反無人機(jī)蜂群技術(shù)必要性是什么

　　犯罪分子一直在以各種方式使用無人機(jī)，他們用它們來進(jìn)行入室盜竊、觀察更大的目標(biāo)、發(fā)現(xiàn)安全漏洞。好戰(zhàn)組織已經(jīng)開始使用無人機(jī)來推進(jìn)他們的恐怖主義活動(dòng)。四軸飛行器或模型飛機(jī)等小型無人機(jī)很容易獲得，恐怖分子越來越多地使用它們并改裝它們，使無人機(jī)能夠運(yùn)送武器化爆炸物或危險(xiǎn)材料。在他們手中，無人機(jī)可以在空中將簡(jiǎn)易爆炸裝置飛向目標(biāo)。

　　無人機(jī)可能很小一一有些重量不到5磅一一如果它們配備武器，并且當(dāng)有 10.。.20.。.100.。.近距離接觸時(shí)它們可能會(huì)造成般滅性的后果。無人機(jī)群可以在數(shù)里外遠(yuǎn)程操作，自主飛行。

　　洛克希德馬丁臭融工廠高能激光集成總工程師丹尼爾米勒說：”恐怖分子和其他武裝分子可以操作裝有武器的小型廉價(jià)無人機(jī)來威脅地面上的美國和盟軍，由于它們的尺寸，這些無人機(jī)很難被發(fā)現(xiàn)，很難被雷達(dá)捕捉到，也很難用常規(guī)武器射擊，尤其是成群結(jié)隊(duì)?！?/p>

　　隨著蜂群機(jī)器人技術(shù)和人丁智能（AD）的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，越來越多的國家開始轉(zhuǎn)向一種能夠讓一名飛行員同時(shí)控制多架無人機(jī)（UAV）的技術(shù)--無人機(jī)蜂群技術(shù)。受昆蟲群的啟發(fā)，無人機(jī)群由多個(gè)小型無人機(jī)（UAV） 組成，它們能夠自我組織、協(xié)作并一起完成多項(xiàng)任務(wù)。

　　這在很大程度上受到軍用無人機(jī)的影響，它們變得更加復(fù)雜和先進(jìn)，即更小、更輕、更便宜和更抗干擾，因?yàn)樗鼈兡軌蛟谥械涂者\(yùn)行。由于這些發(fā)展，無人機(jī)群現(xiàn)在可以部署用于情報(bào)、監(jiān)視、偵察（ISR）、進(jìn)攻和防御任務(wù)，因?yàn)樗鼈兙哂懈蟮腎SR 以及更遠(yuǎn)的航程和續(xù)航能力。無人機(jī)群現(xiàn)在被軍方用來尋找、固定和傳達(dá)地面、海上和空中目標(biāo)的精確目標(biāo)位置，它們可以作為武器平臺(tái)從多軸攻擊防空系統(tǒng);或者他們可以將導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳遞給任何攜帶防空導(dǎo)彈的平臺(tái)。

　　無人機(jī)群的新威脅

　　各國已經(jīng)在組建非常龐大的無人機(jī)群。中國電子信息技術(shù)研究院于2020年9月測(cè)試了從陸基和機(jī)載發(fā)射器以蜂群編隊(duì)發(fā)射和使用多架小型無人機(jī)。

　　此外，美國海軍海軍研究辦公室和國防高級(jí)研究計(jì)劃局近年來進(jìn)行了廣泛的測(cè)試，使用大量無人機(jī)相互協(xié)調(diào)執(zhí)行偵察、編隊(duì)飛行或可能向目標(biāo)投擲彈藥。2016年10月，美國戰(zhàn)略能力辦公室用F/A-18超級(jí)大黃蜂發(fā)射了103架 Perdix 無人機(jī)。無人機(jī)使用分布式大腦相互通信，組裝成一個(gè)復(fù)雜的編隊(duì)，穿越戰(zhàn)場(chǎng)，并重組為個(gè)新的編隊(duì)。

