新興攔截武器系統(tǒng)技術(shù)介紹

從粗糙但精煉的動(dòng)能系統(tǒng)、高超音速飛行器交付物到網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)技術(shù)，一切都在開(kāi)發(fā)中，以應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)入侵受保護(hù)的空域。

高超音速威脅

高超音速導(dǎo)彈以5馬赫或更高的速度飛行 - 比音速（3836英里/小時(shí)）快五倍，后者約為每秒1英里。一些導(dǎo)彈，如俄羅斯的Kh-47M2金扎爾空射彈道導(dǎo)彈，據(jù)稱能夠達(dá)到10馬赫的速度（7672英里/小時(shí)），距離可達(dá)1200英里。（博斯博蒂尼斯，2018）

高超音速巡航導(dǎo)彈是一種在高速噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的幫助下到達(dá)目標(biāo)的導(dǎo)彈，該發(fā)動(dòng)機(jī)允許它以超過(guò) 5 馬赫的極端速度飛行。它是非彈道的 - 與傳統(tǒng)的洲際彈道導(dǎo)彈（ICBM）相反，后者利用重力到達(dá)目標(biāo)。（博斯博蒂尼斯，2018）

當(dāng)高超音速導(dǎo)彈投入使用時(shí)，導(dǎo)彈防御系統(tǒng)與導(dǎo)彈進(jìn)攻之間的差距將是巨大的。簡(jiǎn)而言之，沒(méi)有單一的作戰(zhàn)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)能夠攔截高超音速導(dǎo)彈。高超音速導(dǎo)彈的研發(fā)仍處于機(jī)密水平，但近幾個(gè)月來(lái)，許多政府宣布了成功的測(cè)試和未來(lái)的項(xiàng)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(dǎo)彈具有許多優(yōu)勢(shì)，特別是在攻擊時(shí)間緊迫的目標(biāo)（例如移動(dòng)彈道導(dǎo)彈發(fā)射器）方面，在這些目標(biāo)中，高超音速武器的額外速度很有價(jià)值。它還可以克服防御嚴(yán)密的目標(biāo)（如航空母艦）的防御。高超音速武器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和部署將為各國(guó)提供顯著增強(qiáng)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(qū)大國(guó)可能會(huì)尋求脅迫鄰國(guó)，利用高超音速打擊對(duì)關(guān)鍵目標(biāo)的威脅。因此，高超音速能力向地區(qū)國(guó)家的擴(kuò)散也可能破壞穩(wěn)定，破壞當(dāng)?shù)氐牧α科胶?。然而，它也可以加?qiáng)威懾。

高超音速技術(shù)來(lái)自使用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)（超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)），這是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一種變體，其中燃燒發(fā)生在超音速氣流中。與沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)依靠高車速在燃燒前強(qiáng)力壓縮進(jìn)入的空氣（因此沖壓噴射），但是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒前將空氣減速到亞音速，而超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣流在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中都是超音速的。這使得超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以極高的速度高效運(yùn)行。

高超音速對(duì)策

雖然目前沒(méi)有對(duì)策，但定向能武器、粒子束和其他非動(dòng)能武器等技術(shù)很可能成為有效防御高超音速導(dǎo)彈的候選者。“高超音速武器減少了起訴目標(biāo)所需的時(shí)間（特別是與目前的亞音速巡航導(dǎo)彈相比），對(duì)手可用的預(yù)警時(shí)間以及防御系統(tǒng)應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的威脅的時(shí)間，”博斯博蒂尼斯說(shuō)。盡管高超音速威脅將對(duì)當(dāng)前的地對(duì)空和空對(duì)空導(dǎo)彈系統(tǒng)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)，但這些系統(tǒng)，特別是在常規(guī)精確打擊作用中，需要強(qiáng)大的情報(bào)、監(jiān)視、目標(biāo)獲取和偵察（ISTAR）網(wǎng)絡(luò)。

定向能武器

隨著UAS系統(tǒng)在速度和機(jī)動(dòng)性方面的不斷提高，能夠保持在傳統(tǒng)防空系統(tǒng)的交戰(zhàn)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(tǒng)的大小范圍從便攜式設(shè)備套件到永久固定站點(diǎn)。這些系統(tǒng)通常提供了一種更具成本效益和更安全的方式來(lái)阻止、拒絕和摧毀在受保護(hù)的操作/設(shè)施區(qū)域中的小型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)。

