全面透视无人机攻防作战现状
这篇文章是国外对无人机作战与反无人机作战的全面总结,内容几乎覆盖所有的无人机攻防战术,属于市面上少见的专业技术资料,文章中公开了乌克兰战争在无人机攻防方面的罕见信息。笔者看到这篇技术情报,原计划全篇翻译,结果内容实在太多,没有实现计划。在全国至少10万军装专业技术人才挥洒汗水研制无人机攻防技术与战术的背景下,这篇文章极具价值,它全面的梳理了无人机攻防的相关技术,军方人士阅读它,指挥作战少吃败仗。专业技术人士阅读它,找到技术需求与未来方向,爱好者阅读它,知道现代战场的无人机是怎么玩的。……正文乌克兰战争证实,无人机作战已成为常规, "低、慢、小"民用FPV无人机因其隐蔽性强、操作门槛低,已成为最具战术颠覆性的空中威胁。这类无人机被广泛用于侦察监视、战场态势管理及简易空中打击等任务,迫使反无人机作战研究成为关键防御手段。当前,民用无人机呈现"性能跃升-成本骤降"的双重趋势:关键指标年均提升15%-20%,而单位成本以每年12%的速度下降。这种技术扩散效应使经济欠发达国家也能以极低代价获取曾专属于高端平台的侦察打击能力。根据常规作战理念,夺取制空权是空战的核心战略目标,控制途径已延伸至无人机作战领域。从现实情况来看,制空权被飞行器划分为多层,除了依靠战斗机获得高空制空优势外,还需FPV无人机抢占低空优势,在强化己方侦察打击链效能的同时,全面剥夺敌方同类作战能力。需要具备:持续空中存在、多域感知融合、动态能力切换和对抗性反制等多方面、多层级的防御体系。无人机攻击极具作战经济优势,反无作战总是很昂贵。从乌克兰战争来看,反无作战的防御成本大约是攻击成本的5倍甚至更多,并且迫使所有的军事力量都将在防御无人机方面投入巨资。反无人机系统通常由探测和攻击两大分系统组成。反无作战与其他作战行动一样,需经历多个阶段。首先需完成无人机探测,可通过无人机探测雷达、射频频谱分析仪、光学与红外传感器以及声学传感器实现。反无人机系统集成了多种探测性传感器,包括雷达、用于区域搜索的磁异常探测设备以及用于目标识别的红外探测武器站。针对微型无人机的探测系统作用距离通常约为2公里,而用于对抗小型无人机的系统作用距离可达8公里。传统防御系统难以探测和攻击小型无人机,只有第 4 类或以上的大型无人机才被视为易于探测目标。截止目前,所有探测系统均存在局限性,比如:雷达对低空慢速小型目标的探测效果欠佳;视频或红外成像探测可能将无人机与飞机或鸟类混淆;成像传感器要求与目标保持通视条件;射频频谱分析仪仅能指示某方位存在信号发射源。在实际应用中大量的虚警性探测使整个防御体系失去效用。(备注:句中的虚警指虚假目标,后文类同。)1 探测 雷达通常使用滤波器来过滤小型慢速目标,以避免产生过多虚警,易于探测高速大型目标,对“低慢小”(Low, Slow and Small - LSS)无人机目标需采用专用传感器进行对抗。战场的监视性雷达可改装用于搜索低空飞行的无人机,类似火炮定位雷达。无人机的行为和尺寸与鸟类相似,S、X和Ku波段雷达更为适用。即便如此,探测概率仍然较低。Ku波段雷达分辨率更高,对慢速目标效果良好,且可使用小型天线。Ku波段雷达已用于C-RAM(反火箭、炮弹和迫击炮系统),并需配合图像或红外成像探测进行目标细节确认。雷达主动探测的一个问题是会暴露己方部队或受保护敌方阵地位置。红外搜索与跟踪传感器(IRST)相对较小,功耗较低。它们是被动式的,可探测地面和空中目标。视觉雷达(ViDAR)利用图像传感器进行无人机探测,已用于海上搜索和地面移动目标探测。对抗无人机时,可采用覆盖天空的阵列式传感系统。声学传感器可用于探测和识别无人机,但探测距离有限,最远达2公里。它们需要其他传感器确定精确位置,在无人机预警方面还是比较实用的。探测到无人机后,需进行敌我识别。光学系统分辨率高,最适合识别,但作用距离短且依赖操作员训练。对于需远程导弹攻击的大型无人机,响应过程更为复杂。固定式探测系统是反无人机(如雷达、IRST和光学传感器)的常规部署方案。它们位于高处,可覆盖地面盲区,对抗空中目标,并增加对地面目标的视线距离。上图为:Blighter AUDS可安装在车辆上,利用雷达探测10公里外的无人机,并在不到15秒内使用电子干扰器使其失效。上图为:Elbit的X波段DAiR雷达具备探测无人机能力,可采用多种配置,如单固定天线、多阵列或旋转天线。