威胁

最近发生的不对称战争--2020 年纳戈尔诺-卡拉巴赫冲突、2022 年入侵乌克兰和 2023 年哈马斯袭击以色列--毫无疑问,战场上的中小型无人机对军事行动构成了真实、动态和日益危险的威胁。

小型无人机系统(sUAS)四旋翼无人机革命兴起于 2010 年代早期至中期,商用小型无人机在很大程度上将消费级无人机引入了公众的视野。这些复杂的平台不仅仅是无线电遥控爱好者的玩具,只需几个小时的练习就能熟练驾驶,并能提供商用级航拍。在 sUAS 领域,自动稳定、支持 GPS 的多旋翼飞行器的问世类似于历史上战争从长弓到火器的转变。

不久之后,现成商用无人机系统被改装用于恶意目的。至少从 2014 年起,中东地区的恐怖组织就开始改装 sUAS,以携带和投放简易或改装的爆炸装置(如迫击炮弹)。这些巡飞弹药可用作武装侦察: 可利用机载摄像头鸟瞰战术态势,也可利用简易武器攻击目标或掩护撤退。

便携式巡飞弹药也不仅仅是非国家行为者的简易工具--一些国家已经开发出了精密的、技术先进的小型闲散弹药,如以色列的 Rotem-L 和美国的 Switchblade。

美国军方认识到了这些小型无人机对战场构成的威胁。2016年,美国特种作战司令部负责人、陆军上将雷蒙德-托马斯承认,他的作战人员一直面临着 “一个适应性很强的敌人,他们一度在我们常规空中优势下的空域享有战术优势,其形式就是商业化的无人机”。前美国中央司令部司令、海军陆战队小肯尼思-麦肯齐将军在 2021 年的讲话中指出,“这些系统带来的威胁与日俱增......这是自伊拉克简易爆炸装置兴起以来最令人担忧的战术发展”。美军承认自己在技术战术上处于劣势的情况并不多见,然而,正如麦肯齐继续说的那样,“我们在成本和地位曲线上站错了队,因为这种技术有利于攻击者,而不是防御者”。

战略背景

军事化 SUAS 在中东非正规战争中的优势也使其在大国竞争中作为混合战争战略的一部分得到应用。

似是而非的推诿和法律保护的结合同样适用于美国的无人机系统行动。根据《美国法典》第 18 编第 32 条和《美国法典》第 49 编第 46502 条,破坏或扰乱民用飞机--包括无人驾驶航空器--属于联邦犯罪。在美国国家空域系统中禁用或毁坏 sUAS 的权力被授予了极少数联邦实体,但有重大限制。美国国防部(DoD)主要根据《美国法典》第 10 编第 130(i)条行使其权力,该条规定,如果无人机系统威胁到“[军事]人员、设施或资产的安全、安保或保护”,则可对其提起诉讼。根据这些规则,美国在本土的军事设施一般必须确定有敌对意图或实际侵犯了禁飞空域,才能与 SUAS 目标交战。

此外,许多商用无人机系统在美国境内也可使用。消费者可以到最近的大型零售商处选择商用无人机系统,这为潜在对手提供了多种可轻松武器化的可抵赖平台。

无人机系统攻击的可扩展性也有利于混合战争。消除人员伤亡为攻击者和防御者提供了灰色地带的考虑。例如,尽管每次事件中的紧张局势都在加剧,但没有对 2019 年伊朗击落一架 RQ-4 全球鹰遥控侦察机或 2023 年俄罗斯在黑海上空击落一架 MQ-9 死神作出武装回应。虽然这两架飞机的总成本约为 2 亿美元。

图:美海军陆战队员在 USS Makin Island (LHD-8) 上操作轻型陆战队防空综合系统--一种短程地对空系统,可用于威慑和制服无人机系统。为了应对国内的无人机威胁,海军需要一个专门的岸上反无人机系统团体和更好的系统来探测、定位和摧毁敌方的无人机系统。美国海军陆战队(凯文-G-里瓦斯)

发挥防御作用

2021 年《美国国防部联合反无人机系统战略》承认,“对高价值资产的一次成功打击可能会降低投射力量和根据需要动用部队的能力,从而影响联合部队的战备状态。”然而,该战略评估认为,美国最有可能对无人机系统的恶意使用是 “收集针对美军和设施的情报”。这种说法虽然属实,但可能无意中淡化了武装打击的可能性。针对最有可能的威胁和最危险的威胁设计防御措施,尤其是在每种威胁都似是而非的情况下,将是一种有缺陷的解决方案。

