反制无人机——无人机技术短板与未来反无人机作战

第七章 第六代战斗机展望

第六代战斗机展望

美国ATF计划发端于20世纪70年代,五代机的4S标准于80年代中期被明确。彼时,全球第一款第四代战斗机F-14已经服役了十多年。如今,距离F-22正式形成战斗力也已过去10年。按照装备研发的正常节奏,第六代战斗机的最初方案设计应该已经启动。2010年11月3日,美国空军装备司令部(AFMC)即向工业界发布了一份信息征询通告,要求工业界提供可在2030年左右形成初始作战能力的“下一代战术飞机系统”的形态构想及能力/技术需求信息。六代机的概念设计从这一刻起正式拉开帷幕。

不过与之前的战斗机换代不同,六代机除了在技术性能上必须取得对五代机的跨代优势外,还很有可能将人类空战史首次带入无人机时代。这恐怕也是六代机在概念论证阶段就需要首先明确的。未来,无人机空战将在很大程度上颠覆人类近百年形成并日臻完善的制空权理念,其革命性意义远远大于五代机所提出的4S标准。

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有人还是无人——六代机技术与发展方向展望

第六代战斗机完全实现无人化的可能性不大,未来的大国空军很可能装备两款六代机。其中,无人战斗机将主要承担国土防空任务,有人战斗机则用于摧毁突破无人机防线的漏网之鱼,并为无人轰炸机或无人攻击机护航。

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几乎可以肯定,无人机在未来必将取代有人战斗机,成为人类最主要的制空权争夺利器。这就像飞机必将取代飞艇,喷气式战斗机必将取代活塞螺旋桨战斗机一样符合“自然规律”。当前,第六代战斗机的研制者们必须尽快明确的是,无人机空战是否会在六代机身上实现?还是要等到七代机、八代机?

无人机相对于有人机的优势很多:首先,它可以真正实现零伤亡空战;其次,由于不再需要生命保障系统和飞行员培训,无人机的批量制造成本有望大幅下降,从研制、试飞、生产、列装,到形成战斗力的时间也将急剧压缩;最后,一架不需要考虑人体生理承受极限的战斗机可以更充分发挥技术本身的潜能,无人战斗机纯数据上的超机动性与高空高速性能肯定将超出飞行员的想象。

无人机现阶段所存在的问题只有一个:现有的人工智能技术还不足以应付瞬息万变的空战环境,即便把时间后推30年,人类是否能在2045年前研制出类似电影《绝密飞行》中的智能化无人机,也还是个大大的问号。

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电影《绝密飞行》中,人工智能无人机“艾迪”(左)正与有人作战飞机伴飞

因此,六代机的无人化将主要取决于人工智能技术在未来20至30年的发展程度。不过无论采用有人还是无人方案,六代机在性能上都必须拉开与五代机的差距,从目前已有的一些预研方案来看,六代机将主要在飞行速度、作战空域、隐身频段,以及机载武器方面取得重大突破。

亚轨道高超声速战斗机

2010年11月5日,美国国防部航空系统中心率先宣布了第六代战斗机研制信息的征询书,要求研制方在12月17日前提交自己的观点。美国对第六代战斗机的基本要求是:新飞机能够在2030年前达到初始作战能力,这将是替代F-22“猛禽”的第一步,并且规定第六代战斗机将只替代F-22。

已全面垄断美国五代机研制的洛克希德-马丁公司很快对征询书作出回应。该公司负责业务开发的副总裁鲍勃·韦斯表示,洛马的臭鼬工厂已经在开发第六代战机的特定技术,其性能包括以高于5马赫的速度进行高超声速飞行、多光谱隐身和传感器融合系统。

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波音有人驾驶版F/A-XX想象图

为了在六代机竞标中夺回失去的阵地,波音公司的鬼怪工厂也拿出了第六代F/A-XX无人战机的概念图,它采用翼身融合结构,从驾驶舱到鼻锥为常规战机外形,但机尾部分取消了垂尾,与B-2隐身轰炸机酷似,有无人和有人驾驶两种方案。F/A-XX如果采用亚声速巡航,续航时间将高达50小时,其作战半径达到史无前例的上万千米;而如果采用高超声速巡航方式,其作战半径则超过1600千米,并具有全频谱隐身能力。在机载武器方面,美国空军要求六代机必须配备定向能武器,如高能微波或激光炮,可防御来袭导弹。

