烏克蘭無人機空戰標誌著空中戰爭的新紀元

反無人機技術正在烏克蘭上空對抗“空中IED”——對俄羅斯戰爭以外的地區也產生影響

Drone capturing another drone mid-air

Fortem Technologies 公司的完全自主、雷達引導的 DroneHunter 捕獲了一架 1 組無人機(一種重量不超過 20 磅的飛機)。它還能夠捕獲更重的飛機,例如伊朗製造的 Shahed 131 和 136 固定翼無人機。

唐特·亨特

在烏克蘭上空,一場空中戰爭的新紀元正在興起:無人機空戰。

這些空中決鬥不涉及子彈、導彈或炸彈。在某些情況下,用於監視敵方陣地的愛好型攝像四軸飛行器只是簡單地互相沖撞,進行一場粗糙的空中拆除競賽。在其他遭遇戰中,高度精密的飛行器使用先進的雷達——由人工智慧和最新的航空航天工程技術支援——來精確發射網,以捕捉其他無人機。

“這是我們以前從未見過的,”位於弗吉尼亞州阿靈頓市米切爾航空航天研究所無人駕駛飛行器和自主研究中心的負責人凱特琳·李說。“這是我們第一次看到無人機之間的衝突。”


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烏克蘭的行動表明,甚至更多新型的空中衝突——包括武裝戰鬥無人機與有人駕駛飛機協同作戰——即將到來,並波及更廣泛的戰爭世界。例如,美國空軍現在設想擁有一支由 1,000 架高效能無人駕駛飛機組成的機隊,與其最先進的戰鬥機配對使用。這項計劃是為了應對中國對美國軍方75年空中優勢日益增長的挑戰。在戰場之外,武裝無人機可以從任何城市的上空,輕鬆威脅到大型體育賽事的 crowd safety、監獄安全關鍵基礎設施。(當然,許多底層技術也有望為和平應用領域帶來有益的改變。無人機已經成功用於將極易腐爛的捐贈器官快速運送到移植患者手中。)

在烏克蘭,最初的無人機混戰源於商業上可獲得的低成本、低空飛行器的擴散,例如中國無人機制造商大疆創新的四軸飛行器。人們可以創造性地改裝這些業餘愛好者機器用於戰鬥,使無人機能夠進行高空監視和投擲手榴彈。防禦這種小型無人機(有些重量只有幾盎司或幾磅)是困難的。首先,它們很難被探測到。

康奈爾大學布魯克斯學院科技政策研究所所長莎拉·克雷普斯說:“我們可以重新訓練防空系統以尋找更小的雷達橫截面,但那樣它們就會捕捉到飛過的每一隻鳥。”“因此,這是一個真正的感測器問題,像美國這樣的國家已經花費了數十億美元試圖解決——這與美國[在]對抗簡易爆炸裝置上花費巨資的情況類似,這些裝置遠沒有我們的軍隊受過訓練要摧毀的系統那麼昂貴或複雜。這些本質上是飛行IED,它們以類似的方式挫敗了軍隊,創造了難以應對的不對稱優勢。”

這些小型無人機帶來的另一個挑戰是,它們現在廣泛可用且足夠便宜,可以大量購買。克雷普斯指出,即使一臺改裝用於戰鬥的單機無法造成大規模破壞,但潛在的脆弱目標數量幾乎是無限的。這使得資源較少的團體能夠攻擊更強大的敵人。

2016年,部署在敘利亞的法國特種作戰部隊是最早看到小型商用無人機被創造性地改裝成戰爭工具的部隊之一,當時這些部隊遭到伊斯蘭國武裝分子的襲擊。“資金較少的國家現在可以獲得過去無法獲得的空中力量,因此這正在改變進入戰場的物件,”五角大樓聯合反小型無人駕駛飛行器系統辦公室戰略部門負責人妮可·托馬斯說,該組織成立於2020年,旨在協調美國軍方對此類威脅的反應。

美國政府將小型無人機分為三類:1 組描述總起飛重量高達 20 磅的飛行器。2 組涵蓋下一個級別,介於 21 磅和 55 磅之間。3 組包括重量可達 1,320 磅的無人駕駛無人機。

