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以色列的反无人机技术:确保天空安全

发布日期:2023-07-03我要投稿我要评论


以色列是最早认识到无人机潜在威胁的国家之一,特别是来自伊朗及其在该地区代理人的威胁。因此,在过去的几十年里,以色列巩固了其作为无人机领域领导者的声誉。

自2006年第二次黎巴嫩战争以来,伊朗先后从黎巴嫩、叙利亚、伊拉克和伊朗发动无人机袭击。尽管很少有火箭侵入以色列领空,但与黎巴嫩和巴勒斯坦非国家武装团体发射的火箭袭击相比,此类案例很少。然而,这些事件仍然暴露了以色列寻求解决的能力差距。以色列一直致力于通过理论、行动和技术的改变来消除伊朗无人机的威胁。现在,技术进步可以解决各个操作层面的无人机危险。尽管如此,无人机(UAV)和徘徊弹药(LM)的急剧扩散反映了双方在乌克兰战争中吸取的教训,这些教训源于伊朗部署先进无人机支持俄罗斯,以及乌克兰方面所展示的军民两用无人机技术的巨大军事潜力。如今,尽管敌对能力呈指数级增长,但以色列已做好准备并有能力应对不断变化和迫在眉睫的无人机威胁。

不断演变的威胁

无人机构成的威胁在不断演变。从历史上看,无人机以及精确制导炸弹和导弹代表了为发达国家(主要是西方国家)打击叛乱分子或恐怖分子等非正规部队而保留的不对称能力。这种描述在 2000 年代初期可能是准确的,但现在已经不现实了。随着中国和伊朗进入无人机领域,特别是在LM方面,军队和准军事部队已经获得了具有前所未有潜力的先进空中能力。

伊朗已成为一个有能力的无人机开发商,定期引入和部署新功能。伊朗还通过这些系统获得了丰富的战斗经验,这为开发挑战对手的新能力提供了宝贵的反馈。伊朗的武器库现在包括能够执行数百公里侦察和攻击任务的战术无人机、携带大型空投炸弹进行快速远程任务的大型喷气动力无人机、主要用于侦察的低可观测平台以及自主无人机基于“迷你巡航导弹”。后者的“黑暗无人机”不依赖数据链路或卫星导航(GPS),这使得它们几乎不受电子攻击的影响。登月舱利用自主制导或远程操作来瞄准特定目标。LM经常使用沟通渠道和搜寻者,使操作员能够选择和指定无人机要追踪的目标。这种通信链路允许无人机以协调的组或群的形式运行,这给防御者带来了更艰巨的挑战。

伊朗无人机已部署在叙利亚、伊拉克和也门,并在这些国家磨练了使用多种类型和多架无人机同时发动攻击的先进作战理念。俄罗斯军队在乌克兰也广泛使用了伊朗无人机,造成了毁灭性的袭击。以色列还面临着向其所在地区的伊朗代理人组织供应的这些无人机的持续挑战。

另一个正在形成的威胁是商用无人机的军事化,这是乌克兰观察到的趋势。由商用套件构建的廉价、DIY 无人机被重新用于攻击平台。这些范围从用于情报收集和火炮定位的小型业余无人机,到携带多枚手榴弹或按操作员命令投下的小型炸弹的大型无人机,甚至是使用“第一人称视角”(FPV) 配备单个弹头的快速、高度机动的竞赛无人机成为狩猎、追逐和打击移动目标的制导导弹。

乌克兰战争释放了DIY潘多拉魔盒,为非国家武装团体利用这项先进技术以供未来使用开创了先例。这些技术提供了进行侦察和实施打击的手段。后者可以通过瞄准危险、易燃和易爆材料以实现二次效应、打击高价值目标或在大型行动中部署无人机进行牵制性攻击来放大。

管理无人机交通

展望未来,需要考虑的一个重要因素是,随着用户在各种应用中采用无人机技术,商业无人机活动的数量不断增加。在商业活动拥挤的空域内检测和定位低空飞行的流氓无人机或无人机群需要自动化无人交通管理 (UTM) 系统来监督一个国家内所有授权的无人机活动。以色列初创公司 High Lander 开发了这样一种系统,今年由以色列空军 (IAF) 空中控制中心之一进行了测试。该公司还被选中为以色列国家警察部队提供 UTM 功能。