从洛马和波音的预研方案不难看出,美国人设想的六代机很明显与方兴未艾的高超声速飞行器相匹配。在未来的高超声速战场,本方与敌方的空袭平台很可能具备一小时打遍全球的超远程高超声速飞行能力,对于防御方来说,用于拦截敌方空袭的第六代战斗机也必须具备同级别的高超声速飞行能力;此时,进攻方就有必要配备为高超声速轰炸机提供全程护航的高超声速战斗机。当高超声速护航战斗机遭遇高超声速截击机时,空战便在一个全新的领域爆发了。

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波音公司在2012年度美国海军联盟海、空、天会议上展出的F/A-XX模型

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洛克希德-马丁公司的无人战斗机方案

六代机的第二项性能跨越是作战空域。要实现高超声速飞行,就必须尽可能回避空气阻力。现有高超声速飞行器的飞行高度至少在2万米以上,如果还需要1万千米以上航程的话,则飞行高度将进一步上升到3万米以上的亚轨道空间。相比之下,现有第四代和第五代战斗机的飞行高度只有1万多米。既然六代机必须在超高空域飞行,交战双方就必然会出现对该空域的控制权争夺,3万米以上的空战将不再是科幻故事。

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由美国航空航天局(NASA)下属的代顿飞行研究中心研制的X-43A高超声速飞行器装备超燃冲压发动机,其最高飞行速度可达7马赫

高超声速空战的技术基础是超燃冲压发动机。传统涡扇或涡喷发动机均需要吸入大量的空气,但在2万米以上高空空气非常稀薄,传统航空发动机的工作效率将变得非常低。同时,涡扇发动机发展到F-119和F-135这一级别,其动力潜能基本已经挖掘殆尽。该类发动机无法将飞行器带入高超声速领域。只有超燃冲压发动机才能在超高空恶劣工况下提供高超声速飞行所需的动力。目前美俄均在全力研制可实用化的超燃冲压发动机,未来它安装在六代机上的可能性较大。

隐身和超机动取舍

美国六代机预研方案中所要求的全频段隐身可以看作是对现有技术的进一步扩展。F-22等全隐身飞机实际上只能对特定频段的雷达波实现隐身,俄罗斯等国近年来大力研究的反隐身雷达正是抓住了隐身飞机的这一弱点,通过发射特殊频段的雷达波来达到反隐身目的。在此情况下,美国空军要求六代机必须具备全频段隐身能力,即可以在所有可用电磁波频段内隐身飞行,甚至包括可见光波段。

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2014年第十届珠海航展上展出的中国电子科技集团公司研制的DWL002无源探测系统模型,该系统与捷克的“维拉”-E无源探测系统相似,具有较强的反隐身能力

为六代机配备定向能武器并不让人奇怪。美国空军早在多年前的ABL空基反导试验平台上就测试过机载激光炮。该计划后来因预算问题而下马,但其实验成果肯定将用于六代机的相关方案。定向能武器对于六代机来说具有双重意义:首先,它将让六代机具备反导能力,当高超声速空战来临时,这种反导能力也可以用于摧毁其他高超声速飞行器;其次,六代机由于飞行速度和作战空域太高,传统的气动控制型导弹既难以机动,速度也无法满足被急剧压缩的攻击窗口要求。定向能武器不但速度够快(接近光速),而且在近真空环境下反倒具有更好的毁伤效果,很适合六代机使用。

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以波音747-400F客机为平台的YAL-1机载激光武器系统,可拦截处于上升段的弹道导弹。该机于2002年7月首飞,2007年3月首次成功击落靶机。2011年研发项目取消后,该机于次年被封存于亚利桑那州的戴维斯-蒙森空军基地

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YAL-1机载激光武器系统的剖视图

六代机是否还需要超机动性是另一个值得关注的问题。至少在五角大楼的第六代战斗机研制信息征询书中没有提到这方面内容。如果从技术角度分析,飞行器在2万米以上空域飞行,且速度达到5马赫以上时,传统的气动舵面控制几乎完全不起作用,飞机的大过载机动只能靠发动机的矢量推力来完成,但根本不可能有任何发动机能够提供如此强大的瞬时可控矢量推力,且机体强度也无法承受巨大的瞬时横向过载。

