空中防御雷达系统-无人机的对抗方法与手段

文摘   2024-08-11 12:17   四川  

原标题:METHODS AND MEANS OF FOREIGN ARMIES IN THE FIGHT AGAINST UNMANNED AERIAL VEHICLES

日期:2023

作者信息:urmuhamedov Toir Qurbonbekovich
National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Military training center,The air defense cycle senior lecturer,Servant of the armed forces Uzbekistan, Tashkent

所有图来源于网络,侵删

内容有AI翻译,谬误自辨

摘要: 为了发展空中防御体系,保护军队、特殊设施、领土和城市免受空袭威胁,首先要了解这一系统的运作原理及其发展历史。从科学角度出发,并研究其他国家的气防体系,以创造独特的乌兹别克斯坦共和国空气防御系统至关重要。对国外空气防御体系的研究基于各种理论、概念、方法、观点和方向。

关键词: 空袭、侦察、概念、发展、防御、方向、应用。

乌兹别克斯坦共和国空中防御系统研究

随着无人机数量的不断增加以及其在军事冲突中解决多种任务的不同使用场景的多样化,以及传统空防系统难以摧毁它们(主要由于无人机的尺寸小且飞行高度低)这一现实,迫切需要开发专门的方法和手段来对抗它们。

无人机对抗方法发展面临的额外复杂性来自于现有的无人机类型广泛多样——从质量低于0.025公斤的小型无人机到具有与有人机类似的质量、高度和飞行时间的战略型无人机。此外,还有其他类型的无人空中目标——弹幕弹药和规划式炸弹,其飞行速度与无人机相当,具备有效散射面积 (ESR) 和一套集成的无线电和光电 (OE) 设备。
一般来说,现代无人机的航空电子设备可能包括无线电通信、无线导航和雷达、光电、无线电和无线电情报、电子战和电子防护等。
对过去十年中中东、乌克兰和纳戈尔诺-卡拉巴赫地区军事冲突和恐怖袭击中使用无人机的方法和结果的分析表明,一个现代化的无人机对抗系统,能够有效应对新兴威胁,应能快速自动地提供单个和群组无人目标的及时检测和识别;确定其可能载荷、出现的威胁性质以及通过适当方法进行中和的方式。
目前,主要用于对抗无人机的技术手段包括:电子压制无线电通信和无线导航频道;对控制系统的舆论影响;利用激光或微波辐射瘫痪无人机;使用传统防空武器摧毁无人机。
这些方法是由陆基、海基和空中平台实施的各种技术手段实现的,而这些手段本身可以是便携式、移动式、直接放置在运输平台上或适当容器内,以及固定式。
在这些工作的过程中,形成了以下关于现代对抗军事无人机系统功能的以下基本原则:
综合应用多种探测和中和无人机的手段,考虑到其所有可能的运用方式、飞行和技术特征(光学、电子等),以及设备和信息交换系统的弱点;
• 硬件和软件结构的开放性和可扩展性,便于现代化改造,包括引入其他制造商的技术和软件模块;
• 多功能性,提供在各种作战和战术情况中使用对抗小型目标的各种手段(导弹、炮弹、地雷、弹幕弹药、规划式炸弹、无人机)的可能性;
• 基于统一软件解决主要功能任务,以减少将战斗系统适应新作战条件(新型无人机的出现、携带的装备、应用方法等)的时间和成本;
• 在探测和识别空中目标以及对抗无人机的控制系统广泛使用人工智能(AI)技术,考虑不断变化的态势;
• 能够在单一的信息和通信空间(UICP)中工作,以便与所有参与侦察和摧毁(压制)无人机手段的数据交换;
• 应用标准化的控制体系来管理整个导弹和防空力量的分布式力量和装备。
实施这些原则主要有三种方法。
第一种是现有综合系统和独立防空系统的现代化改造,以对抗飞机。
第二种是在创建新的综合系统和防空系统时考虑无人机的战术和技术特征。
第三种是开发专注于对抗无人机并考虑到暴露在各种设备或装备上的特定特性的专业技术和软件工具。
在发达国家的防空系统中,通常使用整个一套手段,包括传统防空系统和特殊手段。以下将介绍一些针对外国制造的无人机的综合方案和手段,其详细描述可以在公开资料中找到。
第一种方法的典型例子是雷达站的现代化改造,以便能够探测和跟踪小型无人机目标。值得注意的是,与光学和声学探测手段相比,使用雷达站可以提供更远的无人机探测距离。
因此,目前在美国陆军利益下研制的AN/MPQ-64A4 Sentinel A4雷达是AN/MPQ-64A3三维雷达的改进版,具有主动相控阵天线阵列,其功能得到扩展,包括检测和分类小型无人机的能力。

