解析反无人机领域的新兴技术发展趋势

2024-12-03 16:52:16

2024年11月29日,据Army Technology网站报道,新兴技术和无人机在乌克兰和中东等冲突地区的日益广泛使用推动了反无人机领域取得重大进展。无人机技术的商业化也推动了无人机的开发和采购,因为技术进步降低了成本并增加了使用范围。根据GlobalData的《反无人机技术专题情报》(2024年9月),随着俄罗斯等国家积极追求军用无人机技术的进步,对防御性反无人机能力的投资将加速。

 

在俄罗斯入侵乌克兰期间,双方都广泛使用了无人机,乌克兰利用无人机群摧毁了俄罗斯的“终结者”战车。

俄罗斯还将其无人机产品组合扩展到伊朗制造的“沙赫德”(Shahed)系列系统之外。

受乌克兰战争和中东持续事件的推动,无人机技术的发展和进步需要采购强大的反无人机系统来应对各种无人机威胁。此外,商用小型无人机武器化的可能性(例如在乌克兰发生的休闲四轴飞行器上安装手榴弹和迫击炮)也将继续推动各种规模的反无人机系统的发展。

战场上无人机的激增迫使军事领导人考虑如何以最有效和最具成本效益的方式应对这一威胁。这包括使用各种技术,包括干扰等被动技术、使用传统大炮和导弹方法的主动技术,以及高能激光武器、拦截器和网络。

无人机技术发展趋势

GPS(GNSS)拒止

最关键的技术趋势之一是开发能够在GPS失效环境中运行的无人机。这一进步至关重要,因为它削弱了现有全球导航卫星系统(GNSS)干扰系统的有效性,该系统旨在破坏无人机与卫星之间的连接。量子雷达等新兴技术正在为无需GPS即可运行的精确定位、导航和授时(PNT)系统铺平道路。这一发展对当前的反无人机系统提出了重大挑战,因为它们可能难以对抗不再依赖GNSS进行导航的无人机。

无人机蜂群技术

无人机蜂群由多架自主无人机组成,它们可以协调行动,这对依赖有限弹药的传统反无人机方法提出了复杂的挑战。这种无人机蜂群模式意味着传统的地对空射弹可能无法有效消灭它们。这导致对定向能武器的投资增加,通过结合激光和高功率微波武器等定向能武器,定向能武器可以更有效地对抗这些大规模平台。

然而,动能解决方案仍然非常有效,每分钟可以摧毁8-12架无人机。如果部署多个系统来防御目标,它们可以有效地对抗无人机群,具体取决于无人机蜂群中无人机的数量和首次交战的射程。

反无人机技术发展趋势

动能解决方案

动能解决方案是有效无人机防御的首选。虽然地对空导弹对无人机拦截很有效,但由于单次发射成本高,它们不适合小型无人机。机枪和大炮仍然是击败小型无人机最常见和最有效的手段,但碰撞无人机、网、水炮和水障线也被用于对入侵的无人机施加动能杀伤冲击。发展趋势包括开发反无人机70毫米火箭和用于反无人机的特定小型导弹。

正在研究纳入动能反无人机系统的其他技术包括实施人工智能以改进探测、识别、跟踪和目标分配,这将提高反制无人机蜂群的杀伤率。

此外,正在开发的还有更先进的弹药类型,包括下一代近炸和空爆引信和更高精度的机关炮,以及高度模块化和多功能的遥控武器站(RWS),这种武器站已经可以容纳和集成多种不同类型的效应器。

从长远来看,动能解决方案的主导地位可能会受到高能激光(HEL)系统的挑战,随着时间的推移,高能激光系统的价格会越来越便宜,但目前而言,动能解决方案仍然是最有效的选择。

高能激光和微波武器

定向能武器(DEW),例如高能激光和高功率微波(HPM)武器,正成为反无人机战略的重要组成部分。它们的机动性和快速发射多发子弹的能力使它们非常适合需要快速反应时间的现代战争。高功率微波武器通过向无人机发射微波脉冲,使其电子系统失效,从而使无人机失去行动能力。

激光武器单次发射成本低,可以有效摧毁无人机机身的关键部件,是消灭无人机群的有力武器。此外,这些武器可以覆盖大面积区域,有可能同时消灭多架无人机,这对抵御无人机群攻击尤其有利。

先进的探测和拦截技术

多种探测方法的集成可以提高反无人机系统的准确性。通过结合来自雷达、声学和光电/红外(EO/IR)系统等多个传感器的数据,反无人机系统可以更有效地区分合法威胁和误报。这种多方面的方法对于处理无人机群带来的快速移动和众多目标至关重要。

对策弹性

随着无人机技术的发展,特别是惯性和视觉导航方法的使用,传统的干扰技术可能会变得不那么有效。反无人机系统必须适应,开发新方法,以抵消这些进步而不会干扰其他通信。这包括探索可以在GNSS拒止环境中运行的技术,在这种环境中,量子雷达等新兴技术有望挑战现有的干扰系统。即使在使用传统干扰技术时,量子雷达的功能也可以更好地探测和跟踪无人机,从而增强反无人机系统对抗电子战战术的弹性。

人工智能和自主操作

基于人工智能的软件已经成为无人机战争的改变者。人工智能增强了无人机的能力,使其能够自主避开来袭的射弹,并提高其作战效率。

这对动能杀伤反无人机系统构成了重大挑战,该系统可能会发现拦截配备先进人工智能的无人机越来越困难。随着这种能力的发展,反无人机系统将必须进行相应升级,包括人工智能能力,以识别此类智能群体的基于人工智能的操作和机动模式。这将使防御者能够以最有效的方式做出正确决策,分配各种效应器。

总结

综上所述,无人机与反无人机技术在冲突地区的实践应用中不断博弈演进。无人机的GPS拒止、蜂群技术等发展趋势促使反无人机领域在动能、定向能、探测拦截、对策弹性以及人工智能等多方面寻求突破与创新,以构建更为高效、精准且具适应性的反无人机体系,从而在未来复杂多变的军事对抗及安防场景中掌握主动,应对无人机技术带来的多样化挑战并保障相关区域与目标的安全稳定。

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