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另一方面,如果视距外武器的可靠性和命中率足够高,视距内空战就没有必要。且由于飞行速度过快,战斗机之间很难保持很小的视距内距离。因此,高超声速飞行中的战斗机并不需要超机动性。

然而,对于均实现全频谱隐身和高超声速飞行的六代机来说,超视距空空导弹或者定向能武器也不一定就能完全解决问题——毕竟攻防双方都很难在远距离发现对手,且受攻击方的高速规避能力很强。同时,六代机也不可能只在2万米以上高空作战,某些任务仍需要中低空作战,此时空气阻力会显著降低飞行速度,传统的五代机式空战还是有可能发生的。在这样的空战环境中,超机动性仍然是必要的。要想在一个平台上同时实现高超声速和超机动性几乎是不可能完成的任务,1966年服役的“黑鸟”战略侦察机能以3.2马赫速度巡航,却无法在空中做任何“机动动作”。也许未来的六代机可以实现这一点,但必然存在难以想象的技术挑战。

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波音YAL-1机载激光武器系统

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SR-71“黑鸟”战略侦察机能以3.2马赫的速度巡航,却无法完成任何“机动动作”

人工智能的能与不能

在高超声速、超高空域、全频谱隐身和定向能武器这几项性能被确定后,六代机真正需要讨论的就是有人还是无人的问题。从波音为美国空军准备了有人和无人两个方案来看,美国人对于六代机完全实现无人化还是没有十足把握的。

进入21世纪以来,无人机技术的发展非常迅猛。已经从靶机、侦察机、察打一体型无人机,向更复杂的无人攻击机迈进。未来20年内,美国的X-47C、俄罗斯的“电鳐”、法国的“神经元”、英国的“雷神”,以及中国的“利剑”无人作战飞机均可能列装服役。不过,如果仔细观察这些无人机就不难发现,该类飞机实际上与第六代战斗机没什么关系。它们只能用于对地、对海攻击,且大多采用机动性不佳的飞翼式隐身布局,只能在中低空以亚/跨声速飞行。简单地说,现有的无人隐身攻击机不具备任何空战能力。

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“神经元”研发与制造概览

从无人攻击机到无人战斗机,虽然都可以作战,两者对人工智能技术的要求却有云泥之别。无人攻击机的作战模式相对简单,其依靠现有的传感器技术,凭借预先航路规划、卫星导航、数据链控制,以及简单的自主飞行能力即可完成任务。战斗机却完全不同,空战环境瞬息万变,需要人脑的主观判断、逻辑分析和瞬时反应能力,这一点在当前仍然是计算机所无法取代的。

不过在不同的空战环境下,人工介入程度也存在很大不同。相对而言,超视距空战更有可能率先实现无人化。由于敌我相距较远留出了足够的反应时间,理论上飞行员仅需要解决目标识别问题,即可将攻击操作完全交给机载计算机,而精确的自动目标识别也并不存在重大技术障碍。因此,对于一架主要执行截击任务的六代机来说,无论是在超高空、高超声速领域,还是在传统空战领域,均可以完全依赖机载电脑和空地数据链实施超视距截击。

然而,上文我们已经分析过,第六代空战仍将覆盖传统空战模式,视距内格斗仍有可能出现。在此情况下,机载计算机与传感器很难操作飞机在最合理的时间做出最合理的战术决定,无人战斗机面对有人战斗机时很可能会被耍得像无头苍蝇般乱飞。在截击任务中,如果敌方能够突破无人战斗机的超视距拦截,有人战斗机参与的视距内空战就无法避免。而在更复杂的进攻性空中战役中,如果本方攻击机群成功突破敌方的超视距拦截,也必然会与敌方战斗机在视距内相遇。因此,进攻方除了编配无人攻击机外,还需要一定数量的有人战斗机为无人机护航。