AN/MPQ-64A4 Sentinel A4以及AN/MPQ-64A3

同样,广泛用于德国武装部队的9.2—10 GHz频段的Spexer 2000三维雷达(Spexer 2000 3D)也经历了一次特殊升级,以确保能够在低EPR(雷达散射截面)目标上工作。这使得它能够自2020年以来为德国武装部队创造的多套移动和固定反无人机系统中使用。

Spexer 2000 3D

提高现有防空系统和手段能力的另一个方向是它们的控制系统现代化。例如,以色列生产的Sky Capture防空控制和指挥系统显著提高了过时防空炮和短程防空导弹系统(SAMs)的能力,包括对抗小型和低空飞机。

Sky Capture

该系统包括EL/M-2106雷达和光电监视设备,以及控制子系统。来自雷达和光电子手段的数据被自动处理,以便为各种连接的防空系统发布制导和火力指挥命令。已知该系统已经出口到外国空军。
另一个以色列短程综合系统“Red Sky-2”(Red Sky 2)集成了红外(IR)监视设备和多种便携式防空导弹系统(MANPADS),包括美国的(Stinger)和俄罗斯的(Strela和Igla)。该系统能够在约6公里或更远的距离上探测、控制和击中目标,即MANPADS导弹的有效射程。

Red Sky

在大多数现代无人机控制系统中,都实施了模块化构造原则,这涉及整合了广泛的探测、跟踪和对抗飞机的手段,包括雷达、光电(OE)和电子侦察(RER)设备,以及电子战(EW)和各种类型的破坏手段。
因此,2020年,英国皇家空军(RAF)收到了第一套ORCUS系统,该系统包含雷达、光电和RER模块,以及电子战设备和控制系统。

ORCUS

以色列的反无人机综合系统EL/I-4030 "Drone Guard"包括三坐标雷达、OE和THEIR监视手段,以及电子战和电子战设备。这个系统能够自动探测和控制一组多达100个空中目标,包括无人机。

Drone Guard
在现代多功能防空系统中对抗无人机的方法的独立实例是专为在行进和部署期间保护部队设计的移动综合系统,能够在车辆行进时打击空中目标。
例如,美国海军陆战队防空系统"MADIS"(MADIS - 海军防空集成系统)的设备被放置在战术车辆上,包括:"Stinger"便携式防空系统;30毫米自动炮;7.62毫米机枪;电子战设备;OE监视手段;RPS-42雷达和能够与EICP中的其他综合系统和设施交互的管理系统。RPS-42宽带雷达能够在距离30公里和10-10,000米的高空探测空中目标,并在3.5—10公里的距离上对各种空中物体进行分类,包括微型和迷你无人机。

MADIS
类似地,专为德国武装部队制造的这种可移动综合系统,安装在装甲步兵战车或专用平台上,并配备了雷达、光学电子(OE)监视设备和火炮摧毁小型空中目标的能力。该系统的基本元素是车载遥控武器和监控系统模块“Protector”,它允许使用各种武器,包括不同口径的机枪、20-50毫米口径的自走炮、短程防空导弹等。Spexer 2000 3D雷达用于探测和跟踪目标。
以色列武装部队以及其他国家在移动版本中使用的“Drone Dome”综合系统安装在轻便的越野车辆上,包括RPS-42雷达、OE和红外监视设备、电子战设备,以及包括无线电监测设备和宽带无线电网络压制设备。该系统还有一个配备激光武器的版本。

Drone Dome(激光版)
总的来说,现代战斗激光系统能够摧毁各种目标,包括无人机。例如,为了美国空军的利益,正在创建一种轻便地面综合系统“HELWS”(HELWS - 高能激光武器系统),安装在皮卡或越野车上。

HELWS(1)

HELWS(2)

HELWS(2)