上图为:泰雷兹20 mm地面观察雷达,对小型无人机探测距离为3公里,对轻型无人机为9公里。低空飞行直升机探测距离可达15公里,车辆探测距离可达12公里。上图为:EchoDyne的Echo Guard雷达,于2022年被美国陆军选为基地防御系统,它能探测1200米外的Matrice无人机和人员,以及3.5公里外的车辆。上图为:美国陆军正在开发的集成视觉增强系统(IVAS)头盔,为部队提供导航和目标数据,以及夜视能力。装甲车乘员可在不暴露的情况下查看外部图像。IVAS具备使用图像传感器探测无人机能力。一组士兵可划分搜索区域,实现360度对地对空覆盖。上图为:莱茵金属的快速红外搜索与跟踪侦察传感器(FIRST)是一种红外传感器,可探测1.5至3公里外的小型无人机和12公里外低空飞行飞机。它还能探测地面目标。上图为:步兵部队使用的便携式 RfPatrol 预警系统,用于提供提醒该地点存在无人机。上图为:俄罗斯使用的Yurka无人机探测器显示(2.3-2.7)GHz和(4.9-6.1)GHz频率发射,表明空中存在敌方无人机。这些探测器用于确定何时启动电子干扰器。2 主动防御根据敌对空作战理念,发现目标是关键,发现后立即实施摧毁是关键中的关键。早发现,就能早防御,这与战斗机超视距探测目标是相同的理念。当探测到无人机后,需进行拦截或使其失效。反无人机防御可分为主动和被动两种。主动防御可针对动能摧毁(硬杀伤)或非动能/中和(软杀伤)。动能手段使用武器,但通常射程较短,而远程防空导弹成本效益不高。非动能系统包括激光武器(HEL)或微波武器(HPM),但技术尚不成熟。电子干扰可干扰敌方无人机任务,但无人机可能恢复任务。只有无人机被摧毁,才无法复活。反无人机系统填补了防空武器,保护车队、地面部队和军事基地的安防任务。最经济的主动措施是使用现有防空火炮对抗无人机,但这些火炮通常不能覆盖前线、火炮和支援部队。更大的 3 类或更高级别的无人机可以 被战斗机拦截。便携式防空导弹(MANPADS)可用于对抗1至3类无人机。对小型无人机使用便携式导弹可能成本效益不高,导弹价格可能高于目标,但若考虑无人机行动造成的部队和装备结果,可能非常积极地使用。以色列和沙特阿拉伯等国已不得不使用如“爱国者”、“Python 4”和“AMRAAM”等先进昂贵导弹对抗无人机,因为它们是唯一可用资源。乌克兰炮兵偏爱使用“Starstreak”和RBS-70导弹,这些导弹具备视觉制导功能,用于防御无人机。他们喜欢在防御中操作,因为他们是优先攻击目标。可编程空爆弹药(PABM)被视为对抗无人机理想弹药,最初用于攻击隐蔽目标和开阔地带部队。用于20毫米至120毫米火炮,并已在40毫米自动榴弹发射器上成功验证。这些弹药通常由装甲车携带,并利用武器站形成自动火控系统。战术无人机通常飞行高度低于3000米,在射程内有可用的武器。狙击手和自动武器也可用于对抗低空飞行无人机。部队训练集中火力对抗敌方飞机,这可作为对抗无人机自卫战术。据报道,曾有一架阿根廷A-4“天鹰”战斗机在圣卡洛斯上空被英国部队轻武器火力击中后,机身布满弹孔返回基地。据估计,部队发射了17000发轻武器对弹药。喷气式飞机速度极快,而无人机速度慢但体积小。步兵武器自动火控系统可作为对抗无人机,这项设计的原始目的是用于对抗地面目标。装甲车将成为致命无人机和敌方轰炸机主要目标。为装甲车安装主动防御系统(APS)以对抗反坦克武器,这些系统也可能具备对抗致命无人机和无人机投掷炸弹能力。使用拦截无人机,即捕获无人机,是一种替代方案。配备网炮的猎杀无人机已被应用。猎杀无人机发射网弹捕获无人机,使其用降落伞降落。无人机上搭载雷达可自主探测,并具备在一次任务中拦截多个无人机能力。雷神公司开发了Coyote一次性无人机,用于攻击其他无人机。其自主飞行时间为60分钟。发射器使用Ku波段雷达探测和跟踪目标,并使用红外传感器进行验证。Delft Dynamics的Drone Catcher使用具备自动目标识别功能摄像头。它在接近目标无人机20米时锁定,然后发射捕获网。Skylord反无人机已在加沙地带用于击落风筝或携带小型炸弹的气球。截至2020年,已击落2500架无人机。该无人机具备目标锁定和自主拦截能力。载重为1公斤,包括发射网和GPS干扰器。速度可达280公里/小时。