拆解俄烏戰(zhàn)場上的伊朗自殺式無人機(jī)：全是民用級芯片

作者：劉于葦EET

電子工程專輯原創(chuàng)

烏克蘭基輔的上空，近日頻頻響起防空警報(bào)。

基輔州州長庫列巴(Oleksiy Kuleba)在社交媒體Telegram上表示，10月4日晚，俄羅斯無人機(jī)襲擊了烏克蘭首都基輔市，產(chǎn)生了六次爆炸。他說，俄羅斯總共派出了12架無人機(jī)，目的是破壞基輔的基礎(chǔ)設(shè)施。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月17日，基輔再次遭到俄羅斯方面的攻擊發(fā)生數(shù)起爆炸，截至北京時(shí)間18日13時(shí)，已確認(rèn)到4人死亡。烏克蘭空軍發(fā)言人Yuriy Ihnat：“我們確認(rèn)我們已經(jīng)摧毀了37架‘神風(fēng)敢死隊(duì)’無人機(jī)。它們都是從南方飛來的。我們的初步統(tǒng)計(jì)顯示，至少有85% 到96% 被我們的防空系統(tǒng)摧毀?！?/p>

烏克蘭國防部長列茲尼科夫表示，俄方本輪攻擊使用的是從伊朗購買的神風(fēng)敢死隊(duì)(Kamikaze)無人機(jī)，也稱自殺式無人機(jī);烏總統(tǒng)澤連斯基也公開稱“俄方獲得2400架伊朗無人機(jī)”，從而對俄羅斯和伊朗提出強(qiáng)烈譴責(zé)，在烏伊關(guān)系歷史上首次呼吁制裁伊朗，并呼吁其他國家對兩國加強(qiáng)施壓力度。

烏克蘭上空多處無人機(jī)出沒

根據(jù)軍事信息網(wǎng)站"軍事工廠"(Military Factory)的描述，自殺式無人機(jī)或稱巡飛彈，是裝載有爆炸物的無人駕駛作戰(zhàn)飛行器。出擊前可懸停在一個(gè)潛在目標(biāo)地區(qū)以識別敵方目標(biāo)，一旦確定目標(biāo)，就會(huì)開展自殺式攻擊，因此又名“游蕩彈藥”。其可如巡航導(dǎo)彈一般，擊中數(shù)百公里外的目標(biāo)。但與昂貴的巡航導(dǎo)彈相比，無人機(jī)顯然是一個(gè)更便宜，又不失精準(zhǔn)度的替代方案。

2022 年 10 月 17 日，烏克蘭基輔發(fā)生無人機(jī)襲擊事件后，一名警察向一架飛行的無人機(jī)開火。(攝影：YASUYOSHI CHIBA/AFP via Getty Images)

俄羅斯軍隊(duì)本月10日也曾對基輔等地發(fā)動(dòng)大規(guī)模襲擊，被指也使用了伊朗生產(chǎn)的無人機(jī)。據(jù)英國《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，基輔的烏克蘭士兵近日對這些天空中的“不速之客”格外敏感，經(jīng)常向天空開火。根據(jù)描述，這類二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的明顯噪音，以及螺旋槳驅(qū)動(dòng)的特征表明它們是伊朗制造的“見證者-136(Shahed 136)”型號三角翼無人機(jī)，但被俄羅斯重新命名為 Geran-2。

伊朗制造的 Shaheed-136 無人機(jī)被烏克蘭軍隊(duì)擊落后，外觀幾乎完好。(圖自：Twitter)

據(jù)法新社報(bào)道，烏克蘭軍方發(fā)言人胡梅紐克( Natalia Humeniuk)稱在烏克蘭南部也發(fā)現(xiàn)了20多架伊朗制造的Shahed-136無人機(jī)，其中一半被擊落。她說，大多數(shù)自殺式無人機(jī)襲擊的目標(biāo)是烏克蘭南部的奧德薩海港，駐守該地區(qū)的烏克蘭92機(jī)械化旅的多輛自行火炮和裝甲車也被這款巡飛彈擊毀。

但伊朗外交部發(fā)言人外交部長阿卜杜拉希安和伊朗外交部發(fā)言人納賽爾·卡納尼不止一次聲明稱，“伊朗沒有為了在戰(zhàn)爭中受益而向?yàn)蹩颂m戰(zhàn)爭的任何一方提供武器”。

