近年来,小型无人机的大规模普及和大范围的应用使各国军队都面临着严峻的无人机威胁。美军也是如此。为应对这一新兴威胁,美军采取了一系列措施,以推动反小型无人机系统的研发、测试和部署工作。本文摘自美国国际战略研究中心发布的报告《反小型无人机系统:联合部队防空》,将对小型无人机威胁、应对策略及美军近年来进行的反小型无人机系统研发工作进行梳理和介绍。本文分为上下两篇,本篇为下篇。
关键词:反小型无人机系统,小型无人机,联合部队防空,联合反小型无人机系统办公室,美国国防部
美国国防部已经部署了多种硬杀伤武器、定向武器以及基于射频的防御系统,以打击小型无人机目标。这些装备都有其优势和劣势。正如反小型无人机部队中常常提到的,世上不存在能够应对所有无人机威胁的“王牌”装备。
硬杀伤防御装备包括高射炮、捕捉网、捕捉绳、撞击无人机、装备近炸弹头的导弹以及可干扰无人机螺旋桨正常运作的动物和带状缠绕物。此类装备一般会用了成熟的技术、具备对所有单一无人机的最高杀伤率,并具备较远的拦截范围。此类装备的劣势包括无法应对小型无人机蜂群,是因为其主要是用于打击单个无人机。此外,硬杀伤防御装备可能不适合在人口密集区域使用,拦截弹弹片可能会对人员和财产造成影响。
美国国防部已经对多个硬杀伤武器的研发进行了投资。“郊狼”(Coyote)系统是目前主要的临时反小型无人机解决方案之一。该系统现有多个配置,可归为导弹或无人机一类,他们都配备有喷气式引擎以将其推出发射装置,并配备有小翼,具备徘徊能力。“郊狼”系统的原始型号于2016年进入演示测试阶段,其可通过撞击和近炸以实现硬杀伤效果。美国国防部2024财年预算文件显示,2022年至2023年,美国陆军采购了1200多套“郊狼”系统。
美国已经稳步改善了反小型无人机的成本不对称问题。鉴于像“见证者-136”巡飞弹这样的装备的广泛应用,使用导弹拦截此类无人机很不划算。“见证者-136”无人机的单位成本大约为2万到5万美元,而拦截弹的成本却是其的2到8倍。然而,另外的成本相对低廉的反无人机装备也在兴起,例如高射炮。例如,乌克兰已经采购了德国制造的“猎豹”(Gepard)自行防空高炮。该炮可打击5公里范围内的小型无人机目标。此类装备还有苏制ZU-23高射炮。美国国防部还投资了一项“带状物”无人机拦截系统的研发项目,并且该项目慢慢的变成了投产项目。这种成熟且简单的技术对于应对小型无人机威胁十分有效。
美国国防部还投资了大量资金用于研发定向能(DE)武器,包括可用于打击小型无人机的高能激光系统和高能微波系统。激光武器每次射击的成本较低,并且拥有较大的弹容量,能够以光速进行攻击。然而,他们的技术还未成熟,相比其他解决方案更难建造,并且只能打击视距范围内的目标。2014年,美国海军在“庞塞”号两栖船坞运输舰(USS Ponce LPD-15)装备了首款作战定向能武器,即“激光武器系统”(LaWS)。目前,“海军光学眩光”(ODIN)定向能武器和“高能激光和集成光学眩光器和监视”(HELIOS)定向能武器还处于研发阶段。此外,美军现在也在开发各种专门的反无人机激光系统,包括“雅典娜”(ATHENA)激光武器系统和HELWS MRZR激光武器系统。
高功率微波武器也是一种反小型无人机武器系统,该武器成本低廉、技术成熟、作战范围广,能够有效应对小型无人机蜂群。然而,未来的小型无人机可能将具备抗微波能力,不过这也会使无人机的开发成本明显提高,并且可能会引发一些工程难题。
美国陆军计划装备“列奥尼达斯”高能微波武器,并将其作为主要的高能微波武器,以实现间接火力防御。其他的反小型无人机防御系统基本都是在一次攻击中对一架无人机进行打击,与此不同的是,“列奥尼达斯”高能微波武器是设计用于瘫痪由1类和2类无人机(具体分类见表5)组成的无人机蜂群,这一能力在美国陆军的测试过程中进行了演示。近期,美国陆军快速能力和关键技术办公室(RCCTO)为该武器原型的研发工作授予了一份价值6610万美元的合同。由于高能微波武器的能源要求很大,其向来是搭载在大型平台之上,但新技术的发展使其有了更多的平台选择。例如,“列奥尼达斯”吊舱是一种移动、紧凑的无人机吊舱原型,该吊舱是以该武器的陆基版本为基础发展而来,成本相比来说较低,并可提供空基的反小型无人机能力。
