小微型无人机作战应用及其应对策略研究*

2022-09-06 08:57王远航
舰船电子工程 2022年7期
关键词:防空武器目标

王远航

(陆军炮兵防空兵学院郑州校区 郑州 450052)

1 引言

无人机最早诞生于19世纪20年代,那时候人们并没有意识到这个不起眼的家伙竟会在一个世纪后改变战争的格局。无人机开始被应用于实战则是在19世纪60年代的越南战争[1],主要用于担负战场侦察的任务。随着科技水平的不断进步,无人机制造工艺的不断发展,无人机在战场的运用越来越广泛,已经成为现代战争中不可或缺的元素。2020年9月的纳卡冲突,阿塞拜疆仅凭无人机的出色运用,就取得了令世界惊叹的战果,使亚美尼亚的防空体系无所适从,再次掀起了世界各国对无人机作战运用的研究热潮[2]。小微型无人机由于体型小、造价低廉、采购渠道丰富、操作简单等突出特点,能够很好地在战场中执行侦察、袭扰和破坏等任务,更促使其成为现代战争的宠儿。

无人机在战场的广泛使用,促使世界各国开始思考如何应对无人机带来的军事威胁,尤其是小微型无人机,纷纷开始着手研究反无人机作战。2018年俄罗斯赫梅米姆空军基地和塔尔图斯海军基地遭受不明来源的数十架简易自杀式小型无人机集群的攻击,被俄罗斯“铠甲-S”防空系统和电子战系统成功击落或控制,未造成人员和装备损失[3]。消息一出,世界舆论哗然,被俄罗斯严密的防空体系震惊的同时,也在思考如何应对小型无人机对现代防空体系带来的冲击。要想找到破解小微型无人机的策略,首先要对其典型的作战应用进行分析,理清其作战应用背后的机理,才能对症下药;然后结合现代防空体系的特点,分析其在面对小微型无人机的冲击时所表现出的局限性;最后,结合新战法新技术给出反制小微型无人机的主要策略。

2 小微型无人机典型作战应用

小微型无人机通常是指低空(高度100m~1000m)或超低空(高度100m以下)飞行、体积小、重量轻、速度慢的旋翼或固定翼飞行器,以消费级无人机或工业级无人机为主。据统计,目前全球无人机市场中民用无人机占97%以上,既可安装光电载荷实施情报搜集,又可携带危险品执行自杀式攻击。随着民用无人机技术的快速发展和市场迅速扩大,这类无人机的获取成本和应用门槛进一步降低,很容易被不法分子或恐怖组织利用,对我重要目标进行袭扰。小微型无人机主要由机体和控制台组成,既可以按既定程序进行飞行,也可以由控制台进行人工控制飞行,通常由民用导航卫星来提供定位服务,其工作原理图如图1所示。

图1 无人机工作原理图

小微型无人机隐身特性好、突防能力强、使用灵活多样,经过改装后能够很好地胜任战场情报侦察、对地攻击和对重点目标发动自杀式攻击等任务。主要有以下典型的作战应用。

2.1 执行抵近侦察任务

根据OODA理论,破解战争“迷雾”的关键在于情报信息的获取上,无人机的出现使得侦察情报的获取手段更加丰富。小巧易携带的小微型无人机,只需对其加装简易的侦察设备,就可以大大延伸单兵侦察的距离,可以有效地弥补雷达侦察、卫星侦察等手段的不足。在作战过程中,小微型无人机由于其自身独特的优势,可以在侦察活动中大显身手。一是小微型无人机可以有效克服人类的生理极限,可以在高寒缺氧、气候恶劣、环境复杂的区域执行侦察任务;二是小微型无人机体型较小,可以贴地飞行,能够有效地避开敌探测和拦截系统,实现低空侦察和抵近侦察,帮助情报机关准确掌握敌方兵力部署、武器装备配置和战场环境等一手的情报信息[4];三是利用小微型无人机实施侦察活动,可以有效避免外交纠纷,能够轻易解决有人驾驶侦察机入侵其他国家失事或飞行员被俘而引起的外交纠纷,因为小微型无人机的来源渠道丰富,加改装容易,很难确定其来源信息;四是多架联用,实现全时战场态势感知,制约小微型无人机侦察周期的主要因素是其续航时间,若将多架无人机联合使用,接续执行侦察任务,就可对某一特定区域实施全时侦察。

2.2 对城市重要目标实施突袭

城市中重要的目标,诸如发电厂、自来水厂、政府办公大楼、化工厂等事关国计民生的重要设施,一直以来都是敌对势力和恐怖分子重点袭击破坏的对象。小微型无人机的快速发展,让不法分子找到了可乘之机,多次以此为平台发动暴恐袭击。比如,2018年8月,委内瑞拉总统马杜罗在首都加拉加斯出席军队纪念活动电视讲话时,若干架无人机进入演讲现场,并在演讲台附近引爆了装有C-4炸药的炸弹,造成了极其恶劣的影响。城市之中高大建筑物林立,街道交错复杂,便于小微型无人机的隐匿,为不法分子利用小微型无人机实施不法行为提供了可能。受建筑物遮蔽的影响,现在的雷达探测、光电侦测等无人机探测手段很难有效对其实施探测。

