从叙利亚战例看小型无人机群袭攻防作战

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  近年来,叙利亚发生多起战事,无人机群袭作战得到了应用。叙反政府武装采用的无人机群袭作战样式和俄罗斯软硬结合的防御手段,对小型无人机群袭攻防作战均具有借鉴作用。
  2015年9月,俄罗斯出兵叙利亚,作为主要作战力量的空天军派出了苏-35S战斗机、苏-34前线轰炸机、苏-25强击机、图-160远程轰炸机等20多型航空装备,承担对地打击、护航、侦察监视、战略投送等任务。在帮助叙政府军收复了大部分国土的同时,俄驻叙基地也成为反政府武装的袭击对象。2018年1月初,俄罗斯驻叙利亚赫梅米姆和塔尔图斯基地的防空系统挫败了一次非对称式的无人机群袭行动,共击落和俘获13架自杀式简易无人机。此次袭击中叙反政府武装采用的无人机群袭作战样式和俄罗斯软硬结合的防御手段,對小型无人机群袭攻防作战均具有借鉴作用。
  俄罗斯防空部队在叙成功拦截十余架无人机群袭
  战例概况
  2018年]月8日,俄罗斯国防部宣布:驻叙利亚防空部队成功拦截了13架无人机群袭,其中10架意图攻击赫梅米姆空军基地,另外3架飞向俄海军在塔尔图斯的物资供应站。俄罗斯电子战部队成功夺取6架无人机的控制权,使3架降落、3架坠毁在俄军基地外,剩下7架被“铠甲”-Sl弹炮合一防空系统击落。无人机从50km外反政府武装控制的伊德利布冲突降级区附近发射,攻击未对俄军造成作战物资损失和人员伤亡。
  在叙利亚战争中,反政府武装大量使用无人机执行侦察和攻击任务,本战例是已知的最大规模无人机攻击。俄罗斯国防部称:来袭无人机“通过卫星导航和远程控制飞向预定目标坐标,投放经过专业组装的简易爆炸装置,可能来自一个高技术能力国家”,并声称在袭击发生前后美海军一架P-8A反潜巡逻机在遇袭两个基地之间、高度7000m左右盘旋了4个多小时,暗示美国背后参与,美国则否认与袭击有任何关联。
  攻防双方装备情况
  根据俄罗斯国防部公布信息,来袭无人机为简易组装的固定翼无人机,采用活塞发动机;机翼为轻木加泡沫板混合结构,尾梁为铝合金方管,大量使用胶带粘接;每架挂载每枚重400g的简易炸弹10枚,采用迫击炮弹引信,弹体由非金属材料制成,内装太安炸药,威力高于目前常用的黑索金炸药,同时使用钢珠加强毁伤威力,通过伺服机构到达指定区域时投弹;配装气压高度计、全球定位系统(GPS)接收机和自动驾驶仪;被俘获的无人机中仅有一架装有一个摄像头和一副天线。通过分析公开视频、图片和报道中的参照物、机体构型和材质、发动机样式和油箱容量、载弹量、机载设备特点,综合判断无人机性能如下:翼展约3m,最大飞行速度约lOOkm/h,最大飞行高度约500m,航程超过50km,弹射起飞,依靠GPS信号按照预先设定航路自动飞行。综合来看,无人机所采用的全部配件均可在商用市场上买到,成本很低,粗糙但拥有足够打击能力,且可在短时间内通过简易的手工制作装配完成。
  俄罗斯综合运用了电子战和火力杀伤手段进行拦截。电子战手段方面,俄未公布本次拦截中使用的装备型号,但可能是在叙部署的“驱虫剂”或“汽车场”电子对抗系统,二者均具有对抗无人机群袭的能力。“驱虫剂”系统主要用于压制和摧毁大小为几十厘米、重量几千克的小型无人机,可针对GPS、伽利略等卫星导航系统进行干扰,作用距离达30km。“汽车场”系统主要用于保护地面目标和小型目标免遭敌机轰炸或导弹进攻,能同时对高度在30m至30km的50架航空器的雷达和通信导航设备进行干扰。