定向能可以作为一种有效的反小型无人机工具。然而,在复杂且拥挤的环境中,定向能系统可能会遇到一些作战难题,例如可能会对友军部队和装备造成附带损伤。像天气条件差或者空气中存在烟雾这样的外因,也有一定的可能使该武器的有效性降低。不仅如此,操作定向能武器所需的培训也可能比较繁杂。一名分析人士曾指出,反无人机系统的操作人员只有十分有限的拦截时间以应对来袭的无人机威胁,这在某种程度上预示着这些操作人员一定经过良好的培训以有效部署反无人机系统。
除了上述的反无人机系统以外,射频系统也大范围的使用在反无人机作战。该系统通过干扰或欺骗无人机通信连接,以达到反无人机的目的。此类系统能够欺骗全球导航卫星系统(GNSS),使无人机操作员无法正确为无人机提供方向指示。相反,干扰意味着切断无人机与其操作员之间的通信,这也更加容易实现。虽然基于射频的防御系统十分强大,但该系统的操作员一定要明白,射频可能会对附近的商业飞机或友军飞机造成影响。基于射频的防御系统可能没办法应对自主无人机或者无需通信的无人机。最后,欺骗和干扰需要防守方释放电子信号,这使防守方暴露位置的风险有所增加。
近十年来,基于射频的防御系统日益流行,并发展出了众多类型,这中间还包括固定系统、车载系统和手持系统。2022年6月,联合反小型无人机系统办公室(JCO)在八个射频防御系统中选出了六个,以作为其临时射频反小型无人机能力,这中间还包括FS-LIDS系统、L-MADIS系统、CORIAN系统、NINJA系统、MEDUSA系统和“无人机破坏者”系统。“无人机破坏者”系统是一种手持、视距频干扰系统,重量4磅,可装备陆军班组使用。有必要注意一下的是,不同系统的干扰能力可能会不一样,“无人机破坏者”Block3系统可以有效的进行45分钟的干扰作战,但升级后的“无人机破坏者”SNA系统却能提供长达三小时的持续干扰能力。
可用于反小型无人机任务的传感器、武器、C2系统和载具平台多种多样。不存在能够应对所有小型无人机威胁的单一万能组合。相反,对各种传感器、武器和载具平台做投资十分关键,这有助于美军拥有能够应对各种无人机威胁的装备。正如JCO主管盖尼所说的:“必须拥有多层系统以应对无人机的威胁。必须组成一个成体系系统。这是一种全面的方法。”
各种传感器和武器都有其独特的优势和劣势。硬杀伤武器在应对单一无人机威胁时可能更可靠,尤其是那些尺寸更大、速度更快的无人机威胁。另一方面,高能微波武器等软杀伤武器可以更有效地对抗大规模无人机蜂群。
利弊权衡同样对传感器也有影响。雷达使操作员能够探测到远距离的目标,但其可能暴露自己的位置。被动射频传感器使操作员不易被发现,因此其更适合以便携式的方式来进行部署,并且可装备前沿部署的部队。然而,被动射频传感器无法探测到无信号发射的无人机,而此类无人机在战场中也越发普遍。例如,俄军大量使用了一次性的攻击无人机对乌克兰基础设施进行攻击。对于单一防御武器类型的过度投资可能会使防守方易受到敌人特定打击模式的攻击。
这种多样化的需求同样也适用于载具选择。固定位置系统的合理解决方案必然与机动系统的解决方案相去甚远。机动的系统可能会不会装备多种武器,而选择保持其尺寸小巧、重量轻便、灵活机动,以便在行进中进行开火。然而,固定位置的系统面对的敌人却不一样,这些敌人能利用各种导弹和无人机,策划复杂、大规模、多层次的进攻。因此,固定位置的系统要远程雷达和武器。不存在一种“万金油”式的解决方案。
美国发展有效反小型无人机平台和培训操作员的工作大致可分为3个阶段:应急阶段、完善阶段和制度化阶段。目前,美国正在向制度化阶段迈进,这一阶段也是整一个完整的过程中难度最大的,需要各军种的支持,并且各军种应明确自己在防御建立过程所应发挥的作用。本文接下来的内容将对这三个阶段进行定义,对美国相关历史项目进行概述,并回顾了美国一定要采取何种措施才能实现反小型无人机部队整体的制度化。
2016年,国占领了伊拉克和叙利亚的大片土地。该组织是首先使用小型商用四旋翼无人机的非国家组织之一。在与美国支持的伊拉克安全部队进行作战的过程中,其有效使用了小型商用四旋翼无人机。当时,美军在该战区就没有部署什么反小型无人机系统。在这种情况下,美国中央司令部(CENTCOM)领导发布了一份对此类防御系统的应急需求,促使美国国防部迅速向其提供了各种现成的商用反小型无人机系统。
同时,美国还缺乏成本低廉的有效武器装备以应对廉价且大量的小型无人机。20世纪90年代和21世纪初,美国陆军和海军陆战队大规模削减了短程防空(SHORAD)系统,这是引发这一问题的根本原因。这两个军种都专注于在阿富汗和伊拉克执行低烈度任务,因此选择削减了防空炮兵部队,以支持更关键的机动部队。然而,随着新威胁的兴起,美国国会已迅速投入资金采购防御系统。2017财年到2019财年,美国国防部在反小型无人机系统的采购、研发、测试和评估方面的投资大幅增加。