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全球无人作战飞机概览

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“神经元”与“阵风”战斗机和“猎鹰”客机编队飞行

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“雷神”无人隐身攻击机作战模式

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有人机搭档无人机

分析表明,第六代战斗机完全实现无人化的可能性不大,但轰炸机、攻击机和侦察机等其他机型则有望全面无人化。在一支编配完善的空军或海军航空兵中,将很可能同时装备两款第六代战斗机。其中,无人战斗机主要承担国土防空任务,它们具备在超高空域的高超声速巡航能力,搭载有完善的定向能和空空导弹武器系统,在强大机载计算机和相控阵雷达控制下,无人机编队可以对敌方来袭目标发射大量的高精度远程拦截弹药,从而确保本方空域的安全。无人战斗机将不要求超机动性,其成本受到严格控制,以便于大批量生产。

第六代有人战斗机的任务则可以分为两类,在防空任务中,有人战斗机与无人战斗机搭档作战,主要用于摧毁突破本方无人机防线的少数漏网之鱼。而在空袭任务中,有人战斗机则为无人轰炸机、无人战斗轰炸机或无人攻击机护航。有人战斗机在传统空域内仍保留不亚于F-22的亚声速与超声速机动性,且为了能够与无人机编队作战,还将具备和无人机相匹配的高空高速性能,因此,其技术难度与制造成本远高于无人战斗机,最终装备数量也比无人战斗机少。

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俄罗斯“电鳐”无人机

目前,除了美国已经在官方层面启动六代机预研计划外,其他国家对六代机还处于概念讨论阶段,最终的结果很可能仍然是跟随。无论是高超声速还是全频谱隐身,六代机初步的发展方向均是由美国提出的,这与当初美国率先推出4S标准并引领五代机发展潮流的情况何其相似。

美国的目标是在2030年通过六代机彻底拉开与竞争对手的空权差距,其放弃F-22采购的目的之一也正是希望集中财力在六代机研制上,已经在五代机竞争中认输的欧洲似乎也有相同的打算。对于中国和俄罗斯来说,两国的五代机研制正处于关键阶段,但不应就此忽视那些更加前沿的技术领域。哪怕仍是跟随,也必须尽可能“跟紧点儿”。

从技术角度看,在无人作战飞机领域,各国显然已经展开了激烈竞争,美国的实际优势并不大。而在高超声速飞行器方面,中俄同样正加紧追赶美国的脚步。如果能够充分认识到技术预研的重要性,尽快明确性能需求和研制方向,并加大投入,中俄与欧洲有望在六代机竞争中缩小之前与美国战斗机工业存在的巨大差距。

此外,六代机对于那些在五代机竞争中失意的航空巨头们也是一次翻盘的机会。诺格已经在无人作战飞机方面占得先手,而波音也率先推出了自己的六代机预研方案。在欧洲,当前“神经元”和“雷神”的竞争最终很可能走向联合,无论是法国主导的EADS还是英国的BAE,都无法独自承担六代机研制的巨额成本和风险。而对于中俄来说,米格和沈飞曾有着辉煌的过去,它们同样渴望在六代机市场上占有一

军情链接

全球无人作战飞机概要(https://www.daowen.com)

美国X-47 X-47是诺斯罗普-格鲁曼公司为美国J-UCAS项目研制的无人作战飞机,绰号“飞马”。该项目主要分三个部分,X-47A是诺格最早的投标方案,主要面向美国空军;2006年4月J-UCAS计划终止,转而由美国空军和海军独立发展,诺格的X-47无人机被海军选中成为UCLASS项目验证机,其随后便推出了海军型X-47B无人攻击机;X-47C是X-47B的放大版,拥有更大的机体和4500千克有效载荷量,可执行纵深轰炸任务。首架X-47A于2003年2月23日首飞;海军版X-47B于2011年2月首飞,是目前美军最有发展前景和列装可能的无人作战飞机。海军计划未来用X-47B与F-35C搭档组成新的舰载机作战联队,搭载于新一代福特级航母上。X-47B起飞重量和F-16相当,航程约4000公里,留空时间6小时以上,采用一台普惠F100-220U涡扇发动机,其飞行速度为高亚声速,巡航速度只有0.45马赫。

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英国“雷神”无人机

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俄罗斯“电鳐”无人作战飞机

俄罗斯“电鳐”“电鳐”由米格公司研制,在2007年莫斯科航展上首次亮相,但至今没有公开试飞。该机采用飞翼式布局,其两个内置弹舱可各放一枚空地导弹,或一枚500千克制导炸弹。该机空重约10吨、载弹量2吨、航程4000千米。米格公司曾向俄空军保证,如果军方有兴趣采购,未来“电鳐”的个头和性能“绝不是这个级别”。

