如何防御蜂群
??鑒于集群式無人機(jī)的低紅外、低成本和高抗毀性等特點,使用地空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈等高價值武器無異于大炮打蚊子,容易丟失目標(biāo)且經(jīng)濟(jì)成本太大;使用高炮和便攜式導(dǎo)彈盡管對單個近距離、低空、慢速目標(biāo)攔截效果較好,但也不適合分布式作戰(zhàn)的無人機(jī)集群。因此,干擾和打擊方法必須具備低成本、大覆蓋、高效能等優(yōu)勢。

??(一)實施多途徑電子干擾,全面抑制無人機(jī)集群的作戰(zhàn)威力
??無人機(jī)本身體積小、容量有限、抗干擾功能相對缺乏,其導(dǎo)航系統(tǒng)、電子偵察系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和組網(wǎng)協(xié)同系統(tǒng)在受到強烈電磁干擾時很可能會部分失靈甚至徹底失效。
??定位、導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)按預(yù)定路線飛行的保證。一般地,無人機(jī)在飛行時須依賴全球定位系統(tǒng)(GPS)和捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)實施定位和導(dǎo)航。但 GPS存在著信號強度弱、接收機(jī)響應(yīng)能力不強等缺點。若GPS信號接收機(jī)被干擾,無人機(jī)只能依賴SINS導(dǎo)航,而SINS的累積誤差往往會隨著航程增加而迅速擴(kuò)大,導(dǎo)致定位精度下降,甚至?xí)篃o人機(jī)偏離預(yù)定航線。
??無人機(jī)攜帶的任務(wù)載荷多為光電傳感器和輕型合成孔徑雷達(dá)。對光電傳感器的干擾手段包括制導(dǎo)欺騙式干擾、測距欺騙干擾、致盲壓制式干擾以及煙霧干擾等;對合成孔徑雷達(dá)的干擾手段包括瞄準(zhǔn)式噪聲干擾和欺騙式干擾等。
??無人機(jī)集群同后方控制平臺的通信通常有無人機(jī)與平臺距離在視距之內(nèi)的視距通信和在視距外的衛(wèi)星中繼通信兩種方式。對于視距通信,可以使用多目標(biāo)干擾、頻率跟蹤式干擾和全頻段攔阻式干擾;對于衛(wèi)星中繼通信,只要破壞無人機(jī)發(fā)射端—上行鏈路—衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器—下行鏈路—平臺接收端的任一環(huán)節(jié)即可。
??無人機(jī)集群間通過一種子網(wǎng)絡(luò)語言相互溝通、協(xié)調(diào)行動。通過發(fā)射合適的干擾信號可以擾亂這種內(nèi)部通信,使其自亂陣腳,集群中的個體只能各自為戰(zhàn),集群戰(zhàn)就退化為混戰(zhàn),作戰(zhàn)效能也將大大折損。這種干擾甚至能在集群內(nèi)部引起大規(guī)模碰撞毀傷等連鎖反應(yīng),最終徹底摧毀整個集群。由于集群大都呈密集型分布,這種子網(wǎng)絡(luò)語言可能會對甚高頻(VHF)信號敏感。
??(二)利用定向能武器,實施瞬時高能打擊
??1、激光武器
??激光武器利用激光固有的單色性、方向性和高能量密度等特點,具有直線攻擊、瞬時打擊、抗干擾能力強、作戰(zhàn)效費比高等優(yōu)勢。高能激光照射到無人機(jī)上可以使機(jī)體升溫、熔化或汽化,破壞機(jī)械結(jié)構(gòu)或電子元件,從而毀傷無人機(jī)。2015年8月,波音公司在 “黑色標(biāo)槍” (BlackDart)反無人機(jī)演習(xí)中,演示了 “緊湊型激光武器系統(tǒng)”的反無人機(jī)能力。該系統(tǒng)可通過中波紅外傳感器在 40千米的范圍內(nèi)識別、追蹤地面和空中目標(biāo),激光波束可在37千米范圍內(nèi)聚焦。