鉴于美军所面临的无人机威胁,相关防御系统的选择工作进展迅速。时任导弹和太空项目主管的巴里·J·派克(Barry J.Pike)在2018年表示,反小型无人机的预算“划拨给了反火箭弹、炮弹和迫弹项目办公室,因为他们了解如何快速研发新系统.......60天内该办公室便建立了对于反小型无人机的需求。120天内,我们就在战区接收了部分物资......我们已部署了超过270种不同的反小型无人机系统。”然而,这一快速交付却造成美军削减了本应在投产项目阶段和条令、组织、训练、物资、领导和教育、人员以及设施(DOTMLPF)阶段所进行的常规采购工作。在当时,这些大量的反小型无人机系统是必要的,而下一阶段的工作就需要对这些系统来进行整合,以形成一个可管理的能力组合。
完善阶段是美国反小型无人机系统发展项目的下一个阶段,在该阶段中,美国发展出了一个更专注于反小型无人机作战的能力组合,该组合可以在一定程度上完成作战有效性与后勤可持续性。这一组合包括多种传感器和武器,以应对所有威胁。为执行此项任务,2019年11月,美国国防部长指定美国陆军作为反小型无人机系统研发工作的领导军种,不久之后,美国陆军就建立了JCO以领导此项研发工作。JCO还帮助美国陆军制定部署战略,并调配资源以支持反小型无人机系统研发工作。近期的预算申请理由说明文件突显了这一阶段的过渡工作。2022财年预算申请将反小型无人机系统研发工作从应急需求转为正式项目,《联合需求监督委员会备忘录078-20》(Joint Requirements Oversight Council Memorandum 078-20)的内容精确指出该项目的具体实际的要求。2022财年中,美国陆军将3类无人机纳入了可能面对的无人机威胁范围之中,并为反小型无人机项目制定了一个独特的编号。此举表明反小型无人机项目慢慢的变成了一个独立的项目。
最后一个阶段是制度化,在此阶段,美国必须填补DOTMLPF过程中的未进行的关键工作。这里的核心问题是如何应用防空原则,并将这些能力制度化到非防空作战人员身上。这一工作的难点是,在整个部队中为防空部队和非防空部队制定DOTMLPF解决方案。各军种将在制度化阶段发挥更大的作用。目前还有诸多问题是需要各军种解决,这中间还包括各军种是否会接受JCO支持的系统,或者他们是否会开发出更适合其特定需求的独特平台,以及这些需求将如何优先于其他军种需求。这一阶段工作将做出重大政策、战略、预算和项目的决定,这些决定将对最终部署产生巨大影响。
本报告认为,美国所面临的小型无人机威胁将继续存在。这些无人系统成本低廉、难以探测,还可以执行多种任务。从俄乌冲突到纳卡冲突,再到也门内战,小型无人机在世界各地的许多冲突中都得到了实战验证。考虑到这一些因素,小型无人机技术将在未来继续发展和普及。
因此,反小型无人机作战已成为现代防空的重要组成部分。虽然其重要性已得到广泛的认可,但美军还未做好应对小型无人机威胁的准备。目前的防空反导系统及其结构并不是为对抗众多低空飞行的小型无人系统而设计的。小型无人机有效利用了传感器盲区和不对称的高昂拦截成本。部分专家觉得,美国空军或弹道导弹防御部队能够应对一切空中威胁,但无人机技术的发展速度远超大多数人的想象。削减采购短程防空系统的举措使美国国防部没有有效应对无人机威胁的装备和作战人员。
幸运的是,有多种传感器、武器和C2系统能检测、跟踪、识别和打击无人机。美国国防部正在投资于各种硬杀伤防御系统、电子防御系统和射频防御系统,以应对无人机的威胁。这些装备有各自的优势和劣势,这些优劣势会对其生存能力、射程、弹容量、作战识别和总防御面积等因素造成影响。由于国防预算是有限的,JCO已经对一系列反小型无人机平台做了筛选,以提高生产、后勤和培训的规模经济效益。
反小型无人机的制度化将需要制定有效的DOTMLPF规划,并付诸实践。从长远来看,能力发展仍然是必要的,但正如JCO所强调的,目前的迫切需求是发展能力并推动相关培训的有效进行。新的条令应该规定防空部队和非防空部队之间的分工,以及他们能够操作的特定传感器、C2系统和武器。反小型无人机项目的负责人将需要应对各种挑战,他们今天的决定将对这一领域在未来几年中的发展产生深远影响。返回搜狐,查看更加多