无人机蜂群物理反制手段

胡雷刚　李五洲

针对无人机蜂群特点，从物理角度分析其物理特性及反制手段，为采用物理手段防御与反制无人机蜂群奠定基础。

随着微小型无人机指挥通信、编队控制、集成制造等技术的不断发展，以及人工智能的进步与应用，无人机以“蜂群”形态集群行动，有显著的非对称作战优势，得到各国军方广泛关注，对外公开的研究项目主要是美军的“小精灵”、“低成本无人机集群技术”、“微型无人机高速发射演示”、“近战隐蔽一次性自主无人机”等，无人机蜂群在研究中不断试验、验证，逐步从概念走向军事应用。

无人机蜂群蓬勃发展，也带来了无人机蜂群反制问题，无人机防御本来就存在“预警探测难、指挥控制难、打击毁伤难”的问题，且蜂群多为微小型无人机，微小型无人机自身体积小、雷达反射截面（ RCS），小、飞行高度低/极低，再辅以蜂群自主编队、智能决策等自适应能力，使得无人机蜂群具有很强的隐蔽性、攻击性和强健性，防御和反制无人机蜂群更困难。

在无人机防御与反制技术基础上，针对无人机蜂群飞行、电磁、控制等特性，作者从物理、电磁、定向能等方面分篇探讨反制无人机蜂群的方法和手段，为防御与反制无人机蜂群奠定基础。

无人机蜂群物理特性

当前美军无人机蜂群研究走在世界前列，技术日趋成熟，其中“小精灵”项目采用百千克级无人机，载机发射、空中回收，可执行侦察监视或电子攻击任务;“低成本无人机蜂群技术研究”采用千克级的“郊狼”无人机，利用舰船、车辆、飞机或无人机等平台管状发射器，可快速连续发射、协同进攻或防御;“微型无人机高速发射演示”项目采用百克级的“山鹑”无人机，可由战斗机搭载、发射，或地面、海上发射，空中自主编组;“近戰隐蔽一次性自主无人机”采用十克级的“蝉”无人机，空中平台“布撤”投放，高空滑翔自主导航飞行。

根据现有蜂群研究项目公开资料（美军无人机蜂群项目的进展情况及无人机具体参数参见本刊2018年第11期“美军无人机蜂群技术发展现状与趋势”），无人机蜂群呈现以下基本物理特性：

（1）体积小

无人机蜂群以微小型无人机为主，大多体积小，如“低成本无人机蜂群技术研究”项目“郊狼”无人机长0.79m，高度0.3m，翼展1.47m;“微型无人机高速发射演示”项目“山鹑”无人机，长约16.5cm，翼展30cm;“近战隐蔽一次性自主无人机”（“蝉”）单机重659或更轻，机身3D打印，自身无动力装置，滑翔比约3.5。

（2）数量多

无人机蜂群可投放或发射的无人机数量多，如“郊狼”已实现40s发射30架，理想目标是6s发射30架;“山鹑”已进行数百次试验，开展F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机在Ma0.6飞行中投放103架验证;“蝉”无人机可通过P-3“猎户座”侦察机投放，每个发射管可携带、释放32架。

（3）载荷有限

微小型无人机携带载荷重量有限，如“小精灵”无人机质量约320kg、最低指标载荷27.3kg、最佳指标载荷54.5kg，“郊狼”重5.4-6.4kg、载荷1.8-2.7kg，“山鹑”重0.3kg，“蝉”单机重659或更轻，主要组成部件（包括机翼）为电路板，载荷融在机身电路板内。

（4）分布式

无人机蜂群数量多，单无人机载荷有限，为完成复杂任务通常采用组合多种载荷模块，分布协同，如“小精灵”防区外发射，携带载荷分布式协同遂行任务;“蝉”可空中布撤投放，降落后通过数据链互连成自组织网络，在指定区域形成稳定的“无人探测蜂群”。

（5）机动能力弱

无人机蜂群多为微小型无人机，速度较慢、航程较短、飞行高度有限，如“山鹑”最高速度111km/h、飞行时间仅20min左右，面对相对速度较快的防空弹丸、导弹等动能武器及激光、电磁脉冲武器攻击时，机动能力弱。“小精灵”虽然可在防区外发射、飞行距离较远，但自身机动能力也有限。

