除了利用激光武器和傳統(tǒng)火力等對(duì)無人機(jī)進(jìn)行“硬殺傷”外，美、英等國對(duì)無線電干擾技術(shù)和網(wǎng)式攔截技術(shù)等“軟殺傷”手段的研究也方興未艾。比如，上文提到的AUDS、Drone Dome、Falcon Shield和“無人機(jī)衛(wèi)士”等反無人機(jī)系統(tǒng)，均具有無線電干擾功能。

2015年，美國巴特勒國家安全研究與發(fā)展公司研發(fā)出一款名為“無人機(jī)防御者”的無線電射線步槍。“無人機(jī)防御者”通過發(fā)射無線電波束來干擾無人機(jī)的控制信號(hào)和GPS導(dǎo)航信號(hào)，有效作用距離為400m。無人機(jī)在受到干擾后便處于失聯(lián)、失控狀態(tài)，要么在半空中懸停，要么迫降。此外，“無人機(jī)防御者”非常注重發(fā)射速度和便攜性。該步槍總質(zhì)量為4.5kg，冷啟動(dòng)時(shí)間為0.1s，在攜帶備用電池組的情況下，可持續(xù)工作5h。同年，美國西點(diǎn)軍校研究機(jī)構(gòu)也研制出一款功能類似的反無人機(jī)步槍。該步槍由一根天線、無線WiFi和“樹莓派”電腦等組成，造價(jià)只有150美元，低于很多消費(fèi)機(jī)無人機(jī)的售價(jià)和大多數(shù)反無人機(jī)系統(tǒng)的造價(jià)。

“無人機(jī)防御者”步槍

2016年，英國OpenWorks工程公司研發(fā)出一款名為“Skywall 100”的肩射式反無人機(jī)火箭筒。Skywall 100重約10kg，最大攔截距離100m，內(nèi)置豐富的智能傳感器，可以自動(dòng)計(jì)算出無人機(jī)的距離和方位信息。在鎖定目標(biāo)后，利用壓縮空氣發(fā)射攔截彈，并使“子彈”在空中高速撒出攔截網(wǎng)將無人機(jī)裹住，使其喪失機(jī)動(dòng)能力。攔截彈附帶降落傘，在捕獲無人機(jī)后，降落傘會(huì)張開使無人機(jī)和攔截彈緩緩降落。這樣既能避免無人機(jī)直接墜落傷及無辜，又能降低無人機(jī)的損毀程度以便日后追查來源。

Skywall 100火箭筒

“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展存在的問題

近年來，出于國家安全和城市反恐需要，以及伴隨低空空域開放而日益增加的航空安全需求，“低慢小”航空器防控裝備與技術(shù)得到了快速發(fā)展。但是“低慢小”航空器防控裝備不同與常規(guī)武器，如何對(duì)“低慢小”航空器進(jìn)行有效防控，尤其在城市復(fù)雜環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行有效防控，現(xiàn)有技術(shù)手段還面臨諸多問題。

現(xiàn)有探測手段，尚難有效解決城市復(fù)雜環(huán)境下“低慢小”航空器探測問題

從國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀不難看出，目前用于“低慢小”航空器探測的手段主要有低空監(jiān)視雷達(dá)、光電探測、聲學(xué)探測和無線電信號(hào)偵測等。這些探測手段特性各異，在發(fā)現(xiàn)距離、靈敏度、能效范圍、抗惡劣氣候能力、多目標(biāo)同時(shí)跟蹤能力等方面各有所長，但是單一手段均難以有效解決城市復(fù)雜環(huán)境下“低慢小”航空器的探測問題。比如，低空監(jiān)視雷達(dá)可以對(duì)“高慢小”、“低快小”或“低慢大”目標(biāo)實(shí)施有效探測，但是“低慢小”航空器與地物雜波較接近、多普勒頻移不明顯、雷達(dá)散射截面積小，一直是雷達(dá)探測的難點(diǎn)。光電探測易受環(huán)境光線干擾，厚云層或多云時(shí)目標(biāo)紅外特性不明顯，逆光時(shí)目標(biāo)與背景對(duì)比度低，目標(biāo)特性受大氣衰減、湍流影響大，加之“低慢小”航空器光電信號(hào)較弱、信噪比較低，這些都使光電探測、識(shí)別、跟蹤的難度進(jìn)一步增大。聲學(xué)探測可接收并識(shí)別飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、直升機(jī)旋翼與大氣摩擦所產(chǎn)生的聲信號(hào)，但是在鬧市環(huán)境中“低慢小”航空器的聲學(xué)特性極易隱藏，很難被準(zhǔn)確探測、識(shí)別。無線電信號(hào)偵測技術(shù)可偵察、監(jiān)測或監(jiān)聽無線電信號(hào)，但是當(dāng)“低慢小”航空器處于無線電靜默或者“跳頻”控制時(shí)，也很難被及時(shí)有效地探測。

