在無人機(jī)廣泛應(yīng)用的今天,如何應(yīng)對其帶來的安全威脅?架設(shè)武器直接毀滅之,或許是讓人最容易想到的方案,但這也是最“粗魯”的方法。而另一種方案也在悄然興起——這就是非毀滅性反無人機(jī)技術(shù),并且其打擊方式不一而足……
像對待討厭的昆蟲那樣對待有威脅的無人機(jī),像對付蚊子那樣直接拍死可疑無人機(jī)……如此反無人機(jī)是錯誤的。盡管如此,反無人機(jī)領(lǐng)域一些項(xiàng)目似乎正是秉隨這種目前很時(shí)髦的觀念。
當(dāng)前,許多公司正在開發(fā)裝置和編寫程序,以非毀滅性的方式打擊無人機(jī)
擊落飛行中的無人機(jī)在很多情況下并不是最好的方案。在人流如織的街道或人員密集的群眾性活動現(xiàn)場上空,無人機(jī)殘片紛紛墜落的后果應(yīng)當(dāng)考慮到。
由于恐怖主義基層組織在平民中間的擴(kuò)散,居民點(diǎn)日益頻繁地成為戰(zhàn)場。在這個戰(zhàn)場上,對無人機(jī)射擊可能造成小規(guī)模的爆炸。2016年10月,庫爾德武裝人員在伊拉克北部擊落了一架“伊斯蘭國”的小型無人機(jī),他們認(rèn)為這是一架無人偵察機(jī),但就在他們開始觀察它的時(shí)候,發(fā)生了爆炸,2名庫爾德武裝人員身亡。因此美軍向部隊(duì)下達(dá)指示,要求把任何小型無人機(jī)都視為潛在的爆炸裝置。安全問題專家皮特·辛格認(rèn)為:“我們應(yīng)對此做好準(zhǔn)備,但我們沒有做好準(zhǔn)備。”
美國國防部曾向國會申請撥款2千萬美元,用于“確定、采購、整合和試驗(yàn)”能幫助對抗無人機(jī)威脅的技術(shù)——這對美軍來說是個嚴(yán)重問題。預(yù)算申請稱,“裝備自制爆炸裝置的小型無人機(jī)是對美軍及盟軍的直接威脅”。
為了確定用于解決日益迫切的小型無人機(jī)和傳統(tǒng)威脅問題的機(jī)動靈活的新型多層防御系統(tǒng)和相應(yīng)技術(shù),美國國防部高級研究計(jì)劃局發(fā)布了相關(guān)的信息征詢。高級研究計(jì)劃局的該計(jì)劃負(fù)責(zé)人冉·萊達(dá)說,“我們正在尋找資金可以承受的、可在未來3~4年展開并能隨戰(zhàn)術(shù)方法發(fā)展而快速發(fā)展的模塊化手段”。
高級研究計(jì)劃局正在撒開大網(wǎng),向所有機(jī)構(gòu)廣泛征求構(gòu)想,包括公司、大學(xué)、研究所、國家試驗(yàn)室,甚至“外國組織”。
高級研究計(jì)劃局指出,小型無人機(jī)尺寸小,成本低,因而“不斷采用新的使用構(gòu)想,而這些構(gòu)想對于目前的防御系統(tǒng)來說將成為問題。這些正在出現(xiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和在不同作戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)使用原則要求發(fā)展快速探測、識別、跟蹤和在減少間接損失及確保行動靈活性的情況下壓制小型無人機(jī)的技術(shù)”。
在真實(shí)條件下檢驗(yàn)新技術(shù)
“黑標(biāo)槍”是五角大樓每年舉行一次、為期兩周的無人機(jī)對抗新技術(shù)測試活動,2016年該活動獲得的撥款(480萬美元)是前一年(60萬美元)的8倍。該活動由聯(lián)合一體化防空和反導(dǎo)防御組織(Joint Integrated Air and Missile Defense Organization)舉辦,有1200名參加者和觀察員、超過20個國家機(jī)構(gòu)參加,包括國家安全部、聯(lián)邦調(diào)查局、聯(lián)邦民航局(正在開發(fā)用于抵御無人機(jī)危險(xiǎn)入侵的民用航線和搜索求援直升機(jī)防護(hù)系統(tǒng))等。
試驗(yàn)地點(diǎn)已經(jīng)從加利福尼亞的海軍基地移至佛羅里達(dá)的艾格林空軍基地。演習(xí)指揮員瑞安·利里說:“在艾格林,我們能提供更多的不確定性,提供不同距離的無人機(jī)發(fā)射地點(diǎn),因此我們可以研究威脅的綜合特性和國防能力的綜合特性。我們還掌握有2艘裝備‘宙斯盾’系統(tǒng)的戰(zhàn)艦。也就是說,我們既可在陸上發(fā)射無人機(jī),也可以在海上發(fā)射無人機(jī)。”
利里指出:“我們研究的另一個方向是數(shù)據(jù)融合。”他說,軍方想避免“過于完全相信一個地方的一個人,他們想看到來自不同來源的多個屏幕再做出決策”。
