在商业和休闲活动中,无人驾驶飞行器(UAV)已变得十分流行。不幸的是,商用无人机的使用越来越多,却侵犯了大多数人的安全。流氓无人机尤其令人担忧,因为它们可能危及机场、重要基础设施、大型活动,甚至有人驾驶飞机的运行。

因此,全球反无人机市场正在迅速扩大,2022 年的市场价值为 14 亿美元,到 2030 年预计增长率为 28.1%。世界各国政府都在积极寻找确保安全的解决方案。例如,美国国会正在探索反无人机武器,以应对这些无人机。

在此,本文将探讨美国国防部签发的几份合同,以创造更先进、更创新的技术来对抗无人机武器。

反无人机武器为何重要

美国联邦航空管理局(FAA)支持推广和扩大先进的无人机测绘和技术,具有测绘、跟踪和探测发现能力。从 2016 年到 2019 年,航空公司飞行员在一个月内看到了 100 多架无人机,其中一些在机场和客机附近被发现,这是一个重大的安全隐患。

除此以外,国土安全和执法机构还发现了无人机被用于跨境运输非法毒品、向监狱院落投放违禁品,甚至从事工业间谍活动的事件。

这些无人机拥有各种传感器,可以随时随地录制视频和无线电。目前使用的反无人机武器主要有以下几种:

  • 无人机无线电信号干扰器,可干扰无人机的 GPS 或控制信号
  • 操纵无人机 GPS 信号的欺骗器
  • 用电力摧毁无人机的高能激光器
  • 配备高精度瞄准系统的反无人机枪,可快速定位并摧毁飞行中的无人机

什么是反无人机技术?

在美国,法规禁止大多数平民干扰无人机操作。然而,反无人机系统技术在政府和军队中已变得必不可少。反无人机技术旨在检测、分类和处理无人机和无人驾驶飞行器。这可分为两种主要方法:无人机探测和无人机缓解/拦截。

无人机探测 无人机探测包括帮助识别无人机存在的技术。一些探测技术包括

  • 热成像: 热成像仪非常适合探测低空快速移动的小型物体。它们可以检测到无人机电机和电池的热信号,使执法人员即使在恶劣条件下也能跟踪和识别无人机。此外,热像仪还能通过探测人的身体热信号来识别无人机操作员。这有助于确定无人机操作员的位置。

  • 射频系统: 检测无人机的射频传感器工作频率在 70 MHz 到 6 GHz 之间。它们能捕捉到无人机的品牌、型号、序列号、当前位置和驾驶员位置等信息。射频技术成本效益高,因为它可以探测到无人机及其控制器,并能远距离跟踪多个目标。不过,它可能难以探测到惯性飞行的无人机,但可以通过安装脉冲雷达等照明装置来克服这一问题。

  • 声学方法: 声学传感器比射频分析仪更具优势,因为它们可以探测到电磁频谱近场范围内的任何无人机,包括不依赖无线电波的自主无人机。这些传感器提取声学特征并对其进行分类,以探测无人机,即使无人机不在视线范围内,也能估算出旋翼速度和高度。

无人机缓解/拦截 无人机减弱和拦截侧重于击退或拦截无人机的技术。一些例子包括

  • 干扰信号:具有多个频段(GNSS、2.4G 和 5.8G)的反无人机枪可以干扰无人机通信和 GPS 导航,迫使无人机降落或改变航线。
  • 拦网系统:这是一种非致命方式,使用网在半空中捕获无人机。
  • 射击:击落无人机会产生后果,包括可能被指控鲁莽危害或违反枪支发射法。责任人还可能要对无人机所有者承担民事赔偿责任。不过,美国海军已经成功测试了击落无人机的激光武器系统。
  • 训练有素的老鹰和猎鹰:一些国家使用这些猛禽来使无人机失效或拦截无人机
  • 动能反制:这些指的是 "硬杀伤",包括对无人机进行物理破坏或将其击落地面。

10 种有效的反无人机武器

以下是美国国防部在过去几年中投资的一些反无人机武器:

1、与车辆无关的模块化托盘 ISR 火箭设备 (VAMPIRE)

