据ESD网站报道,为确保能够有效防御当前及新兴的空中威胁,远征部队和机动部队必须配备搭载有反无人机武器的车辆。针对移动式反无人机任务的各种方法正在紧密测试或开发中。
小型无人机和巡飞弹已成为军事部队面临的主要威胁,这一点在中东和乌克兰的局势中已得到证实。这些无人机和弹药可以大量部署,且往往难以探测或锁定。它们的种类从精密的国家生产系统到基于商用和业余无人机的简易自制系统不等。这些无人机的任务范围包括侦察和火炮定位、投放小型炸弹以及使用装载炸药的无人机进行自杀式袭击。
机动部队需要配备有机或附加的反无人机车辆,以最佳方式防御无人机攻击或反制侦察无人机。目前,众多新型反无人机系统正在被引入、测试或开发中。在没有专用的反无人机系统时,远征部队和机动部队必须尽可能充分利用其标准武器系统。为此,相关部队也正在开发和演练利用标准机枪和其他车载武器的反无人机战术。虽然机动部队所需的最佳配置可能有所不同,但临时驻扎地点(如远征基地营、指挥所或中继站)同样需要移动式反无人机防御措施。
针对机动部队和远征部队的车载反无人机解决方案可分为动能武器和能量武器两大类。动能武器选项包括机枪、榴弹发射器/火炮以及拦截器。定向能武器选项则分为激光武器、微波武器和电子干扰器。
除了实际的武器之外,反无人机任务还需要相应的传感器和火控系统(FCS),以便协调有效地探测、分类、跟踪和打击无人机。这里的选项包括雷达、测向仪(用于探测无人机发出的通信信号)、光电(EO)和红外(IR)摄像机,以及声学传感器。将这些技术组合成一个分层探测系统,可以构建出更加可靠和有效的防御体系。
中小口径解决方案
许多车辆上装备的7.62毫米机枪(MG)和12.7毫米重机枪(HMG)可以有效摧毁中小型无人机。当与能够跟踪小型移动目标的火控系统以及合适的40×53毫米高速(HV)弹药类型相结合时,这种能力也可以扩展到40毫米自动榴弹发射器(AGL)。这些弹药类型包括近炸引信型,如M684 40×53毫米高爆近炸弹(HE Proximity),或可编程空爆型,如Nammo的NM 264 40×53毫米高爆双用途-射频(HEDP-RF)弹药或莱茵金属公司的DM131 40×53毫米空爆弹药(ABM)。
图:2019年测试期间,安装在HMMWV(左侧)和M-ATV(右侧)上的弹道低空无人机拦截系统原型。
美国陆军一直在寻求多种传感器和火控解决方案,其中包括弹道低空无人机拦截(BLADE)系统。低空无人机拦截系统通常会与许多车辆上安装的通用遥控武器站(CROWS)相结合。它利用通用遥控武器站的光学传感器与火控软件相结合来打击小型无人机。据估计,该系统对移动目标的打击距离为500米,对静止目标的打击距离为800米;据了解,这些数字是指该系统配备M2 HB 12.7毫米重机枪时的表现,因为在低空无人机拦截试验中这种配置最为常见。
随着武器规模的扩大,部署空爆弹药的中口径自动加农炮在对抗单架无人机和无人机蜂群的反无人机任务中展现出了巨大潜力。2022年,美国陆军推出了XM1211 30×113毫米高爆近炸弹药。该弹药由美国诺思罗普·格鲁曼公司专为击落小型无人机(包括无人机蜂群)而开发,其弹丸内嵌有射频近炸传感器,用于探测弹丸是否处于无人机附近,一旦达到与目标的最优接近距离,便会触发弹丸爆炸,向目标溅射碎片。诺思罗普·格鲁曼公司武器系统部门的先进弹药主管赖兰·哈里斯介绍称,嵌入式电子设备已经过加固处理,能够承受高达10万g的炮口初速。
哈里斯解释道:“我们还在开发一种更智能的武器系统,即制导中口径弹药,这是一种‘跃进式技术’。”这些弹丸将结合近炸引信弹药技术,同时还将产生机载电力,并在一个集成组件内提供连续弹道制导。制导中口径弹药预计将达到前所未有的爆点精度,从而提高击中移动目标的概率。
图:35毫米先进命中效率与摧毁弹药飞行过程中的关键阶段。