來自從新興公司到大型國防公司的10家制造商的50多套系統(tǒng)參加了演習(xí),這些系統(tǒng)以“對有威脅的無人機(jī)施加‘非動能’和‘非毀滅性’作用”為重點(diǎn),參試無人機(jī)尺寸各不相同,從質(zhì)量9kg、飛行高度350m、時(shí)速160km,直到重達(dá)600kg、飛行高度5.5km、時(shí)速400km。
有預(yù)算撥款的非商業(yè)研究組織MITRE于2016年8月組織了反無人機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)。試驗(yàn)重點(diǎn)是三個方向:探測與識別、阻止及綜合決策。在此次反無人機(jī)系統(tǒng)能力演示試驗(yàn)中,參加者被要求:(1)在距離小于6km時(shí)在飛行過程中探測小型無人機(jī)(質(zhì)量小于2.3kg),并在地理坐標(biāo)和飛行軌跡的基礎(chǔ)上確定威脅類型;(2)攔截被視為威脅的小型無人機(jī),迫使其返回安全區(qū)域。
要研究的技術(shù)包括自動跟蹤多個已發(fā)現(xiàn)的目標(biāo),安裝在回轉(zhuǎn)裝置上、用于識別所發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的彩色/紅外攝像機(jī)以及冷卻型和非冷卻型熱像儀。對抗無人機(jī)的措施包括:
——遠(yuǎn)距離干擾頻率:覆蓋所有通過商業(yè)渠道可獲得的民用無人機(jī)的頻段;
——干擾全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Satellite Navigation System);
——采用不同的輸出功率屏蔽距離從100m到數(shù)千米的無人機(jī);
——全向或定向天線;
——用于跟蹤無人機(jī)和安裝在回轉(zhuǎn)平臺上、向無人機(jī)方向發(fā)射干擾信號、具有更大放大系數(shù)的定向天線。
此類系統(tǒng)的潛在用途包括保護(hù)重要的基礎(chǔ)設(shè)施(政府大樓、核電站、空港),確保軍事和軍事化機(jī)構(gòu)的安全,抵御間諜攻擊,預(yù)防私運(yùn)武器和毒品,保衛(wèi)邊界。
“無人機(jī)看守者”(DroneRanger)成為MITRE挑戰(zhàn)賽中最好的識別/探測系統(tǒng)中,“天墻100”系統(tǒng)成為最好的屏蔽和對抗系統(tǒng)。
Van Cleve and Associates公司研制的“無人機(jī)看守者”系統(tǒng)用于探測微型無人機(jī),通??纱_定半徑2~4km范圍內(nèi)的微型無人機(jī)。“無人機(jī)看守者”包括圓周掃描雷達(dá)和定位系統(tǒng),雷達(dá)負(fù)責(zé)測定無人機(jī),定位系統(tǒng)則集成有晝間攝像機(jī)、熱成像攝像機(jī)以及無線電頻率干擾器,其中,干擾器干擾無線電頻率并屏蔽無人機(jī)自動駕駛儀賴以工作的GSNS衛(wèi)星頻段。干擾頻率可通過定向或全向天線進(jìn)行,并結(jié)合近距離和遠(yuǎn)距離無線電覆蓋。在探測無人機(jī)時(shí)可自動進(jìn)行干擾或手動操作干擾。
拉法爾先進(jìn)防御系統(tǒng)公司演示的反無人機(jī)系統(tǒng),其能夠探測、跟蹤和中斷無人機(jī)的飛行
在2016年11月柏林舉行的歐洲安全與合作組織外長會晤期間,OpenWorks Engineering公司在各個“戰(zhàn)略地點(diǎn)”展開了其“天墻100”反無人機(jī)炮,為57位外交部長提供了安保服務(wù)。“天墻”系統(tǒng)外形像反坦克榴彈發(fā)射器,用壓縮空氣對入侵者發(fā)射一個裝有一張網(wǎng)的容器。容器在飛到無人機(jī)之前打開,釋放出一張網(wǎng),纏住無人機(jī)的螺旋槳,然后降落傘使無人機(jī)平衡地著陸。
公司稱,“天墻”系統(tǒng)可擊落距離100m以內(nèi)的無人機(jī)。該系統(tǒng)使用SmartScope激光瞄準(zhǔn)系統(tǒng),瞄準(zhǔn)目標(biāo)后,瞄準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)明距離并接通發(fā)光二極管。系統(tǒng)工作時(shí)幾乎悄無聲息。公司還計(jì)劃在最短時(shí)間內(nèi)推出安裝在三腳架上的“天墻200”半固定發(fā)射裝置和 “天墻300”遙控系統(tǒng)。
