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无人机绝非无敌,细数无人机面对的威胁

2020-02-05 12:44 性质:转载 作者:西安兵工科技杂志社 来源:西安兵工科技杂志社
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图注:MQ-9“死神”无人机是美国经常在中东地区使用的无人机,也曾多次被伊朗方面击落在近几场现代信息化作战中,无人机的广泛应用,让世界各国充分认识到无人机...

图注:MQ-9“死神”无人机美国经常在中东地区使用的无人机,也曾多次被伊朗方面击落

在近几场现代信息化作战中,无人机的广泛应用,让世界各国充分认识到无人机作战的巨大效益,促使世界各国加快推进无人机力量建设的步伐。特别是近日美国无人机突袭伊拉克巴格达机场,打死了伊朗指挥官苏莱曼尼将军,成为无人机空中突防袭击的一次典型战例。不过,与此同时,随着反无人机技术装备的发展和防空反导网络的完善,无人机空中突防与防空反无人机作战之间的矛盾也日益突出。无人机非但不像美军宣传中那样无可匹敌,相反各国已经开发出各种足以威胁到无人机的致命技术。

  • 无人机空中突防面临的威胁

  • 相比有人驾驶飞机,无人机也具有无法忽略的弱点或致命缺陷:在技术上,当出现故障时,无人机因无飞行员,本身无法排除故障问题,通常需要返回基地进行维修,在返回途中容易因为故障引发摔机事故;机载电子系统易受天气、烟雾、伪装和电子干扰的影响,甚至会失去作用,影响任务的完成甚至造成失联。在战术上,无人机的飞行航线一般较为固定,当遭遇空中威胁时,不能做到先机制敌或改变航线,即使改变航线,机动方式也一般较为死板,无法做出灵活的反应,被摧毁的可能性较大;无人机执行空中侦察任务的过程中,为拍摄高清图像而实施低空侦察飞行时,易被地面火器击中。为应对各国无人机的广泛应用而带来的严重威胁,针对无人机的弱点,各国争相开展反无人机技术的研究,使无人机在执行任务时面临严重的突防威胁。

  • 预警探测网络威胁无人机

  • 无人机尺寸小,隐身性能强,通常的单一搜索手段难以有效发现,只有多种平台各自携带的雷达、光电等不同传感器合理配置、综合运用才能达到预警探测的目的。为了提高对小型低可探测无人机的探测距离,现代防空系统的布置在空间上都会尽可能扩大。在空间上优选天基、空基探测系统,使用侦察卫星、预警机、无人机、高空气球和飞艇等平台,增加探测距离,有利于发现起飞阶段的无人机,甚至是无人机发射控制平台,为其他探测系统和打击平台提供早期预警。同时搭配米波和毫米波雷达探测、光电探测及其它先进探测手段,对天基和空基探测系统加以弥补,在无人机经常出没的航线或重要目标附近,建立高中低空、远中近程相结合的对空观察哨,全面提升预警探测能力,对无人机突防的隐蔽性产生了巨大挑战。2019年6月,伊朗伊斯兰革命卫队成功击落一架美国“全球鹰”BAMS-D无人机,虽然“全球鹰”无人机飞行高度高(工作高度18000米)、飞行速度快(650千米/小时),且具有较强的隐身性能,但依旧被伊朗防空探测网络成功发现。根据伊朗官方在随后几天先后公布的BAMS-D技术验证机和另一架入侵伊朗领空进行侦察的RQ-9战术侦察无人机的航迹图来看,全程航迹被伊朗人标记地清清楚楚明明白白,由此可见,伊朗防空网络中的远程警戒雷达和搜索雷达不但轻松发现了在高空巡航飞行的美军无人机,而且可以对其进行全程不间断地监视,完全掌握其飞行和工作情况,甚至还能侦察到该机与外界进行无线电联络的细节和联络信号的强度。无人机强就强在“隐蔽”,一旦被曝光在光天化日之下,失去了隐蔽性,那么它就会成为防空系统的极佳猎物。