分析人士認(rèn)為，伊朗對烏克蘭指控的回應(yīng)具有“兩面性”——它有可能向俄羅斯出售了無人機(jī)，但目的不是為了參與這場戰(zhàn)爭，但是最終還是被俄方用來這么做了。

伊朗革命衛(wèi)隊(duì)前指揮官侯賽因·卡納尼·穆加達(dá)姆在接受卡塔爾《半島電視臺》采訪時(shí)表示，伊朗在制造用于軍事和非軍事目的的無人機(jī)方面擁有先進(jìn)的能力。他還補(bǔ)充稱，伊朗向在該領(lǐng)域持有商業(yè)協(xié)議者出售武器。他還暗示，伊朗可能向俄羅斯出售了非軍用無人機(jī)，但是后者對其進(jìn)行了改造，并在戰(zhàn)爭中使用了它們。

在烏克蘭爆炸無人機(jī)碎片，烏克蘭軍方確認(rèn)其來自伊朗制造(圖自：烏克蘭軍方戰(zhàn)略通訊局，ukranian military's strategic communications directorate)

穆加達(dá)姆認(rèn)為，烏克蘭的指責(zé)是試圖阻止伊朗在這場戰(zhàn)爭中支持俄羅斯。但他補(bǔ)充稱，“向任何國家出售武器并不意味著支持該國的政策?！?/p>

據(jù)法新社報(bào)道，俄羅斯現(xiàn)在已經(jīng)獲得了伊朗的Mohajer-6型無人機(jī)，最近在烏克蘭有該機(jī)型被俘獲的記錄——不過并不是被擊落，而是由于俄方操作員失誤或?yàn)醴诫娮討?zhàn)系統(tǒng)干擾。這是一種中程 ISR(情報(bào)、監(jiān)視和偵察)和作戰(zhàn)無人機(jī)，可以載重多達(dá)40公斤，速度高達(dá)200公里/小時(shí)。

除此之外，華府智庫“戰(zhàn)爭研究所”則在近日的評估報(bào)告指出，俄羅斯還購買了上文提到的Shahed-136型無人機(jī)，其體積更小，造價(jià)約2萬美元;一部分Shahed-131，飛行速度可以達(dá)到每小時(shí)200公里;以及數(shù)量不詳?shù)摹鞍⒗?2”(Arash-2)無人機(jī)，據(jù)稱該無人機(jī)比Shahed-136更快更致命。但伊朗官方否認(rèn)已經(jīng)交貨。

拆解伊朗自殺式無人機(jī)：民用底子，殺傷力有限

據(jù)悉，烏克蘭軍方聲稱在9月中旬曾擊落了第一架伊朗制造的自殺式無人機(jī)(UCAV)。烏克蘭方面來自第聶伯羅(Dnipro)的工程師已經(jīng)對這架實(shí)際型號為“見證者-131”(Shahed-131)的無人機(jī)進(jìn)行了拆卸并詳細(xì)研究。

鑒于序列號和較小的尺寸，Shahed-131是Shahed-136的早期版本，但具有類似的工作原理，并且很可能在所有主要組件(主要是電子設(shè)備)中最大程度地統(tǒng)一。此外，布局和空氣動(dòng)力學(xué)解決方案是相同的。

根據(jù)烏克蘭在線出版物《國防快報(bào)》援引伊朗的數(shù)據(jù)，Shahed-131比Shahed-136略小，翼展為2.2米對2.5米，長度為2.6米對3.5米。起飛重量估計(jì)為135公斤，而后者為200公斤。帶有預(yù)制Shahed-131破片的高爆炸彈頭的尺寸估計(jì)為10-15千克。由 50 馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，最高時(shí)速為 185 公里，最大航程為 2,500 公里。

這份報(bào)告的主要價(jià)值在于對電子元器件的分析。正如預(yù)測的那樣，由于美國對伊朗的制裁，該無人機(jī)上的元器件都是民用級別的。

在制導(dǎo)系統(tǒng)中，由于伊朗難以獲得適用于無人機(jī)的攝像頭等光電組件，僅使用民用級衛(wèi)星定位信號(GNSS)接收器，這使得該無人機(jī)只能用于轟炸靜止物體。不過這也降低了它的成本，僅2萬美援的售價(jià)，與近八個(gè)月的俄烏沖突中廣泛使用的價(jià)值100 萬美元俄羅斯 Kalibr 巡航導(dǎo)彈相比，低成本可以實(shí)現(xiàn)更密集的部署。