探测是无人机的第一种战术侦察任务,探测支援前线部队运输卡车并跟踪至后勤基地。防御此战术的一种方法是在道路上设置“门”,部署反无人机雷达等探测手段。跟踪车辆的敌方无人机将不得不通过 “门”。被动传感器可隐藏在“门”位置。信号情报(COMINT)传感器可被动探测无人机,雷达则用于支持最后拦截阶段。E-8 JSTARS 飞机的开发目的是检测长途物流基地。旅级及以上作战无人机若配备无线电定位器,可对抗无人机。它们在敌后作战,通过三角定位无人机位置,使用图像传感器探测操作员位置,并自主攻击。由于反无人机防御成本高昂,探测和防御反无人机攻击也是值得的。进攻性防御是攻击无人机工厂、研究中心、仓库、训练中心和任何与无人机操作相关设施,在它们到达前线之前需要完成防御。上图为:一架在基辅被友军火力击落TB.2无人机,大多数弹药从后部攻击,表明这是手动瞄准。上图为:一架俄罗斯无人机被“毒刺”导弹击落。上图为:美国陆军远程武器系统CROWS升级了“弹道低空无人机交战”(BLADE)系统,增加了探测和攻击无人机能力。添加了雷达,软件经过修改以适应攻击移动目标。12.7毫米口径机枪被认为是对抗无人机理想武器,射程和射速俱佳。上图为:BAE系统成功测试了APKWS激光制导火箭对抗无人机。四管发射器安装在车辆上,该车辆还配备了FLIR武器站用于探测和指定目标。上图为:拦截无人机向目标无人机发射网。上图为:轻武器自动瞄准系统也被提议作为反无人机武器。上图为:1988年,马可尼提出TAMS(坦克反导弹系统)用于坦克主动防御,保护其免受反坦克导弹攻击。安装在“挑战者”坦克炮塔上方。搜索雷达指示目标给火控雷达,火控雷达指挥两挺7.62毫米链枪,总射速为1200发/分钟。射程为600至900米。400发子弹允许接战20个目标,每个目标20发连发射击。主要目标是使导弹失控,无法优化命中目标,但仍存在爆炸风险。系统重量估计为100公斤。TAMS是可能对无人机有用主动防御系统实例。3 电子战电子支援(MAGE)系统主要是信号拦截(BI)和电子监控,目的是识别作战区域电子频谱和目标定位,为部队提供预警。无人机与操控者之间通信链路是致命弱点,可被电子战利用。发射指示无人机在某地存在的信号,干扰通信链路可使无人机失效。电子情报(ELINT)可探测地面站,并可能尽快攻击。防御无人机的电子屏蔽可能会干扰部队的主要功能,但也可能增加其他改进。一个通信排如果具备拦截通信、无线电测向和干扰的能力,就可以用来对抗无线电和无人机通信链路。战术级无线电定位能力可用于探测指挥所或炮兵阵地,并用炮火攻击。美国海军陆战队各营正在接收电子战系统以对抗无人机、无线电和远程引爆简易爆炸装置。电子干扰被认为是对抗无人机最有效手段。电子干扰器基本分为两种类型:定向天线和半球形/全向天线。球形干扰器通常自动操作,而定向干扰器则是类似步枪的装置,使用时指向无人机,能量更集中,射程更远。全向天线探测信号并激活干扰器干扰无人机命令数据链路。一般前线部队使用类似步枪的便携式干扰器,可轻松迫使无人机着陆或“劫持”无人机。干扰器重量在2至5公斤之间,可背在背包中,而更大射程系统则安装在车辆顶部。大多数民用无人机使用WIFI频段(2.4和6.0 GHz)或400和900 MHz,是信号干扰器主要目标。数字数据链路可被干扰,使信号对数字解调器无法理解。无需高功率,若信号在总传输时间三分之一时间内被中断,数字解调器则无法理解。地面平台因地形特征限制电子侦察系统使用,难以获取发射器信号。空中平台,甚至无人机,可促进地形“阴影”中发射器探测,并可覆盖更大视线范围,平台越高效果更佳。空中平台提供机动性,可覆盖大面积,前往探测到敌方无人机发射信号位置。地面平台在渗透敌对密集城市环境方面存在局限性。干扰器与目标距离是确定达到所需效果所需能量重要参数之一。因架设操作繁琐,导致电子战系统在部队快速前进或撤退时表现不佳,空中平台可弥补此局限性。指挥控制系统必须协调电子干扰与其他系统,因电子干扰和GPS可能干扰友军雷达和无线电。还需具备无人机预警功能,以便于及时向友传报信息。干扰器的一个弱点是容易成为目标,因为无人机可以通过适当的接收器被引导至干扰源。一般无人机受到通信干扰时,自主执行原路返回程序。在顿巴斯冲突中,俄罗斯人能够跟踪或干扰乌克兰无人机,但系统数量少且分散。