空中目标正向你或你的朋友袭来。它可以摧毁任何类型的车辆,包括坦克,或击中弹药库、指挥所,甚至价值数亿美元的地对空电池。它也可能攻击单个士兵。
你所面临的挑战是,目标--四旋翼无人机,它非常小,机动性强,难以探测。
这些都不是最大的挑战。相反,令人困惑的问题是,这东西便宜得令人难以置信,敌人只需花费1000美元的低倍数就能用,远远低于击落任何这种东西的通常成本。如果使用昂贵的手段击落这种无人机,对方的简单回答就是制造更多的无人机,耗尽你的预算。
乌克兰突然出现的廉价无人机是一场战争革命。虽然无人机的大小和能力各不相同,但最廉价的无人机,通常都是改装自民用型号或使用市售部件制造,尤其突出了防御的经济性。
下面我们就来看看使用小型民用衍生四旋翼飞行器带来的困境。这里特别关注开发和制造反无人机系统所面临的挑战,这些系统使用机炮来实现比机枪更远的射程,从而增加可防御的区域和交战时间。
美国的诺斯罗普-格鲁曼公司、英国的MSI-DS公司和澳大利亚的电子光学系统公司(EOS),都是提供带机炮系统的制造商。
这就产生了两个问题:此类武器需要大量昂贵的传感器来完成任务,而且,必须以高精度制造,以降低弹药消耗。因此,它们不可能便宜。如果我们遵循它们的交战顺序,就能理解这一点。
首先,防御方必须探测到无人机。为了进行最远距离的探测,最好使用搜索雷达。不过,却要冒着被敌方接收到发射信号、确定其位置并对其进行攻击的风险。
无人机主要由塑料制成,对无线电能量的反射率很低,因此雷达必须灵敏。它还必须能探测到以每小时几十公里的速度缓慢移动的目标,这意味着它必须足够聪明,能够忽略鸟类的反射。
事实上,雷达也许可以做到这一点,甚至可以利用无线电反射的特性来计算出无人机的型号,从而避免摧毁友军的空中目标。
如果有足够的视线,搜索雷达可能会在5千米处发现一架小型无人机,然后在更近的距离上进行分类。这样的传感器可能至少需要数十万美元。
在相当晴朗的白天,光学探测可以替代雷达,但可能无法提供如此远的距离和预警时间。MarkI眼球特别难以发现远处的四旋翼无人机,但是,武器系统的电子光学和红外摄像机可用于扫描模式。
一旦发现无人机,就必须对其进行跟踪。在这里,我们开始处理实现高精度的问题,以及为此所要求的严格而昂贵的制造标准。
跟踪意味着精确测量无人机的位置和移动。同样,可以冒着被探测到的风险使用适当的高性能雷达,或者武器系统可以依靠其光电和红外摄像机以及激光测距仪。要从这些设备中获取所需的数据,就必须准确了解它们的指向角度。
它们需要快速向目标方向回转,最好是自动回转,以便开始工作并尽量缩短交战时间。
跟踪可能需要从几公里的距离开始。距离越远,大气条件对观测角度的扭曲就越大。在某种程度上,这些误差可以通过软件来减少。
如果一切正常,火控计算机现在就能很清楚地知道小目标的位置和移动情况。它可以计算出无人机和一发炮弹的未来位置。
现在,火炮必须按照火控计算机计算出的角度准确地指向目标。设备中的任何部件都不能晃动。
如果确信武器跟踪良好,不会击中友军目标,炮手就会开火。该公司表示,就EOS的Slinger反无人机武器而言,炮手有理由希望能在1500米外击中目标。
如果这种武器使用的是30毫米近炸炮弹(一种在感觉到有东西靠近时会爆炸的炮弹),那么它最好一发炮弹就能击落一架四旋翼无人机。每枚炮弹的成本约为1000美元,因此使用几枚炮弹的成本很可能超过无人机的成本,而且,需要更多时间。
不过,防御方也有优势。脆弱的四旋翼无人机几乎无法承受任何伤害,而爆炸的炮弹碎片极有可能将其击落。
击中的概率会因距离和天气而异,也会因系统而异。EOS称,在标准日光条件下,"吊索"至少有95%的几率在1000米处用30毫米近炸弹击落一架四旋翼飞行器。如果使用实心弹代替炮弹,每发子弹的成本将大大降低,但炮手可能需要连发数发。
大炮还可以使用时间融合弹,这种炮弹在计算好的拦截时刻爆炸。
使用加农炮的目的是进行远距离攻击,但如果无人机成功接近到500米左右,炮手就会切换到系统的机枪。连发子弹可能只需几美元,击中一次就能奏效。
这听起来不错,但防御者更希望无人机永远不要靠得这么近。如果无人机在攻击距离太远、机枪无法覆盖的目标时躲过了炮火,那么防御就已经失败了。
这些系统的具体价格尚不清楚。EOS表示,去年售出的三架Slingers无人机价格不到2130万美元。据澳大利亚广播公司报道,每套系统的价格不到100万美元。
这还不包括搜索雷达,也许还不包括培训、初始弹药和备件储备,而这些都是实现作战能力所必需的。
还有一个问题是必须购买多少套这样的系统。如果防御方需要覆盖前线,而武器的有效射程为1000米,那么即使假设视线清晰,这些系统的间距也必须小于2公里。
后方还需要更多的无人机来掩护其他设备和设施,也许还需要更多的无人机来对付可能飞抵发电站和医院等设施的大型无人机。如果预计会有无人机群发动攻击,那么防御武器就必须密集部署,相互加强。
还要考虑到所有这些系统都需要工作人员。
无人机很便宜,所以杀死它们也一定得很便宜。但是,装备一支军队来完成这项任务却不可能。
澳洲智库ASPI2024年1月29日|Bradley Perrett
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