2021 年战略在很大程度上是愿望性的,划定了开发技术、装备和训练联合部队、建立反无人机系统测试和评估标准以及颁布有效作战条令等要求。这些都是很好的行动方针,但在国内的实施却很滞后。

例如,美海军部的反无人机系统人员配备使用的是岸上巡航水兵,主要是从驱逐舰和巡洋舰上轮换下来的火控专家,并辅以轻型人员。许多设施没有足够的分配岗位来支持对系统的持续监视,而有额外水兵的基地可能会挖走他们来填补辅助安全部队的门卫岗位。E-5 和 E-6 级主管负责管理设施的反无人机系统项目,而基地安全官员的监督则微不足道。这些水兵缺乏专门的培训渠道,因此在条令和技术熟练程度方面存在很大差异。各基地最多派出一到两名水兵参加供应商主导的系统培训,期望他们能将这些知识传授给同伴和替代人员。操作人员的资格认证也是因地制宜,不过目前正在制定一份标准化的人员资格认证系统文件。

此外,由于缺乏专门的岸上反无人机系统社区,导致整个部队在操作知识方面存在差距。被指派执行反无人机系统任务的水兵认为,这对他们的职业生涯没有影响,甚至有害,因为这与他们的评级关系不大,而且很少有可以晋升的高级士兵职位。岸上反无人机系统的资金优先级低,导致维护和设备短缺。新的机器人等级评定和位于锡尔堡的联合反无人机系统大学有望改善培训和熟练程度,但如果没有一个更大的社区和持久的知识体系,它们对海军的影响将是有限的。

各军种应对威胁的能力也日益面临技术限制。用于击败现成和其他 sUAS 的主要技术是基于电子探测和破坏指挥控制数据链路。虽然这些技术在反侦察方面略有成效,但仍面临一些限制。

首先,探测取决于系统能否识别特定的信号协议。必须对新的控制链路进行鉴定,并将其纳入要检测的系统中,但这需要进行初步观察;在鉴定这些链路之前,采用新信号协议的无人机系统可能是无懈可击的。此外,对每个链路进行识别和特征描述的要求也导致了多个供应商重复提供量身定制的反无人机系统解决方案,造成浪费。随着新型无人机系统越来越多地使用蜂窝网络连接,它们在电子上将与手机无异。

其次,仅靠电子探测往往无法对无人机系统进行精确的地理定位。许多系统在很大程度上依赖于读取无人机内部遥测数据或 FAA 规定的远程 ID 广播遥测数据的能力。然而,这些信息相对容易伪造,乌克兰为阻止俄罗斯使用商用无人机探测 Aeroscope 所做的工作就证明了这一点。非遥测位置的计算可以使用多射程技术,但难度很大,而且往往不可靠。随着国内 sUAS 作业密度的增加,这种方法将受到周围目标的干扰而趋于饱和。

第三,这些系统干扰敌方无人机系统的能力取决于是否存在可拒绝的控制链路。小型无人机系统按照预先设定的飞行路线运行,很难被发现或反制,因为它们可能没有无线电信号。即使存在控制信号,小型无人机系统也可能预设了程序,以便在失去链接时采取应急行动。以电子方式阻止这些飞机的唯一可靠方法是破坏数据链路和无人机的内部导航系统。

对小型无人机系统目标进行无线电探测和缓解的局限性显而易见,但解决方案却不那么明显。对小型无人机的可靠探测很可能需要战术雷达系统,而击败无人机的方案则需要包括动能行动,如无人机对无人机的捕获或其他更具破坏性的方法。在这两种情况下,这些技术都将受益于自动目标识别流程的使用和持续发展,这是美国防部在人工智能方面所做的更大工作的一部分。去年早些时候提出的 “复制者计划 ”是一个开端,但须得到财政和政治支持,以提供作战条令、技术以及与其他联邦实体的必要协调,从而维护一个安全可靠的国家空域系统。部分讨论还必须重新关注如何通过综合防空来应对小型无人机系统的威胁,而不仅仅是反恐或执法问题。

应对国土上的小型无人机威胁给联合部队,特别是空军和海军带来了巨大挑战,而且这种威胁只会继续增长。如果不能充分应对这一威胁,就会给对手提供危险的机会。

参考来源:美国海军

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