无人机蜂群物理反制手段分析

物理手段反制无人机蜂群主要有伪装防御、拦截捕获、火力毁伤等三种途径。

伪装防御

2017年美国陆军发布的《美国陆军技术出版物（ ATP ）3-01.81：反无人机系统技术手册》明确提出了所有分队都必须制定和采取被动防御措施，以防范无人机系统威胁。被动防御措施包括伪装、遮盖、隐蔽和进入加固掩体，以及执行声音和灯光管制、采用遮蔽技术等。合成部队和小规模分队应随时做好采取被动防御措施的准备，以保护自身免遭敌军探测、观察和攻击。

（1）伪装隐蔽

控制电磁、声学或其他辐射源的使用，实施无线电静默或伪装防护;利用光学和噪音控制手段限制设备发出的光亮和噪音，避免部队所在位置吸引无人机蜂群注意;实施伪装和隐蔽，利用天然或人造材料来伪装人员或设备，通过某种形式的自然或人造阴影隐藏目标，伪造物体误导敌人的识别、军力和注意力，甚至将敌军火力从己方部队的真实装备上引开。

（2）诱骗加固

实施引诱和欺骗，模拟雷达信号、红外信号或用其他手段伪装假目标，设置虚假的部队位置，诱骗无人机蜂群攻击假目标或侦察假情报。以及加固掩体，使用带保护性结构和顶盖的设施进行加固，强化后的掩体将限制无人机的侦察效果，同时限制空中打击的损伤效果。

拦截捕获

拦截捕获方式主要有：

（1）空中拦捕获

可通过空中载机向无人机蜂群发射空中捕获装置，对无人机群进行空中拦截捕获。如美国阿连特技术公司的“无人机快速捕捉和使能系统”是一种枪弹发射的弹药，采用红外制导接近无人机，爆炸抛射出网罩或泡沫，快速膨胀泡沫可包裹无人机，其中导电碳粒子可失效通信设备，致使无人机坠落;俄罗斯“捕虫网”拦截器可安装在飞机、直升机或大型无人机的外部，可发射尼龙材料制成的高强度拦截网，展开后约16m2，载机跟踪靠近微小型无人机后，在有效射程内发射，可捕获无人机并将其带回。

（2）地面拦截捕获

可利用地理围栏对重点目标、关键区域或关键防御路径实施防护，或由地面装置向无人机蜂群发射捕获装置，对微小型无人机“蜂群”进行地面拦截捕获。美国阿连特技术公司的“无人机快速捕捉和使能系统”，是一种枪弹发射的弹药，采用红外制导接近无人机，爆炸时抛射出网罩或泡沫，快速膨胀的泡沫可包裹无人机，且其中导电碳粒子可失效通信设备，致使无人机坠落。俄罗斯SkyWall100肩扛式反无人机装置，利用压缩气体驱动发射网状捕捉器，捕捉器内置降落伞和磁力装置，捕获无人机后能使其立即丧失移动能力，并利用降落伞安全着地，便于后续反侦察。

火力毁伤

（1）火力打击

火力段位的方式主要有：

地面火力是打击无人机的传统方式，也可由战斗机、直升机或无人机实施空中火力打击。防空导弹能够精确打击一定飞行高度范围的单一微小型无人机，机枪甚至步枪等也能对飞行速度较慢的微小型无人机造成物理毁伤，如美国陆军开展基于反火箭、火炮和迫击炮的“扩展区域防御与生存能力”项目，采用袖珍导弹拦截杀伤无人机，已于2015年进行技术试验;美国陆军“复仇者”系统配备了“毒刺”导弹和高射机枪，以打击微小型无人机;伊拉克和阿富汗武装分子曾用步枪击落飞行高度较低的微小型无人机;俄罗斯便携式单兵防空导弹系统“柳树”防空导弹系统，采用光学瞄准和自动制导，具备紫外、近红外和中红外三种独立同时探测能力，能迅速识别空中多目标，攻击6km范围内、高度1 - 3500m的无人机。

（2）蜂群反制蜂群

可用己方“蜂群”的“数量优势+高能弹药”抵消敌方“蜂群”的数量优势，发射己方“蜂群”进入敌方“蜂群”，利用高能弹药自爆高效毁伤敌方无人机，甚至通过物理碰撞抵消敌方数量优势。物理手段反制蜂群的优势和局限

物理手段反制蜂群的优势

物理手段反制蜂群有以下几点优势：

（1）拦截捕获可物理捕捉蜂群。空中捕获或地面地理围栏防护可捕捉蜂群无人机物理实体，限制其接近己方目标，可作为打击摧毁无人机蜂群手段的辅助防御。

（2）火力打击能直接毁伤蜂群。火力打击能物理毁伤蜂群无人机，但无人机蜂群体积小、大数量多、突袭性强，留给传统火力的反应时间短，通常将防空导弹、机枪等火力作为防御反制无人机的最后防线。