图片来自 L3Harris

美国国防部授予 L3Harris 技术公司一份价值 4000 万美元的合同,向乌克兰安全部队提供 14 套反无人机武器系统。车辆不可知论模块化托盘化 ISR 火箭设备 (VAMPIRE) 套件允许地面部队瞄准敌方无人机发射 70 毫米激光制导火箭弹。

这些 VAMPIRE 套件是便携式的,可安装在各种带货床的车辆上,以方便发射先进精确杀伤武器系统(APKWS)和激光制导弹药。

VAMPIRE套件的时间表

  • 2021: L3Harris 首次开发并实地测试了 VAMPIRE 系统,并向美国国防部提交了先进的原型。
  • 2022:L3Harris 继续对系统进行射程和耐久性测试,并向美国国防部提交了先进的原型机。
  • 2023: 单元于 2023 年年中交付乌克兰,用于击败俄罗斯无人机。

2、Smash 2000L光学系统

图片来自 Smartshooter

总部位于以色列的 Smart Shooter 公司赢得了美国陆军的一份合同,为其反无人机系统项目提供用于小型武器和步枪的 Smash 2000L 光学系统。该系统通过使用人工智能、辅助视觉和先进算法,使用户能够准确无误地瞄准小型无人机。

该光学镜组重约 1.5 磅,不到以前型号重量的一半。此外,"智能射手 "公司还将对其进行改进,为服务于美国国防部和机构间客户的非正规战争技术支持局提供高达 8 倍的放大倍率。

3、无人机枪战术

图片来自 DroneShield

DroneShield 是一家来自澳大利亚和美国的公司,专注于反无人机技术。该公司最近从 "五眼联盟"(Five Eyes Community)获得了一份供应反无人机枪支的合同订单。DroneGun Tactical 用于反无人机系统(UAS)。

DroneShield 的 DroneGun 可手动操作,具有远程能力,天线设计得像一把轻便、稳定的步枪。 它为应对无人机等各种无人机系统威胁提供了一种安全的方式,不会对常用的无人机模型或周围环境造成任何伤害。

4、格子系统和哨兵塔

图片来自《防务新闻》

Anduril Industries 公司获得了美国特种作战司令部 (SOCOM) 近 10 亿美元的合同。作为 SOCOM 的合作伙伴,Anduril 的系统采用 Lattice 操作系统,包括 Senty 塔和 Anvil 小型无人机系统。此外,该公司还采用了顶级的第三方传感器和效应器,以创建针对无人机威胁的综合防御战略。

Lattice 系统可自主探测、分类和跟踪战场上的目标,提醒用户注意潜在威胁,并提出应对和消除威胁的解决方案。哨兵塔由嵌入计算核心的雷达和光学传感器组成,能够利用机器学习算法处理数据,进行威胁检测、识别和跟踪。

5、Mjölnir

图片来自美国空军研究实验室

美国空军研究实验室成功测试了一种新型 THOR 武器,该武器可使一大群无人机失效。THOR 使用强大的微波能量爆发来击落小型无人系统。军方一直热切关注着它的发展,并获得了军方以外的关注。

2021 年,空军研究实验室宣布,他们正在研发 "霹雳火 "的后继型号 "魔锤"(Mjölnir)。"魔锤 "以北欧神话中雷神托尔的著名战锤命名。2022 年,Leidos 公司被选中负责制造 "魔锤"。"魔锤 "将采用与 "霹雳火 "相同的技术,但在能力、可靠性和制造准备方面都将有所提高。

在测试过程中,"魔尔尼尔 "的有效率达到 90%,但 Leidos 希望通过进一步调整,将有效率提高到 100%。该武器能在早期探测到接近的无人机,从而分析其威胁。然后,它利用微波能量爆发来使成群行动的无人机失效。

Mjölnir 可以方便地储存在一个货柜中,便于在地面部署或使用空军货机运输。只需两人协助,安装只需三个小时,操作也只需极少的培训。此外,它还可以从普通的墙壁插头获取电源,以消灭敌方的无人机。

