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當無人機遇上“剋星” 矛與盾故事再度上演

X-47B無人機。

雷神公司研製的車載鐳射武器。

雷神公司“相位器”高功率微波武器。

波音“鬼眼”無人機。

美軍測試的新武器, 是由英國公司開發的為“天牆 100”反無人機大炮。

一年前的中東, 極端組織“伊斯蘭國”使用商用無人機投擲炸彈, 由於商用無人機通常體積小, 重量輕, 成本低, 易於獲得……一時間這些無人機成為反恐部門面臨的大難題。 隨著無人機的日益普及, 應用範圍越來越廣泛, 對於各國軍事部門而言, 反無人機技術的需求也隨之水漲船高。 無人機與其“剋星”反無人機系統之間的對抗, 也正在演繹一個全新的矛與盾故事……

今年5月, 英國哈裡王子和未婚妻梅根·馬克爾將在溫莎城堡內的聖喬治教堂舉行婚禮。 為了防止恐怖分子使用無人機襲擊婚禮現場,

英國特種部隊面臨著一場“大戰”:預想中, 民眾可能會啟動無人機來嘗試拍攝婚禮照片, 狗仔隊也可能試圖偷拍溫莎堡內的這對皇家新人, 但是最讓軍方緊張的是, 擔心恐怖分子使用無人機進行襲擊。

英國特種部隊購置反無人機

儘管遭遇恐怖分子襲擊只是小概率事件, 但是英國軍方還是希望“小題大做”, 因為無人機會給安全部門帶來大量麻煩, “我們需要反無人機系統, 而且未來它將被用於幫助監控大型公共活動。 ”

有消息稱, 英國特種部隊屆時將使用反無人機系統保障哈裡王子的婚禮安全, 將使用英國切斯動力公司設計的“無人摧毀者”反無人機防禦系統。 這套系統集成了探測、追蹤和干擾功能,

運用雷達、紅外和光學設備鎖定無人機後, 通過阻斷其無線信號傳輸迫使無人機飛離當前區域或直接降落。 有報導稱, 這套系統價值140 萬美元, 甚至能實現通過無線信號反追蹤, 鎖定無人機操控者的位置, 引導執法部門實施抓捕。

無人機的攻與防

隱形化

隱形化設計自動巡航

在當今戰場上, 無人機一直都在朝著隱形化的方向發展, 畢竟對於飛行的速度不快的無人機來說, 只有隱形化才能讓它的戰力最大程度的發揮。 美國的X-47B無人機就是典型一例——早在2013年, 美國海軍的X-47B無人機就在“布希”號航母上完成了首次彈射起飛試驗, 它也是世界上首款專門設計的隱身艦載無人機。

除了隱形化的設計, 在人工智慧技術的幫助下,

X-47B還能夠獨立“思考”, 上面配有全球衛星定位系統、自動巡航系統以及防撞擊感應器等, 能夠制定、修改飛行計畫, 調整路線執行任務。 美國海軍曾表示, X-47B 有能力進行24小時不間斷的情報收集、監視和軍事打擊任務, 飛行高度最高可達1.2萬米。 按照設計, X-47B 還有充足的空間攜帶炸彈和監測裝置, 最多能夠攜帶900公斤彈藥。

美國為隱形無人機項目投資了十幾億美元, 不過無人機仍然不能讓軍方滿意。 《美國軍事網站》曾援引五角大樓消息稱, 因X-47B隱形性能稍顯不足, 其主要功能將從無人轟炸機轉為無人加油機。

反隱技術

米波雷達讓其“現身”

為了應對無人機“看不見”的威脅, 使得各國紛紛展開反隱技術研究。 目前而言, 中國在這一領域已經取得顯著成績——中國電子科技集團研製出了反隱身先進米波雷達,技術位於世界前列。

據悉,米波是波長長度超過一米的一種長波,米波雷達曾在二戰前後占主流地位。然而,隨著技術發展,米波雷達不能準確測高、威力覆蓋不連續、低角盲區大、陣地適應性差等缺陷逐漸凸顯出來,而微波雷達以其高精度、更好的抗干擾能力逐漸取代米波雷達。