2019年秋季，美國(guó)空軍（USAF）從雷神公司獲得了第一個(gè)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS）激光武器系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)敵方無(wú)人機(jī)的威脅。高能激光武器系統(tǒng)采用雷神公司多光譜瞄準(zhǔn)系統(tǒng)（MTS）的先進(jìn)變體。它使用光電/紅外傳感器來(lái)檢測(cè)和跟蹤敵方無(wú)人機(jī)。一旦UAS被識(shí)別并瞄準(zhǔn)，激光武器系統(tǒng)就可以與威脅交戰(zhàn)并立即消除它。該技術(shù)涉及安裝在小型全地形車上的高能激光武器系統(tǒng)（HELWS）。一次充電就足以讓 HELWS 提供數(shù)十次精確的激光射擊。此外，武器系統(tǒng)支持與場(chǎng)上的發(fā)電機(jī)配對(duì)，以提供幾乎無(wú)限數(shù)量的射擊。

雷神公司的先進(jìn)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(dǎo)彈靶場(chǎng)舉行的美國(guó)空軍演示中擊敗了數(shù)十個(gè)無(wú)人機(jī)目標(biāo)。飛行員在經(jīng)過(guò)一天的訓(xùn)練后就控制了微波和激光系統(tǒng)。他們使用Xbox式控制器來(lái)引導(dǎo)激光，并使用操縱桿在新墨西哥州美國(guó)陸軍白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)的真實(shí)場(chǎng)景中操作高功率微波。HEL系統(tǒng)與雷神公司的傳感器多光譜瞄準(zhǔn)系統(tǒng)配對(duì)，使用不可見(jiàn)的光束。該系統(tǒng)安裝在小型全地形軍事化車輛上，可檢測(cè)、識(shí)別、跟蹤和與無(wú)人機(jī)交戰(zhàn)。雷神公司的HPM使用微波能量來(lái)破壞無(wú)人機(jī)制導(dǎo)系統(tǒng)。高功率微波操作員可以聚焦光束以擊落無(wú)人機(jī)群。通過(guò)穩(wěn)定的電源，HPM 系統(tǒng)可以提供幾乎無(wú)限的保護(hù)。（雷神公司，2019）

17年2019月1日，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用的海上防空綜合系統(tǒng)（MADIS）系列反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的變體，輕型海上防空綜合系統(tǒng)（LMADIS），在波斯灣擊落了一架伊朗無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)飛到美國(guó)海軍艦艇000碼內(nèi)。LMADIS是Ascent Vision Technologies（AVT），USMC地面防空?qǐng)F(tuán)隊(duì)和其他合作伙伴供應(yīng)商快速開(kāi)發(fā)工作的產(chǎn)物。

無(wú)人機(jī)槍MkIII是一種緊湊，輕便的無(wú)人機(jī)對(duì)抗措施，專為單手操作而設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品為各種無(wú)人機(jī)型號(hào)提供了安全的對(duì)策。它允許對(duì)爆炸物等無(wú)人機(jī)有效載荷進(jìn)行受控管理，而不會(huì)損壞常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)模型或周圍環(huán)境，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)通常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)垂直控制著陸做出響應(yīng)，或返回起點(diǎn)（協(xié)助跟蹤操作員），立即停止將視頻傳回?zé)o人機(jī)飛行員。射頻中斷激活也會(huì)干擾任何實(shí)時(shí)視頻流、第一人稱視角 （FPV） 返回遙控器，從而停止無(wú)人機(jī)操作員收集視頻片段和情報(bào)。

超遠(yuǎn)程加農(nóng)炮

2017年，美國(guó)陸軍成立了一系列跨職能團(tuán)隊(duì)（CFT），旨在快速推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)，以提高軍種的下一代能力。其中一個(gè)團(tuán)隊(duì)是遠(yuǎn)程精確射擊“試點(diǎn)”，旨在開(kāi)發(fā)下一代陸軍火炮 - 包括“深火”，這是一種可以在對(duì)手防御范圍內(nèi)打擊戰(zhàn)略目標(biāo)的火炮能力。這些系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)1，000海里或更大的航程。陸軍成功的動(dòng)機(jī)很強(qiáng)，因?yàn)橐婚T超遠(yuǎn)程火炮可以幫助應(yīng)對(duì)對(duì)手帶來(lái)的困難，擁有先進(jìn)的超視距雷達(dá)、海岸防御和防空系統(tǒng)——比如中國(guó)在南中國(guó)海部署的那種系統(tǒng)。

