犯罪分子一直在以各種方式使用無人機,他們用它們來進行入室盜竊、觀察更大的目標、發現安全漏洞。好戰組織已經開始使用無人機來推進他們的恐怖主義活動。四軸飛行器或模型飛機等小型無人機很容易獲得,恐怖分子越來越多地使用它們并改裝它們,使無人機能夠運送武器化爆炸物或危險材料。在他們手中,無人機可以在空中將簡易爆炸裝置飛向目標。
無人機可能很小一一有些重量不到5磅一一如果它們配備武器,并且當有 10.。.20.。.100.。.近距離接觸時它們可能會造成般滅性的后果。無人機群可以在數里外遠程操作,自主飛行。
洛克希德馬丁臭融工廠高能激光集成總工程師丹尼爾米勒說:”恐怖分子和其他武裝分子可以操作裝有武器的小型廉價無人機來威脅地面上的美國和盟軍,由于它們的尺寸,這些無人機很難被發現,很難被雷達捕捉到,也很難用常規武器射擊,尤其是成群結隊。”
隨著蜂群機器人技術和人丁智能(AD)的指數級增長,越來越多的國家開始轉向一種能夠讓一名飛行員同時控制多架無人機(UAV)的技術--無人機蜂群技術。受昆蟲群的啟發,無人機群由多個小型無人機(UAV) 組成,它們能夠自我組織、協作并一起完成多項任務。
這在很大程度上受到軍用無人機的影響,它們變得更加復雜和先進,即更小、更輕、更便宜和更抗干擾,因為它們能夠在中低空運行。由于這些發展,無人機群現在可以部署用于情報、監視、偵察(ISR)、進攻和防御任務,因為它們具有更大的ISR 以及更遠的航程和續航能力。無人機群現在被軍方用來尋找、固定和傳達地面、海上和空中目標的精確目標位置,它們可以作為武器平臺從多軸攻擊防空系統;或者他們可以將導彈瞄準數據傳遞給任何攜帶防空導彈的平臺。
無人機群的新威脅
各國已經在組建非常龐大的無人機群。中國電子信息技術研究院于2020年9月測試了從陸基和機載發射器以蜂群編隊發射和使用多架小型無人機。
此外,美國海軍海軍研究辦公室和國防高級研究計劃局近年來進行了廣泛的測試,使用大量無人機相互協調執行偵察、編隊飛行或可能向目標投擲彈藥。2016年10月,美國戰略能力辦公室用F/A-18超級大黃蜂發射了103架 Perdix 無人機。無人機使用分布式大腦相互通信,組裝成一個復雜的編隊,穿越戰場,并重組為個新的編隊。
美國海軍研究生院也在探索100萬架無人機在海上、水下和空中運行的潛力。中國已經保持著一次飛行3,051架預編程無人機的吉尼斯世界紀錄。
2020年9月的一次演習表明,俄羅斯還在繼續尋求與三種型號的小型無人機聯合打擊地面目標。盡管這本身并不是無人機集群,但一位俄羅斯專家指出,“目前,俄羅斯對無人機集群使用進行了大量研究,并對此類概念進行了測試和評估?!? 在印度最近的建軍節閱兵中,政府展示了它聲稱的由75架無人機組成的真正無人機群,并表示有意將無人機群擴大到1000多架。
美軍方也在考慮將無人機群用于未來的反介入/區域拒止環境。五角大樓半秘密戰略能力辦公室(SCO)的負責人威廉·羅珀(Wiliam Roper)表示,未來的戰爭將使用大量可消耗的、分散的智能系統,而不是美國五十年來直依賴的大型、昂貴的武器平臺。并補充說,他相信與其他軍種相比,空軍在適應這一新現實方面將面臨更大的挑戰。在 Roper 看來,最終目標是將危險限制在個體操作員身上。上合組織負責人說,與其在戰斗的第天派出一波有人駕駛飛機,不如派出一波又一波廉價的一次性系統,這些系統不會有失去美國軍人的風險。