　　美國海軍研究生院也在探索100萬架無人機(jī)在海上、水下和空中運(yùn)行的潛力。中國已經(jīng)保持著一次飛行3，051架預(yù)編程無人機(jī)的吉尼斯世界紀(jì)錄。

　　2020年9月的一次演習(xí)表明，俄羅斯還在繼續(xù)尋求與三種型號(hào)的小型無人機(jī)聯(lián)合打擊地面目標(biāo)。盡管這本身并不是無人機(jī)集群，但一位俄羅斯專家指出，“目前，俄羅斯對(duì)無人機(jī)集群使用進(jìn)行了大量研究，并對(duì)此類概念進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)估?！?　　在印度最近的建軍節(jié)閱兵中，政府展示了它聲稱的由75架無人機(jī)組成的真正無人機(jī)群，并表示有意將無人機(jī)群擴(kuò)大到1000多架。

　　美軍方也在考慮將無人機(jī)群用于未來的反介入/區(qū)域拒止環(huán)境。五角大樓半秘密戰(zhàn)略能力辦公室（SCO）的負(fù)責(zé)人威廉·羅珀（Wiliam Roper）表示，未來的戰(zhàn)爭(zhēng)將使用大量可消耗的、分散的智能系統(tǒng)，而不是美國五十年來直依賴的大型、昂貴的武器平臺(tái)。并補(bǔ)充說，他相信與其他軍種相比，空軍在適應(yīng)這一新現(xiàn)實(shí)方面將面臨更大的挑戰(zhàn)。在 Roper 看來，最終目標(biāo)是將危險(xiǎn)限制在個(gè)體操作員身上。上合組織負(fù)責(zé)人說，與其在戰(zhàn)斗的第天派出一波有人駕駛飛機(jī)，不如派出一波又一波廉價(jià)的一次性系統(tǒng)，這些系統(tǒng)不會(huì)有失去美國軍人的風(fēng)險(xiǎn)。

　　2021年4月，美國海軍披露，它首次用無人機(jī)群摧毀了一艘水面艦艇。這次打擊是在加利福尼亞海岸外進(jìn)行的無人系統(tǒng)綜合作戰(zhàn)問題（Ux5 BP） 21 演期間進(jìn)行的。蜂群攻擊是針對(duì)無人水面艦艇識(shí)別的目標(biāo)，是演習(xí)期間數(shù)次無人系統(tǒng)編組行動(dòng)之一。其中包括無人駕駛飛機(jī)和船只的組合，識(shí)別敵方船只與導(dǎo)彈驅(qū)逐艦約翰芬恩號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦發(fā)射的 SM-6 反艦導(dǎo)彈交戰(zhàn)。“我們這次演習(xí)的目標(biāo)是評(píng)估這些無人系統(tǒng)，以及它們?nèi)绾闻c有人系統(tǒng)實(shí)際合作。”演習(xí)技術(shù)經(jīng)理吉姆·艾肯少將在新聞發(fā)布會(huì)上說。

　　犯罪分子和武裝分子現(xiàn)在已經(jīng)開始使用成群的商用無人機(jī)，從而提高了它們的有效性和殺傷力。通過部署成群的消費(fèi)級(jí)無人機(jī)，它們作為一種武器變得更加可行。他們可以輕松地壓倒一個(gè)小的防御陣地，因?yàn)樗麄兇硖嗄繕?biāo)移動(dòng)太快而無法成功擊退

