從粗糙但精煉的動能系統、高超音速飛行器交付物到網絡增強技術,一切都在開發中,以應對無人機入侵受保護的空域。
高超音速威脅
高超音速導彈以5馬赫或更高的速度飛行 - 比音速(3836英里/小時)快五倍,后者約為每秒1英里。一些導彈,如俄羅斯的Kh-47M2金扎爾空射彈道導彈,據稱能夠達到10馬赫的速度(7672英里/小時),距離可達1200英里。(博斯博蒂尼斯,2018)
高超音速巡航導彈是一種在高速噴氣發動機的幫助下到達目標的導彈,該發動機允許它以超過 5 馬赫的極端速度飛行。它是非彈道的 - 與傳統的洲際彈道導彈(ICBM)相反,后者利用重力到達目標。(博斯博蒂尼斯,2018)
當高超音速導彈投入使用時,導彈防御系統與導彈進攻之間的差距將是巨大的。簡而言之,沒有單一的作戰導彈防御系統能夠攔截高超音速導彈。高超音速導彈的研發仍處于機密水平,但近幾個月來,許多政府宣布了成功的測試和未來的項目。(博斯博蒂尼斯,2018)
與亞音速和超音速武器相比,高超音速導彈具有許多優勢,特別是在攻擊時間緊迫的目標(例如移動彈道導彈發射器)方面,在這些目標中,高超音速武器的額外速度很有價值。它還可以克服防御嚴密的目標(如航空母艦)的防御。高超音速武器系統的開發和部署將為各國提供顯著增強的打擊能力,并可能提供脅迫手段。在這種情況下,俄羅斯等主要地區大國可能會尋求脅迫鄰國,利用高超音速打擊對關鍵目標的威脅。因此,高超音速能力向地區國家的擴散也可能破壞穩定,破壞當地的力量平衡。然而,它也可以加強威懾。
高超音速技術來自使用超燃沖壓發動機(超音速燃燒沖壓發動機),這是沖壓發動機吸氣噴氣發動機的一種變體,其中燃燒發生在超音速氣流中。與沖壓發動機一樣,超燃沖壓發動機依靠高車速在燃燒前強力壓縮進入的空氣(因此沖壓噴射),但是沖壓發動機在燃燒前將空氣減速到亞音速,而超燃沖壓發動機中的氣流在整個發動機中都是超音速的。這使得超燃沖壓發動機能夠以極高的速度高效運行。
高超音速對策
雖然目前沒有對策,但定向能武器、粒子束和其他非動能武器等技術很可能成為有效防御高超音速導彈的候選者。“高超音速武器減少了起訴目標所需的時間(特別是與目前的亞音速巡航導彈相比),對手可用的預警時間以及防御系統應對即將到來的威脅的時間,”博斯博蒂尼斯說。盡管高超音速威脅將對當前的地對空和空對空導彈系統構成重大挑戰,但這些系統,特別是在常規精確打擊作用中,需要強大的情報、監視、目標獲取和偵察(ISTAR)網絡。
定向能武器
隨著UAS系統在速度和機動性方面的不斷提高,能夠保持在傳統防空系統的交戰范圍之外,定向能武器已成為低,慢和小型UAS防御的首選。這些系統的大小范圍從便攜式設備套件到永久固定站點。這些系統通常提供了一種更具成本效益和更安全的方式來阻止、拒絕和摧毀在受保護的操作/設施區域中的小型戰術無人機。
2019年秋季,美國空軍(USAF)從雷神公司獲得了第一個反無人機系統(UAS)激光武器系統,以應對敵方無人機的威脅。高能激光武器系統采用雷神公司多光譜瞄準系統(MTS)的先進變體。它使用光電/紅外傳感器來檢測和跟蹤敵方無人機。一旦UAS被識別并瞄準,激光武器系統就可以與威脅交戰并立即消除它。該技術涉及安裝在小型全地形車上的高能激光武器系統(HELWS)。一次充電就足以讓 HELWS 提供數十次精確的激光射擊。此外,武器系統支持與場上的發電機配對,以提供幾乎無限數量的射擊。
雷神公司的先進高功率微波和高能激光器在2019年春季在新墨西哥州白沙導彈靶場舉行的美國空軍演示中擊敗了數十個無人機目標。飛行員在經過一天的訓練后就控制了微波和激光系統。他們使用Xbox式控制器來引導激光,并使用操縱桿在新墨西哥州美國陸軍白沙導彈靶場的真實場景中操作高功率微波。HEL系統與雷神公司的傳感器多光譜瞄準系統配對,使用不可見的光束。該系統安裝在小型全地形軍事化車輛上,可檢測、識別、跟蹤和與無人機交戰。雷神公司的HPM使用微波能量來破壞無人機制導系統。高功率微波操作員可以聚焦光束以擊落無人機群。通過穩定的電源,HPM 系統可以提供幾乎無限的保護。(雷神公司,2019)