快速增長的反無人機(jī)市場
根據(jù)普華永道咨詢集團(tuán)的資料,反無人機(jī)系統(tǒng)市場因軍用和商用無人機(jī)技術(shù)市場的快速擴(kuò)大而興旺起來。據(jù)估計(jì),到2020年之前,反無人機(jī)系統(tǒng)市場需求規(guī)模為1270億美元。
美國幾年前還保持著軍用無人機(jī)技術(shù)的壟斷,但目前已有19個國家擁有或在研發(fā)武裝無人機(jī),而8個國家(美國、以色列、英國、巴基斯坦、伊拉克、尼日利亞、伊朗和土耳其,另有非國家組織“真主黨”和“伊斯蘭國”)在作戰(zhàn)行動中使用過武裝無人機(jī)。根據(jù)美國研究中心掌握的數(shù)據(jù),86個國家擁有無人機(jī)(武裝無人機(jī)或非武裝無人機(jī)),全世界正在實(shí)施的無人機(jī)研發(fā)項(xiàng)目將近700個。
反無人機(jī)系統(tǒng)市場當(dāng)然要小一些。Visiongain中心預(yù)測專家索菲·赫蒙德說:“發(fā)展中的反無人機(jī)系統(tǒng)市場與無人機(jī)市場的增長直接相關(guān)。由于無人機(jī)造成的安全威脅增加,反無人機(jī)系統(tǒng)在民用和軍用部門有著相同的吸引力。希望進(jìn)入市場的公司有很多機(jī)會推出反無人機(jī)產(chǎn)品。”該中心在報(bào)告中預(yù)測,“對反無人機(jī)系統(tǒng)將有大規(guī)模投資,因?yàn)榭植兰瘓F(tuán)和犯罪集團(tuán)更加頻繁地使用武裝無人機(jī)和小型無人機(jī)破壞社會安全”。
Analysts Marketsandmarkets所預(yù)測的市場規(guī)模小一些,但增長速度很快:“預(yù)計(jì)全球反無人機(jī)市場到2022年之前將達(dá)到1140億美元。無人機(jī)正在變得容易獲得并成為安全系統(tǒng)的新威脅。發(fā)現(xiàn)無人機(jī)成為保持高水平安全的重要因素。不明無人機(jī)造成的安全威脅和無人機(jī)被用于恐怖活動,是反無人機(jī)市場增長的主要驅(qū)動因素。”
為了探測慢速飛行低空目標(biāo),以色列艾爾塔航空航天工業(yè)公司改進(jìn)了其三坐標(biāo)雷達(dá)——ELM-2026D、ELM-2026B和ELM-2026BF(作戰(zhàn)半徑分別是10km、15km、20km),將專用的無人機(jī)探測和跟蹤算法整合其中。該系統(tǒng)與探測和識別傳感器共同使用,或者作為獨(dú)立的連續(xù)作用系統(tǒng)使用,可干擾、破壞無人機(jī)的飛行,迫使其返回起飛地點(diǎn),或者干擾其發(fā)動機(jī),進(jìn)而使其緊急降落
ARDRONIS便攜系統(tǒng)可被整合進(jìn)更大的系統(tǒng)
2016年9月在每年一度的東京德日國防技術(shù)論壇上,德國Dedrone公司展出了研制的“無人機(jī)追蹤者”反無人機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)采用了HP Marketing and Consulting Wust公司的干擾系統(tǒng),能夠干擾2.4千兆赫、5.8千兆赫頻率和GPS及“格洛納斯”全球定位系統(tǒng)的信號。
各國公司在開發(fā)一系列其他無人機(jī)探測、跟蹤和對抗方案方面取得了很大進(jìn)步。德國萊茵防務(wù)電子公司正在研發(fā)UMIT;無人機(jī)防御公司研制了Drone Defence Net Gun X1;艾爾比特系統(tǒng)公司在去年的HLS 8 Cyber Conference大會上展示了ReDrone系統(tǒng);以色列艾爾塔航空航天工業(yè)公司(IAI)研發(fā)了軍用型和民用型“無人機(jī)哨兵”(Drone Guard)探測和對抗系統(tǒng);MBDA德國公司成功進(jìn)進(jìn)行了新型高能防空激光器的試驗(yàn);Telespazio VEGA公司參與了荷蘭安全部DIDIT的研究;羅德與施瓦茨公司于2016年11月在印度防務(wù)展上推出了其ARDRONIS反微型無人機(jī)方案;ESG公司、迪爾防務(wù)公司聯(lián)合展示了其反無人機(jī)系統(tǒng),并為2015年G7峰會提供了安保服務(wù)。(待續(xù))
(本文發(fā)表于《輕兵器》2018年第7期,公眾號文章有刪改)