為了讓友軍飛機(jī)能夠執(zhí)行任務(wù)并支持從維和到高強(qiáng)度沖突等各種戰(zhàn)爭(zhēng)的聯(lián)合空中力量行動(dòng)，北約在壓制敵方防空（SEAD）任務(wù)方面取得了進(jìn)展。然而，最新一代復(fù)雜且有能力的敵方防空資產(chǎn)有可能壓倒北約目前的SEAD能力。（COL Speed USAF，2018）。

在過(guò)去的20年里，聯(lián)盟的潛在對(duì)手一直在研究西方的軍事能力，并發(fā)展了強(qiáng)大的A2/AD能力作為回應(yīng)。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(guò)阻止獲得可以說(shuō)是西方最強(qiáng)大的影響者 - 空中力量來(lái)阻止“西方戰(zhàn)爭(zhēng)方式”。（COL Speed USAF，2018）

此外，許多國(guó)家和非國(guó)家行為者一直在創(chuàng)造性地利用軍事和商業(yè)技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)一系列對(duì)稱、非對(duì)稱和混合軍事活動(dòng)的能力，包括反傾銷。技術(shù)趨勢(shì)包括以下內(nèi)容：反隱形技術(shù)、高超音速武器、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)以及獲得和/或拒絕太空能力，僅舉幾例。例如，俄羅斯遠(yuǎn)程地對(duì)空系統(tǒng)現(xiàn)在采用具有反隱身技術(shù)的雷達(dá)，例如“NNIIRT 1L119 Nebo SVU/RLM-M Nebo M”移動(dòng)甚高頻有源電子掃描陣列（AESA）雷達(dá)。在高超音速領(lǐng)域，俄羅斯人擁有一種空射導(dǎo)彈“匕首”，可以達(dá)到并保持 10 馬赫。此外，中國(guó)正在發(fā)展反衛(wèi)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(dǎo)彈，旨在撞擊和摧毀衛(wèi)星。（COL Speed USAF，2018）

計(jì)算能力和數(shù)字信號(hào)處理的進(jìn)步使AD雷達(dá)功能更強(qiáng)大。這些系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改善采集范圍和目標(biāo)大小檢測(cè)，并具有更強(qiáng)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(dá)技術(shù)變得比主動(dòng)更被動(dòng)，這使得定位和瞄準(zhǔn)這些站點(diǎn)變得非常復(fù)雜。例如，俄羅斯正在開(kāi)發(fā)無(wú)源相干雷達(dá)，用于隱形探測(cè)重要設(shè)施保護(hù)區(qū)內(nèi)移動(dòng)的空中、地面和水面上目標(biāo)。雖然無(wú)源雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)在地面和空中平臺(tái)中使用，但它們通常用于定位平臺(tái)。話雖如此，無(wú)源雷達(dá)可能很快就能瞄準(zhǔn)和引導(dǎo)武器對(duì)抗空中威脅，這使SEAD任務(wù)大大復(fù)雜化。

對(duì)手的分層數(shù)據(jù)管理和鏈路的傳統(tǒng)系統(tǒng)正在被多節(jié)點(diǎn)、高容量、高效的網(wǎng)絡(luò)所取代，有助于實(shí)現(xiàn)高彈性、冗余和強(qiáng)大的指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)、監(jiān)視和偵察 （C4ISR） 系統(tǒng)。未來(lái)C4ISR的彈性可能會(huì)通過(guò)天基技術(shù)（如微型衛(wèi)星星座）得到增強(qiáng)，從而使綜合防空系統(tǒng)（IADS）更加有效和靈活。此外，球墨系統(tǒng)很有可能使防空系統(tǒng)能夠通過(guò)“遠(yuǎn)程”操作繼續(xù)支持行動(dòng)，即使 IAD 的某些部分被損壞或摧毀。這方面的一個(gè)當(dāng)前例子是俄羅斯對(duì)多節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)際上，壓制或摧毀鏈接到多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的局部防空資產(chǎn)可能無(wú)法有效壓制敵方 IADS。（COL Speed USAF，2018）

遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)能力的提高不僅將增加探測(cè)范圍，還將提高遠(yuǎn)程機(jī)組人員的生存能力?！斑h(yuǎn)程”操作和無(wú)人技術(shù)不僅可以提高IADS的生存能力，而且可能會(huì)將其探測(cè)和瞄準(zhǔn)能力擴(kuò)展數(shù)百英里。例如，空間技術(shù)的進(jìn)步可以將綜合防空裝置的“遠(yuǎn)程”能力擴(kuò)展到延伸到太空的高度。上述活動(dòng)的結(jié)合可能會(huì)增加綜合防務(wù)的被動(dòng)性，拒絕其檢測(cè)和瞄準(zhǔn)，并使其對(duì)大多數(shù)SEAD活動(dòng)具有彈性。（COL Speed USAF，2018）