（3）蜂群反制蜂群有规模优势。无人机蜂群具有较强的攻击性和规模优势，可以用来反制敌方“蜂群”，利用数量多特点消解敌方无人机蜂群饱和攻击能力，创新无人机蜂群跟踪多目标、协同攻击、定向杀伤、规模杀伤等技术，实现“蜂群”反制“蜂群”。

物理手段反制蜂群的局限

采用物理手段反制蜂群的局限性有：

（1）伪装诱骗防御无人机蜂群的局限。伪装、遮盖、隐蔽以及加固掩体都属于被动防御，通常仅对已知无人机蜂群威胁的较小规模分队有效，大规模部署部队或大型装备伪装、隐蔽效果有限，且模拟雷达信号、红外信号等手段效果与对方蜂群目标识别、抗干扰能力密切相关。

（2）地面火力打击无人机蜂群的局限。第一，防空导弹、机枪、步枪对单体数量多的无人机群毁伤效率较低;第二，对于掠地飞行的无人机、或者体积极小的微型无人机.地面防空系统难以识别、锁定，地面火力打击效果有限;第三，使用防空导弹等武器价值成本较高，一枚导弹成本约是一架微小型无人机的数倍到数百倍，用于打击低成本无人机效费比得不偿失，不利于持续作战;第四，较早消耗了精准武器，不利于后续防御，不适于使用高价值武器打击无人机蜂群。

（3）载机火力打击无人机蜂群的局限。“蜂群”无人机多为微小型无人机，目标特征小，特别其超低空飞行、掠地飞行时，战斗机、直升机、大中型无人机等载机火力不易跟踪、锁定，中高空飞行的载机火力打击有很大局限性;微小型无人机飞行高度相近，可靠近火力打击，但微小型无人机数量少、攻击能力有限时，对具有规模优势的“蜂群”杀伤仍然有限。物理手段反制蜂群的建議

针对当前发展现状在以下几个方面需加强：

（1）完善预警探测

蜂群无人机体积小、雷达反射面小、低空/超低空飞行，远距探测困难，提升探测系统对多目标、小目标的探测能力;美国国防情报局每年举行“黑色飞镖”反无人机试验，也突显了及时探测发现微小型目标的重要性，表明组合式探测是预警探测无人机蜂群的有效手段。

（2）力口强防护伪装

可在防护环节进行目标围栏防护、伪装诱骗。利用地理围栏对重点目标、关键区域或关键防御路径实施防护，或跟踪无人机蜂群飞行路径，对其欲侦察、攻击目标进行无线电静默或伪装防护，也可模拟雷达信号、红外信号或用其他手段伪装假目标，诱骗蜂群攻击假目标或侦察假情报。

（3）主动拦截打击

地面火力是打击无人机的传统方式，也可由战斗机、直升机或无人机实施空中火力打击，也可通过空中或地面向无人机蜂群发射捕获装置，在飞行环节实施拦截捕获。对由平台接收侦察情报信息或受指控平台实时控制的无人机蜂群，可利用空中火力驱离其对“蜂群”有效控制范围外，使“蜂群”失去指挥控制坠落，或者失去侦察监视价值;可对发射、信息接收或实时指控平台进行火力打击或定向能毁伤，使“蜂群”失去指挥控制坠落，或孤立“蜂群”后打击。

（4）集成综合反制

当前，在微波武器、定向能武器尚未实战化普及的条件下，单纯的电磁对抗未必能制服或毁伤无人机，单纯的火力打击应对饱和攻击能力有限，单一手段难以反制种类多样、大小不一、高度不等的无人机蜂群，将物理反制手段与电磁手段、定向能手段集成到一个系统中进行综合性反制。综合性反制武器应尽量集成探测、跟踪、干扰和火力打击功能，保持较高的开放性，便于集成新模块，便于与其他探测、打击系统交联;各种手段的反制武器能满足不同防御目标的具体需求，提高防御战术的灵活性

结束语

无人机蜂群的威胁逐步成为现实，本文从无人机蜂群物理特性人手分析蜂群弱点，梳理可行的物理反制手段，分析物理反制手段的优势与局限性，提出了采用物理手段反制无人机蜂群的具体建议，为防御与反制无人机蜂群奠定基础。