　　無人機(jī)群可能對(duì)進(jìn)行大規(guī)模傷亡攻擊非常有用。它們可用作無核武器國家的戰(zhàn)略威懾武器和恐怖分子的暗殺武器。事實(shí)上，2018年，刺客利用兩架無人機(jī)在委內(nèi)瑞拉向總理尼古拉斯·馬杜羅發(fā)動(dòng)襲擊。此次事件充分說明了無人機(jī)群的潛力。如果刺客改為發(fā)射30架無人機(jī)，結(jié)果可能會(huì)有所不同 　　2018年，俄羅斯國防部聲稱其在敘利亞的部隊(duì)遭到一大群自制無人機(jī)的襲擊一一這是第一次在軍事行動(dòng)中報(bào)道這種協(xié)同攻擊。據(jù)國防部稱，駐扎在赫梅米姆空軍基地和塔爾圖斯海軍設(shè)施的俄羅斯軍隊(duì)“通過大規(guī)模使用無人駕駛飛行器（UAV）成功抵御了恐怖襲擊”。參與這些攻擊的飛行器不是四軸飛行器（商用無人機(jī)最流行的沒計(jì)），而是類似于愛好者的模型飛機(jī)。它們的翼展長(zhǎng)達(dá)三米，由木頭和塑料制成，由割草機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。每架飛機(jī)的機(jī)翼下都裝有十枚自制的彈片手榴彈。

　　國防部在一份聲明中說，傍晚時(shí)分，俄羅斯防空部隊(duì)在距離俄羅斯軍事基地很遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了13個(gè)不明小型空中目標(biāo)。十架突擊無人機(jī)正在接近 Khmeimim 空軍基地，另外三架是塔爾圖斯的CSS點(diǎn)，其中六架突擊部隊(duì)無人機(jī)被俄羅斯電子戰(zhàn)部隊(duì)攔截，其中二架無人機(jī)被帶到其地外降落，其余二架在與地面接觸時(shí)煌炸。聲明解釋說，另外七架無人機(jī)被俄羅斯人發(fā)射的鎧甲-5 防空導(dǎo)彈“消滅”，基地報(bào)告沒有人員傷亡或損壞。

　　通過綜合環(huán)境傳感露和混合武器戰(zhàn)術(shù)（例如，將常規(guī)武器和化學(xué)武器結(jié)合在一個(gè)蜂群中），無人機(jī)群也可能成為化學(xué)和生物武器的高效運(yùn)載系統(tǒng)，從而使本已不合時(shí)宜的反對(duì)使用這些武器的規(guī)范進(jìn)一步惡化。

　　反無人機(jī)蜂群技術(shù)

　　國防部（DOD）和美國政府在對(duì)抗性使用小型無人機(jī)系統(tǒng)（SUAS）方面面臨著重大的國家安全挑戰(zhàn)。用于創(chuàng)建大量這些功能的可用技術(shù)會(huì)導(dǎo)致多層和難以管理的威脅。

　　它們的低操作高度以及無人機(jī)的小尺寸、小 RCS 和小紅外信號(hào)使其成為大多數(shù)常見防空系統(tǒng)（例如高射炮和肩扛式紅外導(dǎo)彈）的困難目標(biāo)。許多無人機(jī)探測(cè)和中和技術(shù)正在發(fā)展，從肩扛式發(fā)射器系統(tǒng)到物理捕獲它，無聲網(wǎng)絡(luò)武器立即降落無人機(jī)，反無人機(jī)加農(nóng)炮，電子對(duì)抗措施（ECM），如指揮和控制鏈路的干擾和GPS欺騙，反無人機(jī)定向能武器包括激光武器和電磁武器。 　　大多數(shù)正在開發(fā)的反無人機(jī)系統(tǒng)都專注于應(yīng)對(duì)當(dāng)今的威脅，這些威脅依賴于基于射頻（RF）的遠(yuǎn)程控制或基于全球定位系統(tǒng)（GPS）的導(dǎo)航。然而，SUAS 的下一步發(fā)展將不需要 GPS 或主動(dòng)通信來完成它們的任務(wù)。這些車輛將能夠通過視覺方式或其他方法進(jìn)行導(dǎo)航，執(zhí)行同步行動(dòng)，使大型團(tuán)體能夠協(xié)調(diào)對(duì)一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的攻擊，并用作情報(bào)資產(chǎn)或武器運(yùn)載平臺(tái)。有效的反無人機(jī)系統(tǒng)必須能夠在一系列操作環(huán)境中抵御當(dāng)今和末來的威助，并適應(yīng)不斷發(fā)展的 sUAS 技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)。