空域管理只是控制无人机低空活动的一方面。无人机威胁过于复杂,无法通过单一解决方案解决,并且确定哪个实体负责提供解决方案具有挑战性。应该是军队、警察、交通部、航空当局还是内部安全机构?这在以色列仍然是一个悬而未决的问题。虽然某些部门已被覆盖,但以色列国防军 (IDF) 和空军已经实施了解决方案,机场管理局也已实施解决方案作为其持续安全计划的一部分,但整个国家并未实施。以色列监察员办公室最近报告称,该国尚未采取更全面的无人机防护措施。幸运的是,以色列并不缺乏技术解决方案。

在处理无人机问题时,不同的实体采用不同的手段。民间组织,例如保护 VIP 住宅、办公楼、商业场所、群众集会的保安公司、市政运营商以及负责交通或公共服务的政府机构,重点保护特定区域或活动免受有意或无意的无人机干扰。他们的目标是检测保护区上空的任何无人机活动,并拒绝未经授权的操作员进入。这些机构的设备通常仅限于商业可用的系统和服务。至于缓解措施,在保护民用和商业空间时,摧毁看似“敌对”的目标可能被视为非法。这可能会导致遭受无人机损坏或伤害的个人提起诉讼或采取针对无人机的对策。

反无人机态势感知

以色列制造商 IAI/Elta Systems、Elbit Systems 和 Leonardo DRS(以前称为 RADA)提供专为 C-UAV 任务设计或优化的地面雷达。这些雷达采用有源电子扫描阵列 (AESA) 雷达和微多普勒信号处理技术,可有效检测和跟踪 90° 扇区内数公里范围内的多个缓慢飞行的低空目标。多个单元可以组合起来实现 360° 全方位覆盖。DRS 将其雷达作为其他制造商(例如 Rafael 的 Drone Dome)集成的组件提供,而 Elbit Systems 和 Elta 将其雷达作为其自己的 C-UAV 解决方案的一部分提供。Elbit Systems 的 DAiR 雷达于 2022 年推出,可以检测 12-15 公里范围内的数百个目标,包括小型无人机和人类。

Elta Systems 通过其 ELI-2139 Green Lotus 系统提供战术 C-UAV 功能,该系统是一种多传感器系统,专为战术低层地面防空 (GBAD)、反无人机 (C-UAV) 和反火箭弹而设计、火炮和迫击炮(C-RAM)任务。该模块化解决方案结合了 S 和 X 波段雷达、VHF/UHF 测向仪/通信情报 (COMINT) 系统以及日间和红外 (IR) 光电瞄准器。该移动系统能够自动探测、跟踪、分类和识别各种空中目标,包括战斗机、直升机、无人机、无人驾驶飞机和低雷达截面(RCS)目标,例如导弹、火箭、火炮、和迫击炮弹。它还能够检测和分类地面目标,例如车辆和缓慢移动的人。

光电传感器也用于识别无人机;通常,它们是由其他探测和跟踪系统触发的,例如雷达和电子监视系统。这些传感器与雷达相结合,可用作验证技术,以减少错误检测并对目标进行分类和验证。先进的光电红外摄像机根据视觉和温度相关标识符来识别无人机,确保检测到的物体确实是无人机。光电系统可以支持在极远距离上检测和验证无人机目标,特别是在与雷达可检测到的固定翼、高空飞行的无人机交战但需要其他系统的跟踪协助时。Controp 最近在 I-TACT 产品线下推出了用于移动、可部署和固定 C-UAV 和防空应用的全系列光电系统。I-TACT 系列针对发现和跟踪低特征目标进行了优化,可为 6-40 公里范围内的无人机或 1-6 公里范围内的小型无人机提供被动扫描、分类和跟踪。I-TACT 可以集成到现有的光电系统中,具有远距离检测、识别和识别 (DRI) 所需的性能水平。增强的图像处理能力提高了I-TACT系统的性能,使系统能够专注于图片中的特定感兴趣区域,以改进目标识别、自动飞行路径预测和跟踪,从而使用户能够改进其被动无人机检测和交战。I-TACT 可以集成到现有的光电系统中,具有远距离检测、识别和识别 (DRI) 所需的性能水平。增强的图像处理能力提高了I-TACT系统的性能,使系统能够专注于图片中的特定感兴趣区域,以改进目标识别、自动飞行路径预测和跟踪,从而使用户能够改进其被动无人机检测和交战。I-TACT 可以集成到现有的光电系统中,具有远距离检测、识别和识别 (DRI) 所需的性能水平。增强的图像处理能力提高了I-TACT系统的性能,使系统能够专注于图片中的特定感兴趣区域,以改进目标识别、自动飞行路径预测和跟踪,从而使用户能够改进其被动无人机检测和交战。