电子战系统能够干扰无人机通信和导航系统。在俄乌战争中,俄罗斯人操作多种系统,如信号情报TORN和SB-636 Svet-KU系统用于追踪无线电信号,RB-341V Leer-3系统与Orlan-10无人机一起操作,配备手机干扰器和位于KamAZ-5350卡车上指挥所,R-934B Sinitsa信号干扰器和R-330Zh Zhitels卫星链路干扰器。2022年,俄罗斯人声称使用电子干扰系统击落了90%乌克兰无人机,包括TB.2。大约有10个干扰系统部署在20公里前线(另一来源称每6公里一个)。乌克兰依赖无人机操作提供炮兵精确度。小型无人机平均使用寿命降至三次,大型固定翼无人机最多可执行六次出击。在无人机攻击中大约只有三分之一的任务取得成功。一位专业人士称,乌克兰每月损失5000至10000架无人机,即每天160至320架。大多数损失由俄罗斯电子干扰器造成,部分由地面火力造成。看似数量庞大,但在500公里前线,每3公里损失一架无人机,即每个营防御位置约一至两架。在电子干扰强烈地区,数据链路距离从3公里降至约500米。乌克兰使用无人机的主要目的是作为中继器以增强信号功率。这些数据表明,电子防护措施虽能有效减少损失,然而,从成本效益的角度考量,接受一定程度的较高损失,并将无人机作为一次性“弹药”投入使用,或许更具经济合理性。以具体机型为例,DJI Mavic无人机的价格约100 美元到600 美元;而美国陆军所采用的RQ-28A SRR(即Skydio X2D)无人机,其单价高达10000美元,相当于15架Mavic无人机的总价。必须注意的是,炮弹的成本远远超过这些简易无人机的价格。不过,倘若无人机能够在执行任务过程中,通过减少射击次数或任务次数而成功击中目标,那么由此节省下来的成本,将足以弥补其可能带来的额外损失。。在乌克兰战争中,因无人机数量众多,部队可积极操作而无需担心损失。因无人机便宜且可丢弃,甚至无需寻找坠落无人机。双方均在无人机上设置陷阱。若被干扰器击落,则成为陷阱,不再被回收。更好的天线,成本更高,重量和空间更大,对小型无人机至关重要。强大发射器快速消耗电池电量,进一步减少无人机有限续航时间。对抗无人机另一种策略是反飞手行动(Counter-Operator Operations),即探测和攻击控制站、通信系统和无人机飞手。使用被击落无人机通信和GPS数据用于查找控制站并攻击(斩首)。一旦控制站位置被三角定位,立即使用炮火攻击位置,或尝试派遣无人机侦察位置并确定飞手的确切位置。在反无作战中,训练有素无人机飞手比无人机更难替换,狙杀飞手比反无人机要容易得多。美国在叙利亚对ISIS无人机使用EA-6B“徘徊者”和F/A-18G“咆哮者”等先进飞机。“咆哮者”使用ATFLIR吊舱扫描检测到控制站发射位置。ISIS无人机飞手意识到发射无人机后存活时间不长。一些无人机飞手移动性强,以遏制斩首威胁。在摩苏尔对ISIS行动中,当地部队获得“射线枪”原型以击落民用无人机,但无效。反应变为用轻武器射击击落无人机,带回基地。取出无人机SD卡,其中包含相机图像和飞行数据。使用DatCon应用程序监控无人机性能。数据放入Google Earth,可绘制无人机飞行和多个无人机数据指示发射位置。召唤“捕食者”无人机观察位置,看到操作员从屋顶发射无人机。攻击房屋后,ISIS在摩苏尔无人机操作大幅减少,同样,手榴弹袭击和自杀式车辆炸弹有效性也降低。4 装备实例上图为:Borisoglebsk-2 RB-301系统具备探测和干扰无人机数据链路能力。上图为:R-330Zh Zhitel系统在距前线26公里处被卫星拍摄。Zhitel可干扰GPS天线、卫星通信、手机、VHF和UHF,半径达10公里。上图为:Strizh-3系统用于探测和干扰无人机通信信号。射程仅1.5公里,但大量部署在前线,易于隐藏。上图为:商用三点定位系统界面显示,从多个位置读取定义发射器概率区域。上图为:Dronebuster便携式干扰器。重量2公斤,射程750至1000米。每个成本30000美元。上图为:美国海军陆战队正在部署反无人机上图为:俄罗斯Volnorez干扰器可轻松安装在装甲车上。覆盖900 MHz至3000 MHz频率,切断无人机信号,半径1公里。天线带有磁铁,可固定在装甲上。上图为:俄罗斯Orlan-10无人机配备Moskitos通信干扰系统。