反无人机集群作战防御机制探讨

2024-10-30 00:00钱峰寇昆湖刘登攀鹿珂珂
无人机 2024年8期

在无人机技术快速发展的背景下,无人机集群作战作为一种创新战术,正逐渐成为全球军事领域关注的焦点。这种战术模式是,多型多架无人机集于一体,构成一种协同作战集群,执行包括侦察、监视、干扰、打击、战斗支援在内的多样化任务。无人机集群作战显著提升作战效能和灵活性的同时,也给现代战争的战术战略方案带来了新的挑战。在俄乌冲突中,俄罗斯使用伊朗生产的“沙希德”-136(Shahed-136)自杀式无人机对乌克兰后方实施大规模集群空袭,给乌军和民众造成了巨大压力和损失。为应对“沙希德”-136无人机集群带来的威胁,乌克兰军队虽然动用高射炮、高射机枪、单兵便携式防空导弹甚至突击步枪等多种装备进行防空作战,但效果并不理想。

面对无人机集群作战的威胁,当前军方亟须解决的问题是如何构建有效的反无人机集群作战防御机制。防御机制不仅要迅速探测、识别无人机集群,还应具备高效干扰、拦截和摧毁能力,以保障关键目标和基础设施安全。

无人机集群作战特点

协同性强

无人机集群作战的协同能力主要依赖基于自组织通信网络的协同控制机制。这种机制允许每架单机在信息共享和任务分配的框架内,独立完成各自的任务,而且单机之间能建立有效的沟通和协调,以快速响应战场变化,在面对敌方防空系统时,能够展现强大的生存力和弹性作战能力。通过自主协同控制机制,无人机集群显著增强了作战灵活性、鲁棒性以及多变战场环境下的作战适应性。

作战范围广

无人机集群之所以能在广阔区域作战,得益于庞大的单机数量。集群无人机覆盖广阔的地理范围,执行包括侦察、监视、打击、干扰在内的多种作战任务。通过分布式部署和协同作战,集群无人机对广阔区域中的目标实施灵活多变的战术,执行多样化作战行动,有效增强战场态势感知能力和远程目标打击能力,扩展作战区域,显著提高作战效率和任务成功率。

适应性高

无人机集群对战场环境和任务需求变化具有快速的适应能力。通过实施分布式自主控制机制,集群无人机之间即时调整作战策略,灵活分配作战任务,并迅速对敌方行动做出反应,执行侦察、监视、干扰、精确打击等多种任务,同时保持敏锐的战场态势感知,从而显著提高作战适应性和无人机生存力。

作战成本低

无人机集群作战成本低的特点主要源于集群单机通常具有较低的制造和维修成本,加之集群无人机采用可消耗性设计,即使军方在战斗中损失部分集群无人机,也不会对整体作战效能造成重大影响,从而大幅降低了军事行动的经济负担。此外,无人机集群大规模生产和部署进一步分摊了单位成本,提高了作战经济性,在预算有限的情况下,集群作战仍具有较高的效费比。

反无人机集群作战防御机制需求

作为一种创新战术,无人机集群给现有反无人机防御体系带来了新挑战,对防御机制提出了新需求。为了有效应对这些挑战,防御方需要研发高效无人机探测与识别技术,提升多目标处置能力,增强快速响应能力,构建综合防御网络等等。

高效探测与识别技术研发

高效探测与识别技术是对抗无人机集群作战的关键技术。它应采用先进传感器、雷达系统、电子侦察设备以zsoK4xl74zuxOJtECLwt1w==及人工智能算法,以实现对众多小型且难以探测的目标进行实时识别、监视。高效探测与识别技术能在无人机集群潜在威胁快速识别、集群攻击意图判断以及有效对抗策略部署等任务中发挥重要作用,在应对无人机集群可能发起的迅速且多变的攻击时,确保防空系统迅速做出反应,并采取恰当的拦截、干扰、打击等措施,以保障关键设施和人员安全。

多目标处置能力提升

反无人机集群作战需要强大的多目标处置能力。这种能力应同时识别、监视多架无人机,评估多个无人机目标的威胁级别,并有效分配和协调防空资源,对无人机集群进行拦截和压制。在应对无人机集群发起的饱和攻击时,这种能力尤为关键。因为无人机集群能迅速从多个角度发起攻击,给防空系统造成极大威胁,而高自动化、智能化指挥控制系统,灵活高效的武器系统能确保防御方在遭遇大量无人机目标攻击时,迅速做出响应并采取有效的对抗策略。因此,这些系统开发是非常重要的任务。

快速响应能力增强

反无人机集群作战应具备快速响应能力。这意味防御方在探测到无人机集群威胁后,能够迅速做出决策并采取行动,以最短的响应时间实现最高的拦截成功率。这种能力对抵御无人机集群的突然袭击至关重要,因为集群无人机协同作战,飞行速度高,从多个角度攻击目标,给防空系统带来极大挑战。因此,防御方应部署高自动化识别和跟踪系统、具有快速部署和火力调整能力的防空武器,以确保在敌方无人机集群发起攻击的第一时间对集群进行有效拦截和反击。