2021年4月,美國海軍披露,它首次用無人機群摧毀了一艘水面艦艇。這次打擊是在加利福尼亞海岸外進行的無人系統綜合作戰問題(Ux5 BP) 21 演期間進行的。蜂群攻擊是針對無人水面艦艇識別的目標,是演習期間數次無人系統編組行動之一。其中包括無人駕駛飛機和船只的組合,識別敵方船只與導彈驅逐艦約翰芬恩號導彈驅逐艦發射的 SM-6 反艦導彈交戰?!拔覀冞@次演習的目標是評估這些無人系統,以及它們如何與有人系統實際合作?!毖萘暭夹g經理吉姆·艾肯少將在新聞發布會上說。
犯罪分子和武裝分子現在已經開始使用成群的商用無人機,從而提高了它們的有效性和殺傷力。通過部署成群的消費級無人機,它們作為一種武器變得更加可行。他們可以輕松地壓倒一個小的防御陣地,因為他們代表太多目標移動太快而無法成功擊退
無人機群可能對進行大規模傷亡攻擊非常有用。它們可用作無核武器國家的戰略威懾武器和恐怖分子的暗殺武器。事實上,2018年,刺客利用兩架無人機在委內瑞拉向總理尼古拉斯·馬杜羅發動襲擊。此次事件充分說明了無人機群的潛力。如果刺客改為發射30架無人機,結果可能會有所不同 2018年,俄羅斯國防部聲稱其在敘利亞的部隊遭到一大群自制無人機的襲擊一一這是第一次在軍事行動中報道這種協同攻擊。據國防部稱,駐扎在赫梅米姆空軍基地和塔爾圖斯海軍設施的俄羅斯軍隊“通過大規模使用無人駕駛飛行器(UAV)成功抵御了恐怖襲擊”。參與這些攻擊的飛行器不是四軸飛行器(商用無人機最流行的沒計),而是類似于愛好者的模型飛機。它們的翼展長達三米,由木頭和塑料制成,由割草機發動機提供動力。每架飛機的機翼下都裝有十枚自制的彈片手榴彈。
國防部在一份聲明中說,傍晚時分,俄羅斯防空部隊在距離俄羅斯軍事基地很遠的地方發現了13個不明小型空中目標。十架突擊無人機正在接近 Khmeimim 空軍基地,另外三架是塔爾圖斯的CSS點,其中六架突擊部隊無人機被俄羅斯電子戰部隊攔截,其中二架無人機被帶到其地外降落,其余二架在與地面接觸時煌炸。聲明解釋說,另外七架無人機被俄羅斯人發射的鎧甲-5 防空導彈“消滅”,基地報告沒有人員傷亡或損壞。
通過綜合環境傳感露和混合武器戰術(例如,將常規武器和化學武器結合在一個蜂群中),無人機群也可能成為化學和生物武器的高效運載系統,從而使本已不合時宜的反對使用這些武器的規范進一步惡化。
反無人機蜂群技術
國防部(DOD)和美國政府在對抗性使用小型無人機系統(SUAS)方面面臨著重大的國家安全挑戰。用于創建大量這些功能的可用技術會導致多層和難以管理的威脅。
它們的低操作高度以及無人機的小尺寸、小 RCS 和小紅外信號使其成為大多數常見防空系統(例如高射炮和肩扛式紅外導彈)的困難目標。許多無人機探測和中和技術正在發展,從肩扛式發射器系統到物理捕獲它,無聲網絡武器立即降落無人機,反無人機加農炮,電子對抗措施(ECM),如指揮和控制鏈路的干擾和GPS欺騙,反無人機定向能武器包括激光武器和電磁武器。 大多數正在開發的反無人機系統都專注于應對當今的威脅,這些威脅依賴于基于射頻(RF)的遠程控制或基于全球定位系統(GPS)的導航。然而,SUAS 的下一步發展將不需要 GPS 或主動通信來完成它們的任務。這些車輛將能夠通過視覺方式或其他方法進行導航,執行同步行動,使大型團體能夠協調對一個或多個移動目標的攻擊,并用作情報資產或武器運載平臺。有效的反無人機系統必須能夠在一系列操作環境中抵御當今和末來的威助,并適應不斷發展的 sUAS 技術和戰術。