適應(yīng)城市反恐需要、避免傳統(tǒng)攔截手段造成二次毀傷的攔截方案不多

目前針對(duì)“低慢小”航空器的處置攔截手段主要有傳統(tǒng)火力攔截、激光攔截、無線電干擾和網(wǎng)式攔截等。防空導(dǎo)彈主要用于武力威懾，其殺傷破片對(duì)地面人群、建筑極易造成二次毀傷，且效費(fèi)比很低；而高射機(jī)槍(炮)的精準(zhǔn)度很差，且流彈對(duì)地面人群、建筑都可能造成二次毀傷。激光攔截技術(shù)近年來得到迅猛發(fā)展，國內(nèi)外軍工單位和科研院所研制出多款針對(duì)無人機(jī)的激光攔截武器。但是利用激光武器對(duì)“低慢小”航空器進(jìn)行處置攔截，還存在一些缺點(diǎn)或不足，主要表現(xiàn)在：1)激光在大氣中傳輸容易衰減，其射程受大氣的影響，不具備全天候作戰(zhàn)能力，一旦遇到濃云雨霧、雷電雪霾等惡劣天氣，光束質(zhì)量變差，難以發(fā)揮應(yīng)用的威力；2)跟蹤瞄準(zhǔn)難度大，在攔截目標(biāo)時(shí)如遇視線有阻擋或目標(biāo)高機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其跟蹤瞄準(zhǔn)要達(dá)到理想的精度，是一個(gè)尚在解決的課題；3)隨著射程的增加，光束在目標(biāo)上形成的光斑逐步增大，導(dǎo)致激光的功率密度隨之降低；4)能量轉(zhuǎn)換效率低，激光武器系統(tǒng)體積和質(zhì)量較大，機(jī)動(dòng)性不高。無線電干擾設(shè)備通過發(fā)射無線電波束來干擾無人機(jī)的控制線號(hào)和GPS導(dǎo)航信號(hào)，但其處置對(duì)象單一，也極易干擾市民正常生活。網(wǎng)式軟殺傷攔截技術(shù)是一種新型軟殺傷攔截技術(shù)，雖然有過成功的案例，但由于存在戰(zhàn)斗部單一、攔截空域有限、攔截網(wǎng)易受氣流影響等不足，不能滿足所有需求。另外，在城市復(fù)雜環(huán)境下，安全可靠發(fā)射也是一個(gè)不容忽視的問題。

措施和建議

針對(duì)“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展存在的上述問題，以及“低慢小”航空器防控面臨的新形勢，現(xiàn)有的技術(shù)裝備已難以滿足要求，亟需開展和加強(qiáng)總體設(shè)計(jì)、多元探測、復(fù)合攔截等方面的技術(shù)攻關(guān)。

開展城市復(fù)雜環(huán)境下多元傳感器協(xié)同探測和綜合識(shí)別技術(shù)研究

利用多元傳感器對(duì)“低慢小”航空器進(jìn)行協(xié)同探測，建立“一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，多維跟蹤”的探測系統(tǒng)，可以及時(shí)獲取目標(biāo)位置、視頻圖像、操控?zé)o線電頻率等多種信息，是解決城市復(fù)雜環(huán)境下“低慢小”航空器探測的有效途徑。同時(shí)研究典型“低慢小”航空器特性數(shù)據(jù)庫技術(shù)，突破多元傳感器對(duì)“低慢小”航空器多特征綜合識(shí)別技術(shù)，提升傳感器對(duì)多目標(biāo)、真假目標(biāo)的特征提取與識(shí)別能力。

開展多體制復(fù)合攔截技術(shù)研究

針對(duì)激光攔截、無線電干擾和網(wǎng)式攔截目前存在的技術(shù)難點(diǎn)和瓶頸問題，積極開展相關(guān)研究工作。同時(shí)根據(jù)不同體制攔截手段所具有的不同戰(zhàn)技指標(biāo)和適用范圍，建立處置攔截系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)庫，支撐指揮控制系統(tǒng)對(duì)處置攔截過程進(jìn)行科學(xué)決策。重點(diǎn)開展多體制攔截手段綜合集成技術(shù)研究，利用網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，完成復(fù)合攔截系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，建立具有可擴(kuò)展性的復(fù)合攔截系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，做到攔截信息實(shí)時(shí)共享、攔截過程高度協(xié)調(diào)。

近年來，“低慢小”航空器的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)對(duì)維護(hù)低空飛行秩序、保障城市建設(shè)和推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。世界各國都在加緊發(fā)展“低慢小”航空器防控裝備和技術(shù)，并在預(yù)警探測和處置攔截領(lǐng)域取得了豐碩的成果。

文/李明明、卞偉偉、甄亞欣 原載于《飛航導(dǎo)彈》2017年第1期

轉(zhuǎn)載請注明：北緯40° » “低慢小”航空器防控裝備發(fā)展現(xiàn)狀