无人机守卫

以色列公司开发的许多民用和军用反无人机系统都利用无源和有源传感器进行预警、检测、分类和态势感知。Elta ELI-4030 Drone Guard 是以色列的开创性系统之一,采用开放式系统架构,能够集成各种传感器和效应器,例如雷达、无源 COMINT 和用于目标检测和验证的光电系统。

Drone Guard 使用的 C2 系统将所有功能统一到一个系统中,并采用自动威胁分析和基于人工智能的决策工具,减少了操作员的工作量,并允许系统由相对较少的操作员操作,即使在高需求场景下也是如此。Drone Guard 提供多种威胁缓解方法,包括通过网络攻击接管目标飞行控制、通过干扰破坏通信和导航 (GPS) 协议或与武器系统交战。其他可以集成的潜在拦截方法包括无人机部署的破坏性措施,以及安装在远程武器站(RWS)上的各种武器的精确稳定火力。使用最佳的传感器和效应器配置,Drone Guard 可以检测和跟踪最远 40 公里外的无人机,识别最远 20 公里外的目标,

扫描电磁频谱寻找恶意无人机是针对远程控制或监控无人机的有效监视方法。D-Fend Solutions 的 EnforceAir 系统使用无源接收天线来检测商用无人机在某个区域内使用的独特通信信号。可以对接收到的遥测信号进行解码,以确定无人机型号、当前位置和起飞位置等信息。这些信息还可以用作针对操作员的响应的一部分,以及用于对无人机进行远程网络接管。射频 (RF) 网络接管技术专为克服商用或 DIY 无人机的特定协议而定制。该系统自动对无人机执行射频网络接管,迫使它们安全着陆,并将附带损害的风险降至最低。

无人机杀戮无人机解决方案

当需要更有力的拦截手段时,就会使用弹道网、箔条弹丸或所谓的“无人机杀无人机”(DKD) 解决方案。一些 DKD 解决方案使用一次性或可重复使用的动能无人机,而其他解决方案则使用无人机携带的可部署武器。Airobotics 的 Iron Drone 就是后一种功能的一个例子,它旨在在复杂环境中保护资产免受敌对无人机的攻击,并最大限度地减少附带损害。作为一种全自动解决方案,它使用了 Raider,一种小型拦截无人机。在拦截过程中,Raider 会自主飞向指定目标,使用配备计算机视觉软件的日/夜摄像头自动跟踪目标,并部署弹道网以使流氓无人机丧失能力,

另一种采用 DKD 概念的以色列反无人机系统是 Robotican 的 Goshawk,这是一种使用无人机的自主系统,可部署拦截网以捕获半空中的敌方无人机。捕获流氓无人机后,Goshawk 可以在任何选定位置对捕获的无人机进行受控处置,例如武器化无人机的爆炸坑或用于进一步检查的安全地点。Goshawk 造成附带损害的可能性相对较小,因此适合在人口稠密地区和高风险地点运行。
当快速响应至关重要且可用最少的设施来处理这种情况时,Xtend Griffon 使操作员能够部署快速拦截无人机系统。Griffon 无人机由安装在刚性框架上的下悬网组成。捕获目标无人机后,网会脱离并与目标一起掉落到地面上。该控制系统采用虚拟现实和传感器融合技术,为操作员提供半自动拦截的帮助。这使得没有飞行经验的操作员也可以使用该系统。