欧洲国家也成功采取了一些与反无人机相似的策略。这包括德国莱茵金属公司的Skynex和Skyranger超近程防空系统(VSHORAD)。Skynex和Skyranger的机动火力部分由带炮塔的35毫米厄利孔转轮炮Mk 3组成,该炮与车载雷达和光电传感器相结合。Skyranger防空系统的炮塔安装在Boxer 8×8平台上,而Skynex防空系统的炮塔则是托盘化的,它既可以固定安装,也可以装载在卡车上。该炮的射速为每分钟1000发;通常,每次射击会发射大约24发子弹。为了可靠地摧毁无人机等小型机动目标,该火炮配备了莱茵金属的35毫米先进命中效率与摧毁(AHEAD)/动能时间引信(KETF)弹药。莱茵金属还针对不同用途提供了一系列AHEAD/KETF弹药变体。其PMD062变体旨在打击各种空中目标,并在目标飞行路径上以锥形释放152个钨合金圆柱形破片;而PMD428变体则专门针对小型空中目标(如小型无人机)进行了优化,并允许在目标路径上释放600多个钨合金破片。
动力拦截器
火箭动力和喷气式动力拦截器是摧毁无人机的另一种手段。然而,许多常见的地对空导弹(SAM)不仅是大材小用,而且往往成本远高于其打击的目标。美国陆军正在推进下一代反无人机导弹(NGCM)开发项目,该项目旨在使用低成本拦截器摧毁北约尺寸分类3级(>600千克)以内的无人机。2024年6月,美国陆军确认与美国RTX和BlueHalo公司签订原型机研制合同,预计原型机测试将于2025年底前完成。此外,美国陆军已宣布计划重新开放竞标,允许其他正在开发可能同时具备打击火箭和巡航导弹能力的反无人机拦截器的供应商参与。
RTX的参赛产品是基于管式发射的“郊狼”Block 2+导弹,这是一种涡轮喷气式动力地对空导弹,最大射程约为15公里,美国现已将其用于反无人机任务。该导弹使用小型火箭助推器从发射管中发射,并提供初始加速,随后涡轮喷气发动机启动,将其推进至最高速度约555公里/小时。“郊狼”导弹配备了一个用于末端制导的Ku波段主动雷达寻的器和一个近炸高爆破片(HE-FRAG)弹头。
雷神公司还开发了“郊狼”Block 3NK型号,该型号采用了与早期“郊狼”Block 1非常相似的设计,同样使用机翼和推进式螺旋桨进行推进,并可能达到与Block 1相似的最高速度,约为130公里/小时。“郊狼”Block 3NK据称使用“非动能弹头”来同时反制多架无人机。虽然RTX没有提供太多关于Block 3NK弹头性质的确切信息,但据信它由一个高能微波(HPM)效应器组成——这一概念与洛克希德·马丁公司在Morfius项目中采用的方法相似。
同样针对下一代反无人机导弹项目,美国公司BlueHalo提出了“自由之鹰1”(FE-1)设计方案,该方案之前也曾以“下一代导弹”(NGM)的名称进行市场推广。“自由之鹰1”遵循相对传统的导弹设计方案,由双推力固体燃料火箭发动机提供动力。从尺寸上看,其长度大致与单兵便携式防空导弹(MANPADS)相似,但直径更宽。
图:在2022年德国柏林国际航空航天展上展出的安装在ACS Enok 9.5上的Skywarden NNbS,配备有两个用于发射小型反无人机导弹的九联装发射器。
在欧洲,欧洲导弹集团(MBDA)推出了小型反无人机导弹(SADM),该导弹基于其便携式“执行者”导弹(用于打击地面目标)进行设计。与“执行者”相比,小型反无人机导弹在尾部增加了一个可抛弃的助推段,从而将其最大射程从“执行者”的2公里增加到约5公里。该导弹还配备了一种未指定的导引头类型,能够跟踪飞行目标。在2022年德国柏林国际航空航天展(ILA 2022)上,欧洲导弹集团展示了该导弹的一种概念性车载配置,该配置包括一个安装在ACS Enok 9.5 4×4车辆顶部的转塔,转塔上装有两个九联装发射器。
高能激光武器
高能激光(HEL)武器被认为在反无人机任务中具有巨大潜力。这主要基于其快速打击目标的能力,以及其“每发成本”远低于传统炮射或导弹解决方案的成本效益。目前,研究人员正在进行大量车载高能激光的开发和测试项目。
图:在俄克拉荷马州索尔堡进行测试的安装在“斯特赖克”装甲车上的定向能-机动短程防空激光系统。
