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全球反无人机技术装备的研制与发展
发布时间: 2018.04.02 来源: 澳门太阳娱乐官方网站集团海外安全信息中心综合《高端装备发展研究中心》微信公众号报道

【2018年4月2日澳门太阳娱乐官方网站集团海外安全信息中心报道】据《高端装备发展研究中心》微信公众号2018年3月27日报道,无人机系统已成为空袭作战发展的新方向,将对未来军事行动产生重大影响。无人机的作战功能正向隐身突防、通信中继、空中格斗等方面扩展,对作战全过程构成威胁。针对日趋严峻的无人机威胁,反无人机技术及其在各型武器装备上的应用逐渐成为发展热点。

除了军事领域外,无人机在航拍、测绘、送货、救援等各个民用领域发挥着作用。造成了无人机市场迅猛增长,但这也影响航空秩序,导致闯入敏感区域、黑飞等现象的出现,同时也带动了周边衍生行业的迅速发展,除了无人机配套设备和服务商之外,给反无人机企业也带来了巨大的发展机会。

常规的对抗无人机威胁的方法包括摧毁发射平台、伪装欺骗、电磁干扰、直接火力打击等。目前,世界各国除了采用传统防空武器系统实行反无人机任务外,还大力开展通过电子战、网络战、无人机、激光武器等技术实行反无人机任务的研究。

目前,反无人机的技术手段主要有激光炮、信号干扰、信号欺骗、声波干扰、黑客技术、无线电控制以及反无人机无人机等,其特点和效果各不相同,但根据其技术及反制措施总体上可分为三大类:干扰屏蔽类反无人机装备(美国俄亥俄州非营利机构“巴特尔”(battelle)推出的drone defender反无人机装备)、捕捉击毁类反无人机装备(波音企业为美国陆军研制的一款10千瓦高能量激光移动武器(HELMD))、监测反制类反无人机装备(英国新研发出一种“反无人机防御系统AUDS)。

 

美国:制定反无人机战略、研发各类反无人机系统

 

美国从2012年开始制定反无人机战略,计划设计建立有效的防空体系,既能迅速应对敌方无人机的威胁,同时不会误伤友军的飞机导弹。美国的这一战略旨在利用其技术优势,迅速抢占反无人机领域的制高点。

2015年10月,美国Battelle推出了一款名为Drone Defender的反无人机设备。它是首款可精准快速阻止可疑无人机靠近的、可移动的非破坏性反无人机专用设备,其外形类似步枪,前端装有一根白色的杆状天线。该设备有效打击范围为400米,仅对依靠GPS导航或实时遥控的无人机有效(如四轴和六轴飞行器)。

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2017年9月,Battelle 宣布新型改进版的高效反无人机设备Drone Defender?V2,该设备是一种安全,有效且经过验证的方式来打败侵入性或威胁性无人驾驶飞机系统(UAS)。Drone Defender设备是一种手持式便携式UAS失败解决方案,它可以破坏UAS和飞行员之间的命令和控制链路以及小型商用级UAS的GPS链路。数百套Drone Defender已被出售给美国国防部和国土安全部,以保卫无人机空域而不损害安全或冒着附带损失。


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全新的人体工程学设计使电子设备小型化,并将其集成到手持式设备中,使其焕然一新,并增强了简洁性。Drone Defender V2通过使用多功能选择开关减少到只有一个触发器,简化了系统的操作。这些改进还扩展了其经过验证的和演示的范围,并增强了对更广泛的无人机系统的有效性。

诺斯罗普?格鲁曼企业开发了一款“无人机标识移动应用”(MAUI)App,可以在安卓手机上运行。该系统利用手机自带的麦克风可以探测重量小于9千克、飞行高度低于360米、飞行速度不超过185千米/小时的低慢小无人机。同时,利用现成的商用移动设备,MAUI系统App能够在高噪音环境中探测识别视距范围之外的无人机。另外,诺格企业研发的射频拦截系统“基于已知电子战技术的无人机访问限制”(DRAKE),能够为美军应对低慢小无人机提供选择性的、非动能的电子攻击手段。DRAKE项目在实行反无人机和保护友军通信等方面已经展示了可行性。