使用OE目标探测和跟踪系统来引导激光装置。脉冲辐射功率在10-50千瓦范围内,电池充电应提供大约20-30次激光射击。
以色列空军的防空综合系统“Aaron Beam”(电离束)旨在在7公里的距离内拦截和摧毁各种物体。它包括雷达、红外监视设备、两个激光装置和一个控制系统。雷达负责目标探测,红外设备控制其运动,两个同步触发的激光器摧毁目标。击中单个目标的用时为4-5秒。单束脉冲功率从10到300千瓦不等。Iron Bim综合系统的设备安装在类似海上运输集装箱的容器内,这提供了便利性,并在某些情况下保证了其运输的秘密性。

Aaron Beam
中国制造的一种移动防空系统是LW-30综合系统,旨在拦截各种空中目标,包括小型目标。该综合系统包括一个控制和通信机器、一个脉冲功率为30千瓦的激光装置和一个配备辅助设备的机器。

LW-30
还有一些专门设计的综合系统和工具,它们考虑了无人机使用和技术的各种特点。最简单的是由不同制造商生产的便携式电子战设备,制成手枪或步枪的形式。通常,它们提供对工作在433兆赫兹到840-940兆赫兹频段的无人机无线电设备以及Wi-Fi标准2.4和5.8吉赫兹频段无线电通信设备和Navstar空间无线电导航系统以及在某些情况下0.5到2公里范围内的Glonass和北斗的压制。
更复杂的产品包括安装在相同平台上的OE探测、跟踪和无人机无线电干扰装置。在这种情况下,对无人机电子设备的探测和有效压制范围增加。
一个高科技专业综合系统的例子是“THOR”(THOR - 战术高功率作战响应),旨在保护美国空军的前沿基地免受成百上千架无人机的群攻。该系统使用强大的定向电磁辐射来压制用于控制、侦察、通信和导航系统中船载电子设备。使用专用集装箱来容纳和运输综合系统的设备。

THOR
重要的是强调,在这个综合体中实现了同时对大量无人机进行摧毁的可能性。
如今,全世界许多国家正在举行涉及各种机器人平台集体使用的演习。例如,2020年秋季,中国成功测试了200架交互式无人机的使用,用于搜索和摧毁指定的地面目标。
在未来军事冲突中,同时操作的无人作战车辆的数目无疑将增加,相应地,对抗这些手段的速度和打击能力的要求也会变得更加严格。
以下是一些由美国、英国、法国、加拿大、中国以及其他一些国家制造的高科技设备样本,它们是针对无人机控制系统的信息影响综合系统。这种影响的可能性取决于在监控无人机的过程中直接发现其硬件和软件的预定或已知漏洞,从而允许进行专门的信息攻击。
通常,这样的攻击是通过无线电频道传输相关消息来进行的,无人机将其视为合法的控制命令或定位数据,但实际上阻碍了分配给它的任务执行。
以下是美国现代针对无人机控制系统的信息影响综合系统的例子,据制造商称,这些系统几乎可以影响所有已知类型的设备,包括军事设备,例如“Dronefox”和“Titan”。利用I技术,这些产品提供无人机的无线电频道自动搜索和识别、传输数据性质的评估、以及选择有效的对抗措施,包括信息攻击和目标模拟干扰。

DroneFox

Titan

总结来说,以下事实证明了军事领先国家在不断提升创造和使用对抗无人机综合系统和个别手段的技术方面的持续兴趣。目前,包括俄罗斯在内的不同国家的数十家公司生产了数百种对抗各种类型的无人机的综合系统和个别手段。在2020年为美国武装部队利益进行的与无人机相关的研究和武器项目中,相较于提升无人机自身技术,更加注重开发对抗无人机的方法和手段。总共,2020年针对美国武装部队的利益,完成了40多种类似用途的手段和综合系统的测试,其中10种手段和1个控制综合系统被选为后续开发。
自2019年起,北约成立了一个特别工作组,包括所有联盟成员国的代表,该工作组解决协调各国行动的任务,以制定旨在实施对抗无人机的共同政策、标准和技术解决方案。2020年,在该工作组的协助下,在以下方向进行了研发:
  • 开发新的对抗无人机方法,包括电磁暴露的方法;


  • 准备不同类型无人机特征的数据库,以便改进其探测和识别方法;
  • 发展利用人工智能创建认知雷达的技术,以检测和跟踪具有各种重量、尺寸和飞行特性的无人机。

因此,近期能够对抗无人机的方法和手段以及长期发展仍将是重要的发展对象,并将被武装部队所需求。(完)






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