飛行控制單元(FPU)由五塊定制電路板(PCBA)組成，拆解報(bào)告顯示，這些板基本上由美國生產(chǎn)的元器件驅(qū)動(dòng)，但每一個(gè)部件都在歐洲和其他市場廣泛使用，不受出口禁令或所謂的雙重用途限制，即具有潛在軍事和民用用途的許可。

而且報(bào)告撰寫者還認(rèn)為，設(shè)計(jì)這款無人機(jī)的工程師做出的選擇，表明他們可能在美國某個(gè)地方學(xué)習(xí)過。

拆解照片顯示主控板包含德州儀器(TI)的TMS320 F28335數(shù)字信號處理器(DSP)，是一顆自2000年代就有的經(jīng)典款，可在市場上以開放方式獲取。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 (ECU) 包含一塊PCBA，其中也裝有TI的32位 Cortex-M4F微控制器(MCU)，該模塊應(yīng)該在飛行期間控制所有發(fā)動(dòng)機(jī)特性。

TI沒有回應(yīng)媒體的置評請求，但此前曾強(qiáng)調(diào)，它在其經(jīng)營所在的所有國家都遵守法律，并指出以前在俄羅斯武器中發(fā)現(xiàn)的部件是為廣泛使用的商業(yè)產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的。

上圖右側(cè)是一個(gè)燃油泵，該燃油泵由位于英國牛津的跨國汽車零部件制造商 TI Fluid Systems 的一個(gè)部門在波蘭制造。TI Fluid Systems 在一份聲明中表示，它無法驗(yàn)證來自烏克蘭的這張照片，他們它補(bǔ)充說：“看上去似乎是由 TI Fluid Systems 制造的標(biāo)準(zhǔn)燃油泵，可通過歐洲的零售商和分銷商作為服務(wù)部件輕松獲得。TI Fluid Systems 不向伊朗客戶銷售該泵或任何部件，也不支持或授權(quán)向伊朗銷售或分銷我們的部件?！?

中央處理器上，該無人機(jī)可能使用了英特爾(Intel/Altera)的FPGA 芯片，也有分析認(rèn)為(如下圖)這顆FPGA是賽靈思(Xilinx)的Kintex。《電子工程專輯》在之前的一篇文章中曾提到俄羅斯高精制導(dǎo)武器緊急采購的半導(dǎo)體清單，“極度重要”列表就有一顆英特爾的FPGA，型號為 10M04DCF256I7G，也是清單中最貴的;

來自Microchip的MIC69502WR電壓調(diào)節(jié)器;

一些來自ADI 的 AD9361BBCZ 射頻收發(fā)器 IC (韓國生產(chǎn));

來自HALO Electronics的連接器;

還發(fā)現(xiàn)一顆Marvell的芯片，絲印較為模糊。其他很多芯片上的絲印被打磨或被貼紙覆蓋，無法判斷。

同時(shí)，伊朗還在衛(wèi)星制導(dǎo)中增加了一個(gè)GNSS系統(tǒng)，如下圖中的四個(gè)白色圓蓋。眾所周知的原因，GPS系統(tǒng)在美國手中，新增這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)可以防止GPS信號被電子戰(zhàn)系統(tǒng)改變，但從分析報(bào)告的描述來看，它的防干擾性能一般，不少無人機(jī)是被烏軍的電子戰(zhàn)系統(tǒng)擊落的。

不過該無人機(jī)還配備了原始的慣性系統(tǒng)，如果衛(wèi)星導(dǎo)航被禁止，該系統(tǒng)可以保持大致的路線和高度。

也就是說，當(dāng)無人機(jī)飛入GPS信號被屏蔽的區(qū)域時(shí)，如果遭遇大風(fēng)天氣偏離航向，也會(huì)遇到慣性系統(tǒng)本身的誤差。根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向，偏差將是沒有GPS所覆蓋距離的5%。例如在5公里的飛行距離中，將產(chǎn)生250米的誤差。不過一旦GPS信號再次被接收時(shí)，無人機(jī)將調(diào)整其飛行軌跡。

這些無人機(jī)最致命的地方是它們飛行高度低、速度慢，很難被多普勒體制的雷達(dá)探測到。一位烏克蘭軍官告訴美國新聞網(wǎng)站《政客》(Politico)說，他所在的赫爾松部隊(duì)最近在受到無人機(jī)攻擊后失去了一座烏軍彈藥庫、兩輛坦克和油料車隊(duì)。