　　無人機(jī)群加劇了致命自主武器帶來的風(fēng)險(xiǎn)。即使經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證的自主武器擊中錯(cuò)誤目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)僅為0.1%，但當(dāng)乘以數(shù)千架無人機(jī)時(shí)，這仍然意味著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。正如軍事人工智能專家 Paul Scharre 正確指出的那樣，自主武器部署和使用的頻率也很重要;經(jīng)常使用的武器有更多的機(jī)會(huì)犯錯(cuò)。而且，隨著各國急于開發(fā)這些武器，它們可能并不總能開發(fā)出設(shè)計(jì)良好、經(jīng)過測(cè)試或驗(yàn)證的機(jī)器。

　　正如納戈?duì)栔Z卡拉巴赫沖突期間所顯示的那樣，同時(shí)發(fā)射下一代小型無人機(jī)的艦隊(duì)將成為未來軍事行動(dòng)的個(gè)關(guān)鍵特征，潛在地，如果配備歌彈槍和大規(guī)模殺傷性武器，他們不僅可以致盲敵人的防空系統(tǒng)和導(dǎo)彈系統(tǒng)，而且還能夠進(jìn)行空對(duì)空和空對(duì)地打擊，這將摧毀他們途中的任何東西- 戰(zhàn)士、裝甲車、艦船和飛機(jī)。因此，能夠有效防御無人機(jī)群攻擊”部隊(duì)、坦克和艦船”的反無人機(jī)技術(shù)的成功開發(fā)將變得至關(guān)重要。

　　為了消除無人機(jī)威脅，我們依靠三個(gè)步驟：檢測(cè)、確認(rèn)、打敗 　　檢測(cè)：首先，雷達(dá)會(huì)檢測(cè)威脅并通過戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，這將觸發(fā)”殺傷鏈”開始執(zhí)行

　　識(shí)別：作為殺傷鏈的一部分，操作員將監(jiān)控目標(biāo)的進(jìn)度，并識(shí)別他們是友善還是不友善 　　擊敗：為了擊敗被指定為“不友好”的威脅，部隊(duì)將激活定向能武器，如激光武器系統(tǒng)或高功率微波，或者選擇使用像ICARUS這樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來消除威脅。

　　激光定向能武器 　　高功率激光器還提供有效的反蜂群能力，因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^摧毀無人機(jī)的機(jī)身、能源、光學(xué)器件或電子電路來快速擊敗小型機(jī)動(dòng)目標(biāo)。以低成本快速連續(xù)”發(fā)射”多發(fā)子彈的能力使激光器適用于超短程防空VSHORAD）任務(wù)和對(duì)抗由幾架無人機(jī)組成的小群 　　洛克希德馬丁公司的工程師正在與客戶和學(xué)術(shù)界合作，研究、開發(fā)和實(shí)施檢測(cè)和擊敗蜂群的技術(shù)?！拔覀兡壳罢陂_發(fā)一個(gè)60 千瓦的系統(tǒng)，它結(jié)合了多個(gè)光纖激光器來產(chǎn)生高功率武器光束，”洛克希德馬丁公司激光和專感器系統(tǒng)部門的高級(jí)研究員 Rob Afzal 說。由于該系統(tǒng)依賴于許多模塊化光纖激光器，因此可以輕松擴(kuò)展以滿足不同級(jí)別的功率。通過這種并行方法，只要電源存在，就不會(huì)出現(xiàn)會(huì)影響激光器功率和功能的單點(diǎn)故障。激光武器系統(tǒng)可以一次又一次地發(fā)射，本質(zhì)上創(chuàng)造了無限的“子彈”彈匣。 　　與流行的看法相反，激光實(shí)際上是肉眼看不見的。一旦啟動(dòng)，它就會(huì)穩(wěn)定地通過光束控制系統(tǒng)發(fā)送，確保它能夠以光速準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn)并摧毀威脅。Afzal 說，我們的高功率激光方法產(chǎn)生的熱量更少，并且可以包含在比以前的激光技術(shù)更小的封裝中，這意味著它可以在多個(gè)平臺(tái)上使用。