波音企业研制了多款反无人机激光武器,最典型的就是反无人机激光炮。激光炮的发射器和万向架可以使激光炮精确瞄准无人机的任何一部分,在发现无人机的几秒钟内就可以击落低空低速飞行的无人机。2016年8月,波音企业发布了一款反无人机激光武器系统LWS。通过发射10KW的激光束,该系统可以马上摧毁35公里外的无人机。LWS可拆分成四部分,可由两人运送,15分钟内就可以在野外组装部署完毕。试验表明,无人机在激光武器面前躲避攻击的能力大大降低。LWS具有精度高、成本低、发现即摧毁等优点。

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2017年8月2日消息称,波音设计了一架新型防空“Stryker”,将在阿拉巴马州亨茨维尔举行的太空与导弹防御研讨会上亮相,但这只是他们正在进行原型设计的几款设计之一。 波音还与Oshkosh合作研制MATV,General Dynamics合作研制Stryker,BAE合作研制 Bradley - 将这些武器系统整合到其战车上,向陆军提供多种选择。


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Stryker vehicle armed with anti-aircraft missiles



黑睿技术(Black Sage Technologies)企业在反无人机系统研制中运用了人工智能技术,研制出一种无人机探测、识别、跟踪系统UAVX。该系统利用人工神经网络对目标无人机进行自动分类,降低误警率。


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UAVX组成



该系统的工作流程为探测、情报、分类和警告。首先,小型监视雷达可对500米范围内的中型无人机进行探测,记录下数百个雷达反射的数据样本,同时系统会将数据样本与数据库中数千种常见无人机进行对比;探测到无人机后,远程视频跟踪器(由红外和日间摄像机组成)会指向无人机并精确跟踪;此时,系统会通过邮件发送警报,也可以与已有的视频/事故管理系统或安全系统集成。

2018年2月22日美国《防务资讯》网站报道称,由于叙利亚和伊拉克战事期间小型无人机表现出的巨大威胁,美国国防部计划斥资3.3亿美金研究反小型无人机系统。根据美国国防部最新公布的文件,美军要求在下一个财年从基础预算与海外应急行动经费中分别获得6900万美金和1.193亿美金。这一战略也将成为2017年建立的美军中央司令部联合作战需求项目的一部分,从而在未来5年时间内为反小型无人机的研究和建设项目提供3.322亿美金的预算。


2018年2月3日消息,美国国防部正在迅速筹资并评估反无人机系统。该部门已经为快速开发有效技术预算了7亿美金,并于2017年2月在新墨西哥州的白沙滩举办了一场“硬杀挑战”,以评估原型系统。这项挑战的重点在于开发出能够在250米范围外杀死无人机的技术。

美国依靠其技术优势研发了各种类型的反无人机系统,使其反无人机能力一直处于国际领先水平,同时也促使了其他国家加速对反无人机系统的开发。

俄罗斯:反无人机装备及做法

据俄国防部网站公布,2020年前,俄在无人机领域的军费预算高达130亿美金,主要用于建立无人机作战系统科研体系以及加强军用无人机与反无人机技术研发。

俄罗斯2015,2016年列装超强单兵防空导弹系统—“柳树”便携式防空导弹系统,可对付无人机。该系统配备了全新的光学瞄准及自动制导弹头,能同时且独立在紫外线、近红外线和中红外线三种波段条件下工作,能迅速识别单个及多个空中目标,能向6kM以内、高度在1~3500M不等的目标发起攻击。整个发射装置的质量为17.25kG。俄正在研发一种反无人机雷达,该雷达将能够在3~8kM范围内探测100~300M高度飞行的无人机,对小型低速无人机的探测距离保障未来防空系统及时开火攻击,反应时间仅需数秒。还正在研发用无线电技术侦察站探测小型无人机的手段。

俄罗斯国有防务企业研发的新型微波武器超高频微波炮对无人机的有效摧毁范围为10kM,能360°发射。该系统由监控系统、镜像天线、高功率相对论性发生器以及传输系统组成。此微波炮通过摧毁无人机的无线电电子设备,使其无法定位,同时可以对无人机精密制导系统进行破坏,甚至对低空飞行器的电子设备进行干扰并且攻击地面交通工具。

为了应对微型无人机集群作战模式,俄罗斯研制出了专门干扰、压制微型无人机通信频道的“驱蚊剂”电子战系统。据称,该系统质量为20t,安装在军用卡车上。

俄罗斯“无线电工厂”企业研发了PY12M7型机动式反无人机侦察指挥车。该系统安装在BRT-80轮式装甲车上,由通信、自动控制、电源、生命保障等分系统组成。主要用于指挥防空兵(雷达兵、高射炮兵、防空导弹兵)团级以下作战单位及航空兵战机,实施区域协同部署和中近距离反无人机作战。

