起飞地点,或者干扰其发动机,进而使其紧急降落

ARDRONIS便携系统可被整合进更大的系统

2016年9月在每年一度的东京德日国防技术论坛上,德国Dedrone公司展出了研制的“无人机追踪者”反无人机系统,该系统采用了HP Marketing and Consulting Wust公司的干扰系统,能够干扰2.4千兆赫、5.8千兆赫频率和GPS及“格洛纳斯”全球定位系统的信号。

各国公司在开发一系列其他无人机探测、跟踪和对抗方案方面取得了很大进步。德国莱茵防务电子公司正在研发UMIT;无人机防御公司研制了Drone Defence Net Gun X1;艾尔比特系统公司在去年的HLS 8 Cyber Conference大会上展示了ReDrone系统;以色列艾尔塔航空航天工业公司(IAI)研发了军用型和民用型“无人机哨兵”(Drone Guard)探测和对抗系统;MBDA德国公司成功进进行了新型高能防空激光器的试验;Telespazio VEGA公司参与了荷兰安全部DIDIT的研究;罗德与施瓦茨公司于2016年11月在印度防务展上推出了其ARDRONIS反微型无人机方案;ESG公司、迪尔防务公司联合展示了其反无人机系统,并为2015年G7峰会提供了安保服务。(待续)

(本文发表于《轻兵器》2018年第7期,公众号文章有删改)

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/202110/29/73797.html
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