微型無人機(jī)通常為尺寸在15cm左右,重量為10-500克的納米飛行器,其最佳使用高度在45-60米,最大度高可達(dá)150米,飛行速度在10-20米/s,最大航程10千米,最大續(xù)航時(shí)間2小時(shí)以上。微型無人機(jī)最初的設(shè)計(jì)理念是作為士兵可攜帶的一種戰(zhàn)場偵察設(shè)備,向單兵或小規(guī)模作戰(zhàn)部隊(duì)提供所需要的信息,進(jìn)而大大減少部隊(duì)在偵察過程的死亡率,同時(shí)大幅提高作戰(zhàn)效率。
世界性難題
目前,即使空中力量處于世界領(lǐng)先地位的美軍,也面臨2大問題:一是空中作戰(zhàn)力量稀缺。主要是因?yàn)榭罩辛α砍掷m(xù)作戰(zhàn)能力有限、部隊(duì)對空中力量的需求遠(yuǎn)大于目前已有能力、建設(shè)與維護(hù)空中力量代價(jià)高昂、機(jī)場及跑道等專用支持能力受限等。二是高精尖空中資產(chǎn)欠缺靈活性。盡管五代機(jī),如F-35的隱身性能、先進(jìn)的傳感器組件以及電子戰(zhàn)系統(tǒng),能在涉及穿透復(fù)雜防空打擊任務(wù)中提供必要優(yōu)勢,但它們在低威脅環(huán)境中用處不大。此類高精尖飛機(jī)上的高度集成能力,使得指揮官無法在需要時(shí)將其能力拆分至不同戰(zhàn)場,并且任務(wù)成本巨大,而微型無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,恰好能滿足相當(dāng)一部分的小型空中力量對于靈活性的需求。小規(guī)模作戰(zhàn)部隊(duì)將不再只依賴少量的高精尖裝備來支持對地作戰(zhàn),而是可以直接控制成本比較低廉的微型無人機(jī)平臺來補(bǔ)充傳統(tǒng)飛機(jī)的能力。一些沒有能力研發(fā)或購買第五代戰(zhàn)斗機(jī)的國家也會越來越多地轉(zhuǎn)向較小的無人平臺,以阻止對手完全控制空域。
圖注:“黑蜂”3微型無人機(jī)
無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)其獨(dú)特優(yōu)勢主要體現(xiàn)在2個(gè)方面。一是低成本。無人機(jī)集群作戰(zhàn)不僅可以大量消耗敵方的防空導(dǎo)彈,還不用擔(dān)心損失造價(jià)高昂的戰(zhàn)斗機(jī)和寶貴的飛行人員。二是難防御。蜂群戰(zhàn)術(shù)可以動(dòng)用成百上千架無人機(jī),由后臺統(tǒng)一下達(dá)作戰(zhàn)指令,集群中的無人機(jī)可以攜帶不同的裝備,能同時(shí)完成偵察、攻擊、誘餌甚至信號中繼等多樣化任務(wù)。
集群作戰(zhàn)的無人機(jī)為了降低重量,大都采用復(fù)合材料,這使得雷達(dá)難以對單個(gè)無人機(jī)進(jìn)行偵察和鎖定。因此微型無人機(jī)集群在某些作戰(zhàn)場景下更能發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢。例如,無人機(jī)集群可以用來迷惑敵方雷達(dá),在戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí),可以先釋放無人機(jī)。這些無人機(jī)經(jīng)后臺算法控制,形成特定編組,優(yōu)先讓敵方雷達(dá)鎖定,讓敵方雷達(dá)誤以為是其他機(jī)型,而當(dāng)敵方發(fā)射防空導(dǎo)彈后,又可迅速將集群散開,使導(dǎo)彈失去目標(biāo)。此時(shí)躲在“蜂群”后面的戰(zhàn)斗機(jī)能出其不意地將敵人戰(zhàn)機(jī)或防空導(dǎo)彈基地摧毀。**在現(xiàn)代城市戰(zhàn)中,眾多建筑增加了城市作戰(zhàn)的難度,重型武器裝備難以發(fā)揮其防護(hù)性強(qiáng)、火力猛的優(yōu)勢。**然而微型無人機(jī)集群卻可以改變這種局面。由于隱蔽性強(qiáng),它可以輕易突破敵軍的防空網(wǎng),快速清除藏匿的狙擊手等,為后續(xù)大部隊(duì)提供實(shí)時(shí)戰(zhàn)場動(dòng)態(tài)。