17年2019月1日,美國海軍陸戰隊使用的海上防空綜合系統(MADIS)系列反無人機系統的變體,輕型海上防空綜合系統(LMADIS),在波斯灣擊落了一架伊朗無人機,該無人機飛到美國海軍艦艇000碼內。LMADIS是Ascent Vision Technologies(AVT),USMC地面防空團隊和其他合作伙伴供應商快速開發工作的產物。
無人機槍MkIII是一種緊湊,輕便的無人機對抗措施,專為單手操作而設計。該產品為各種無人機型號提供了安全的對策。它允許對爆炸物等無人機有效載荷進行受控管理,而不會損壞常見的無人機模型或周圍環境,因為無人機通常通過現場垂直控制著陸做出響應,或返回起點(協助跟蹤操作員),立即停止將視頻傳回無人機飛行員。射頻中斷激活也會干擾任何實時視頻流、第一人稱視角 (FPV) 返回遙控器,從而停止無人機操作員收集視頻片段和情報。
超遠程加農炮
2017年,美國陸軍成立了一系列跨職能團隊(CFT),旨在快速推進關鍵技術,以提高軍種的下一代能力。其中一個團隊是遠程精確射擊“試點”,旨在開發下一代陸軍火炮 - 包括“深火”,這是一種可以在對手防御范圍內打擊戰略目標的火炮能力。這些系統旨在實現1,000海里或更大的航程。陸軍成功的動機很強,因為一門超遠程火炮可以幫助應對對手帶來的困難,擁有先進的超視距雷達、海岸防御和防空系統——比如中國在南中國海部署的那種系統。
為了讓友軍飛機能夠執行任務并支持從維和到高強度沖突等各種戰爭的聯合空中力量行動,北約在壓制敵方防空(SEAD)任務方面取得了進展。然而,最新一代復雜且有能力的敵方防空資產有可能壓倒北約目前的SEAD能力。(COL Speed USAF,2018)。
在過去的20年里,聯盟的潛在對手一直在研究西方的軍事能力,并發展了強大的A2/AD能力作為回應。例子很多,包括俄羅斯SA-20“石像鬼”和SA-21“咆哮者”等威脅。這些能力旨在通過阻止獲得可以說是西方最強大的影響者 - 空中力量來阻止“西方戰爭方式”。(COL Speed USAF,2018)
此外,許多國家和非國家行為者一直在創造性地利用軍事和商業技術來開發一系列對稱、非對稱和混合軍事活動的能力,包括反傾銷。技術趨勢包括以下內容:反隱形技術、高超音速武器、網絡戰以及獲得和/或拒絕太空能力,僅舉幾例。例如,俄羅斯遠程地對空系統現在采用具有反隱身技術的雷達,例如“NNIIRT 1L119 Nebo SVU/RLM-M Nebo M”移動甚高頻有源電子掃描陣列(AESA)雷達。在高超音速領域,俄羅斯人擁有一種空射導彈“匕首”,可以達到并保持 10 馬赫。此外,中國正在發展反衛星能力,如“Dong Neng 2和3”外大氣層飛行器。這些主要是直接上升導彈,旨在撞擊和摧毀衛星。(COL Speed USAF,2018)
計算能力和數字信號處理的進步使AD雷達功能更強大。這些系統采用先進的技術來改善采集范圍和目標大小檢測,并具有更強的抗電子攻擊或欺騙能力。此外,電磁頻譜管理的新思想使雷達技術變得比主動更被動,這使得定位和瞄準這些站點變得非常復雜。例如,俄羅斯正在開發無源相干雷達,用于隱形探測重要設施保護區內移動的空中、地面和水面上目標。雖然無源雷達系統已經在地面和空中平臺中使用,但它們通常用于定位平臺。話雖如此,無源雷達可能很快就能瞄準和引導武器對抗空中威脅,這使SEAD任務大大復雜化。
