美軍反無人機裝備技術發展概況

中國北方工業有限公司 葛 宋

一 概 述

在過去10年中，無人機技術飛速發展，應用場景越來越廣泛，市場規模呈現井噴式增長，無人機已快速滲透到各個領域，國家、非國家組織乃至個人都在廣泛使用無人機。無人機作為高性價比的情報、監視、偵察與攻擊手段，在軍事領域有巨大的應用價值。

美軍根據尺寸、速度和作戰高度對無人機進行了分類。4類和5類為大型、長航時、遠程無人機；3類無人機與4類和5類相比，尺寸小、速度慢、航程短；1類和2類無人機機身非常小，航程有限。1～3類無人機被定義為“低、慢、小”無人機，由于其具有體積小、特征信號弱、飛行高度低等特點，所以很難被現有防空反導系統探測、識別與打擊。“蜂群”作戰也是無人機威脅的重要方式，無人機群既可以遠程操作或自主飛行，也可以與地面車輛和飛機協同作戰，這都對現有防空反導系統提出了挑戰。反無人機技術正成為美國國防領域的一項重要任務，美國《陸軍防空反導2028》戰略就突出強調了無人機的威脅。鑒于此，2019財年美國國防部在反無人機解決方案上投入了約9億美元；2020財年也投資了至少3.73億美元用于反無人機研發，以及至少2億美元用于反無人機裝備采購。

二 反無人機技術總體情況

反無人機系統可采用一系列方法對敵方或未經授權的無人機進行探測。首先是針對無人機目標的視覺、熱、聲學等信號，分別采用光電、紅外和聲學傳感器進行探測；其次是采用雷達系統，但由于小型無人機的尺寸和信號特征有限，這些方法并不總是有效；還有一種方法是偵測用于操控無人機的無線信號，通常采用無線電頻率傳感器。上述方法可以綜合運用，以提供有效的、分層的無人機探測能力。

偵查人員一旦探測到無人機，便可采取措施將其擊毀或使其失效。電子戰干擾可阻礙無人機與其操控者之間的通信鏈接，常見的干擾設備既有質量僅為2.3～4.5kg的便攜式干擾設施（見圖1），也有重達數百磅、安裝在固定地點或車輛上的干擾設備。另外，還可使用槍、網、定向能、傳統防空手段，甚至經過訓練的鳥類等手段，對無人機進行捕獲或摧毀。美國國防部及各軍種正在研發和采購多種反無人機系統，以構建強大可靠的反無人機能力。

圖1 美軍的便攜式反無人機裝備

三 美國各軍種反無人機技術進展

（一）空軍

美國空軍正在測試用于反無人機的定向能武器，包括高能微波和激光。例如，2019年10月，美國空軍接收了1臺車載反無人機激光樣機——高能激光武器系統（HELWS），如圖2所示。美軍正對該系統開展為期1年的海外戰場試驗，測試系統的作戰效能，并開展人員操作訓練。HELWS系統由美國雷聲公司研制，搭載在1輛小型全地形車上，采用光電/紅外傳感器及高能微波系統對敵方或未經授權的無人機進行探測、識別和跟蹤，并干擾其導航系統，一旦鎖定目標，便可通過激光使其在數秒內失效。該系統如果由1臺發電機持續供電，則可幾乎不限次數地發起攻擊。根據美國空軍2016年的“小型無人機飛行規劃”，美國空軍還在發展機載反無人機系統。

圖2 美國雷聲公司為美國空軍研制的HELWS系統

（二）海軍

近年來，美國海軍充分利用工業界在固態激光上的巨大進步，以及國防部其他部門對固態激光技術數十年的研究積累，在推動反無人機高能固態激光武器的上艦部署中取得了很大進展。美國海軍采用逐步提升的策略發展固態激光武器，首先通過干擾或“致盲”其情報/監視/偵察傳感器來對付小艇和無人機，未來還可能將激光武器用于對付導彈。

2009—2012年，美國海軍成功對激光武器系統（LaWS）的原型樣機進行了從陸上到艦上的一系列反無人系統試驗，LaWS系統的激光束能量達到30kW。2014年8月，美國海軍在LPD-15“龐塞”號兩棲艦上部署了LaWS系統（見圖3），并在波斯灣進行了海洋環境下的反無人艇和無人機集群的試驗評估。2014年12月，美國海軍宣布“龐塞”號兩棲艦上的LaWS系統達到可用狀態。“龐塞”號兩棲艦于2017年10月返回美國并退役，LaWS系統從艦上移走后重新安裝到陸上作為試驗設施，服務于后續研究項目。

圖3 “龐塞”號兩棲艦上的LaWS系統

美國海軍還計劃于2021年在DDG-88“普雷布爾”上部署采用光學致盲手段干擾無人機傳感器的“海上激光炫目攔截器”（ODIN）系統，以及采用60kW激光（具備擴展到150kW的潛力）的HELIOS系統，這2個系統都可對付無人機。2017年6月，美國海軍發布項目征求書，經公開競標后，2018年1月，洛克希德·馬丁公司被授予1.5億美元的合同，用于在2020財年前研發、制造和交付2套HELIOS系統，其中1套將被安裝在美國海軍阿利·伯克級驅逐艦DDG-88“普雷布爾”號上（見圖4），另一套用于陸上試驗。