無人機群加劇了致命自主武器帶來的風險。即使經過精心設計、測試和驗證的自主武器擊中錯誤目標的風險僅為0.1%,但當乘以數千架無人機時,這仍然意味著巨大的風險。正如軍事人工智能專家 Paul Scharre 正確指出的那樣,自主武器部署和使用的頻率也很重要;經常使用的武器有更多的機會犯錯。而且,隨著各國急于開發這些武器,它們可能并不總能開發出設計良好、經過測試或驗證的機器。
正如納戈爾諾卡拉巴赫沖突期間所顯示的那樣,同時發射下一代小型無人機的艦隊將成為未來軍事行動的個關鍵特征,潛在地,如果配備歌彈槍和大規模殺傷性武器,他們不僅可以致盲敵人的防空系統和導彈系統,而且還能夠進行空對空和空對地打擊,這將摧毀他們途中的任何東西- 戰士、裝甲車、艦船和飛機。因此,能夠有效防御無人機群攻擊”部隊、坦克和艦船”的反無人機技術的成功開發將變得至關重要。
為了消除無人機威脅,我們依靠三個步驟:檢測、確認、打敗 檢測:首先,雷達會檢測威脅并通過戰斗管理系統傳送數據,這將觸發”殺傷鏈”開始執行
識別:作為殺傷鏈的一部分,操作員將監控目標的進度,并識別他們是友善還是不友善 擊?。簽榱藫魯”恢付椤安挥押谩钡耐{,部隊將激活定向能武器,如激光武器系統或高功率微波,或者選擇使用像ICARUS這樣的網絡系統來消除威脅。
激光定向能武器 高功率激光器還提供有效的反蜂群能力,因為它們能夠通過摧毀無人機的機身、能源、光學器件或電子電路來快速擊敗小型機動目標。以低成本快速連續”發射”多發子彈的能力使激光器適用于超短程防空VSHORAD)任務和對抗由幾架無人機組成的小群 洛克希德馬丁公司的工程師正在與客戶和學術界合作,研究、開發和實施檢測和擊敗蜂群的技術?!拔覀兡壳罢陂_發一個60 千瓦的系統,它結合了多個光纖激光器來產生高功率武器光束,”洛克希德馬丁公司激光和專感器系統部門的高級研究員 Rob Afzal 說。由于該系統依賴于許多模塊化光纖激光器,因此可以輕松擴展以滿足不同級別的功率。通過這種并行方法,只要電源存在,就不會出現會影響激光器功率和功能的單點故障。激光武器系統可以一次又一次地發射,本質上創造了無限的“子彈”彈匣。 與流行的看法相反,激光實際上是肉眼看不見的。一旦啟動,它就會穩定地通過光束控制系統發送,確保它能夠以光速準確瞄準、瞄準并摧毀威脅。Afzal 說,我們的高功率激光方法產生的熱量更少,并且可以包含在比以前的激光技術更小的封裝中,這意味著它可以在多個平臺上使用。
“我們目前正在開發一個60 千瓦的系統,它結合了多個光纖激光器來產生高功率武器光束,”洛克希德馬丁公司激光和傳感器系統部門的高級研究員 RobAfzal說。
由于該系統依賴于許多模塊化光纖激光器,因此可以輕松擴展以滿足不同級別的功率。通過這種并行方法只要電源存在,就不會出現會影響激光器功率和功能的單點故障。激光武器系統可以一次又一次地發射,本質上創造了無限的“子彈“彈厘
Afzal 說,我們的高功率激光方法產生的熱量更少,并且可以包含在比以前的激光技術更小的封裝中,這意味著它可以在多個平臺上使用。
網絡武器
除了激光武器系統,由洛克希德馬丁公司網絡解決方案業務工程總監 Mike Panczenko 領導的工程師團隊還開發了一種網絡解決方案來應對小型無人機威脅。ICARUS“系統由內部投資打造,可以識別和攔截商用無機。其多光譜傳感器系統可在幾秒鐘內檢測并表征進入的無人機,然后使用網絡電磁活動將其禁用或允許操作員控制無人機并將其移動到安全區域?!癈ARUS 是全方位網絡安全環境的一部分,它以更具攻擊性的能力行事,“Panczenko 說。“我們的想法是在無人機對我們的戰士和公民構成威脅之前對其進行打擊。 