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地面反无人机指挥车组及核心部件

SkyWall100肩扛式反无人机装置是俄罗斯推出的一款专门用于反无人机的装备。该装备利用压缩气体驱动,通过发射网状捕捉器捕获非法入侵的无人机。操作人员肩扛SkyWall100瞄准目标无人机并发射捕捉导弹,从而捕获无人机。导弹内置降落伞和磁力装置,捕获无人机后能够让无人机马上丧失移动能力,并利用降落伞让无人机安全着地,确保后续反侦察作业的顺利进行。

2018年1月18日俄罗斯媒体体报道出一则名为《“俄罗斯甚至不需要导弹”:美国专家认识到美国无法像俄罗斯一样对付无人驾驶飞机......》的消息。据称,俄罗斯在叙利亚战争中使用无线电手段破坏了武装分子试图袭击俄军事设备的13架无人机。Bendetto指出,目前美国依靠反无人机导弹,俄罗斯已经遥遥领先于一个更加有前景的领域 - 破坏无线电电子手段,其NI被认为是反无人机的最佳利器。

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俄罗斯为了保持自己传统军事强国的地位,必将抓紧对反无人机系统的研制,以寻求与其军事大国地位相称的反无人机能力,进一步保持并巩固其军事威慑能力。

英国:成立COI4的反无人机信息中心、研发反无人机防御系统

英国政府将反无人机技术作为2016年公布的有关无人系统战略的一部分。代号为COI4的反无人机信息中心正在针对政府重点关注的恐怖活动、袭击事件、隐私侵害、抗议、运输危险和违禁物品以及过失闯入等无人机使用不当问题开展相关研究。

英国在反无人机系统研发方面的进展卓有成效。2015年,英国布莱特监视系统企业、象棋动力企业和恩特普赖斯控制系统企业三家英国企业联合开发出一种强大高效的、全集成反无人机防御系统(AUDS),旨在在城市或偏僻的边境地区实行反无人机任务,以应对日益增加的微型、小型及更大型恶意无人机的威肋。

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该系统由A400系列Ku波段电子扫描雷达、电光控制器、红外日光摄像机和目标跟踪App以及定向射频抑制/干扰系统组成,在固定地点和移动平台中均能操作,可探测、跟踪、分类和破坏8kM范围内的无人机,还能压制无人机或使无人机失效。2015年3月,该反无人机防御系统成功探测并使各类微型固定翼和旋翼紧凑型标准无人机丧失功能。2015年5月,在英国苏格兰的西弗鲁赫举办的“布里斯托15”反无人机测试中采用创新方法对反无人机系统进行了测试,对传感器系统探测、跟踪、识别和确定小型无人机数量等一系列功能进行了评估,同时对反无人机技术的效用也开展测试评估。

英国无人机防务企业在2016年9月公布了新型反无人机装备“无人机防御者”。该装备可固定或在移动中使用。系统利用“蒂奴皮”E1000MP(Dynopis)便携式干扰器干扰非法无人机,利用反无人机企业研制的“无人机追踪者”进行探测识别,并通过“蒂奴皮”E1000MP进行干扰或用Net Gun X1射网枪进行打击。“蒂奴皮”E1000MP便携式干扰器总输出功率超过100瓦,共有五个频道,采用GPS中断和定向电子对抗干扰技术,诱使无人机离开保护区或自动着陆。

英国威能企业成立的“无人机观察和捕捉”项目,专门负责研制反无人机系统。该项目参考全息雷达技术,同时利用光电摄像机,能够探测和识别7千米范围内27千克以内的小型无人机。由该企业自主研制的全息雷达为静态相控阵雷达,能够对空域进行持续监视,探测并跟踪非法无人机。试验中,全息雷达成功探测到6.4千米处的一架四轴飞行器。

目前,英国的反无人机系统大部分用于恐怖袭击、安保以及社会安全等领域。随着反无人机系统功能的不断完善以及军事需求的不断增加,将会有更多的反无人机系统被用于军事等各领域。

中国:注重研发各类反无人机系统

中国电科14所研制了AUDS“蜘蛛网”车载反无人机系统,该系统实现了高密度集成雷达、光电感知设备和电子干扰设备,所有子系统数据相互关联,可全自动实现探测、跟踪、识别、反制等功能。