无人机可保持图像传感器进行干扰和侦察。上图为:俄罗斯FPV无人机配备无线电测向仪,探测无人机飞手半径达5公里。5 美国陆军和海军陆战队装备自2002年以来,美国陆军举行“Black Dart”(翻译为:黑镖)演习评估反无人机技术。在美国陆军中,反无人机手段属于旅级。防御与无人机类别相关。一个师应具备防御3类及以上无人机能力。截止2004年,美国陆军有24个防空营。2020年,因任务优先级低,仅有九个防空营。无人机威胁改变一切,如2016年摩苏尔ISIS无人机和乌克兰无人机使用。小型慢速目标表明防御前线战斗单位困难。2018年,美国陆军开始现代化其“毒刺”导弹,配备新近炸引信以对抗无人机。美国陆军研究了几种 C-UAS 系统,分为固定系统 基地防御 (E-LIDS)、车辆移动系统(Howler、L-MADIS 和 EnforceAir)和步兵便携式系统(Drone Defender、 Dronebuster 和 Smart Shooter)。美国陆军测试“低慢小型无人机防御系统”(E-LIDS)对抗1至3类无人机。LIDS使用MOOG炮塔配备12.7毫米机枪,但可升级为30毫米自动炮。12.7毫米机枪旨在武装装甲车和车辆进行防空,现看似是对抗微型无人机理想武器。IM-SHORAD(机动短程防空)是“斯特赖克”装甲车现代化项目,用于攻击1至3类无人机。IM-SHORAD使用RADA多任务半球雷达和MOOG RlwP炮塔,配备30毫米自动炮、四管“毒刺”导弹发射器和两枚“地狱火”长弓导弹。目标验证使用Wescan MX-GCS炮塔。IM-SHORAD仍是临时资源,已购买144辆装甲车装备四个防空营,同时开发最终系统。上图为:MLIDS系统使用30毫米自动炮配备近炸引信击落探测到无人机。上图为:美国海军陆战队采购“轻型海军陆战队防空综合系统”(LMADIS)安装在4x4 Polaris MRZR车辆上。MADIS使用传感器探测、识别和中和无人机,配备无线电和GPS干扰器。MADIS可保护半径5公里以上区域,可在移动中使用。上图为:IM-SHORAD在“斯特赖克”装甲车上使用四个RADA MHR雷达。MHR可探测5公里外迷你无人机、23公里外中型无人机或直升机和34公里外战斗机。反地面模式下可探测23公里外车辆和10公里外士兵。上图为:雷神公司“郊狼”导弹用于攻击其他无人机。使用喷气发动机,速度达370公里/小时,射程10至15公里。6 巴西陆军装备巴西陆军(EB)对无人机威胁反应取决于场景。低强度场景中,敌人使用民用无人机,资源无需高度复杂。EB防御无人机首先措施是使用现有手段。EB拥有六个防空炮兵群和七个防空炮兵连。装备“猎豹”1A2装甲车和RBS-70及“伊格拉”导弹。还使用L波段SABER 60雷达。前线部队可使用个人和集体武器对抗低空飞行轻型无人机。第1电子战营(1º BGE)已使用IACIT公司SCE 0100干扰器对抗WIFI和GPS频段无人机。反侦察是定位和击败敌方侦察努力任务。陆地上是侦察部队职能,如骑兵,可能接收保护对抗无人机手段。实践中,将改装车辆如“瓜伊库鲁”和“瓜拉尼”装甲车,配备REMAX武器站,适应搜索和攻击无人机。30毫米加农炮作为“瓜拉尼”装甲车的提议,是对抗无人机理想武器。“卡斯卡维尔”装甲车现代化应考虑配备30毫米炮塔和空爆弹药,以对抗无人机,如其替代品“半人马座”2。专用手段可遵循美国陆军模式,保护固定基地系统、伴随前线单位装甲车和便携式系统供步兵使用。巴西空军(FAB)拥有多种平台可支持反无人机行动,但覆盖作战区域,不一定覆盖EB单位。R-99和P-3AM具备MAGE系统,可用于三角定位无人机和控制站位置。E-99雷达可帮助对抗高空飞行大型无人机。以色列已更改其CAEW预警机软件以探测慢速小型无人机。FAB战斗机具备拦截4类及以上大型无人机能力,甚至更大尺寸3类无人机。上图为:EB“LMV瓜伊库鲁”装甲车配备REMAX炮塔。REMAX炮塔可适应搜索和攻击无人机。战场管理系统可将区域划分为多个炮塔覆盖360度。雷达天线至少覆盖90度,需四辆车覆盖360度。理想武器是40毫米自动榴弹发射器配备空爆弹药。携带配备传感器能探测无人机和地面目标系留无人机将是理想选择。图片为EB炮兵部队演习中无人机拍摄照片。若为敌方侦察无人机,则正在探测高价值目标。