DARPA于2017 年啟動了機動部隊保護(MFP)計劃,重點應對美國軍方日益關注的挑戰:阻止小型無人駕駛飛機系統的擴散。這些系統一一包括固定翼或旋翼飛機,具有便攜性、低成本、商業可用性和易于升級等眾多優勢一-對美國地面和海上車隊構成了一系列快速發展的危險。這個潛在的耗資6300萬美元的項目不僅尋求防御當今無線電控制和 GPS 制導武器化無人機的方法,而且還尋求防御未來無人機的方法,這些無人機通過視覺方式成群結隊地導航,以收集情報并協調對一個或多個高價值移動的攻擊目標。在最近于2021年6月在埃格林空軍基地進行的測試中,
微波兵器
EMP 設備被稱為“通量壓縮發生器”,由編織在氣密圓柱體中的線圈構成。圓柱體充滿電離理氣體,在激活過程中建立強大的磁場。圓柱體被炸藥壓縮,通過增強的磁場加速電離氣體分子,從而產生太瓦級的強大電磁爆發。球形電磁脈沖摧毀攔截無人機并使其附近的任何電子系統失效。
可重復使用的高功率電磁效應器采用不同設計的微波發射器來提供能量爆發,可以從遠處禁用電子電路。最初,這些是卡車大小的大型系統,需要強大的發電機和冷卻裝置才能產生預期的效果。大多數陸基系統都是定向的,而更緊湊的系統則覆蓋了基于爆炸產生的能量爆發的球形圖案。高功率固態 HPM 的最新進展已經成熟了更適合戰術使用的新型 HPM 效應器。
其他運行 HPM的反無人機系統包括洛克希德馬丁公司的 MORFIUS 反無人機。該公司使用 Dynetics的Area-I公司的Altius 600 無人機,配備洛克希德馬丁公司的 HPM 效應器 MORFIUS,以一定的距離和速度與無人機群交戰。這種管射無人機攜帶一個HPM 效應器有效載荷和一個導引頭,使其能夠從遠距離追蹤目標兩者都是可回收和可重復使用的。管射無人機平臺可以從空中、地面或移動車輛部署,支持分層防御方法。
美國陸軍可能很快就會擁有高功率微波來摧毀小型無人機群
根據財務請求發布的預算論證文件,美國陸軍將從2022財年開始開發和整合高功率微波能力,以摧毀小型無人機威脅。該服務計劃在2022財年花費超過5000萬美元用于開發對抗小型無人機的技術,并正在跨服務部門共同努力建立一個持久的解決方案架構來應對這一威脅。 大約兩年前,國防部成立了由陸軍領導的聯合反小型無人機辦公室(lint Counter-Small Unmanned Aircraft0fice,JCO),為如何開發反小型無人機系統鋪平了道路,并建立了一個臨時系統組,用作通往持久能力的橋梁。具體來說,陸軍在202 財年預算1873萬美元用于開發、集成和測試新技術,這些新技術可能會導致涉及高功率微波或 HPM 的解決方案,這可能有助于消除單一無人機威脅和整個蜂群。已經在努力將低附帶效應攔截器集成到一個持久的反 sUAS 系統中,但其他失敗機制將被開發并納入該體系結構。
根據文件中規定的時間表,陸軍計劃從22財年到23財年第二季度進行開發階段,以建立高功率微波能力HPM GroundIncrementI原型設計工作將貫穿22財年,系統測試將在23 財年第一季度進行,隨后在23財年第三季度交付原型。陸軍還計劃部署 HPM 能力以摧毀無人機群作為其間接火力防護能力系統的一部分,該系統將保衛固定地點免受無人機、巡航導彈、火箭、大炮和迫擊炮的攻擊。該服務正在與負責研發工作的空軍一起開發它。陸軍正在提供建造原型的資金。
編輯:黃飛
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