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中国电科14所将“蜘蛛网”雷达作为主探测装备。“蜘蛛网”雷达是一款采用先进有源相控阵雷达技术的圆阵多用途雷达,具有世界先进水平。全电扫的特性让它可以快速、扫描全空域,并保证对无人机的持续跟踪。

该防御系统由指挥中心、固定站及车载移动站组成。指挥中心部署在前沿综合指挥部,全局掌握纪念馆周边低空态势,一键快速下达反制指令;固定站部署在纪念馆某制高点,由蜘蛛网雷达、无线电侦测、光电红外及干扰反制设备组成,实时探测跟踪识别无人机、直升机以及热气球等低慢小目标;车载移动站集成蜘蛛网雷达、光电红外及干扰反制设备,灵活部署,迅速展开。反无人机防御系统集成多种探测手段,固定站与车载移动站集成组网,动静结合,构建反无人机低空防控网,实现无人机目标早期发现、准确识别、快速决策、有效反制。

中国工程物理研究院研发出名为“低空卫士”激光防御系统,它是中国第一套万瓦级“低慢小”目标激光拦截系统,并已成功完成演示试验,它标志着中国已经具备针对低空、慢速、小型目标的低空安保装备。

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报道显示,该系统“可对固定翼、多旋翼等多种小型航空器实施360度全空域精确打击拦截,具有快速、准确、无声无息、无附带损伤的特点,能有效护卫12平方公里内的低空安全”。

除“低空卫士”系统外,目前中物院还在研发类似于该系统、但功率更大、射程更远的激光安保系统。

上海资誉科技研发了“空降兵”反无人机系统。目前,“空降兵”反无人机系统已具备车载式、固定式、手持式等三大品类、并配备了具有自主常识产权的“无人机安全管控云平台”,能够实现从发现到跟踪再到处置的一体化管控效果,具备了“区域化预警、实时化跟踪、可控化处置”的无人机整体防御能力。

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目前,该系统已顺利通过国家计算机质检中心(国家质量监督检验检疫总局授权)的权威鉴定,也是目前国内唯一通过国家级检测鉴定的反无人机系统。“空降兵”反无人机安全管控系统各项性能指标均在国内处于领先水平,对于小微无人机的最大探测半径能够达到8km,有效处置半径可达5km,已具备“察控一体”的全天候无人机防御能力。

“空降兵”无人机安全管控系统,技术先进、功能完善,能有效填补警用反无人机装备方面的空缺!

据悉,“空降兵”反无人机安全管控系统能够直接部署于党政机关大楼、部队营区、机场、火车站、监狱、会议场馆、高档小区等场所,并且能有效应对反恐、维稳、处突、安保等领域的现实需求。

上海航天八院研发了中国最小反无人机导弹“袖剑”,它是国内第一款以反无人机为主的便携式防空导弹,堪称无人机杀手,此外它还能兼顾打击一些地面目标。

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袖剑直径仅为7厘米,导弹本身重2.5千克,发射系统重1.5千克,射程2千米,采用火箭发动机推进,电视头自动匹配制导,可以轻松拦截各种中低空无人机,当击中无人机时,其破片战斗部撒布预制破片,覆盖面积很大,无人机难逃天罗地网。

而在打击地面目标时,特别是城市反恐作战时,袖剑换装其他类型战斗部,比如高爆战斗部等,不但可以轻松打击目标,因为它小,打击目标后可有效控制杀伤范围,达到低附带损伤的奇效。据先容,该院技术人员还在考虑研发更小规格,直径4厘米的袖珍防空弹,赶上雷声企业“长矛”水平。

随着无人机的蓬勃发展,以及其黑飞、乱飞等现象的层出不穷,以及全球各国政府不断完善反无人机技术的监管方法,越来越多的企业正在跳入市场并推进其计划。各国十分重视反无人机装备的研发工作,反无人市场规模也被逐渐扩大。据美国市场研究咨询机构透明市场研究企业(Transparency Market Research)发布的报告预测,2017年至2025年全球反无人机市场复合年均增长率将达到19.9%,全球反无人机市场规模将从2016年的2.147亿美金增长到2025年的12.049亿美金。

 (来源:澳门太阳娱乐官方网站集团海外安全信息中心综合《高端装备发展研究中心》微信公众号报道)



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