但是,在隱身飛機出現後,逐漸被淘汰的米波雷達又重新進入雷達專家的視野:它能避開隱形飛機的隱身波段,具有探測隱身飛機的天然優勢。不過雷達研究界普遍認為,雖然米波雷達具有探測隱身飛機的獨特優勢,但它的諸多劣勢是難以克服。好在我國科學家攻克了提升米波雷達性能的技術難題,使先進米波雷達具有良好的低仰角空域覆蓋性能和精確的測高性能,以較低代價成功解決了雷達反隱身問題。國際上最有權威的武器雜誌《簡氏防務週刊》曾報導說,中國已經成為反隱身雷達的全球引領者。

蜂群化

如蝗蟲般集群飛行

如果說隱形化是為了讓雷達“看不見”,那麼蜂群化就是要讓無人機目標多得“打不完”。美國海軍的“蝗蟲”計畫就是無人機蜂群化的一種嘗試。據美國《大眾機械》介紹,這種無人機成本低廉,從發射管中彈出後即起飛,可形成幾十架無人機組成的機群。按照美國海軍的要求,一個無人機群的成本甚至要低於一枚導彈的價格。

此前,美國軍方在加利福尼亞州進行試驗,用一架噴氣式戰機釋放了103架微型無人機組成的機群。2016年,美軍曾使用三架超級大黃蜂戰機釋放了大量“Perdix”無人機。這種微型無人機翼展30釐米,可自主飛行。軍事分析員說,這種裝置可以躲避防空系統,用來執行偵察任務。

美國國防部戰略能力辦公室主任羅珀說,“Perdix”無人機並不是經過預設程式的協調行動的個體,而是像自然界中類似鳥群的動物群體那樣,共用決策的分配大腦,相互協調行動,“因為機群沒有領袖,每一架都可以和另一架聯絡協調,可以非常順利地允許每一個無人機進入或離開這個群體。”

鐳射武器

定向能武器讓其“團滅”

反無人機武器市場從無到有,很快將達到每年幾十億美元的份額。美國軍火商雷神公司瞄準這個市場,積極利用高功率微波和高能鐳射武器來對抗越來越便宜且功能越來越強大的各型無人機。

據悉,高功率微波武器中的定向能武器系統發出可調能量束,當瞄準空中目標,如無人機時,將使它們無法飛行。美國陸軍近期在奧克拉荷馬州西爾堡的美國陸軍火力卓越中心舉行了名為“機動火力綜合試驗”的演習中,雷神公司利用高功率微波武器和高能鐳射武器擊落了45架無人機。其中,雷神公司的高功率微波武器與多個無人機群作戰,擊落了33架無人機,每次可擊落2到3架。而高能鐳射武器系統擊落了12架無人機,並摧毀了6個迫擊炮彈。

“在保護我們的部隊免受無人機攻擊方面,定向能武器每次交戰的速度和低成本是革命性的,”雷神先進導彈系統公司副總裁湯瑪斯·巴興表示,“我們已經花了幾十年的時間完善高功率微波系統,這可能很快為我們的軍隊提供了一個顯著的優勢來對抗激增的威脅。”

高空化

可在兩萬米高空飛行

為了使反無人機系統無法夠到無人機目標,越飛越高也是一種選擇。以美國波音公司研發的“鬼眼”無人機為例,該無人機可在近兩萬米高空實施長達4天的偵察作業。據官網介紹,英國特種部隊採用的英國切斯動力公司的反無人機系統有效作用範圍也不過10公里。

據悉,“鬼眼”是波音公司為滿足美國空軍對高空、長航時無人偵察作業的需求,而研發的最有影響力的軍用無人機之一,其採用2台2.3L、4缸液氫推進系統,翼展45.7米,有效載荷204千克,可在65000英尺(1.98萬千米)的高空飛行。

“鬼眼”無人機於2012年進行了首飛,此後的幾年,又接受了多次飛行測試,波音公司希望讓這款無人機投入使用。不過,“鬼眼”無人機的唯一原型機最終被拆解。不知道這是否意味著波音希望“鬼眼”翱翔於天際的夢想就此終結。

高空防禦

用傳統防空導彈攔截

要想擊落高空無人機,目前只能依靠傳統防空系統,如防空導彈或高空戰鬥機等,每次攔截代價不菲,似乎在用“大炮打蚊子”——2017年9月和11月,以色列軍方用“愛國者”導彈先後擊落了兩架試圖進入以控空域的無人機。“愛國者”是一種遠端、全高度、全天候防空導彈系統,用於攔截戰鬥彈道導彈、巡航導彈和先進作戰飛機。

