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【红山导读】 集群无人系统代表了无人作战的一个颠覆性进化阶段。在本文中，蜂群被认为是一组无人系统（UXS），它们以协调的方式自主运行，执行任务。UXS组件可以是空中、陆基、水面或水下机器人平台，执行的任务包括：情报、监视和侦察（ISR）；目标获取和攻击；压制和摧毁敌人的防空系统（SEAD/DEAD）；拦截高度优先的目标，如指挥所、通讯设备和雷达。 在海上，无人船、游荡武器或无人潜艇可以用来摧毁敌人舰队的脆弱资产，如雷达、通信、声纳。舰群还可以用来先发制人地压制敌人在特定区域的活动，如机场、登陆区或弹道导弹基地。 与单个无人机或巡航武器攻击不同的是，无人机群攻击需要人类控制器的参与，群组接收简报并自主执行任务，根据任务阶段不断协调其行为以最有效地实现目标。例如，它们可以计划和操纵从不同方向攻击目标，或同时攻击多个目标，或牺牲蜂群中的一些元素，以触发目标在被击中之前作出反应，暴露自己。人类控制者主要发挥监督作用，只有在需要或被蜂群要求时才会干预和指挥无人机。 本文来源于欧洲安全与防务《对抗蜂群》，由作者塔米尔谢尔发表于2022年4月27 日。本文由红山智云摘译5800字，正文如下。  1、无人机群的优势 蜂群作战的无人机可以由人类单独控制，也可以作为一个蜂群完全自主地运行。其他操作方法遵循羊群行为，其中一些成员作为领导者，而其他成员作为追随者。UXS蜂群通常由一个多发射器和地面控制站控制，从而简化和加速部署。一旦启动，单个无人机系统在很大程度上是自主运行的，使单个操作员能够管理整个蜂群，而不是指挥每个无人机系统的飞行。 蜂群可以包括同一平台的许多类似元素（被称为同质蜂群）或由不同参与者形成的异质蜂群。每个无人机可能执行类似的角色或专有功能，如信息收集、武器部署或通信中继。其行为的关键是连接所有成员的网络。通常情况下，这样的网络能使蜂群通过不断地中继信息、位置和导航来连接所有成员。特定的成员可以在不同的时间控制整个编队，以协调和确定行动的优先次序，分配任务，提醒障碍物或威胁，或将权力转移给其他成员。如果一个控制节点被消灭了，其他成员将根据网络的自我形成、自我修复的算法重新获得控制。 2、对抗无人机蜂群 尽管无人机和机器人是自主运行的，但它们在被派往执行任务之前需要进行充分的准备。路线规划、飞行前的网络设置、GNSS链接的建立，以及与控制器和其他团队成员的协调都必须在起飞前完成，以启动自主任务。这种活动大多有明显的电子特征，可以被信号情报（SIGINT）活动发现。然而，有些准备工作不如其他工作明显。例如，在载体上打包准备发射的游荡无人机经常在无线电静默中进行这种准备，没有任何信号，测试和设置在载体上进行。 一旦一个蜂群被发射并分组，其成员可以机动成阵，使单个目标的探测更加困难。对目标的导航可以使用全球导航卫星（GNSS、GPS）、惯性导航、基于图像的场景匹配，或几种方法的组合，使其更难被击败。编队成员可以相互依赖来确定他们的位置，从而保持传感器的冗余度，以克服特定的反制措施，如GPS干扰。 与可以完全孤立地执行任务的单一自主无人机不同，蜂群有一个重要的弱点--它所依赖的网络。蜂群成员必须不断进行通信，以分享信息、状态和任务。由于这些网络使用特定的波形，它们的活动可以被SIGINT探测到，以提供该地区蜂群活动的第一个警报。因此，信号情报（SIGINT）被认为是对抗蜂群（或反蜂群）的第一道防线，作为整个分层防御系统的核心。 3、攻击蜂群 攻击蜂群网络通过信号情报（SIGINT）对网络信号的收集和跟踪以及对网络脆弱性的评估，防御者可以对威胁采取电子或网络攻击。鉴于这种探测的范围扩大，依靠战略性的机载或天基SIGINT资产，防御者可以通过准备和执行全面的计划来对抗威胁，从而避免出现意外。探测和跟踪单个蜂群成员是另一个重大挑战，因为雷达和电子光学传感器探测小型、低速和低空飞行目标的能力有限，特别是在远距离。探测水下移动的目标几乎是不可能的。此外，由于传感器遇到的噪音和杂波，对移动目标的探测也很有限。 C-UAS探测和对抗系统，如罗德与施瓦茨公司（R&S）开发的ARDRONIS，利用敏感的监测接收器瞄准无人机的射频信号活动，收集并破坏无人机的控制。据R&S称，该监测器可在5公里外检测到大疆Phantom 4迷你无人机。