此外，2019年3月，美國海軍部還宣布將與美國國防部下屬的國防數據服務署合作，快速開發新型的基于網絡的反無人機產品，以應對不斷演化的無人機威脅。

圖4 安裝了HELIOS系統的阿利·伯克級驅逐艦

（三）海軍陸戰隊

美國海軍陸戰隊通過其地面防空（GBAD）項目辦公室，資助了多個反無人機系統。例如，2019年美國海軍陸戰隊防空綜合系統（MADIS）完成了海外試驗。該系統采用干擾手段和機槍武器對付無人機，可搭載在MRZR全地形車、聯合輕型戰術車輛及其他平臺上。2019年6月，搭載在LHD-4 “拳師”號兩棲攻擊艦上的海軍陸戰隊利用MADIS使一架靠近該艦、被認為構成威脅的伊朗無人機失效。作為地面防空項目的一部分，美國海軍陸戰隊也在采購緊湊型激光武器系統（CLaWS），如圖5所示。該系統是美國國防部批準的首個地面激光系統，美國陸軍也在使用，有2kW、5kW和10kW這3個型號。盡管美國海軍陸戰隊已對便攜式反無人機技術開展了實驗，但受限于質量和功率需求，這一技術并非最佳選擇。

圖5 美國海軍陸戰隊的防空綜合系統

（四）陸軍

2016年7月，美國陸軍發布了1項反無人機戰略（美國陸軍是唯一發布反無人機戰略的軍種），指導陸軍反無人機能力的發展。2017年4月，陸軍又發布了陸軍技術文件——反無人機系統技術（Counter-Unmanned Aircraft System Techniques）。反無人機也是美國陸軍作戰能力發展司令部“六層防空反導保護圈”概念的組成部分，包括：

（1）低空無人機彈道交戰系統（BLADE）。該系統可與通用遙控武器站配合使用，其先進的火控和精確打擊能力可探測、跟蹤和擊落各種無人機。

（2）多任務高能激光（MMHEL）。美國陸軍正在開發更高效的固態高能激光（HEL）技術，使激光武器能夠安裝在更小、機動性更強的陸軍平臺上，從而提高這些平臺的作戰能力。美國陸軍計劃將多任務高能激光系統集成到機動短程防空系統（M-SHORAD）中，并搭載在“斯特瑞克”裝甲車上，如圖6所示。

圖6 搭載多任務高能激光樣機的“斯特瑞克”裝甲車

（3）下一代火力雷達。美國陸軍旨在開發全數字雷達系統技術，通過多目標跟蹤和自適應波束成形技術，大幅提高雷達的性能和可靠性。

（4）機動防空技術（MADT）。美國陸軍正在研發比當前部署的短程防空系統保護范圍更廣、可擊落遠程大型飛機的機動防空系統。

（5）高能激光戰術車輛演示項目（HEL-TVD）。美國陸軍正在研發安裝在中型戰術車輛平臺上的100kW級激光系統，用于集成到間接火力防護能力項目中，可用于防御火箭彈、火炮、迫擊炮、巡航導彈及無人機。

（6）低成本增程防空（LOWERAD）。美國陸軍正在開發和演示低成本增程防空（LOWER AD）導彈攔截系統，該系統體積更小、成本更低。LOWER AD項目將演示擊落亞音速巡航導彈和無人機的關鍵技術。LOWER AD技術可以減小導彈的尺寸，從而使每個發射器發射的導彈數量更多。

目前這些系統還在研發中，美國陸軍已部署了一些便攜式、車載、機載的反無人機系統。此外，與美國海軍相似，美國陸軍也在與國防數字服務署合作開發反無人機產品。

（五）美國國防部范圍內的反無人機研發

美國國防部正在研發一系列反無人機技術。例如，“聯合臨時簡易威脅打擊機構”（Joint Improvised-Threat Defeat Organization）在2017年舉辦了一個“無人機硬殺傷”挑戰賽，美國聯合參謀部和美國國防部其他機構也在致力于推進反無人機工作。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）資助了多個反無人機技術研發項目，例如，旨在應對未來自主系統的“反蜂群人工智能”（Counter Swarm AI）項目，以及用于艦載點防御的“多方位防御快速攔截炮彈交戰系統”（Multi-Azimuth Defense Fast Intercept Round Engagement System）。2019年12月，美國國防部開始統一協調美軍的各種反無人機工作，指定美國陸軍作為執行機構，監管美國國防部的所有反無人機項目。新成立的辦公室由美國陸軍領導，其與各作戰司令部及負責采辦和維持的國防部副部長辦公室合作，將對美軍所有的反無人機系統進行試驗鑒定，并在未來確定3～5個系統開展采購。

四 結 語

反無人機作戰已日益成為一項重要的作戰任務，受到美軍的高度關注，美國國防部和各軍兵種都在加大反無人機能力建設投入，推出了一系列基于不同技術和手段的反無人機系統，進展顯著。從美軍反無人機能力的建設過程可以看出，在前期研發階段，美軍各軍兵種和研究機構基于自身的技術基礎和需求提出了多種反無人機技術和方案，隨著技術的成熟，美軍“從放到收”，推進美軍反無人機系統的標準化，逐漸聚焦少數幾個技術先進、性價比高的反無人機系統。我國的反無人機能力建設可從中汲取一定經驗：一是反無人機裝備需要成體系化發展，形成體系化作戰能力；二是應充分利用現有技術開展技術集成，發展高性價比的反無人機系統；三是提前布局，做好反無人機技術儲備，以適應無人機技術的快速發展。