倫敦智庫皇家聯(lián)合軍種研究所 (RUSI) 的高級研究員賈斯汀·布朗克 (Justin Bronk) 表示，雖然雷達(dá)制導(dǎo)的火炮可以有效對抗自殺式無人機(jī)，但烏克蘭人擁有的這些武器數(shù)量有限。

盡管無人機(jī)襲擊多次導(dǎo)致死亡，但專家們表示，這些襲擊并不十分有效。

英國 《簡氏防衛(wèi)周刊》(Jane's Defence Weekly)的專家賓尼(Jeremy Binnie)告訴法新社，由于制造工藝不是特別好，這些無人機(jī)并不可靠。之前被擊落的俄羅斯偵察無人機(jī) Orlan-10中，被發(fā)現(xiàn)其成像系統(tǒng)使用了現(xiàn)成的佳能(Canon)相機(jī)，僅用膠帶或膠水固定到位;在另一個(gè)案例中，無人機(jī)的油箱似乎是由塑料水瓶的頂部和蓋子制成的。

此外，它們的爆炸物負(fù)載能力也"相對微薄"，不足以摧毀硬化目標(biāo)或地下目標(biāo)。據(jù)他估計(jì)，這些武器不會(huì)對戰(zhàn)爭進(jìn)程產(chǎn)生太大的影響。根據(jù)烏克蘭國家戰(zhàn)略研究所研究員米科拉·別列斯科夫的說法，Shahed 型號無人機(jī)僅能攜帶 40 公斤的炸藥，與常規(guī)導(dǎo)彈的 480 公斤彈頭相比殺傷力有限，發(fā)射范圍也更小。

周二(10月18日)，北約(NATO)秘書長延斯·斯托爾滕貝格(Jens Stoltenberg)在柏林外交政策論壇上發(fā)表虛擬講話說，北約正在向?yàn)蹩颂m提供反無人機(jī)信號干擾器，以便他們對抗伊朗制造的自殺式無人機(jī)。

美國制裁伊朗無人機(jī)企業(yè)

在上個(gè)月發(fā)布的一份報(bào)告中，RUSI表示，它已經(jīng)確定了在烏克蘭使用的俄羅斯武器(包括巡航導(dǎo)彈)中發(fā)現(xiàn)的 450 種外國制造部件。這些組件中的絕大多數(shù)(約 71%)是由美國制造商制造的，英國、德國、日本和荷蘭等國家的公司的零件也被確定。

研究發(fā)現(xiàn)，雖然 18% 的已確定組件會(huì)受到美國出口限制，但絕大多數(shù)不受控制或容易被第三方國家或建立俄羅斯情報(bào)服務(wù)的幌子公司收購。

早在8月底，美國政府就根據(jù)情報(bào)懷疑，俄羅斯試圖購買伊朗的無人機(jī)用于烏克蘭。特別是俄羅斯由于西方的制裁，獲得關(guān)鍵部件變得困難，而不再能夠自產(chǎn)無人機(jī)之后。

美國《華盛頓郵報(bào)》本月16日引述美安全官員的話稱，伊朗正“秘密提供無人機(jī)”給俄以“打擊烏克蘭”，還將為莫斯科供應(yīng)射程300公里的“征服者-110”近程彈道導(dǎo)彈，以及射程700公里的“真主之劍”中程彈道導(dǎo)彈。

美媒甚至猜測，伊朗可通過里海，用航運(yùn)將導(dǎo)彈送往俄羅斯，也可能由伊朗提供導(dǎo)彈部件，在俄境內(nèi)組裝并進(jìn)行本土化制造。

9月，以向俄羅斯提供無人機(jī)攻擊烏克蘭為由，美國已經(jīng)對一家伊朗航空運(yùn)輸服務(wù)公司實(shí)施了制裁，并指控該公司協(xié)調(diào)軍用航班以將伊朗無人機(jī)運(yùn)往俄羅斯。此外，還對另外3家涉嫌生產(chǎn)此類飛機(jī)的公司、一名個(gè)人實(shí)施了制裁，這些公司涉及為伊朗革命衛(wèi)隊(duì)及航空航天部隊(duì)和海軍研發(fā)、生產(chǎn)和采購無人機(jī)及組件。

美國務(wù)院發(fā)言人帕特爾當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月17日宣布，美國“將毫不猶豫地”對伊朗合作開發(fā)或制造無人機(jī)、彈道導(dǎo)彈，或?qū)⒁林莆淦鬟\(yùn)往俄羅斯的人實(shí)施制裁。他還指出，美國將俄伊加強(qiáng)聯(lián)盟，視為“對全世界的一種嚴(yán)重威脅”。