当使用FHSS与无人机交战时，Ardronis将检测到的信号与广泛的无人机配置文件库进行比较。这种“监控和匹配”过程为覆盖区域内的任何威胁提供了可靠的早期预警。该系统还提供无人机遥测、视频下行和控制单元的测向（DF），指示操作员的位置。该系统还具有一个综合干扰机，可中断目标无人机或无人机与控制器之间的通信，同时对同一频带内的其他信号干扰最小。Rohde与Schwarz和OpenWorks合作，在反无人机系统（C-UAS）任务中建立了自主3-D探测和跟踪系统。该系统已通过新的北约“即插即用”协议集成，该协议称为“综合电子网络技术资产保护传感”（Sapient），并在荷兰德佩雷空军基地举行的北约技术互操作性演习（TIE）活动中进行了测试。它在荷兰德佩雷空军基地举行的北约技术互操作性演习（TIE）期间进行了测试。 4、了解态势图 以色列航空工业公司的无人机防御者代表了另一种探测和拦截无人机和无人机集群的多层解决方案。它由几个被动和主动传感器组成，通过一个统一的C2系统与软和硬杀伤效应器集成。探测和分类层依赖于多任务3D X波段AESA雷达和SIGINT系统，该系统可探测并执行UAS数据链通信的威胁探测和分类。日/夜光电/红外传感器支持目标分类和捕获。无人机防御者使用多种遮断手段，包括干扰或接管作为软杀伤措施和硬杀伤措施，如精确步枪瞄准器、火箭或无人机杀伤无人机（DKD）解决方案。 该系统的核心是一个指挥和控制单元，该单元从传感器收集数据，自动关联信息，定义优先级，并创建统一的态势感知地图，以便及时部署针对威胁的对策。该系统通过机器学习（ML）不断学习和适应新的威胁类型，并配备内置的高级决策和人工智能（AI）算法，用于威胁分析和手动、半自动或完全自主响应。 Rafael的Drone Dome是另一种具有反蜂群能力的“端到端” C-UAS解决方案，在多层架构中集成了各种传感器。该系统在静态或车载配置中采用RADA的RPS-82雷达，使用四个360度覆盖的AESA雷达面板。除了目标探测和跟踪外，RPS-82还采用微多普勒算法进行目标分类。信号情报元素覆盖从70MHz到6GHz的频谱，以定位无人机及其操作员的位置，并处理检测到的信号到达时间差（DTOA），以提高态势感知能力。 5、态势感知 生存的关键因此，态势理解是尽早击败蜂群的关键，通过目标网络将蜂群无人机的分辨率转化为先进的、几乎坚不可摧的机器。将许多传感器和信息源融合到态势感知（SA）图中，使防御者能够瞄准蜂群的漏洞并采取最有效的行动。根据作战策略，这些弱点可能是数据链、网络或领导蜂群的“牧人”。作战可以采用软杀伤，如进攻性赛博、电子战（干扰、GPS拒止）。动能措施的范围包括部署干扰无人机螺旋桨和旋翼的尼龙流和碎片，以及由C-UAS系统自主指挥和控制的高功率微波或高能激光、空爆弹药和火器的定向能效应。 6、击败无人机 其他C-UAS系统，如D-Fend的EnforceAir、DroneShield的DroneSentry-X支持战术单位保护：重要人员；特种部队；下马队；单个车辆；车队。强制航空公司自动识别附近粗糙的无人机，然后通过网络攻击自动控制它们，并将它们降落在一个安全的指定区域。根据D-Fend，这种缓解方法采用了特定目标的协议，没对友军通信或授权无人机的操作造成干扰。该系统可以作为个人便携式战术工具包，或在车辆支架上，以支持静态或移动操作，创造一个移动的“气泡”保护。 在探测和识别阶段，系统保持被动，以使隐蔽部队保持无线电静音。由于无人机被迫降落在防御单位附近，军事情报部门可以利用捕获的无人机数据来了解使用了哪种类型的无人机，它们从哪里发送，以及它们的摄像机正在记录什么。无人机接管只需要几秒钟，使系统能够有效地吸引小团体。 7、蜂群信息 无人机盾牌和D-Fend都对单个或小群无人机采取“外科手术”行动，在它们达到目标之前将它们击落。其他使用电磁脉冲（EMP）和大功率微波（HPM）发射器的方法使用更强大和选择性更少的方法来根除该地区的所有电子系统和活动。这一行动可以同时摧毁许多无人机，但也会损害其他没有防范这种“电子冲击治疗”的系统。一些这种类型的几种系统已经出现在市场上，表明该技术已经成熟，可以集成到无人机和C-无人机系统中。 这些武器被设计为“牺牲的”，这意味着它们在激活或“可重复使用”过程中被摧毁。海军水面作战中心的工程师们提出了一种爆炸形成的电磁脉冲，该脉冲可以装在导弹或无人机内部的弹头，成为一种武器，能够拦截和击败无人机。