无人机可向部队显示需要改进伪装和分散需求。7 被动防御针对无人机被动措施是伪装、隐蔽、分散和诱饵等安全八法。这些是与对抗其他空中侦察手段相同措施。乌克兰的无人机行动经验,引发一些考虑。无论是视觉还是无线电发射定位,必须始终考虑有人正在观察。接近前线敌人寻求摧毁高价值目标,如指挥所和火力支援。白天行动应受限,夜间始终移动位置,但始终考虑敌方无人机具备夜视能力。白天,乌克兰部队以2-3人小组移动。4x4车辆通常不受攻击,而卡车和装甲车则受攻击。最佳反无人机防御手段:伪装。伪装是应对无人机的最佳防御手段。乌克兰人更偏爱使用M777等牵引式榴弹炮,而非自行榴弹炮,因为前者更易于伪装,并可使用类似的诱饵。多光谱伪装可有效防御多种传感器,包括视觉、热成像,有时甚至包括雷达。应用于车辆的热伪装还具有降低内部热量的优势。夜间作战的部队需穿着热防护服,以避免被FLIR传感器探测到。在入侵乌克兰期间,俄罗斯指挥官犯下了诸多错误,其中最为严重的是未对前线指挥所进行隐蔽。2022年期间,乌克兰袭击了超过20个俄罗斯指挥所,导致10名将军和150余名高级军官丧生。指挥所相对容易被发现,因为它们会发出大量的无线电通信。在冷战期间,苏联部队会向前推进并攻击前方所有目标,只有在弹药和燃料等补给即将耗尽时,才会开始与后方的指挥所进行无线电通信。这一战术在二战末期取得了良好效果,当时俄罗斯处于进攻态势,而德国则处于防御态势。俄乌战争的视频显示,无人机能够轻易发现敌方战壕,并随后指挥炮兵进行攻击或直接使用轰炸无人机发动袭击。战壕难以伪装,且由于周围遗留的垃圾或车辆痕迹,其位置很容易被察觉。应对无人机的一种对策是广泛设置假阵地,并在友方战壕和阵地上方设置掩护。虽然战壕仍然容易被发现,但确定其内部是否有部队或武器,或是否有人员驻守,将变得更为困难。敌方将不得不攻击所有有掩护的阵地,这无疑会增加其作战难度。加固掩体的入口将难以被发现。此外,掩护还能为部队提供额外的防雨、防风、防寒和防晒保护,这将受到部队的欢迎。应重视部队的个人防护。轰炸无人机的视频显示,士兵腿部是最容易受伤的部位。而穿着防弹背心的躯干则很少受伤。针对无人机的个人防护装备应尽可能覆盖身体大部分区域,但可以采用较轻的材料,因为无人机弹片的穿透力通常低于枪弹。使用较轻防护装备的目的是避免增加过多重量。乌克兰的其他无人机视频显示,部队在夜间穿着热防护服进行作战。虽然这种防护是部分的,但仍然能够被探测到。如果部队保持静止,这种防护效果较好,但一旦移动,就很容易被发现。ISIS恐怖分子曾躲在隧道、洞穴、下水道中,并掩盖其战壕以躲避无人机。他们的目的不仅是隐藏,更是要掩盖自己的存在。在城市中,他们会使用地毯、床单和衣物来掩盖小巷和开阔地带,但这并不能掩盖他们的行动路径。房屋之间的隧道使他们能够在空中无法被探测到的情况下自由移动,并从四面八方对反恐部队进行伏击。在第一次世界大战期间,由于当时图像分辨率的限制,目标只是探测阵地而非部队的存在,且阵地上总是有部队驻守。在摩苏尔的战斗中,ISIS使用了由轮胎和燃烧油料组成的简易防御,以在城市周围制造烟雾屏障,对抗无人机和飞机的侦察。他们甚至使用了城市中一家化工厂的硫酸。工程兵的任务是通过伪装、模拟友方部队和设施存在的假目标、制造虚假信息以及采取诱敌行动,来遏制敌方的情报和目标指示系统。在乌克兰战争中,绝大多数轰炸无人机或第一人称视角(FPV)无人机的攻击视频都是在白天拍摄的。而使用热成像相机的无人机则在夜间攻击目标。具备夜间使用夜视镜作战的能力可能是一种对抗无人机的防护手段。在冲突中,夜间驾驶能力已被视为支持后勤行动的重要因素。任何能被无人机探测到的目标都可能遭到攻击。所有部队、装备或固定阵地都需要有伪装掩护,尤其针对热成像传感器的探测。上图为:夜间,巡逻队很容易因其热信号而被发现。队员穿着热防护服是一种较好的 “隐身”措施。配备多光谱伪装的豹2坦克。车顶上的“战术伞”可以对抗轰炸无人机向炮塔发射的轻型炸弹。上图为:一架乌克兰的Krab榴弹炮被俄罗斯的Lancet无人机攻击,但由于击中了金属网(鸡笼网)而未爆炸。 上图为:俄罗斯在乌克兰使用的伪装网。金属网可以提供对抗无人机投掷炸弹的保护。创建假战壕网络也可能是其目的之一。上图为:无人机拍摄的战壕图像。乌克兰无人机一半以上的飞行时间都用于对自己的阵地进行侦察,以查看它们是否对敌方无人机进行了良好的伪装。