據美國《全球安全網站》資料顯示,PAC-2型“愛國者”導彈最大射高可達到24公里,足以擊落“鬼眼”無人機等高空無人機。據悉,愛國者導彈裝備一種稱為“導彈跟蹤”的制導系統。導彈內的目標截獲系統會在飛行末段截獲目標,並將使用“導彈跟蹤”系統將資料通過地面雷達下傳至作戰控制中心,由作戰控制中心計算出導彈飛行末段飛行指令資料。然後,飛行修正指令通過導彈跟蹤指令上行線路傳回導彈。在彈頭中的末制導段後部,便是愛國者導彈攜帶的90千克高爆戰鬥部。

低空防禦

單兵有“無人機殺手”

美海軍陸戰隊上月底舉行城市先進海軍技術演習,測試了一種外型相當科幻的新武器——由英國OpenWorks Engineering公司開發的反無人機大炮。該公司市場總監介紹說,這款反無人機大炮大約在三年前開始研發,可以用於商業用途和打擊恐怖主義。

據悉,這種“無人機殺手”名稱為“天牆 100”。這是一種長約1.3米、重約11.3公斤的可擕式槍式發射器,利用壓縮空氣推進(槍身後面裝備有壓縮空氣罐),還配備有智慧瞄準器。以單兵肩扛式發射為主,也可安裝在車上使用。

當“天牆 100”鎖定目標後,就會發射一枚內帶捕捉網的智慧炮彈,在大約120米距離內接近敵方正在飛行的無人機、自動展開並捕捉。系統再裝填時間僅為8秒,可在短時間攔截多個目標。其最大特點是捕捉到無人機後能自動釋放降落傘,將無人機完整帶回地面,以便後續的情報搜集與調查。

中國在這一領域已經取得顯著成績——中國電子科技集團研製出了反隱身先進米波雷達,技術位於世界前列。

據悉,米波是波長長度超過一米的一種長波,米波雷達曾在二戰前後占主流地位。然而,隨著技術發展,米波雷達不能準確測高、威力覆蓋不連續、低角盲區大、陣地適應性差等缺陷逐漸凸顯出來,而微波雷達以其高精度、更好的抗干擾能力逐漸取代米波雷達。

但是,在隱身飛機出現後,逐漸被淘汰的米波雷達又重新進入雷達專家的視野:它能避開隱形飛機的隱身波段,具有探測隱身飛機的天然優勢。不過雷達研究界普遍認為,雖然米波雷達具有探測隱身飛機的獨特優勢,但它的諸多劣勢是難以克服。好在我國科學家攻克了提升米波雷達性能的技術難題,使先進米波雷達具有良好的低仰角空域覆蓋性能和精確的測高性能,以較低代價成功解決了雷達反隱身問題。國際上最有權威的武器雜誌《簡氏防務週刊》曾報導說,中國已經成為反隱身雷達的全球引領者。

蜂群化

如蝗蟲般集群飛行

如果說隱形化是為了讓雷達“看不見”,那麼蜂群化就是要讓無人機目標多得“打不完”。美國海軍的“蝗蟲”計畫就是無人機蜂群化的一種嘗試。據美國《大眾機械》介紹,這種無人機成本低廉,從發射管中彈出後即起飛,可形成幾十架無人機組成的機群。按照美國海軍的要求,一個無人機群的成本甚至要低於一枚導彈的價格。

此前,美國軍方在加利福尼亞州進行試驗,用一架噴氣式戰機釋放了103架微型無人機組成的機群。2016年,美軍曾使用三架超級大黃蜂戰機釋放了大量“Perdix”無人機。這種微型無人機翼展30釐米,可自主飛行。軍事分析員說,這種裝置可以躲避防空系統,用來執行偵察任務。

美國國防部戰略能力辦公室主任羅珀說,“Perdix”無人機並不是經過預設程式的協調行動的個體,而是像自然界中類似鳥群的動物群體那樣,共用決策的分配大腦,相互協調行動,“因為機群沒有領袖,每一架都可以和另一架聯絡協調,可以非常順利地允許每一個無人機進入或離開這個群體。”

鐳射武器

定向能武器讓其“團滅”