雖然無人機戰爭時代顯然已經開始,但目前尚不清楚這些小型飛機是否在更大的烏克蘭戰爭中發揮決定性作用,透過製造進攻突破或為一方奪取主動權的機會。李說。“我認為開放性問題是:無人機是否必須變得更復雜……才能守住陣地,更不用說為實際奪回領土的聯合兵種戰役做出貢獻?”她補充道。

國防專家並沒有等待小型無人機變得更先進才採取措施防禦它們。在 2021 年國防授權法案中,美國國會指示五角大樓制定一項計劃,以開發和部署防禦系統來對抗小型無人機。今年,五角大樓計劃花費近 7 億美元用於反無人機研究和開發,外加 7800 萬美元用於採購。一家私人研究公司估計,用於對抗小型無人機的系統市場將從 2023 年的約 23 億美元增長到 2030 年的 126 億美元。該市場不僅包括五角大樓,還包括州和市政府以及私營實體。

這種潛力正在激勵全球十幾家公司——包括英國的Blighter Surveillance Systems,以及美國的DedroneDeTect——開發反無人機技術。此類系統可以是地面、手持或無人機式的,並且可以使用電磁干擾、雷射和其他技術擊落其他小型飛機。

Fortem Technologies 是一家位於猶他州普萊森特格羅夫的初創公司,透過調整其早期在微型雷達方面的工作,躍升至無人機戰爭領域。該公司表示,它已經開發出完整的系統,用於探測小型無人機——並用網在空中捕捉它們。

Fortem 的 DroneHunter F700 有六個旋翼、一個由自主技術支援的雷達和兩個可以精確地向敵方無人機發射網的“網頭”。一旦被纏住,較小的無人機可以被 DroneHunter 拖走。較大的無人機也會被網住,但隨後會被釋放;網阻止它們飛行,因此它們會在自身重量的作用下掉到地面。然後,連線到網的降落傘會展開以緩衝著陸。

“我們真的是目前世界上唯一能做到這一點的公司,”該公司執行長喬恩·格倫說。

美國政府正在使用這項技術來保護未具名的“戰略”地點。烏克蘭正在駕駛 Fortem 的新型無人機

在空中巡邏,並完好無損地在空中捕獲俄羅斯小型飛機。

烏克蘭於去年 5 月首次部署 DroneHunter,以追捕俄羅斯用於監視烏克蘭前線部隊的 1 組和 2 組無人機。DroneHunter 削弱了莫斯科使用無人機收集烏克蘭部隊陣地火炮目標資料的能力,並阻止了瞄準關鍵基礎設施的更大神風特攻隊無人機。

當俄羅斯開始發射伊朗製造的無人駕駛飛行器 Shahed(一種 3 組無人機)作為神風特攻隊武器時,Fortem 開始改裝 DroneHunter 以攔截這些武裝無人機。格倫說,該系統在開發飛行測試中已經網羅了 5,000 多架目標無人機。這有助於吸引洛克希德·馬丁公司、波音公司和其他大型公司的風險投資部門的關注,這些公司已投資 7500 萬美元用於擴大 Fortem 的運營規模。

值得注意的是,DroneHunter 是自主執行的:一旦部署,它就會迅速趕到現場,獨立決定其所有行動,網羅獵物,然後返回以配備新的網。

克雷普斯說:“關於在戰鬥中使用自主無人機一直存在爭論,到目前為止,各國似乎都在迴避以致命能力使用它們。”“但與此同時,我們已經看到半自主無人機(美國用於反恐的無人機就是這樣)和完全自主無人機之間的界限越來越模糊。”

克雷普斯說,在烏克蘭這樣的局勢中,西方國家廣泛支援向該國提供自衛所需的工具,“在這種型別的自主能力中使用反無人機系統可能具有真正的先發優勢”, “這使我們進一步走上了自主性的滑坡。”

傑森·舍曼是一位調查性國家安全記者,擁有超過 25 年的經驗,報道五角大樓、軍事預算、武器系統採購和國防政策制定,以及技術、商業和全球武器貿易。他曾到過 40 多個國家,在紐約州立大學布法羅分校學習中世紀曆史,現居紐約州布魯克林。

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