  火力杀伤方面,俄军在赫梅米姆和塔尔图斯基地附近均部署了“铠甲”-Sl系统,该系统为完备的单车作战单元,装有30mm炮和12枚防空导弹及雷达和光电/红外探测系统,具备机动性好、作战效能高、作战形式灵活、自动化程度高等特点。此前“铠甲”-Sl系统在叙已使用导弹成功击落了无人机和火箭弹、监视飞艇和小型热气球等目标。
  无人机蜂群作战方式值得高度关注
  本战例披露后,国内外部分媒体将叙反政府武装采用的无人机作战方式称为“蜂群”。总体来说,本战例中无人机采用的是简单群袭作战方式,尚未达到蜂群水平,但国外正在开展相关技术研究,一旦取得突破,蜂群作战可能成为未来重要作战样式。
  本战例中的无人机攻击属于简单群袭作战
  按照美军定义,无人机蜂群由一定数量的小尺寸、低成本、有限功能无人机组成,这些无人机可选择各类任务载荷,在人的指挥或监督下通过网络化协同执行侦察、干扰或攻击等任务。本战例中的无人机攻击为蜂群的可能性较低,更接近多架无人机简单群袭作战样式。从相关公布资料分析:俄军俘获并展示的无人机中只有一架安装了天线和摄像头,表明多架机之间无法通信,不能进行网络化协同;同时,叙反政府武装无人机上未发现机载计算机,无法支持路径和任务重规划,不具备实现蜂群作战的基本技术条件。
  无人机蜂群走向现实需多方面技术能力支持
  无人机蜂群如要成为现实,需研究编队飞行算法、无中心自适应网络、分布式云计算、蜂群导航与定位、远距离高带宽通信等技术,编队自主飞行等技术能力。面对强对抗的高动态环境和大量数据分发,还需攻克蜂群作战体系架构、蜂群协同作战算法、有人机/蜂群协同算法、蜂群态势感知和共享、防电子干扰和网电攻击、蜂群快速发射与回收、小型多功能载荷等难题。蜂群规模越大、作战环境越复杂,对算法水平、通信带宽和机上计算能力等也会提出更高要求。
  国外正在开展无人机蜂群作战技术的演示验证
  美国20世纪90年代开始研究无人机蜂群技术,目前正开展真实环境编队飞行演示。战略能力办公室开展了670多架次试飞,验证了103架“山鹑”微型无人机从3架F/A-18战斗机上快速发射和编队飞行能力;美国海军研究办公室实现了30秒发射30架“郊狼”小型无人机,验证了编队飞行、队形变换、协同机动能力;美国国防部预研局针对对抗环境作战,布局了蜂群空中发射回收、强对抗环境协同算法、蜂群作战体系架构、蜂群作战战术、小型多功能射频载荷项目群,即将开展一系列飞行验证。鉴于无人机蜂群技术在美国尚未成熟,叙反政府武装不具备借助外界力量完成实战应用条件。   无人机蜂群作战将成为未来重要作战样式
  无人机蜂群作战具备诸多优势:一是无人机数量多、覆盖面积大,可分散或干扰敌防空火力;二是单架无人机成本远低于防空导弹,可增加敌防御成本;三是灵活性高,可与各型高性能有人/无人机配合作战。
  美国20世纪90年代开始研究无人机蜂群技术。目前,美国包括战略能力办公室、海军研究办公室以及国防高级研究计划局在内的军方机构,正在开展真实环境编队飞行演示以及针对对抗环境作战的一系列飞行验证。美空军《20162036年小型无人机系统飞行规划》已提出多种蜂群作戰构想,规划在2035年形成蜂群作战能力;美陆军新版《机器人及自主系统战略》也提出在2030年实现无人机系统蜂群作战。因此,无人机蜂群作战或将成为未来空中作战的重要方式,值得高度关注。
  高效反无人机手段是未来战争中的必备能力
  本战例显示,小型无人机简单群袭作战已成为实战威胁。随着蜂群作战概念与技术的不断成熟,未来反无人机群袭作战更为复杂,发展对抗能力刻不容缓,以美俄为首的世界军事强国正积极发展高效反无人机手段。