这个EMP装置，被称为“磁通量压缩发生器”，是由一个编织成一个密封气缸的线圈构成的。汽缸中充满了电离的锂气体，在激活过程中形成了一个强磁场。圆柱体被爆炸电荷压缩，通过增加的磁场加速电离气体分子，从而在特瓦范围内产生强大的电磁爆炸。球形电磁脉冲摧毁拦截无人机，并禁用其附近的任何电子系统。 可重复使用的大功率电磁效应器采用不同设计的微波发射器来传递能量爆发，从而使远处的电子电路失效。最初，这些都是大型的、卡车大小的系统，需要强大的发电机和冷却来产生预期的效果。大多数陆基系统都是定向的，而更紧凑的系统覆盖了一个基于爆炸产生的能量爆炸的球形模式。最近在大功率固态HPM方面的进展已经成熟了新的HPM更适合战术使用的效应器。 8、LEONIDAS 其中之一是利昂尼达斯，基于伊庇鲁斯公司开发的智能动力技术。它使用固态放大器以极高的功率传输定向能量，引起反电子效应。伊庇鲁斯利用人工智能支持的氮化镓（氮化镓）半导体阵列，在不需要特殊冷却的情况下产生HPM传输所需的极端功率密度水平。频率敏捷系统迅速发射一连串独特的波形来利用UAS目标最容易攻击的特定频率。这使得战术相关的反蜂群范围超出了小型武器射击，甚至是针对不同的蜂群。 一个全尺寸的地面“莱昂尼达”效应器使用非常高的能量从远距离传递效果，而一个装在吊舱中的小版本可以由更接近目标的无人机携带。由于该系统使用电力，列奥尼达有深弹匣，使连续快速射击精确或区域火灾效果，而不会过热或重新装载。 这项技术已经与美国陆军的一些防空能力集成。2020年，诺斯罗普·格鲁曼公司宣布与伊庇鲁斯达成一项战略供应商协议，将列奥尼达斯作为其反无人机系统（C-UAS）系统解决方案的组成部分。诺斯罗普·格鲁曼公司的C-UAS解决方案已经提供一个分层架构的动态和非动力效应，空中和地面传感器的前进区域防空指挥和控制（FAAD-C2）系统选择的美国陆军临时C2系统cuthn-small-UAS能力。该协议增强了系统的非动力学能力，以击败UAS蜂群。在另一项协议中，伊庇鲁斯在2021年底宣布，该公司与通用动力公司合作，将列昂尼达整合到陆军的即时系统中，该系统已经在战斗过程中提供C-UAS保护，使陆军能够与无人机群交战。 9、无人机与无人机群 利奥尼达也被缩小，以适应一个无人机携带的小吊舱。该吊舱与现有的机载系统集成，可以去终端用户想去的地方，直接飞到威胁区域。当与地面莱昂尼达单位部署时，两个系统协同工作，以实现更大的功率和射程，并创建一个分层的防御力场。其他操作HPM的C-UAS系统包括来自洛克希德·马丁公司的莫尔菲乌斯C-UAS无人机。该公司使用了来自动力区I公司的Altius 600无人机，配备了洛克希德·马丁公司的HPM效应器莫菲乌斯，以射程和速度与无人机群交战。管发射的无人机携带一个HPM效应器有效载荷和一个导引头，使其能够从远距离瞄准目标。两者都是可恢复的和可重用的。发射管发射的无人机平台可以在空中、地面或车辆上部署，支持分层防御方法。 雷神公司最近用郊狼块3头甲动力C-UAS导弹演示了类似的概念。在这个演示中，郊狼用一个未指明的非动力学效应器摧毁了一组10架无人机。目标组包括在大小、复杂性、机动性和距离上都不同的无人机。测试还证明了郊狼可以在战斗后被恢复和重新部署。郊狼也被证明可以从车辆、飞机、直升机和无人机上部署。 10、高功率激光器 高功率激光器还提供了一种有效的反群能力，因为它们可以通过摧毁无人机的机身、能源、光学或电子电路来快速击败小型和机动目标。以低成本快速连续“发射”多次射击的能力使得激光适合于非常短程防空（vshorad）任务和对抗成群的小型无人机。这种激光已经与一些C-UAS平台集成，如斯特莱克DE M-SHORAD、雷神公司的HELWS2和拉斐尔的激光无人机圆顶激光效应器，这些平台已经证明了击败小型无人机的能力。激光和HPM效应器都为操作人员提供了一个低成本的选择，只需要电能进行操作。然而，激光受到天气的限制，因为它们不能穿透厚云，而HPM可能会对其区域造成附带损害。 11、总结 成群的自主、人工智能和联网无人机正在成为一种干扰军事能力，其执行任务的能力远远超过单架无人机的规模和能力。打败蜂群没有灵丹妙药，因为对抗需要一个至少和无人机本身一样先进、先进和进化的系统系统，利用无人机使用的一些技术。 |
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