法国“神经元”“神经元”由法国达索公司领导,瑞典、意大利、西班牙、瑞士和希腊参与研制。2012年12月,“神经元”在法国伊斯特尔空军基地试飞成功。该机有效载荷超过1吨,安装1台“阿杜尔”MK951发动机,飞行速度约0.8马赫,续航时间超过3小时。“神经元”采用飞翼布局,全机包括尾喷口均采用了隐身化设计,安装有2个内置弹舱。

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英国“雷神”无人作战飞机

英国“雷神”“雷神”由英国BAE系统公司研制,2014年2月首飞成功。该机采用了大后掠前缘的翼身融合体布局,翼展超过9米、机长约11米、正常起飞重量约8吨。该机采用了海狸尾式的尾喷口设计,具备全向隐身能力。按照英国军方的说法,该机的飞行速度比其他国家的类似机型快一倍,这很可能意味着“雷神”成为首款具备超声速飞行能力的无人作战飞机。

反制无人机——无人机技术短板与未来反无人机作战

一旦攻击方与防御方均将无人机作为主要武器,则由下一代人工智能主导的无人机空战就不会是科幻。

相对有人作战飞机,无人机的使用成本低、风险小,性能也日益精进,因此正成为大国空中力量执行各类作战任务的重要选择。

不过,虽然无人机直接被摧毁并不会带来难以承受的人员损失,但毕竟已无法完成作战任务。另外,无需生命保障系统的无人机即便性价比不错,现代化无人机所携带的复杂传感器也会让其不再是消耗品,所以使用方同样会竭尽所能地提高战场生存概率。

以“全球鹰”为代表的高空长航时无人机任务高度多在2万米左右,在这样的高度执行任务还是相对安全的,尤其是在本方拥有制空权的情况下,地空导弹及有人战斗机难以从容组网拦截这样的高空弱信号目标。

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RQ-4“全球鹰”的实用升限达18000米,滞空时间超过36小时

如果无人机使用方不享有战区制空权,例如在伊朗我们已经多次看到的情况,那么就必须面对突破防空系统的问题。一般来说,飞行器突防无非就是隐身或高速两条路,或者两者结合。我们从“捕食者”这样的早期察打一体型无人机上还看不到上述特征,这类飞机只能亚声速飞行,外形设计基本只考虑任务需求与成本控制。但伊朗不是阿富汗或伊拉克,因此美军使用了一种具备隐身能力的无人机潜入伊朗。正常情况下,传统的硬杀伤手段很难在具备突防能力的无人机面前有所作为。

但这架绰号“坎大哈野兽”的隐身无人机却被伊朗人搞下来了,而且兵不血刃。

一种更具前景的反制无人机手段在伊朗收获了第一个战果,这还仅仅是个开始……

七寸:遥控与导航

美军无人机在伊朗被打断了七寸,无人机的神话破灭了!

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2011年12月4日,伊朗在其东部城镇马什卡尔,利用GPS信号干扰技术,成功捕获了一架RQ-170“坎大哈野兽”

无人机并非真的“无人”,目前的无人机无非是将驾驶座舱转移到了地面上,地面操纵员通过数据链远程对无人机发出操作指令,再结合并不完善的机载人工智能系统来执行任务。也就是说,如果切断来自地面的操作指令与自主导航信号,无人机就很可能变成一只任人摆布的笨鹅。

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被伊朗俘获的美国RQ-170无人机

阻塞干扰或者欺骗干扰都可能使得无人机的遥控信道失效,导致无人机失控。然而,在通信加密技术高度发达的今天,这在操作上并非易事。现代无人机遥控失灵的时候可以自动切换到程序控制,也就是按照预定路由点自动飞往下一个待命点,或者直接返航。不过路由点导航需要GPS或者惯导支持。

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MQ-1“捕食者”无人机控制系统

在技术上,压制GPS信号以干扰机载导航系统是可以做到的,惯性导航则不然。惯导系统的核心是陀螺,传统的机械陀螺已经很少使用了,环形激光陀螺精度高、成本低,已经得到广泛使用。惯性导航的优点是完全自主,不需要任何外部信号,即使在GPS时代,也可以在GPS信号丢失或者受到严重干扰的时候用惯导接替。不过陀螺有漂移偏差,时间越长,累计偏差越大,通常需要定时用GPS信号加以修正。