6、无声弓箭手

图片来自美通社

低空飞行的小型无人机(包括市售的四旋翼无人机)很难被探测到,而且可以避开雷达。陆军一份关于小型无人机的报告(未分类)强调了这些无人机系统(UAS)带来的日益严重的威胁。80 多个国家正在使用 600 多种不同类型的小型无人机。伊斯兰国在伊拉克和叙利亚的冲突中使用了小型无人机。

美国陆军授予 SRC 1.08 亿美元的合同,用于其名为 "沉默弓箭手 "反无人机系统的反无人机技术。该系统旨在对抗小型、慢速和低空飞行的无人机,这些无人机对美国全球武装部队构成了日益严重的威胁。

SRC 还提供了雷达和电子传感器等附加系统,用于识别、跟踪和击败敌方的小型无人机。最初,陆军曾于2017年根据一份价值6500万美元的合同订购了15套这种反无人机系统。后来,空军也在2018年4月为同样的系统授予了一份价值5700万美元的合同。

7、多环境域无人系统应用(MEDUSA)

图片来自 C4ISR

军方在应对小型无人机(又称 sUAS,小型无人机系统)时一直面临困难。这些无人机很难被发现,公众也可以购买,因此对军事设施构成了威胁。

美国空军已与 SRC 公司签订了一份价值 9000 万美元的合同,由该公司创建并提供反无人机系统,以保护重要的军事设施。MEDUSA 系统结合了各种组件和技术,可探测小型无人机并使其失效。

其目的是开发一种可快速部署到无人机对军事人员或资源构成重大威胁的地区的系统。ADAB 测试基地正在开展这一项目,并将继续制定未来反小型无人机行动的计划。

8、Ku 波段射频传感器 (KuRFS) 和 "苍狼 "效应器

图片来自 RTX

雷神技术公司与美国陆军签订合同,提供 Ku 波段射频传感器(KuRFS)和 "苍狼 "导弹,帮助陆军探测和击败无人机系统(UAS)。

KuRFS 技术包括两种类型的雷达:精确瞄准雷达和按比例的 Ku720 移动传感雷达。这些雷达可以探测、识别和跟踪60千米范围内的空中威胁。

雷神公司的 KuRFS 和 "苍狼 "导弹是美国陆军名为 LIDS 的综合击溃系统的一部分,该系统用于对付低速、慢速和小型无人驾驶飞机。KuRFS 系统具有 360 度威胁探测能力,而 "苍狼 "导弹具有成本效益,可以击落无人机。

雷神公司称,他们的 "苍狼 "导弹旨在拦截并摧毁敌方无人机。与同类系统相比,它们甚至可以在更高的高度和更远的距离上击落单架无人机以及不同大小和机动性的无人机群。

9、Leonidas

图片来自伊庇鲁斯公司

伊庇鲁斯公司与美陆军快速能力和关键技术办公室(RCCTO)签订合同,为其 Leonidas 高能微波短程防空系统制造原型。

Leonidas 是一种先进的系统,利用高功率微波技术使狭小空间内的单个无人机或大范围内的多个威胁失效或失效。伊庇鲁斯公司已开发出一种突破性的微波能量引导方法,可提供卓越的反电子效果,减小系统的体积和重量,并为操作人员提供更多的控制和安全性。

该系统可安装在万向架上,以增强可操作性,并可部署在军事基地或移动单元旁,以实现快速反应。它可以精确瞄准单架无人机,创建微波屏障阻止蜂群,保护特定区域免受空中威胁。

它还可以调整设置,允许友方无人机运行,同时消除附近的敌方无人机。它易于扩展和适应,并具有安全功能,可防止对指定安全区域内的人员造成伤害。

10、泰坦

图片来自 BlueHalo

BlueHalo公司的 "泰坦"(Titan)系统从美国国防部获得了一份价值2400万美元的合同,用于供应多套 "泰坦 "反无人机系统(C-UAS)。

泰坦系统用于部署前活动、移动安全、保护固定地点和徒步行动。C-UAS 系统能让操作人员在五分钟内立即了解周围环境,并帮助他们在战场上提供保护。

泰坦公司的C-UAS解决方案由人工智能和机器学习技术驱动,并采用射频(RF)技术。美国国防部已将其选为记录计划(POR)能力。

参考来源:The Potomac Officers Club

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