　　“我們目前正在開發(fā)一個(gè)60 千瓦的系統(tǒng)，它結(jié)合了多個(gè)光纖激光器來產(chǎn)生高功率武器光束，”洛克希德馬丁公司激光和傳感器系統(tǒng)部門的高級(jí)研究員 RobAfzal說。

　　由于該系統(tǒng)依賴于許多模塊化光纖激光器，因此可以輕松擴(kuò)展以滿足不同級(jí)別的功率。通過這種并行方法只要電源存在，就不會(huì)出現(xiàn)會(huì)影響激光器功率和功能的單點(diǎn)故障。激光武器系統(tǒng)可以一次又一次地發(fā)射，本質(zhì)上創(chuàng)造了無限的“子彈“彈厘

　　Afzal 說，我們的高功率激光方法產(chǎn)生的熱量更少，并且可以包含在比以前的激光技術(shù)更小的封裝中，這意味著它可以在多個(gè)平臺(tái)上使用。

　　網(wǎng)絡(luò)武器

　　除了激光武器系統(tǒng)，由洛克希德馬丁公司網(wǎng)絡(luò)解決方案業(yè)務(wù)工程總監(jiān) Mike Panczenko 領(lǐng)導(dǎo)的工程師團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種網(wǎng)絡(luò)解決方案來應(yīng)對(duì)小型無人機(jī)威脅。ICARUS“系統(tǒng)由內(nèi)部投資打造，可以識(shí)別和攔截商用無機(jī)。其多光譜傳感器系統(tǒng)可在幾秒鐘內(nèi)檢測(cè)并表征進(jìn)入的無人機(jī)，然后使用網(wǎng)絡(luò)電磁活動(dòng)將其禁用或允許操作員控制無人機(jī)并將其移動(dòng)到安全區(qū)域?！癈ARUS 是全方位網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境的一部分，它以更具攻擊性的能力行事，“Panczenko 說?！拔覀兊南敕ㄊ窃跓o人機(jī)對(duì)我們的戰(zhàn)士和公民構(gòu)成威脅之前對(duì)其進(jìn)行打擊。 　　DARPA于2017 年啟動(dòng)了機(jī)動(dòng)部隊(duì)保護(hù)（MFP）計(jì)劃，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)美國軍方日益關(guān)注的挑戰(zhàn)：阻止小型無人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)散。這些系統(tǒng)一一包括固定翼或旋翼飛機(jī)，具有便攜性、低成本、商業(yè)可用性和易于升級(jí)等眾多優(yōu)勢(shì)一-對(duì)美國地面和海上車隊(duì)構(gòu)成了一系列快速發(fā)展的危險(xiǎn)。這個(gè)潛在的耗資6300萬美元的項(xiàng)目不僅尋求防御當(dāng)今無線電控制和 GPS 制導(dǎo)武器化無人機(jī)的方法，而且還尋求防御未來無人機(jī)的方法，這些無人機(jī)通過視覺方式成群結(jié)隊(duì)地導(dǎo)航，以收集情報(bào)并協(xié)調(diào)對(duì)一個(gè)或多個(gè)高價(jià)值移動(dòng)的攻擊目標(biāo)。在最近于2021年6月在埃格林空軍基地進(jìn)行的測(cè)試中，

　　微波兵器

　　EMP 設(shè)備被稱為“通量壓縮發(fā)生器”，由編織在氣密圓柱體中的線圈構(gòu)成。圓柱體充滿電離理氣體，在激活過程中建立強(qiáng)大的磁場(chǎng)。圓柱體被炸藥壓縮，通過增強(qiáng)的磁場(chǎng)加速電離氣體分子，從而產(chǎn)生太瓦級(jí)的強(qiáng)大電磁爆發(fā)。球形電磁脈沖摧毀攔截?zé)o人機(jī)并使其附近的任何電子系統(tǒng)失效。