其中就包括美国陆军定向能-机动短程防空(DE-M-SHORAD)系统,该系统由一辆“斯特赖克”8×8装甲车搭载RTX公司开发的50千瓦级激光武器组成。该系统旨在拦截无人机、炮弹和火箭。2023年9月,一个由四辆车组成的原型排被部署在俄克拉荷马州的西尔堡,并于2024年2月被派往伊拉克,在实际作战条件下进行长期评估;该部队于2024年10月回国。目前尚未公布评估的详细情况。根据2024年8月的一份国会研究报告,据称参与测试的士兵的初步反馈“并不特别积极”,官员们表示,“实验室环境和测试场的结果与战术环境有很大不同”。但在2024年6月的陆军测试和评估司令部(ATEC)评估中,美国陆军报告说该系统表现良好,击落了全部15架目标无人机,但尚不清楚测试车辆在部署期间是否与任何敌方无人机交战,以及它们在实地表现如何。
无论实际结果如何,美军仍决心继续推进高能激光武器的开发。2024年8月,陆军快速能力和关键技术办公室主任罗伯特·拉斯奇中将表示,该部门计划选择几家公司进行“持久高能激光短程防空”项目的设计和开发竞赛。竞赛定于2025年初开始,并将在2026财年初期选定一家公司。
高功率微波武器
高功率微波(HPM)武器能够破坏无人机的电子元件,包括传感器、通信系统和推进系统,从而有效瘫痪无人机的主要系统,或致使其坠毁。高功率微波的功率输出和波束宽度均可调节,这使得操作人员能够调整其破坏力,并选择是将波束对准狭窄的空中区域还是更广泛的空中区域。迄今为止,大多数正在开发的高功率微波远征系统对于部署在小型车辆上而言体积过大,但相关行业正在努力克服这一局限性。
图:图中展示的是安装在“斯特赖克”8×8装甲车上的“列奥尼达斯”机动高能微波系统,但制造商已表明,该系统可安装在各种用户自定义平台上。
2023年,美国陆军快速能力和关键技术办公室(RCCTO)向美国科技公司Epirus授予了一份关于该公司列奥尼达斯(Leonidas)高功率微波系统原型的合同。这些原型机于2024年5月交付,并将持续测试至2025年。尽管这些原型机是拖挂式的,但Epirus和通用动力陆地系统公司(GDLS)已经展示了列奥尼达斯移动式变体,该变体将更小版本的高功率微波整合到了一辆“斯特赖克”8×8装甲车上。列奥尼达斯移动式系统在美国政府的一个测试场进行了实地演示,成功瘫痪了单个无人机目标和无人机蜂群,验证了该技术保卫机动部队的能力。该系统已集成了Anduril公司的Lattice指挥与控制系统(C2)软件,以处理雷达轨迹数据,并在避免误伤友军资产的同时有效打击敌方目标。
电子战系统
电子战(EW)系统可以干扰或“压制”无人机的接收器,这些接收器用于接收来自地面控制站的指令或接收来自全球导航卫星系统(GNSS)的定位信息。高性能电子战系统可安装在装甲或非装甲战术车辆上,包括超轻型车辆。美国海军陆战队的轻型海军陆战队防空综合系统(LMADIS)是一种反无人机系统,由CM262U光电传感器、四部固定面板的RPS-62雷达、美国BlueHalo公司的Titan-SV MPV3测向仪、美国Sierra Nevada公司的Modi II干扰系统以及用于通信的AN/PRC-158无线电系统组成。这些组件分布在两辆协同工作的车辆上,一辆搭载传感器,另一辆搭载电子战系统。美国海军陆战队选择了轻便灵活的Polaris MRZR战斗车辆作为轻型海军陆战队防空综合系统的平台。
图:2023年9月10日,在沙特阿拉伯东北部的沙马尔-2靶场,第26海军陆战队远征部队的美国海军陆战队员在“红沙23.2”演习中使用了轻型海军陆战队防空综合系统。
展望未来
反无人机领域近期一个显著的发展趋势是,各国研究人员都在积极开发和测试装备有多种效应器的反无人机系统。结合多种互补武器,有望最大限度地提高拦截具有不同飞行特性或对某种反制措施具有抗性的无人机的机会。
鉴于无人机威胁日益多样化,武装部队和行业将继续追求整合多种互补攻击选项的移动式反无人机系统,这是合乎逻辑的。即使这些系统针对反无人机任务进行了优化,它们也依然能够应对其他空中威胁,包括导弹和直升机。无论未来出现何种威胁,多任务武器系统都将最适合用于机动部队防御