训练识别友方部队是一个良好的开端。上图为:直到2023年8月才出现暴露出俄罗斯战壕搭建的伪装网,并隐藏下方部队的视频。上图为:俄罗斯战壕中搭建的用于掩护的结构。它们不能防御无人机,但可以隐藏当地士兵和装备的移动,以干扰无人机的攻击。掩护材料是不易燃的,如防水油布,以避免被无人机投掷的燃烧弹烧毁。如果这些战壕被占领,其中的战斗将类似于隧道战。上图为:一个作为假目标的“充气”坦克。有些模型非常逼真,并配有由加热器提供的热信号。假目标用于吸引敌方部队的攻击,迫使其浪费资源和弹药。这种对策的本质其实就是利用敌方攻击找到的一切目标,从而使敌方自我暴露。8 无人机的应用有多种资源可用于保护无人机和飞手。无人机的应用方面取决于具体场景。在低强度场景中,当地威胁很难拥有先进资源,因此可以无限制地使用商用无人机。民用无人机没有防御机制,以便警方能够轻松控制。但在对抗准备充分的敌人时,如俄乌战争的情况,可能需要配备先进防御系统的无人机。所有保护无人机免受主动和被动的防御措施都将增加无人机的成本、重量和尺寸。第一步是使用专有软件,使其更难被敌人攻击。软件应能够确定无人机是否被发送或命令降落在非计划地点。情报部门应确定敌人可用的反无人机资源,以协助任务规划。路线规划也可用于有干扰器但覆盖范围不大的地区。避免被击落包括选择安全路线。无人机可以自主飞越敌方领土,以绘制受到数据链和GPS干扰的地点。这些数据将输入一个信息系统,以支持路线规划。无人机飞手也可以指示发现干扰的地点。如果某个地点防御严密,那么该地点可能有高价值目标。无人机或其飞手应能够感知到干扰,并且无人机应能够自主的原路返回。在实际应用中,原路返回会招来横祸,不应直接飞回基地,因为可能会被跟踪。无人机的操作必须与友方电子战操作员协调,以便在预定时间内提供无干扰的路线以完成任务。自由走廊也可能被敌人利用,进攻性侦察或攻击任务可能会造成防御漏洞。当敌人创建无干扰自由走廊时,也可能表明其正在执行无人机任务。干扰敌方通信也会干扰拦截或信息收集单位。被干扰的操作员可能会尝试以降级的能力操作,表明他们未被干扰,敌人可能会放弃并尝试在其他地方或频率进行干扰。无线电操作员可以更改频率,但这会给与其他友方操作员的协调带来困难。如果将自身定位在干扰器和发射器之间的山脉或森林后面,可以消除干扰,同样调整天线或更改天线类型也可以。将无线电移动到距离原始位置几百米的地方可以改变被干扰频率的质量,如移动到更高的位置。具有跳频功能的无线电可以对抗电子干扰。增加发射器功率是另一种措施,但会消耗大量掂量并减少无人机的续航时间。使用另一架无人机作为中继器是在有干扰地区增加通信距离的另一种方法。冗余意味着有两个通信系统,其中一个作为备用,但无线电通常相对较重。无人机已经具备自主完成任务并在任务后收集数据以供分析的能力。自主使用无人机已经被ISIS恐怖分子、朝鲜对韩国的行动,甚至犯罪分子用于跨境或监狱内运送毒品所采用。自动目标识别软件可以自主检测威胁,并发送简短加密的警报,而不是发送容易检测和干扰的长时间连续视频。自动目标识别软件需要强大的处理器,这些处理器可能很大且耗能,因此目前只能用于较大的无人机。无人机仅发送快速接触通知,并可能包括一张供操作员验证的图像。图像通常在无人机传感器接收到后,由操作员的笔记本电脑进行处理。使用光纤电缆数据链是可能的,但这会大大限制无人机的航程。它可以应用于短航程致命无人机,如已经应用于反坦克导弹的情况。这是一种可以在不希望进行无线电发射的短程任务中开发的功能。干扰导航系统也会干扰无人机的操作,如干扰GPS信号。干扰GPS也会干扰其他导航系统,如制导武器和地面部队,但也会干扰友方导航。对卫星导航干扰的反应是使用惯性导航系统(INS),该系统甚至可以指示干扰的发生。无人机应能够感知GPS是否失效。伊朗无人机有4-5根天线,可以比较来自多个卫星导航源(如GLONASS、Galileo、GPS和BeiDou)的读数,以确定是否存在干扰。乌克兰无人机飞手采取的一个简单措施是尽量低飞,以避开无线电和GPS信号的干扰。他们还尝试通过观察地形特征来进行导航,以补偿被干扰的GPS。具有逼真地形的模拟器将有助于任务训练和演练。有一种可以对抗干扰的GPS天线(AJAS - 抗干扰天线系统)。