    图注:美国海军用RQ-4A机体搭载MQ-4C任务系统拼装起来的BAMS-D技术验证机

  • 毁伤打击可摧毁无人机

  • 相比有人驾驶飞机,无人机飞行速度慢,机身脆弱,机动性差,且基本不具备自卫能力,无法感知威胁,即使能够探测到危险,也无法采取有效的自卫措施。如果实施大迎角机动,可能会中断与卫星或地面控制站的通信联系,从而导致坠毁。由于没有装甲防护,无人机一旦被击中,很难幸免于难。虽然极少数无人机可以携载空空导弹进行自卫,具备理论上的空战能力,但由于缺乏威胁感知和机动能力,导弹无法有效发挥作用。无人机一旦遇到情况,生存能力较差。从性能上看,“翼龙”、“彩虹”和“捕食者”等无人机,普遍采用活塞螺旋桨式或涡桨式发动,飞行速度一般在200到400千米/小时的范围内,飞行速度极低,如“翼龙”I采用活塞式发动机,最大飞行速度仅有280千米/小时,即便采用更高性能涡桨发动机的无人机,比如MQ-9“死神”,其最大飞行速度也不过460千米/小时,远低于一般空军战斗机,一旦在空中被发现、锁定,根本难以快速躲避和逃脱;从机动性来看,低烈度的察打一体无人机一般多采用大展弦比平直翼或者小后掠角机翼设计,该设计有利于长航时,但对于飞机机动极为不利,察打一体长航时无人机在空中一般机动反应迟钝,同时爬升率也很低,需要很长时间才能改变飞机高度,行动如此缓慢,一旦被高机动的有人战斗机或者防空导弹等武器锁定,根本没有生还的可能;同时,察打一体的低烈度长航时无人机,也基本不具备空中自卫能力,自身防护极为脆弱,几乎不设防。目前,毁伤打击无人机的方法主要包括火力拦截、激光武器和微波武器等,通过这些反无人机武器的合理布局和搭配使用,能够对无人机实施实时毁伤打击。在此前一些年,为了部分解决长航时中低速察打一体无人机生存能力差的问题,美国和某些国家推出了一些速度更快的长航时无人机,如采用喷气式发动机的“全球鹰”和“云影”等无人机,以“云影”为例,其采用喷气式发动机后,飞行速度更快(达到620千米/小时),飞行高度更高(能在14000米高空巡航),高空高速使得其能够规避一些性能较为落后的防空系统的打击,战场生存能力强于“翼龙”等低对抗无人机。然而由于其基本构型和设计思想并未有显著变化,只能称之为能够应用于“中等烈度”环境下的无人机,本质上仍不适应真正的现代全面战争环境(即高烈度高对抗环境)。上文提到美国“全球鹰”无人机被伊朗击落事件足以证明,即便是应对中等烈度对抗的高端无人机,也很难应对目前飞速进步的反无人机防空作战网络。

    图注:RQ-170“哨兵”高技术无人机,曾因电子对抗技术方面的弱点被伊朗方面捕获

  • 电子干扰

  • 无人机技术先进,功能强大,但无论侦察型还是打击型无人机,都存在致命缺点,主要表现在:通信中断和自动控制程序失效的风险较大。无人机依靠脆弱的数据链与地面控制站建立联系,无论是通过卫星通信还是地面接收设备,一旦与地面控制站失去数据联系,例如,飞出了有效控制区域,无人机就有可能坠毁。只需切断无人机与操纵人员之间的数据联系,或者对数据链通信实施干扰或欺骗,就可以不必击落无人机,从而使无人机失效,甚至将其捕获,伊朗就曾借助电子战设备对美军RQ-170“哨兵”无人侦察机进行GPS干扰和欺骗,从而使其误判降落位置而被捕获。另外,无人机依靠机载电子设备进行非时时和实时的信息采集、处理和中转。以RQ-1A/B“掠夺者”无人机为例,其搭载的电子设备包括合成孔径雷达、光电摄像机、红外成像仪、GPS和惯性导航系统等,这些电子设备在受到强烈的电子干扰后会受到较大的影响,甚至可能会失灵,这就使得无人机在复杂电磁环境下的使用受到了很大限制,空中突防水平、侦察效能、毁伤能力都受到极大的考验。

  • 结语

  • 正是因为意识到目前现役的察打一体和攻击型无人机所面临的致命威胁,各国开始研究应对之策。一方面采用更新的技术优化无人机低空突防技术和流程;另一方面开始开发飞得更快或更隐身的新一代无人机,以应对高烈度战争对抗环境,从平台本身提升应对威胁的能力。未来随着无人机进一步发展,无人机和反无人机这对“矛盾”,还要继续竞争、对抗下去。

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