對手的分層數據管理和鏈路的傳統系統正在被多節點、高容量、高效的網絡所取代,有助于實現高彈性、冗余和強大的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察 (C4ISR) 系統。未來C4ISR的彈性可能會通過天基技術(如微型衛星星座)得到增強,從而使綜合防空系統(IADS)更加有效和靈活。此外,球墨系統很有可能使防空系統能夠通過“遠程”操作繼續支持行動,即使 IAD 的某些部分被損壞或摧毀。這方面的一個當前例子是俄羅斯對多節點量子網絡的實驗。實際上,壓制或摧毀鏈接到多節點網絡的局部防空資產可能無法有效壓制敵方 IADS。(COL Speed USAF,2018)
遠程操作系統能力的提高不僅將增加探測范圍,還將提高遠程機組人員的生存能力。“遠程”操作和無人技術不僅可以提高IADS的生存能力,而且可能會將其探測和瞄準能力擴展數百英里。例如,空間技術的進步可以將綜合防空裝置的“遠程”能力擴展到延伸到太空的高度。上述活動的結合可能會增加綜合防務的被動性,拒絕其檢測和瞄準,并使其對大多數SEAD活動具有彈性。(COL Speed USAF,2018)
最后,在接下來的二十年里,具有先進導引頭制導、智能彈頭和新推進技術的超遠程地對空武器可能會用于敵方AD任務。特別是,地對空導彈(SAM)交戰區可以擴展到500公里。只需看看俄羅斯的S-500下一代地對空導彈系統,就能看到未來AD的殺傷力。令人不安的是,這種特殊的導彈系統最早可能在2020年投入使用。這些新的遠程武器技術在與計算能力的提高以及硬件和處理器尺寸的減小相結合時,可能有助于高度機動,靈活的IAD。(COL Speed USAF,2018)
未來的IADS將變得更加致命,敏捷的整體在戰場上仍然難以被發現。雖然美國將繼續在空中和太空中保持主導力量,但潛在對手很可能會繼續大力投資破壞空中能力的進步。這些AD系統已經變得如此先進,以至于美國軍方和其他國家正在重新尋找遠程動能手段來對抗它們。保持適應性和動態的思維框架對于識別并最終擊敗這些新出現的威脅至關重要,可確保在未來戰場上繼續取得成功。
大數據與人工智能融合
人工智能 (AI) 是能夠執行通常需要人類智能的任務的計算機系統的理論和發展,例如視覺感知、語音識別、決策和語言之間的翻譯。大數據是處理分析,系統地從信息中提取或以其他方式處理傳統數據處理應用程序無法處理的太大或復雜的數據集的方法的領域。
將人工智能納入國防戰略已經開始改變北約在數據同化和處理方面的 ISR 和防御能力,以便有效地識別目標。科學和技術進步正在幫助形成新方法的要求和解決方案,以滿足北約的能力需求。
這些能力最終將加強軍事決策,并加速獲取可操作的情報。重點是對OODA(觀察,定向,決定,行動)循環的影響。我們可以看到人工智能、機器學習和大數據在觀察功能中的重大影響,即能夠收集和吸收大量數據,然后高效處理這些數據以識別潛在目標。然后,這有助于通過 ISR 功能定位您正在尋找的特定感興趣領域或感興趣目標。(貝利,2018)
這些技術也可以以防御方式使用。增強型系統可用于根據存儲的數據集和預先確定的模式檢測、跟蹤和決定是否參與威脅。這可能會將人類從決策過程中移除,但同時可以減少應對移動更快、技術更先進的威脅所需的時間。
結論
C-UAS技術正在變化和進步。高超音速導彈、定向能武器(第10章也有涉及)、遠程加農炮、移動無人機槍和網絡一體化防空導彈代表了未來反無人機對抗措施的步驟。關于這些精美武器的大部分研究工作都是機密的,只需要作者對這個主題進行簡短的開源處理。
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原文標題:新興攔截武器系統技術介紹
文章出處:【微信號:CloudBrain-TT,微信公眾號:云腦智庫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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