俄罗斯的Kometa-M是一种受控接收模式天线(CRPA),使用可以预测GPS卫星位置并仅接收来自窄波束的信号的软件,对其他方向的信号“失明”。它还会在天线接收模式中产生一个盲点,以对抗检测到的任何干扰。用于无人机的版本重约60克。这些天线允许友方无人机在有干扰的地区操作,同时阻止没有类似能力的敌方无人机操作。对抗“斩首”战术的一种措施是将无线电天线与控制站分开放置,并用线连接。无人机的起飞点应远离位于良好保护和伪装位置的控制站。通信天线也可以进行良好的伪装或采用诱饵形式。可以在附近放置假天线,以迫使敌人对无价值目标发射弹药。在第二次世界大战期间,就已经有配备约100米线缆的无线电,用于连接到前线后方的天线。无人机飞手应知道如何定位无人机以收集数据,同时也应定位以保护无人机,如不靠近目标过近、背对阳光或利用风声掩盖旋翼噪音。控制站软件可以通过警告接近目标或已知敌方位置、指示背对阳光的最佳位置或相对于风的方向来辅助这些功能。不建议添加对抗动能武器的装甲,因为这会大大增加重量,导致无人机体积增大,仅适用于保护有人驾驶飞机的机组人员。长距离传感器使无人机能够远离地面防御和敌方传感器,避免被探测和攻击。超低空飞行并利用地形进行掩护是战斗机和直升机的战术。在2001年之前的阿富汗山区,“捕食者”无人机就曾使用地形掩护来对抗当地防御,但它们并未使用视线数据链。“捕食者”无人机可以利用山区地形从相对较高的高度接近被雷达覆盖的地区。相对于雷达,它们后面有地形,这使得探测变得困难。低速飞行使无人机成为易攻击目标,但所需的高亚音速将迫使使用喷气式飞机,这将使其非常昂贵且使用受限。极低速飞行可能使其被雷达误认为鸟类。无人机可以自动执行规避动作,如果感知到附近的射击,这是一种易于实施的对策。声音传感器可以向飞手指示敌方火力,并如果已编程,可以启动自动规避动作。如果首次射击未命中且大部分射击都未命中,则此方法效果良好。被攻击时,一种经典的规避动作是俯冲以快速获得速度,同时远离该地点(Split-S机动)。规则是每三秒进行一次方向和高度改变,以增加敌方武器瞄准的难度。侦察机不会直接从正面接近目标。它们会以逐渐减小的半径盘旋。如果被攻击,它们只需进行90度转弯即可逃离。如果从正面接近,则需要进行180度转弯才能逃离该地点,这将浪费宝贵的时间。从正面接近时,由于相对运动较小,因此更容易成为目标。高空飞行是大型无人机的防御手段,而小型无人机则受到高度限制。飞行高度超过3000米可以避开大多数防御系统,而飞行高度超过1000米则超出了轻型武器的射程。高空飞行有利于配置大型机翼的无人机,并增加续航时间。另一方面,高空飞行需要更昂贵的长距离传感器。雷达预警、电子干扰器、干扰带和诱饵弹等防御系统用于更大、更昂贵的无人机上,而且即使这样也很少使用。小型无人机相对便宜,如俄罗斯的Orlan-10无人机价格与一枚“标枪”导弹相当,甚至可以被视为可消耗的。攻击敌方的反无人机防御是另一种防御手段。无人机可以用于飞越敌方领土以引发电子干扰或激活雷达。目的是对干扰器和雷达的位置进行三角定位。随后,可疑地点可由自主飞行的无人机进行拍照,以识别确切位置,然后使用炮兵或致命无人机进行攻击。一种消耗敌方防御的手段是使用无人机拖曳雷达反射器,以诱使敌方防御系统攻击假目标,从而消耗敌方导弹储备。两个相距2米的雷达反射器以及两组之间相距15米可以模拟直升机的雷达信号。无人机应避免正面或背对已知威胁,以免成为导弹的路径。白天,可以对使用红外制导的防御系统(如MANPADS导弹)采用相同的技术,使用无人机拖曳热源。另一个目的是迫使敌方攻击,以尝试确定射击位置,然后对该位置进行攻击。上图为:TB.2无人机的中继站遭到俄罗斯自杀式无人机的攻击。避免“斩首”的一种对策是将发射器与操作员分开,将发射器安装在一个地点,并使用通信线连接到操作员,以隐藏实际位置。发射器的位置可以由反无人机设备(如传感器和主动防御)进行监视。像照片中那样的大型发射器可以得到虚假发射器的支持。上图为:无人机的操作必须与友方电子战操作员协调。存在用于规划这种协调的工具。开启转载,但必须保留文章抬头的链接与动图。欢迎关注者积极点赞、留言、指正或转发分享。防止被打黑枪而失联,以防万一,请添加小号:枪评文萃
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