炮兵群装甲装备反小型无人机方法研究
蒙占胜 李林 侯金鹏
中国人民解放军 32139 部队 北京市平谷区 101200
小型无人机具有造价成本低、操作易上手、受地形影响小、攻击方式灵活等特点,在俄乌冲突、巴以冲突等现代战争中发挥了举世瞩目的作用,其在军事领域的广泛运用正逐步颠覆传统作战样式。作战中炮兵群的关键核心装备以装甲装备为主,其论证定型之初并未考虑小型无人机精准打击的威胁,缺乏应对现代战争无人机攻击强度的能力,需进一步研究反小型无人机的方法,以提升炮兵群装甲装备的反无人机防护能力。
一、小型无人机的特点
小型无人机是机上没有成员的固定翼型或旋翼型飞行器,通常按照机上预先程序或通过通信通道远程控制的方式实施飞行。现阶段的小型无人机技术已十分成熟,可用于完成侦察、监视、打击、物资运输、为其它杀伤装备提供目标指示、数据中继等多领域任务。
(一)主要优点
小型无人机具备的主要优势,可造成对其探测和对抗行动困难的特性主要有四个方面。一是操作安全距离远,操作员无需靠近观察区域,可在较远的安全距离上操作无人机实时获取有关执行任务进程的信息。二是续航时间持久,小型无人机的平均续航时间在 40 分钟左右,可在战斗行动区域上空盘旋监视,同时还可搭载爆炸性武器压制和杀伤大部分炮兵群装甲装备。三是体型小巧不易察觉,同有人驾驶飞行器相比具有更小的外形,同时在结构设计上广泛使用了塑料和复合材料,使其在可见光和雷达波段具有低可探测性。四是灵活敏捷机动性强,通过使用过载和反防空武器飞行模式时,可以 30m/s 的速度在 50 米的高度超低空飞行。当装甲车上的车载高射机枪在射击飞行高度 1 千米以下,飞行速度在 30m /s 的低空慢速目标时会受到较大限制。
(二)主要缺点
任何装备都具有两面性,各型的无人机在设计之初都会以牺牲某方面的能力为代价来突出其优势和长处,根据功能和用途的不同,呈现的缺点各异。一是受气候影响大。小型无人机仅能在良好气象条件使用,若遇到大雨、空气湿度高、大雾或风速大于 10m/s 的情况,各方面性能将会受到极大限制,甚至无法使用。二是综合防护性差。无人机在面对任何类型的物理杀伤时生存能力和稳定性都很低。每一次强阵风、上升或下降气流、气旋等强外部扰动都会导致其丧失空间定位能力,从而进入不可控制的飞行状态。三是自主性技术不成熟。目前小型无人机在智能化自主模式下行动的技术可靠性处于较低水平,根据局部战争中无人机使用经验,专家们得出了以下结论:小型无人机使用一百次的事故频率要高于有人驾驶飞行器。造成这一现象的主要原因是受较小载荷的影响,其主要无线电设备无法备份,导致受到干扰后自主行动的可靠性较差。
二、炮兵群装甲装备反无人机作战需求
炮兵群在进攻作战中,因其射程远、火力猛等特点极易成为敌重点攻击对象,除了大口径火炮的火力反扑外,还要面对来自城镇地区的战术级无人机和蜂群无人机攻击威胁。根据敌方无人机的作战用途和执行任务距离,可分为近环( 1-100m )、中环( 100-1000m )、远环( 1-10Km )三个范围的反制需求。
与蜂群 / 自杀式无人机的抵近攻击相比,战术级情报无人机的实时定点定位、远程呼唤火力更具威胁。这种情报类无人机多配置在距我方 1-10 公里范围内,通过激光定位装置测量炮阵地、指挥所等重要目标坐标,传回远程火力平台对我方实施精确打击,需在此范围内对其实施驱离或摧毁。
自杀式无人机(FPV)因其速度快体积小的特性,很难在超视距的情况下对其完成摧毁,从战场反馈情况来看,反制这类无人机需从中环和近环两个范围内考虑。
由民用无人机改装后的掷弹式无人机其杀伤距离在三维空间上为 1-100m 以内,个别操作经验丰富的无人机飞手可延长至 150m 左右。从战场关注度和效费比两个角度考虑,这类无人机的反制需要从近环范围研究反制措施。
三、基于“三环”需求的无人机反制方法
从由远到近的角度出发,基于炮兵群主要装甲武器装备效能和未来可能发展的反无人机设备器材研究制定反制无人机方法。
(一)“远环”侦测无人机方法
当前炮兵群侦察情报装备体系并不具备对位于装甲装备 1 至 10Km 范围内无人机的侦测能力,仅靠光学仪器观察锁定难度较高,且受云层厚度、雾气等天气因素影响较大。因此,炮兵群对“远环”范围内的无人机反制首先是要增强装甲装备对远距离无人机感知能力,以便及时为指挥员预警,在“中环”和“近环”范围内做好充足的应对准备。

“远环”无人机侦测基站配置示意图
低空无人机侦测基站是一种能够对低空航道无人机实施严密监控的仪器,例如上海特金公司运用 TDOA(到达时间差定位技术)研制的基站式低空监测装置,其预警能力能够精准探测低空 600 米范围内的所有无人飞行器,有效覆盖 70MHz 至 6GHz 频段的无人机信道,实现 10km 范围内的无源探测,定位精度在 50m 内。如图 2 所示,可运用 3 个低空无人侦测基站,按照间距 8.6Km 的部署,实现以装甲装备位置为核心的 10 公里范围全域无缝覆盖,提前感知敌无人机来袭数量、位置和速度等情况,以便“中环”和“内环”的人员提前做好应对准备。
(二)“中环”对抗无人机策略
某炮兵在多次反无人机应急演练和测试中,使用 8 支反无人机枪在100-1000m 范围内有效实现了对常见无人机的迫降和驱离。1 个炮兵营在进攻作战中配置幅员大约在 1 公顷内,因此可在各炮兵营内部成立 1 个反无人机小组,针对“外环”设备侦测出的来袭无人机实施干扰和迫降。
同时考虑到炮兵群装甲装备的配置位置可能靠近城镇和居民区等便于无人机补给充电和操作手隐蔽的地域,需在“中环”范围内加密敌情感知网。大疆经纬 M350-RTK 型无人机能够挂载禅思 H30T 三光吊舱,具备 54 分钟续航、4800 万像素长焦、 1280*1024 热成像功能,在火炮实施射击的过程中,可将其部署在 500-800 米高度定速巡航,主要监视火炮群附近便于敌方操作手藏匿的区域。
(三)“近环”反制无人机措施
当敌方无人机突破“远环”感知和“中环”干扰时,“近环”的反制措施将成为炮兵群装甲装备最后的屏障,按照反制方式可划分为主动式反制和被动式防卫两种。
主动式反制是指在 1-100m 范围内发现敌无人机袭扰时,采用霰弹枪、捕网枪等散布式武器朝敌机来袭方向开展预有准备的射击,使敌机失能的操作方法。具体操作步骤为: ① 收到敌情后迅速在装甲装备四周投掷发烟罐,形成烟幕屏障迷惑敌机; ② 人员戴上热成像仪透过烟幕观察敌机动向,做好射击准备;③ 敌机进入不同武器射程后(霰弹枪 100m , 捕网枪 5m )实施射击。