  俄罗斯已初具反无人机简单群袭作战能力
  本战例显示,俄罗斯已装备软硬结合的反无人机作战体系。软对抗方面,除“汽车场”和“驱虫剂”外,还列装了“克拉苏哈”、“蔷薇航空”等电子战系统。其中,“蔷薇航空”能识别lOkm范围内的无人机遥控信号,然后进行欺骗或压制。硬杀伤方面,目前主要依靠“铠甲”-Sl、“道尔”-M等现有防空武器系统,其中“铠甲”-Sl曾在叙击落“苍鹭”、RQ-21A等无人机。
  美英等国也很重视反无人机能力发展
  美英等国在探测与识别、电子干扰、硬杀伤手段等方面推出了多个系统,用于反无人机能力发展。探测与识别方面,美国研制了“空中搜索网”等探测系统;电子干扰方面,英国推出了“鹰盾”、以色列推出了“无人机穹顶”系统;硬杀伤手段方面,美国研制了50mm链式炮、“微型直接碰撞杀伤”导弹、“相位器”高功率微波武器等。其中,“空中搜索网”可对在城区上空300m高度飞行的无人机进行持久广域监视;50mm链式炮采用512单元雷达天线阵列,可同时跟踪多个目标,并发射弹道修正弹(内含12枚爆炸成形子弹)拦截;“无人机穹顶”可探测lOkm范围内的无人机,阻断其甚高频和特高频通信。
  降低成本和软硬结合是反无人机作战的发展方向
  传统防空硬杀伤手段在反无人机群袭作战中面临拦截成本过高、弹药储备有限等突出问题,难以有效应对大规模持续攻击。从国外发展来看,电子干扰、定向能、低成本弹药等手段和软硬结合的反无人机体系是未来发展的重点。俄在本战例中综合采用了电子对抗和火力杀伤手段,随后迅速推出可由“铠甲”-Sl发射的“长钉”微型导弹。该导弹可通过单发射筒4枚齐射,将火力密度提高3倍,并大幅降低多目标拦截成本。美国“微型直接碰撞杀伤”导弹批生产单价将低于1.6万美元,较现有防空导弹具有显著的成本优势。
  但应当注意,截至目前全球范围内反无人机武器系统发展的基本情况是:虽然部分产品已投入作战应用,但距离高效、快速、低成本、大规模的威胁反制需求尚有差距。在探测与识别方面,主要采用雷达、光电、辐射源和数据链频谱探测等方式,最大探测距离不超过lOkm;在软杀伤/硬摧毁方面,主要采用射弹网捕、数据链干扰、无人机捕捉、激光/枪械动能击毁等方式。
  几点启示
  从这次恐怖分子使用简易无人机攻击俄罗斯军事基地可看出,随着民用无人机技术的进步,大规模低成本无人机无论是否采用蜂群技术都将可能成为未来战争的常客。根据当前及未来无人机群袭或蜂群攻防作战态势发展,我们可得出如下启示:
  快速发展多手段反无人机群袭作战能力
  针对无人机群袭作战,应在现有装备技术基础上尽快建立低成本、软硬结合的反无人机作战手段,主要包括多种传感器的无人机探测与跟踪体系,涵盖网络供给、电子干扰和低成本弹药的无人机拦截体系,以有效应对无人机群袭威胁。
  尽快开展无人机蜂群作战技术研究
  瞄准未来对抗环境中的作战需求,尽快开展无人机蜂群作战概念、编队自主飞行、协同作战和网络攻击等技术研究,尤其是要发展低成本、高精度、抗干扰导航定位技术、抗干扰数据链技术,全面发展无人机蜂群作战能力。
  发展反蜂群作战技术与能力
  针对蜂群发展带来的空防安全挑战,开展专项技术研发:在探测跟踪方面,发展高效能多谱系光、电、声及其他新概念手段;在软杀伤方面,发展智能电子干扰、网络攻击等技术;在硬杀伤方面,发展高功率微波、激光、微小型防空弹药等武器,同时加强反蜂群装备研发与试验环境建设。
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