2.3 以集群饱和攻击的方式打击重要军事设施

现有防空体系在设计之初主要的打击对象均为中高空、大中型、高速运动的空中目标,对于无人机这种新兴的“低慢小”目标缺乏行之有效的手段。现代战争中,无人机逐步发展成为空破敌防空体系的关键一招,在贝卡谷地之战中,黎巴嫩凭借萨姆导弹构建的现代防空体系曾经风光无限,让有着战斗民族之称的以色列空军一时手足无措,最终还是凭借着无人机的巧妙运用,才破解了黎巴嫩经营了数十年的防空体系。现代战争中,重要的军事目标周边往往都部署着强大的防空火力,比如指挥所、军火库等,依靠常规的空中手段很难突破实施有效打击,无人机集群则有着天然的优势,既可以充当诱饵,又可以实施自杀式袭击,同时还可以依靠数量的优势有效规避敌防空火力,能起到很好的打击效果。

2.4 无人与有人协同作战

无人作战与有人作战各有其优缺点,无人机作战能够适应多种作战环境,降低人员伤亡率,执行特种作战任务等,能够很好地弥补有人作战的不足,但无人作战也存在一些固有的缺陷,比如对现场情况处置的灵活性不够,只能依靠既定程式执行任务,缺乏随机应变的能力,需要作战人员运程进行协助,因此无人与有人协同作战成为了现代战争的基本形式[5]。小微型无人机的发展,大大拓宽了无人与有人作战的渠道。小微型无人机的便携性、易操作性、低成本性,使其在协助作战人员完成特定任务中具有先天的优势。便携性是指小微型无人机重量轻、体积小,易于携带,作战人员可以像携带随身轻武器一般携带小微型无人机,而无需要专门的运输载体;易操作性是指其操作简单易学,只需要经过基础的培训就可以完成相关操作任务,不需要有相关的专业背景知识作为基础;低成本性是指小微型无人机造价低,可用于大规模配发官兵使用。以上的这些特性,促使小微型无人机在协助战斗员执行特种作战任务、战场毁伤评估、察打一体和目标引导等任务中具有较强的适应能力。

2.5 模块化灵活运用

小微型无人机归根到底就像是陆军车辆、水中舰船一样,只是一种载体,区别在于这种载体比较小,能很好地适应低空和超低空飞行。未来战争中,小微型无人机执行何种作战任务,取决于对其加装何种作战模块。加装侦察模块的无人机可以执行侦察任务,加装打击模块可以执行打击任务,同时加装侦察和打击模块可以执行察打任务,更加适应快节奏的战场变化,加装远程引导装置的无人机可以胜任远程引导任务。诸如此类,小微型无人机作战一种“低慢小”的空中载体,其作战运用可以根据不同作战需求灵活调整,更加适应多样化的战场需要。

3 反制小微型无人机面临的困境

战争是演变是攻守双方螺旋式上升的过程,无人机为新兴的作战力量,在面对现有的防空体系时,显得得心应手。小微型无人机在军事应用上的飞速发展,促使各国纷纷着手研究反无人机作战问题,紧急上马了一大批项目,但在应对小微型无人机方面还存在比较突出的问题,主要表现为以下几个方面。

3.1 小微型无人机的发现问题

小微型无人机在躲避现代探测技术方面有着天然的优势,其体积小,雷达反射截面(RCS)小,加之很多小微型无人机为规避雷达的探测,在制造的过程中大量使用吸波涂料和吸波材料,使其在雷达上的显示就如一只空中的飞鸟一般,指挥员很容易对其进行误判。在作战使用过程中,小微型无人机则采用贴地飞行、依托高大树木和地表建筑物飞行的方式,来躲避敌方雷达、光电等探测手段,使其能够轻易接近目标而不被发现。

3.2 打击小微型无人机的效费比问题

现有的地面防空火力装备主要是针对中大型空中目标,比如巡航导弹、战斗机等,这些空中目标都属于高价值目标,因此地面防空火力装备在设计之初就未考虑打击的成本问题。而当面对小微型无人机的攻击时,就不得不考虑打击的效费比问题,跟动辄几万元甚至数百万元的防空导弹相比,小微型无人机的造价只有数千元,用造价昂贵的防空导弹去打击小微型无人机无异于“大炮打蚊子”,效费比非常低。现有的电子对抗装备具备一定的反无人机能力,可以对其实施压制干扰,但在应对小微型无人机等新型威胁方面,明显缺乏针对性和有效性,不适合拦截低空来袭的近程小目标。