综合防御网络构建

反无人机集群作战应构建综合防御网络。多种传感器、武器系统和指挥控制系统集于一体,形成一种多层级、多手段综合防御网络。这种防御网络应能有效完成目标探测、识别、跟踪和评估,同时具备快速响应和多目标交战能力,以及对抗无人机集群所采用的多样化攻击战术。综合防御网络采用电子战和网络战手段,干扰、诱骗、破坏无人机集群通信系统、导航控制系统,从而削弱集群作战效能。

此外,反无人机作战需制定灵活的战术策略和预案,拥有训练有素的操作人员,确保实施有效的防御和反击。

创建防御机制的关键技术

为有效应对无人机集群威胁,高效、全面的反无人机集群作战防御机制创建需要一系列关键技术支撑。这些关键技术包括无人机探测与识别、电子干扰、网络攻击、毁伤与摧毁、物理拦截等技术。

探测与识别技术

探测与识别技术是反无人机防御机制构建的基础。防御方安装高效探测装置并运用先进识别算法,能够迅速发现并精确识别无人机。探测与识别关键技术包括雷达探测、光电探测、信号识别与处理等技术。作为一种传统探测手段,雷达能够发挥关键作用。雷达信号处理方法优化和雷达分辨率提高能够显著提升雷达探测、识别、跟踪无人机的能力;光电探测系统利用光电传感器捕捉目标光电信息,采用图像处理技术与识别算法来识别无人机。光电探测技术因出色的隐蔽性能和较远的作用距离而受到青睐,特别适用于无人机集群探测与识别;在通信和导航时,无人机会发射多种信号,通过拦截无人机发射的多种信号,并深入处理与分析信号,防御方可以对无人机进行识别和定位。为了在复杂电磁环境中准确识别信号特征,信号识别与处理技术需要配备高效的信号处理算法和强大的计算资源。

电子干扰技术

在成功探测、识别集群无人机之后,防御方实施一系列电子干扰,旨在削弱无人机集群的作战能力,迫使集群无人机撤离战场。电子干扰技术是行业目前研究的热点。通过释放干扰信号或实施电磁压制,防御方破坏无人机通信和导航系统,导致无人机失去控制和定位能力。这种技术降低了无人机集群协同作战效能。

网络攻击技术

防御方对无人机集群通信网络进行攻击,破坏无人机指挥控制体系和通信网络,从而降低集群作战效能。网络攻击技术对无人机集群通信系统实施干扰和破坏,使集群无人机无法正常接收和发送指令。此外,一些先进网络攻击系统还能入侵无人机控制系统,迫使无人机返航、降落或执行其他任务。

毁伤与摧毁技术

激光武器、微波武器等定向能系统发射高能量束毁伤无人机,具有精确打击、快速反应、杀伤力大等特性,适合对无人机集群实施精确毁伤。激光系统、微波系统安装在地面、车辆或飞机上,以实现对无人机集群的有效拦截。在关键情况下,防空导弹对无人机实施彻底的摧毁,以保障关键目标和基础设施安全。

物理拦截技术

捕捉网等装置直接对无人机实施拦截、捕获。物理拦截技术特别适用于在低空慢速飞行的无人机拦截与攻击,在不损坏无人机的情况下,实现对无人机的控制,为后续分析和处置提供支持。

反无人机集群作战防御策略构建

防御方完成有效的无人机集群防御机制创建后,还需要构建有效的分层、多维反无人机集群防御策略。这些策略相互补充、相互支撑,共同构成了一套系统性反无人机防御体系。

分层防御策略构建

基于前文阐述的无人机集群作战特点,防御方可以构建一套从远程探测预警、中程干扰到近程摧毁的分层防御策略,形成多层级防御屏障。对于在远距离飞行的无人机集群,先进雷达、光电探测装置等系统可实现对无人机集群的远程探测和预警,这些系统应具备极高的探测精度并能覆盖广阔区域,以便迅速识别、跟踪无人机集群行动;对于在中等距离飞行的无人机集群,电子干扰装置对无人机集群通信和导航系统实施干扰,同时激光武器等定向能系统对集群无人机进行毁伤,降低集群协同作战能力,减小己方面对的潜在威胁;对于在近距离飞行的无人机集群,定向能系统对无人机进行毁伤,捕获装置对无人机进行有效控制,以保护关键目标和设施,阻止无人机集群进一步攻击,造成损害。

多维防御策略构建

除了建立分层防御策略外,防御方还必须构建一套多维防御策略。该策略主要包括空中防御、电磁防御和网络防御三种手段。空中防御是指防御方部署无人机、战斗机等装备,对无人机集群实施攻击和拦截,有效降低无人机集群渗透能力,保障空中作战力量巡逻和警戒活动;电磁防御是指防御方加强电磁频谱管理与保护,防止无人机集群利用电磁信号进行通信和导航,例如,电子战技术干扰无人机电磁信号,从而削弱集群作战效能;网络防御是指防御方建立一个坚固的网络防护体系,防止无人机集群通过网络传输信息。网络安全措施强化和漏洞及时修补可以防止无人机集群利用网络安全漏洞发起攻击,造成破坏。

小结

反无人机集群作战防御是一个充满机遇和挑战的领域。技术融合与创新、多领域协同防御能构建一个更加高效、全面的反无人机集群防御体系,有效应对无人机集群作战带来的威胁和挑战。