在這樣的背景下，伊朗議會(huì)國家安全和外交政策委員會(huì)成員、議員阿巴斯·穆克塔達(dá)伊認(rèn)為，美國和西方在該問題上對伊朗的立場，“與它們在其他問題上的立場一樣不合邏輯”。

伊朗外交部發(fā)言人駁回有關(guān)伊朗無人機(jī)被用于烏克蘭危機(jī)中的說法。(圖自：伊朗伊斯蘭共和國通訊社報(bào)道截圖)

17日，伊朗外交部發(fā)言人卡納尼再度回應(yīng)此事，言辭升級。他稱，“有關(guān)伊朗向俄提供無人機(jī)的報(bào)道是有政治野心的，都是由西方媒體傳播的”。他強(qiáng)調(diào)，伊朗一直在表達(dá)其反戰(zhàn)及“避免暴力”，采取“政治解決的必要性”。

俄軍事專家卡申則透露，烏軍裝備中同樣記錄到伊朗產(chǎn)武器。英國廣播公司也報(bào)道，烏軍也使用了包括美國“彈簧刀”無人機(jī)模塊的無人機(jī)，和伊朗的是“同款”。

卡申對此分析，這些武器是伊朗向也門供應(yīng)的，與烏克蘭無關(guān)。但在運(yùn)輸途中，美國海軍攔截了武器，將其運(yùn)往烏克蘭。他認(rèn)為，“這反映了烏軍補(bǔ)給的困難情況?！?/p>

除了伊朗，還發(fā)現(xiàn)其他國家的無人機(jī)

今年夏天，俄羅斯還表示有興趣購買土耳其的無人戰(zhàn)機(jī)。土耳其無人機(jī)制造商巴伊卡爾(Baykar)公司在在8月明確表示不會(huì)向克里姆林宮出售武器。

土耳其巴伊卡TB2型無人機(jī)長度為6.5米，機(jī)翼展開寬度為12米。它可以在空中停留可超過24小時(shí)，最高時(shí)速為220公裡。它被認(rèn)為是西方無人機(jī)的有效而且廉價(jià)的替代品(圖自：Baykar)

據(jù)BBC報(bào)道，巴伊卡爾公司首席執(zhí)行官巴伊拉克塔爾(Haluk Bayraktar)說："在這種情況下，無論他們出多少錢，我們給他們提供無人機(jī)是不可能的。"

這是因?yàn)橥炼湟恢痹诮o烏克蘭供應(yīng)無人機(jī)，目前烏軍方使用的正是巴伊卡TB2型無人機(jī)，并且?guī)椭麄兇輾Я吮姸喽砹_斯火炮系統(tǒng)和裝甲車。

據(jù)報(bào)道，這家土耳其公司正計(jì)劃在烏克蘭的一家工廠制造無人機(jī)。烏克蘭總統(tǒng)澤連斯基在9月9日與Bayraktar會(huì)面后宣布了這一計(jì)劃。

俄烏沖突爆發(fā)以來，也有一些關(guān)于使用以色列制造的無人機(jī)的猜測。今年3月，網(wǎng)絡(luò)媒體《以色列時(shí)報(bào)》(Times of Israel)報(bào)道說，一架俄羅斯“Forpost”無人機(jī)在日托米爾地區(qū)(Zhitomyr Oblast) 被擊落， 據(jù)稱它被用來糾正炮火方位。

這些照片的真實(shí)性沒有得到獨(dú)立核實(shí)。它們顯示俄羅斯的Forpost-R無人機(jī)殘骸中包括一個(gè)以色列航空工業(yè)公司的印章“IAI Searcher”——這是一家以色列飛機(jī)和火箭制造商。

事實(shí)上，F(xiàn)orpost是一種俄羅斯無人駕駛偵察機(jī)，由俄羅斯在幾年前獲得以色列搜索者二型(Searcher II)無人機(jī)的許可證之后自行生產(chǎn)。

本文內(nèi)容參考中新網(wǎng)、NHK日本廣播協(xié)會(huì)、19fortyfive、卡塔爾半島電視臺、德國之聲、法新社、土耳其廣播電視臺、華盛頓郵報(bào)、pravda、阿拉伯新聞、DroneDJ報(bào)道

來源：電子工程專輯