即使像JDAM这样一次性使用的精确制导弹药也装备有环形激光陀螺,无人机不装环形激光陀螺是不可想象的,所以即使能成功干扰遥控链路和GPS,也无法迫使无人机失控。干扰方理论上还可以伪造GPS信号,把无人机骗下来或者反戈一击。不过包括GPS在内的导航系统基本都具有卡尔曼滤波功能,很容易辨别出不合理的信号突变。

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MQ-9“死神”打击目标

当然,要是伪造信号的偏差足够轻柔地逐步增加,卡尔曼滤波也是有可能被骗过的。

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环形激光陀螺仪的基本元件是环形激光器,激光源沿顺时针和逆时针方向同时发出两束激光,经不透明反射镜反射并发生干涉后,再由半透明镜导出回路,进而可通过检测相位差或干涉条纹变化来测得闭合光路旋转角速度

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乌克兰阿森纳公司生产的环形激光陀螺仪

欺骗干扰简单地说就是将虚假信号“灌进”对方天线,顶替或者淹没真实信号。GPS信号来自天顶,用于遥控的卫星通信信号也来自天顶。为了提高信号增益,也为了抑制杂波干扰,无人机应该使用方向性较强的定向天线,而且最好指向天顶。此时干扰源能设置在信号源同一方向最好,否则只有通过旁瓣进入天线,但这要求很高的功率。因此,如果不能在轨道上设置干扰卫星的话,就只有用高空气球或者高空飞机把干扰机带上高空,从有利角度干扰无人机。这显然难度很大,无人机本身飞行高度就高,高空气球或者飞机的高度要更高,而且需要贴近无人机航迹。及时布防干扰气球到规定高度和航迹还不如直接攻击无人机。

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然而,伊朗仍然捕获了“坎大哈野兽”与“扫描鹰”,且干扰源应该不在天顶。

从现有披露的信息来看,伊朗从俄罗斯引进的“汽车场”电子对抗系统很可能在其中发挥了主要作用。“汽车场”能同时压制来自任意方向,飞行高度在30米到3万米之间的50架飞机和直升机的侧视雷达、引导雷达、低空飞行保障雷达及空地火控雷达。一套完整的“汽车场”包括1个营指挥所、3个连指挥所、3个无线电侦察站、27个干扰站及1个检测维修站,规模相当庞大。苏俄电子战理论一向强调在较宽频带内的超大功率压制,从俄方公布的性能与编制我们仍能看到这一特点。虽然系统部署于地面,但“汽车场”可以凭借较大的干扰强度从无人机天线的旁波瓣“侵入”,从而完成对无人机导航及遥控信号的阻塞甚至诱骗。

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2015年莫斯科航展上展出的SPN-4(1RL248-4)车载电子干扰系统,它是组成“汽车场”系统的核心

克星:激光与电磁攻击

现代无人机的功能正日趋多元化,同样,反无人机的手段也更加丰富了。以定向能武器为代表的,更加有针对性的反无人机利器正在加紧研制中。无人机因体积有限,各种高灵敏度的光电传感器紧凑集中,这导致其容损性较差。如果以激光武器攻击,不需要很大的能量就可以让无人机失效。且中小型激光炮作战反应迅速,可实现“瞬间击落”,如部署于车载平台上将非常适合拦截无人机编队的饱和攻击。

早在2009年,美国于加利福尼亚“中国湖”海军空战中心就进行过一次机动式激光武器试验,结果成功击落5架不同射程内的小型无人机。另据德国莱茵金属公司官方网站披露,该公司研发的10千瓦级车载激光炮,也曾在瑞士奥克森布登靶场成功击毁一架“提尔”-1型无人机。

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装载于阿利伯克级驱逐舰“杜威”号(DDG105)上的激光武器系统(LaWS)