??盡管如此,激光武器打擊無人機(jī)集群還需克服很多困難:首先,激光能量轉(zhuǎn)化效率低、光束功率密度小,未能實現(xiàn) “即打即毀”殺傷能力;二是激光在大氣傳輸中衰減較強,受天氣影響較大,不具備全天候作戰(zhàn)能力;三是目前激光武器的體積和重量大,機(jī)動性不強,難以跟得上靈活機(jī)動的機(jī)群;四是激光武器的波束太窄,一次只能攻擊一個無人機(jī)目標(biāo)。
??2、高功率微波武器
??高功率微波武器是一種具備軟、硬多種殺傷效應(yīng)的定向能武器,它可發(fā)射峰值功率在100兆瓦以上、頻率在1~300吉赫之間的電磁脈沖,通過天線進(jìn)入目標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部擊穿和燒毀電子元器件,從而毀傷目標(biāo)。與激光武器相比,微波武器的作用距離更遠(yuǎn),受氣候影響更小,攻擊時只需確定大概指向,不必精確瞄準(zhǔn),易于火力控制。微波武器輻射出的大功率寬角度(多呈扇形或圓錐形)電磁波脈沖有大面積殺傷能力,可以充當(dāng)盾牌防御整個集群。另外,由于發(fā)射波束具備一定的方向性,可避免對己方電子設(shè)備造成毀傷。雷聲公司近年來持續(xù)為美國陸軍開展陸基高功率微波(HPM)武器的演示驗證,其演示樣機(jī)安裝在6米的容器內(nèi),它以高功率磁控管為基礎(chǔ),配備了用于目標(biāo)跟蹤與引導(dǎo)提示的火控雷達(dá),可實現(xiàn)空中全覆蓋。2013年,該系統(tǒng)在美國陸軍火力卓越中心成功驗證對抗多架無人機(jī)的能力。
??(三)發(fā)展 “幕”型攔截武器,提升無人機(jī)捕殺效能
??“幕”型武器發(fā)射之后在較大空間分散成幕狀結(jié)構(gòu)組織,可由地基或空基平臺發(fā)射,是攔截和毀傷高密度、輕質(zhì)量無人機(jī)集群的高性價比武器。
??幾年前,DARPA曾評估一種稱為 “快速捕獲無人機(jī)或使無人機(jī)失能”的小型空中防御概念武器,這種武器采用攜帶紅外近距離傳感器的管型發(fā)射裝置,可噴射出泡沫或網(wǎng)罩,而網(wǎng)罩的導(dǎo)電碳纖維能夠使無人機(jī)的通信系統(tǒng)失靈。開放工廠公司研制生產(chǎn)的SkyWall100小型無人機(jī)攔截系統(tǒng)也屬于這一類武器,該系統(tǒng)作用范圍為100米,由肩扛式發(fā)射筒和攔截網(wǎng)彈組成,發(fā)射筒配有光學(xué)智能瞄準(zhǔn)儀,攔截網(wǎng)發(fā)射后在空中形成大覆蓋面,包裹目標(biāo)無人機(jī)并使其失去動力。
??(四)依托制空優(yōu)勢,有人戰(zhàn)機(jī)空中摧毀無人機(jī)集群
??盡管近年來無人機(jī)技術(shù)取得了長足進(jìn)步,無人機(jī)裝備也從單純地監(jiān)視偵察發(fā)展到攜帶 “地獄火”導(dǎo)彈執(zhí)行地面攻擊,甚至誕生了可執(zhí)行多種任務(wù)的無人作戰(zhàn)飛機(jī),但制空能力弱還是所有無人機(jī)的通病。憑借高機(jī)動性和靈活性,有人戰(zhàn)斗機(jī)可利用機(jī)炮等機(jī)載武器肆意獵殺無人機(jī)集群。此外,有人戰(zhàn)機(jī)還可以利用機(jī)上電子對抗設(shè)備對無人機(jī)集群進(jìn)行干擾,用 “幕”型武器取代空空導(dǎo)彈來提高攔截概率和效費比。

??(五)以雷達(dá)誘餌實施誘騙,抵消無人機(jī)集群威脅
??由于無人機(jī)集群的打擊對象主要是以雷達(dá)為主的一體化防空系統(tǒng),因此可采用雷達(dá)誘餌抵消威脅。雷達(dá)誘餌主要有制式干擾誘餌、廢舊雷達(dá)誘餌以及同頻接力誘餌三種。制式誘餌是指在雷達(dá)附近分置一個或多個與雷達(dá)發(fā)射信號特性相同的制式干擾源,當(dāng)無人集群來襲時,雷達(dá)指揮控制中心可統(tǒng)一控制,利用閃爍、兩點源相參干擾誘騙和多點源非相參干擾誘騙等方式,使集群無法精確跟蹤雷達(dá)信號;利用廢舊雷達(dá)誘餌,是指使用置于假陣地的廢舊雷達(dá)模擬作戰(zhàn)雷達(dá)的電磁輻射特征,用假信號引誘敵無人機(jī)集群偏離正確目標(biāo);同頻接力誘餌即利用多部雷達(dá)接力交替工作,使集群難以持續(xù)跟蹤某一部確定雷達(dá),從而抵消其探測、干擾和打擊能力。
??集群式無人機(jī)作戰(zhàn)將動物界的集群行為與小型無人機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合,集數(shù)量多、靈活彈性、分布式打擊、抗毀傷和低成本優(yōu)勢于一體,是一種改變游戲規(guī)則的新型作戰(zhàn)威脅。為及時發(fā)現(xiàn)這種威脅,可通過遠(yuǎn)程—中程—近程分層放置、雙—多基地分布式部署、空—地組網(wǎng)協(xié)同等方案建立起完備的雷達(dá)預(yù)警體系,并開發(fā)微波光子雷達(dá)等具備顛覆性潛力的雷達(dá)探測技術(shù)和裝備;為有效反制這種威脅,應(yīng)對無人機(jī)集群開展廣泛的電子軟殺傷攻擊,借助組網(wǎng)雷達(dá)或廢舊雷達(dá)實施誘騙,使用有人戰(zhàn)機(jī)空中攔截和摧毀,并開發(fā) “幕”型武器和定向能武器 (特別是高功率微波武器)等具有大覆蓋、寬角度、定向攻擊能力的武器系統(tǒng)。
