科技”(四)——美陆军积极研究反无人机战术技术和装备

2023年12月2日发(作者：江淮和悦rs两厢)

保持技术领先优势的美军“黑科技”（四）——美陆军积极研究反无人机战术技术和装备

作者：林 翳

来源：《坦克装甲车辆》 2018年第23期

保持技术领先优势的美军“黑科技”（四）

——美陆军积极研究反无人机战术技术和装备

林 翳

2018年8月13日，美国总统特朗普在纽约市德拉姆堡第10山地步兵师驻地签署了《2019财年国防授权法案》。该法案中陆军的国防预算额为1 480亿美元，主要用于增加员额4 000人，支持组建陆军未来司令部；更新陆军老旧的“艾布拉姆斯”主战坦克、“布雷德利”步兵战车等，为研制新型“联合轻型战术车”提供资金；升级AH-64E“阿帕奇”攻击直升机、UH-60M“黑鹰”直升机和CH-47F“支奴干”运输直升机；购买数百枚PAC-3“爱国者”防空导弹系统分段增强型导弹（MSE）、“标枪”反坦克导弹，以及数千枚155毫米炮弹。为实现陆军提出的未来十年现代化愿景，将投入102亿美元用于陆军六个现代化重点项目，即远程精确火力、下一代战斗车辆、未来垂直起降系统、机动远征网络、防空反导以及士兵杀伤力。随后，陆军未来司令部于8月24日在得克萨斯州奥斯汀市正式成立，首任司令官为约翰·穆雷。该司令部的成立，标志美国陆军现代化建设进入到一个全新阶段。

在美国陆军现代化重点项目中，防空反导既是重点也是难点——不但野战防空反导装备建设乏善可陈，近些年来在应对低、慢、小无人机威胁方面也无任何单一解决方案；被寄予厚望的机动近程防空反导战术激光器演示项目，虽取得了重大突破但离实战化还有一段距离。为有效应对当前直接面临的无人机威胁，美国陆军近些年来正在积极探索反无人机战术技术和装备。

无人机急剧增长的挑战

2018年8月23日，美国国防和政府发展学会召开了反无人机专题研讨会。美国陆军条令和训练司令部“疯狂科学家倡议”副主任卢克·夏布罗在发言中指出，据高盛估计，到2020年，世界各国军队每年将花费700亿美元用于无人机系统；到2021年，全球民用无人机市场规模将达到每年度200亿美元。陆军研究发展和工程司令部航空和导弹执行主任胡安妮塔·克里斯滕森博士在发言中也指出，截止2018年1月，美国联邦航空管理局已经登记了100多万架微型无人机，其中约878 000架属于业余爱好者登记。这些微型无人机也在其他国家不断扩散，包括美军驻扎或正在遂行作战任务的各个地区。

卢克·夏布罗说，无人机的优长众所周知——它们可以出色地遂行侦察、监视和情报等任务，可以充当欺骗防空导弹和激光武器的诱饵；可以实施电子干扰、火力打击等。但挑战在于，首先是无人机数量的急剧增长以及廉价无人机的普及，使利用无人机实施恐怖袭击的可能性大幅度增加。如2018年1月，俄罗斯在叙利亚的一个军事基地遭到武装人员10～12架无人机的袭击。通过对此事件的分析，夏布罗认为这是一次“饱和攻击”式无人机袭击，而不是“蜂群”式无人机袭击。所谓“饱和攻击”，就是无人机操作人员将预先规划好的航线编程到无人机软件中，各无人机按预先设定的航线自主飞行和实施攻击，由于各无人机独立飞行，相互间无协同关系，因而难以被干扰和击落。而“蜂群攻击”，则是无人机“蜂群”采用无中心控制策略，各无人机通过观察临近无人机位置及相互间的协同通信，进行编队序列和位置的实时自主控制，整个编队以有序和密集的队形飞行，完成诸如侦察、干扰、诱骗和攻击等任务，但“蜂群”内部的协同通信和操控者对整个“蜂群”的控制链路则容易被干扰。

其次是随着3D打印技术变得更先进，无人机的价格也更加“亲民”，普通民众和作恶者都能十分方便地获得定制无人机。商业级无人机的开放源代码也在客观上为作恶者提供了调整无人机控制算法、恶意增加致命性操作指令的可能。夏布罗预计，新材料、大数据分析、人工智能、机器人以及不断提升的电池功率等高新技术的融合，将使未来无人机能够完成今天难以想象的应用。国家安全局技术总监克里斯·西莫尔也指出，5G移动通信技术的引入将极大地增加无人机的遥控距离、操控性能和通信覆盖范围。

无人机识别的挑战

克里斯腾森在专题发言指出，无人机数量的迅速增长给无人机敌我友属性的识别和查证带来了巨大挑战。首先是目前无人机的类型有数百种之多，不同类型的无人机不仅重量、形状和大小各异，而且飞行速度、留空时间、机动性和有效载荷能力等特性也千差万别，在缺乏无人机特征数据库支持的情况下，现有雷达和其他监视系统对其识别和查证异常困难。其次是很多无人机外形尺寸小、飞行高度低（几乎贴近地面飞行）、飞行速度慢，其声学、红外、射频或电磁特征非常小，现有雷达很难发现。目前，美军根据无人机的外形、重量、载荷、用途、速度和留空时间等指标，将无人机分为五个等级。Ⅰ级和Ⅱ级无人机，通常是微型（micro）无人机和“迷你”（mini）型无人机，如美陆军即将装备的“黑蜂”无人机就属于微型无人机。