最后，在接下來(lái)的二十年里，具有先進(jìn)導(dǎo)引頭制導(dǎo)、智能彈頭和新推進(jìn)技術(shù)的超遠(yuǎn)程地對(duì)空武器可能會(huì)用于敵方AD任務(wù)。特別是，地對(duì)空導(dǎo)彈（SAM）交戰(zhàn)區(qū)可以擴(kuò)展到500公里。只需看看俄羅斯的S-500下一代地對(duì)空導(dǎo)彈系統(tǒng)，就能看到未來(lái)AD的殺傷力。令人不安的是，這種特殊的導(dǎo)彈系統(tǒng)最早可能在2020年投入使用。這些新的遠(yuǎn)程武器技術(shù)在與計(jì)算能力的提高以及硬件和處理器尺寸的減小相結(jié)合時(shí)，可能有助于高度機(jī)動(dòng)，靈活的IAD。（COL Speed USAF，2018）

未來(lái)的IADS將變得更加致命，敏捷的整體在戰(zhàn)場(chǎng)上仍然難以被發(fā)現(xiàn)。雖然美國(guó)將繼續(xù)在空中和太空中保持主導(dǎo)力量，但潛在對(duì)手很可能會(huì)繼續(xù)大力投資破壞空中能力的進(jìn)步。這些AD系統(tǒng)已經(jīng)變得如此先進(jìn)，以至于美國(guó)軍方和其他國(guó)家正在重新尋找遠(yuǎn)程動(dòng)能手段來(lái)對(duì)抗它們。保持適應(yīng)性和動(dòng)態(tài)的思維框架對(duì)于識(shí)別并最終擊敗這些新出現(xiàn)的威脅至關(guān)重要，可確保在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上繼續(xù)取得成功。

大數(shù)據(jù)與人工智能融合

人工智能 （AI） 是能夠執(zhí)行通常需要人類智能的任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理論和發(fā)展，例如視覺(jué)感知、語(yǔ)音識(shí)別、決策和語(yǔ)言之間的翻譯。大數(shù)據(jù)是處理分析，系統(tǒng)地從信息中提取或以其他方式處理傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用程序無(wú)法處理的太大或復(fù)雜的數(shù)據(jù)集的方法的領(lǐng)域。

將人工智能納入國(guó)防戰(zhàn)略已經(jīng)開(kāi)始改變北約在數(shù)據(jù)同化和處理方面的 ISR 和防御能力，以便有效地識(shí)別目標(biāo)?？茖W(xué)和技術(shù)進(jìn)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(qiáng)軍事決策，并加速獲取可操作的情報(bào)。重點(diǎn)是對(duì)OODA（觀察，定向，決定，行動(dòng)）循環(huán)的影響。我們可以看到人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)在觀察功能中的重大影響，即能夠收集和吸收大量數(shù)據(jù)，然后高效處理這些數(shù)據(jù)以識(shí)別潛在目標(biāo)。然后，這有助于通過(guò) ISR 功能定位您正在尋找的特定感興趣領(lǐng)域或感興趣目標(biāo)。（貝利，2018）

這些技術(shù)也可以以防御方式使用。增強(qiáng)型系統(tǒng)可用于根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集和預(yù)先確定的模式檢測(cè)、跟蹤和決定是否參與威脅。這可能會(huì)將人類從決策過(guò)程中移除，但同時(shí)可以減少應(yīng)對(duì)移動(dòng)更快、技術(shù)更先進(jìn)的威脅所需的時(shí)間。

結(jié)論

C-UAS技術(shù)正在變化和進(jìn)步。高超音速導(dǎo)彈、定向能武器（第10章也有涉及）、遠(yuǎn)程加農(nóng)炮、移動(dòng)無(wú)人機(jī)槍和網(wǎng)絡(luò)一體化防空導(dǎo)彈代表了未來(lái)反無(wú)人機(jī)對(duì)抗措施的步驟。關(guān)于這些精美武器的大部分研究工作都是機(jī)密的，只需要作者對(duì)這個(gè)主題進(jìn)行簡(jiǎn)短的開(kāi)源處理。