反無人機武器市場從無到有,很快將達到每年幾十億美元的份額。美國軍火商雷神公司瞄準這個市場,積極利用高功率微波和高能鐳射武器來對抗越來越便宜且功能越來越強大的各型無人機。

據悉,高功率微波武器中的定向能武器系統發出可調能量束,當瞄準空中目標,如無人機時,將使它們無法飛行。美國陸軍近期在奧克拉荷馬州西爾堡的美國陸軍火力卓越中心舉行了名為“機動火力綜合試驗”的演習中,雷神公司利用高功率微波武器和高能鐳射武器擊落了45架無人機。其中,雷神公司的高功率微波武器與多個無人機群作戰,擊落了33架無人機,每次可擊落2到3架。而高能鐳射武器系統擊落了12架無人機,並摧毀了6個迫擊炮彈。

“在保護我們的部隊免受無人機攻擊方面,定向能武器每次交戰的速度和低成本是革命性的,”雷神先進導彈系統公司副總裁湯瑪斯·巴興表示,“我們已經花了幾十年的時間完善高功率微波系統,這可能很快為我們的軍隊提供了一個顯著的優勢來對抗激增的威脅。”

高空化

可在兩萬米高空飛行

為了使反無人機系統無法夠到無人機目標,越飛越高也是一種選擇。以美國波音公司研發的“鬼眼”無人機為例,該無人機可在近兩萬米高空實施長達4天的偵察作業。據官網介紹,英國特種部隊採用的英國切斯動力公司的反無人機系統有效作用範圍也不過10公里。

據悉,“鬼眼”是波音公司為滿足美國空軍對高空、長航時無人偵察作業的需求,而研發的最有影響力的軍用無人機之一,其採用2台2.3L、4缸液氫推進系統,翼展45.7米,有效載荷204千克,可在65000英尺(1.98萬千米)的高空飛行。

“鬼眼”無人機於2012年進行了首飛,此後的幾年,又接受了多次飛行測試,波音公司希望讓這款無人機投入使用。不過,“鬼眼”無人機的唯一原型機最終被拆解。不知道這是否意味著波音希望“鬼眼”翱翔於天際的夢想就此終結。

高空防禦

用傳統防空導彈攔截

要想擊落高空無人機,目前只能依靠傳統防空系統,如防空導彈或高空戰鬥機等,每次攔截代價不菲,似乎在用“大炮打蚊子”——2017年9月和11月,以色列軍方用“愛國者”導彈先後擊落了兩架試圖進入以控空域的無人機。“愛國者”是一種遠端、全高度、全天候防空導彈系統,用於攔截戰鬥彈道導彈、巡航導彈和先進作戰飛機。

據美國《全球安全網站》資料顯示,PAC-2型“愛國者”導彈最大射高可達到24公里,足以擊落“鬼眼”無人機等高空無人機。據悉,愛國者導彈裝備一種稱為“導彈跟蹤”的制導系統。導彈內的目標截獲系統會在飛行末段截獲目標,並將使用“導彈跟蹤”系統將資料通過地面雷達下傳至作戰控制中心,由作戰控制中心計算出導彈飛行末段飛行指令資料。然後,飛行修正指令通過導彈跟蹤指令上行線路傳回導彈。在彈頭中的末制導段後部,便是愛國者導彈攜帶的90千克高爆戰鬥部。

低空防禦

單兵有“無人機殺手”

美海軍陸戰隊上月底舉行城市先進海軍技術演習,測試了一種外型相當科幻的新武器——由英國OpenWorks Engineering公司開發的反無人機大炮。該公司市場總監介紹說,這款反無人機大炮大約在三年前開始研發,可以用於商業用途和打擊恐怖主義。

據悉,這種“無人機殺手”名稱為“天牆 100”。這是一種長約1.3米、重約11.3公斤的可擕式槍式發射器,利用壓縮空氣推進(槍身後面裝備有壓縮空氣罐),還配備有智慧瞄準器。以單兵肩扛式發射為主,也可安裝在車上使用。

當“天牆 100”鎖定目標後,就會發射一枚內帶捕捉網的智慧炮彈,在大約120米距離內接近敵方正在飛行的無人機、自動展開並捕捉。系統再裝填時間僅為8秒,可在短時間攔截多個目標。其最大特點是捕捉到無人機後能自動釋放降落傘,將無人機完整帶回地面,以便後續的情報搜集與調查。

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