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舰载激光武器系统(LaWS)打击目标

无人机在未来还可能遭遇更加可怕的克星——电磁攻击。对于全身披挂电子设备的无人机来说,使电子系统失能,哪怕是非永久性失能都会是不错的反制手段。越是高度自主的无人机越是依赖雷达,从导航雷达、火控雷达到无线电高度计,各种用于接收微弱电磁回波的天线,在本质上是电磁脉冲的放大装置,因此对于电磁攻击特别敏感。即使没有天线,机体内的各种长导线本身就是良好的天线。缺乏电磁屏蔽的电路板也将是电磁攻击的目标。目标被击中的效果和遭到雷击相似,根据接收的能量不同,损坏可以从信号误码、信号饱和、电路元器件烧毁一直到设备受到强电流冲击而起火爆炸。

对于无人机来说,受体积与载荷所限,很难做到良好的电磁屏蔽。飞机在空中飞行,机体和空气摩擦容易在表面堆积静电,也会放大电磁攻击的效果。过去,基本采用金属机体的飞机尚可以通过导电的蒙皮迅速“稀释”电磁能量。但现代化隐身无人机大量使用复合材料制造,导电性很差,在面对电磁攻击时根本不堪一击。

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波音公司与美国空军研究实验室定向能理事会联合发起的“反电子设备高功率微波先进导弹项目”(CHAMP),于2012年10月22日,在位于犹他州的希尔空军基地进行了首次作战飞行实验

电磁攻击过去一直被当作科幻武器,现在已有实用化的趋势。如波音公司在2012年10月进行了首次电磁导弹攻击试验。波音公布的电脑动画显示了一枚隐身巡航导弹在黑夜中飞行,经过之处大楼的灯火像遭到诅咒般纷纷熄灭,屏幕闪烁的办公室电脑则在一股股青烟后变成废物。不难想象,如果把更大功率的电磁导弹战斗部用作防空武器,无人机很可能会迎来真正的克星。

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未来:无人机反无人机

最早的遥控无人机早在第一次世界大战时就已萌芽,近百年来也有无数被击落的战例,如20世纪60年代中国空军就多次用歼6加航炮击落入侵的美国无人侦察机。但反制无人机的话题在这两年才被高度关注。技术上说,21世纪前10年无人机技术取得了飞跃,不仅实现了靶机与侦察机向察打一体型作战平台的跨越,对地打击型的全作战无人机也进入了样机验证阶段,未来还可能出现自主能力更强的无人战斗机。在高速发展的背后,平台本身的进步并不稀奇,有人机上的成熟技术均可移植或借鉴,真正有可能颠覆未来战场装备格局的是人工智能技术的发展,且更加独立自主的无人机也将弱化对后方遥控指挥及数据链的需求。

在未来以无人机为中坚的空中战场,反制无人机的手段也将涵盖战争的各个层面。无人机也是飞机,能打下飞机,就能打下无人机。用战斗机或防空火力直接击落无人机依然是最直接的战术,空空导弹、航炮、地空或舰空导弹都是有效的毁伤武器。此外,对敌方无人机机场、后勤基地,以及指挥控制中心发动压制性空袭将更加主动。承担该类任务的可以是有人作战飞机,也可以是巡航导弹或弹道导弹,甚至是本方类似X-47那样的攻击型无人机。

在软杀伤方面,除上文提到的传统电子干扰/诱骗外,对无人机机载电脑或指挥控制系统植入病毒也不失为一种选择。美国媒体就曾披露,美国无人机最重要的指挥中心——克里奇空军基地的电脑曾被感染过一种名为“键盘”的病毒。这种病毒能自动追踪并记录无人机操控员在键盘上输入的操作命令。美国布鲁金斯学会研究员约翰·维拉塞尼奥尔甚至勾画了一幅骇人的场景,假设有一架俄罗斯无人机受到黑客劫持,飞越美国上空,将可能导致两国之间做出错误决策的战略灾难。美国卓越联合无人机系统中心负责人马奎尔上校已经提出建议,可以考虑研制格斗型无人机作为反无人机解决方案之一。

未来,一旦攻击方与防御方均将无人机作为主要武器,制空权的争夺不可避免,由下一代人工智能主导的无人机空战将不会是科幻。

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波音反电子设备高功率微波先进导弹首次实验

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对美国来说,战斗机的发展已经步入“后猛禽”时代。当X-47B迎着朝阳飞向远方时,也许垄断的阴霾将再次降临,也许后来者追赶的脚步将愈发艰辛,但无论如何,云霄上的博弈,仍值得你我静心期待

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