3.3 反制小微型无人机的附带损伤问题

现有的防空手段中,能够对小微型无人机实施有效抗击的装备主要有高炮、防空导弹和电子对抗装备等。由于小微型无人机的作战作用特点,这些武器装备在抗击小微型无人机的过程中会对周围环境或友邻部队产生附带损伤,主要包括动能弹药的爆炸碎片和大功率电磁波产生的电磁污染。比如,小微型无人机在城市作战中,通常会以建筑物作为掩护来实施攻击,此时若高炮和防空导弹等动能武器对小微型无人机实施打击,很容易对周边建筑物和居民造成损伤,造成恶劣的政治影响;若使用高功率电磁武器进行压制干扰,虽然可以降低对地面人员和设施的损坏,但很容易对我空中目标造成误伤,因为电磁压制这种面杀伤无法有效区分敌我目标。

4 应对小微型无人机威胁的主要策略

随着无人机的军事威胁越来越大,尤其是纳卡冲突以来,各国纷纷意识到反无人机作战已经刻不容缓,上马了大批反无人机研究的相关项目,主要集中在战术创新和装备革新,取得了一定的成效。小微型无人机相对于传统无人机有着其特殊性,必须结合其作战运用特点,立足现有技术,努力寻求破解之法,提升应对小微型无人机的能力。

4.1 多管齐下,复合探测

对小微型无人机的探测预警是实施反制的信息源头,也是OODA环的起点,应复合运用多种探测手段,实现远中近、高中低全方位探测[6~7]。不同的探测手段各有其优缺点,雷达探测具有探测精度高、主动性强,能适应多种气候条件,但由于需要主动发射电磁波,容易暴露自身位置;无线电侦测是一种被动探测方式,能够很好的隐藏自己,实现全时段侦测,但定位精度不够理想;光电探测距离近,受天气影响较大,对于抵近的小微型无人机具有很好的发现能力。小微型无人机在工作过程中,由于智能化程度不够,需要经常与控制台之间进行信息交换,回传自身的数据信息,接收控制台的控制指令和作战任务,可以利用这一特点对其实施全时段无线电侦测。同时,应加强各种探测手段之间的信息交互共享能力,建成一方发现、全网共知的侦察预警网,充分发挥前沿观察哨的灵活性,对雷达、光电、无线电探测进行有效补盲。只有复合运用多种探测手段,才能实现对小微型无人机的尽早、尽远发现,为实施反制行动赢得先机。

4.2 点面结合,多重抗击

小微型无人机追求低成本、轻便化,这决定了其本身不可能具备较强的电磁防护能力,容易遭受电磁打击。高功率微波武器和电子对抗装备均是利用电磁波对空中目标实施打击的手段,具有打击成本低、攻击范围广、工作时间长、响应速度快等特点[8],可以对空形成“杀伤面”。高炮、防空导弹、激光武器等“点杀伤”武器,在对抗小批量无人机时具有打击精度高、作用距离远等优势。在反制小微型无人机的作战过程中,应结合无人机来袭数量、发现距离、作战样式等,决定采用不同的抗击手段,点面结合,分层抗击,既可以对无人机集群进行打击,也可以对游离袭扰的无人机进行打击,实现对重点目标区域的防护。

4.3 软硬并用,信火联合

小微型无人机在工作过程中,对电磁信号的依赖性特别强,首先是导航信号,需要与导航卫星进行实时通信,以定位其自身位置和目标位置;其次是通信控制信号,保障小微型无人机与控制台之间的信息交互。在作战过程中,一方面利用电子对抗这种“软杀伤”手段对小微型无人机进行导航干扰、通信干扰、导航欺骗等,诱骗、迫降、驱离进入我防区内的无人机,既可以达到抗击目的,又能有效地降低附带损伤;另一方面充分发挥火力装备的优势,对小微型无人机的控制台、操控的人员进行打击,同时还可以对操控人员形成心理威慑。

4.4 新老结合,研用并举

随着科技水平的不断进步,大量新兴技术逐渐应于军事斗争,以激光武器、高功率微波武器为代表的新质反无人机武器逐步由概念研究向系统论证发展。以美俄为代表的军事强国,在反无人机新质作战力量建设方面率先取得重大突破,先后开发了“警鹰”系统、“相位器”、Ranets-E等高功率微波武器[9]和紧凑型激光武器系统(CLAWS)、多任务高能激光器(MMHEL)、Peresvet车载激光武器等激光武器系统[10]。传统防空力量和新质作战力量在反制小微型无人机方面各有其优缺点,传统防空力量技术手段更加成熟、武器装备发展更加体系化、操作人员对装备的熟练度更高;新质作战力量在应对小微型无人机威胁方面更具针对性和有效性,作战理念更加先进。在反制小微型无人机作战过程中,在充分发挥现有防空体系的作战效能的同时,积极研发新型反无人机武器,同时将新研武器融入现有防空体系中,利用体系的聚能优势,达到有效应对小微型无人机威胁的目的。

5 结语

正如恩格斯所说:一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎无强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革[11]。小微型无人机技术的飞速发展,尤其是储能技术、智能化技术的突破,必将催生小微型无人机在军事领域更加多样化的应用[12],反制小微型无人机面临的任务越来越紧迫。相信随着各国在小微型无人机反制技术、战术上研究的不断推进,小微型无人机作战和反微型无人机作战的天平终会在螺旋上升的过程中趋于平衡。

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