圖注:無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)效果圖
解決方案
有矛必有盾。隨著“蜂群”技術(shù)的發(fā)展,也必定帶動(dòng)反無人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。為了應(yīng)對“蜂群”無人機(jī)和微型無人機(jī),世界各國都提出了自己的解決方案。
電磁干擾欺騙。通過電磁壓制、選擇性干擾、GPS電子欺騙和電磁脈沖等實(shí)現(xiàn)對其的攔截和壓制,還可以用裝有干擾設(shè)備的無人機(jī)進(jìn)行抵近干擾攔截。2022年,俄羅斯首次將Stupor反無人機(jī)電磁槍投入使用。作為一種電磁脈沖發(fā)射裝置,Stupor能夠破壞無人機(jī)和人員之間通信,抑制其導(dǎo)航和傳輸通道以及在光電頻率范圍內(nèi)的圖像和視頻攝像頭,使之無法接受指令,進(jìn)而干擾和阻止無人機(jī)完成任務(wù)。
圖注:Stupor反無人機(jī)電磁槍
密集武器攔截。采用密集的速射武器攔截?zé)o人機(jī)群是較為傳統(tǒng)的攔截方法。美軍已經(jīng)論證了許多創(chuàng)新方法對抗集群無人機(jī),包括使用空空導(dǎo)彈和用火炮發(fā)射帶有前向爆炸型碎片殺傷彈頭且射向可修正的炮彈等。
微波武器摧毀。采用具備區(qū)域性殺傷能力的微波武器對高密度無人機(jī)集群進(jìn)行攻擊更加有效,美軍制定的“無人機(jī)防御計(jì)劃”就是利用微波武器作為攔截?zé)o人機(jī)集群攻擊的主要武器。美空軍正在試驗(yàn)一個(gè)名為“黑色飛鏢”的項(xiàng)目,其具有偵測、追蹤甚至擊落小型無人機(jī)能力,該系統(tǒng)核心是通過微波能量瓦解無人機(jī)的電子系統(tǒng),將其擊落。
激光武器打擊。為應(yīng)對無人機(jī),美國陸軍與波音公司合作,改裝了“復(fù)仇者”防空系統(tǒng),將其“毒刺”導(dǎo)彈發(fā)射筒換裝成固體激光器和光束定向器,從而使該系統(tǒng)成為彈、炮、激光三合一武器系統(tǒng),具備了定向能和導(dǎo)彈武器的雙重作戰(zhàn)功能。以色列拉斐爾公司也研制出一套“內(nèi)外兼修”的無人機(jī)攔截系統(tǒng),名為“穹頂”,該系統(tǒng)通過信號干擾和激光武器將來犯之?dāng)诚麥?,不過,其有效性還待今后進(jìn)一步驗(yàn)證。
專家簡介:翁宗波,軍事裝備科普專家,主要從事國內(nèi)外高科技裝備、各兵種主戰(zhàn)裝備、聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)等方面的研究,先后在《解放軍報(bào)》《中國國防報(bào)》《兵器》雜志等軍事類報(bào)刊雜志發(fā)表文章200余篇,個(gè)人榮立三等功1次。
出品:科普中國軍事科技前沿
作者:翁宗波(軍事科普作家)
策劃:金赫
科學(xué)審核:費(fèi)伯禹(資深軍事編審)
監(jiān)制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部