目前业余爱好者使用的无人机大多属于Ⅰ级和Ⅱ级，这些商业级无人机几乎是唾手可得。Ⅲ级无人机通常是战术分队使用的小型无人机，如美陆军步兵分队装备的手抛式“渡鸦”无人机。Ⅳ级无人机通常是战术兵团使用的中型无人机，如美陆军旅战斗队装备的“影子”200无人机等；Ⅴ级则通常是战役军团使用的大型无人机，如美陆军师以上部队装备的“灰鹰”无人机等。飞行高度更高和留空时间更长的超大型无人机，如“全球鹰”无人机，则通常由美国空军使用。克里斯腾森指出，由于Ⅰ级和Ⅱ级无人机的目标特征非常小，目前的军用雷达和其他监视系统很可能将其视为“杂波”，而难以识别出是无人机。最为至关重要的是及时查明无人机是否具有恶意，而迅速判明临空无人机的敌我友属性，将直接制约快速反应和策略选择。

破解无人机威胁之策

克里斯腾森说，陆军研究发展和工程司令部在若干年前就已经充分意识到了应对无人机威胁的重要性。2014年1月，该司令部成立了一个反无人机实验团队（Counter-UAS Community

of Practice），试图通过与陆军其他实验室、工业部门和学术机构密切合作，寻求破解无人机威胁之策。如，该实验团队正与陆军研究实验室联合研究应对敌方“蜂群”无人机方案。该实验团队目前正在重点关注应对Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级无人机的威胁。美军认为，Ⅲ级以下无人机属于低、慢、小空中目标，没有人愿意使用昂贵的导弹击落小型无人机，而希望采用具有近乎无限火力的武器系统击落无人机或无人机集群，虽然高能激光武器是很有前景的应对手段，但离实战化应用还有一段距离，因而寻求其他解决方案就成为陆军关注的重点。Ⅳ级以上无人机属于“高大上”目标，用现有防空武器就足以应对。

克里斯腾森指出，反制无人机的手段很多，主动反制措施目前主要是使用动能武器（如“毒刺”防空导弹等）击落目标；向无人机发射内置捕获网的特制“导弹”，当“导弹”飞近无人机时抛出捕获网，完整地“抓获”无人机并迫其降落。被动反制措施主要是使用电子战器材对无人机的导航、通信和控制链路实施干扰和压制。该司令部的通信电子研究开发和工程中心正在进行电子对抗手段反无人机测试。除打击无人机本身外，其他反制措施也在研究之中，如有效破击无人机系统背后的“杀手链路”，即打击敌方无人机投放平台、操控设备，以及干扰压制其指挥控制链路等。

夏布罗领导的“疯狂科学家”也在积极寻求解决方案，并提出采取“四管齐下”应对策略。首先是“脑洞大开”，以超前思维寻求破解之策。没有做不到，只有想不到。夏布罗说，早期科幻小说中提到的手机和激光武器，今天已经成为现实。其次是“众包”（一种网络外包服务方式），集各方智慧寻求解决方案。其途径包括在“疯狂科学家”“推特”账号上发布未来无人机威胁想定（场景）征求应对方案；在博客上举办科幻小说创作大赛，吸引世界各地的参赛作品；举办学术会议，邀请工业和学术界的“思想库”集思广益。“众包”是一种低成本、高回报的聚集人才和奇思妙想的创新研究方式。再次是从把无人机玩到“极致”的无人机技术先驱者那里获得灵感。因为他们的许多“高超玩法”往往预示着多年后的商业无人机应用。最后是突破传统思维，以史为鉴寻求破解之策。夏布罗举例说，1900年代早期，当时美国曾召开全国市长会议，研究解决城市街道上日益增加的马粪问题。多年后，当市长们还在绞尽脑汁、苦思冥想时，技术进步使得解决马粪问题变得毫无意义——汽车取代了曾经大行其道的马车。此例说明，过去是问题，今天可能不是问题；反之，现在不是问题，未来可能是大问题，例如武装机器人如果离开士兵的有效控制，就可能在未来战场上惹出大“麻烦”。

除上述研究探索外，美陆军还开展了高能微波反无人机技术、高能激光反无人机技术的研究，并取得了重大进展。同时，美陆军还从装备层面对反无人机作战进行了周密部署。如，为部署在中东地区的部队配备反无人机电子枪；对即将部署到中东地区的部队进行反无人机训练等。美军还认为，反无人机虽不存在完美方案，但通过现有装备、技术和战术创新也能有效应对该威胁。为此，美陆军于2017年4月颁发了《美国陆军反无人机系统技术手册》，从战术层面指导部队反无人机作战和训练。该手册指出，低、慢、小无人机已经成为一种非传统空中威胁，反无人机是陆军部队当前面临的一项复杂和艰巨的任务，而目前陆军（特别是营以下分队）尚无任何单一解决方案能够有效应对，应当综合运用战术和技术手段来消除这种威胁。该手册旨在指导旅以下部（分）队在作战中主要依靠现有装备反制无人机，同时规范陆军旅、营和连各级反无人机战术规则、装备应用和作战流程。从美陆军颁发的反无人机手册的及时性、针对性和实用性来看，在世界范围内尚属首例。（本文撰写过程中得到北京振华领创科技的大力协助）