　　可重復(fù)使用的高功率電磁效應(yīng)器采用不同設(shè)計(jì)的微波發(fā)射器來提供能量爆發(fā)，可以從遠(yuǎn)處禁用電子電路。最初，這些是卡車大小的大型系統(tǒng)，需要強(qiáng)大的發(fā)電機(jī)和冷卻裝置才能產(chǎn)生預(yù)期的效果。大多數(shù)陸基系統(tǒng)都是定向的，而更緊湊的系統(tǒng)則覆蓋了基于爆炸產(chǎn)生的能量爆發(fā)的球形圖案。高功率固態(tài) HPM 的最新進(jìn)展已經(jīng)成熟了更適合戰(zhàn)術(shù)使用的新型 HPM 效應(yīng)器。

　　其他運(yùn)行 HPM的反無人機(jī)系統(tǒng)包括洛克希德馬丁公司的 MORFIUS 反無人機(jī)。該公司使用 Dynetics的Area-I公司的Altius 600 無人機(jī)，配備洛克希德馬丁公司的 HPM 效應(yīng)器 MORFIUS，以一定的距離和速度與無人機(jī)群交戰(zhàn)。這種管射無人機(jī)攜帶一個(gè)HPM 效應(yīng)器有效載荷和一個(gè)導(dǎo)引頭，使其能夠從遠(yuǎn)距離追蹤目標(biāo)兩者都是可回收和可重復(fù)使用的。管射無人機(jī)平臺(tái)可以從空中、地面或移動(dòng)車輛部署，支持分層防御方法。

　　美國陸軍可能很快就會(huì)擁有高功率微波來摧毀小型無人機(jī)群

　　根據(jù)財(cái)務(wù)請(qǐng)求發(fā)布的預(yù)算論證文件，美國陸軍將從2022財(cái)年開始開發(fā)和整合高功率微波能力，以摧毀小型無人機(jī)威脅。該服務(wù)計(jì)劃在2022財(cái)年花費(fèi)超過5000萬美元用于開發(fā)對(duì)抗小型無人機(jī)的技術(shù)，并正在跨服務(wù)部門共同努力建立一個(gè)持久的解決方案架構(gòu)來應(yīng)對(duì)這一威脅。 　　大約兩年前，國防部成立了由陸軍領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合反小型無人機(jī)辦公室（lint Counter-Small Unmanned Aircraft0fice，JCO），為如何開發(fā)反小型無人機(jī)系統(tǒng)鋪平了道路，并建立了一個(gè)臨時(shí)系統(tǒng)組，用作通往持久能力的橋梁。具體來說，陸軍在202 財(cái)年預(yù)算1873萬美元用于開發(fā)、集成和測(cè)試新技術(shù)，這些新技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致涉及高功率微波或 HPM 的解決方案，這可能有助于消除單一無人機(jī)威脅和整個(gè)蜂群。已經(jīng)在努力將低附帶效應(yīng)攔截器集成到一個(gè)持久的反 sUAS 系統(tǒng)中，但其他失敗機(jī)制將被開發(fā)并納入該體系結(jié)構(gòu)。

　　根據(jù)文件中規(guī)定的時(shí)間表，陸軍計(jì)劃從22財(cái)年到23財(cái)年第二季度進(jìn)行開發(fā)階段，以建立高功率微波能力HPM GroundIncrementI原型設(shè)計(jì)工作將貫穿22財(cái)年，系統(tǒng)測(cè)試將在23 財(cái)年第一季度進(jìn)行，隨后在23財(cái)年第三季度交付原型。陸軍還計(jì)劃部署 HPM 能力以摧毀無人機(jī)群作為其間接火力防護(hù)能力系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)將保衛(wèi)固定地點(diǎn)免受無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、火箭、大炮和迫擊炮的攻擊。該服務(wù)正在與負(fù)責(zé)研發(fā)工作的空軍一起開發(fā)它。陸軍正在提供建造原型的資金。

　　編輯：黃飛