其他动能反无人机拦截机使用的无人机依靠击杀来击败目标。Skylock是一家反无人机解决方案提供商,采用两种动能拦截方法——DRONELOCK,这是一种四旋翼无人机,可通过撞击敌方无人机来自主拦截敌方无人机,依靠动能冲击力击落目标。DRonELOCK 利用专有的机载人工智能和机器视觉处理来跟踪其目标。在快速拦截方面,Skylock提供了“天空拦截器”,它本质上是一种配备非爆炸性“对抗云”弹头和近炸引信的火箭。弹头包含一个由细橡胶条组成的压缩网,一旦激活,弹头就会将这些橡胶条释放到一个巨大的对抗云中,这将缠住任何存在于其中或穿过其中的无人机的螺旋桨,从而导致其崩溃。对抗云覆盖相对广泛的区域,使系统能够与执行规避复杂机动的无人机和无人机群交战。天空拦截器火箭的有效射程为 1-3 公里,可以从地面或空中平台发射。

致命对策

一些先进的无人机可能不受网络接管或软杀伤解决方案的影响,而硬杀伤选项是防止无人机攻击的唯一方法。使用普通的小型武器对抗无人机是极其困难的,需要运气、良好的能见度和视力、有利的风力条件以及狙击手般的武器控制。为了简化这项任务,SmartShooter 开发了 SMASH 系列火控系统,使操作员能够使用配备该系统的标准枪械来攻击无人机等移动目标。SMASH 系列小型武器火控系统主要包括集成了摄像机的传统小型武器光学器件、激光测距仪、倾斜传感器、气象传感器以及具有计算机视觉和弹道计算功能的火控计算机。该系统由用户指定目标来操作,随后,系统跟踪目标并不断计算最佳瞄准点,以确保击中该目标。这会显示在瞄准器上,通知操作员将武器瞄准何处。然后操作员可以自由扣动扳机,但系统会以电子方式锁定撞针释放,直到武器的瞄准点与火控计算机设置的最佳瞄准点对齐。这种布置使得使用小型武器攻击无人机等移动目标变得更加容易。然而,该系统以电子方式锁定撞针释放,直到武器的瞄准点与火控计算机设置的最佳瞄准点对齐。这种布置使得使用小型武器攻击无人机等移动目标变得更加容易。然而,该系统以电子方式锁定撞针释放,直到武器的瞄准点与火控计算机设置的最佳瞄准点对齐。这种布置使得使用小型武器攻击无人机等移动目标变得更加容易。

嵌入 RCWS 的另一个解决方案是 General Robotics 的 Pitbull-AD,这是一种 RWS,配备了 DroneShield DroneCannon 干扰器形式的软杀伤效应器,以及由 7.62 毫米或 5.56 毫米机枪组成的硬杀伤组件。火控系统能够自动探测、跟踪和识别目标,并建立禁火区。

为了满足海军舰艇对反无人机的需求,Rafael 优化了其 TYPHOON Mk 30-c 海军 RWS 击败无人机的能力,使其射程达到 3,000 m。空爆弹药的使用以及对原始系统自动目标识别和火力修正的改进是为现有台风用户提供的升级。

Rafael 还提供高能激光 (HEL) 效应器作为其 Drone Dome C-UAV 系统的一部分。高能激光拦截弹可作为补充措施,具有光速交战、弹匣容量无限、每次拦截成本可以忽略不计的优点。LITE BEAM 是一种 7.5 kW HEL,旨在用于对付小型无人机以及简易爆炸装置 (IED) 和未爆炸弹药 (UXO) 等地面目标。它能够攻击范围从几百米到 2,000 m 的目标。

随着无人机技术的不断扩散,以色列和其他国家一样,必须适应这些不断变化的威胁。反无人机能力仍然是地方当局、政府机构以及国防、安全和商业部门的主要关注点。因此,预计他们的对策在可预见的未来仍将成为人们关注的焦点。
 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/202307/03/75100.html
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