在乌克兰上空,一场空中战争的新纪元正在兴起:无人机空战。
这些空中决斗不涉及子弹、导弹或炸弹。在某些情况下,用于监视敌方阵地的爱好型摄像四轴飞行器只是简单地互相冲撞,进行一场粗糙的空中拆除竞赛。在其他遭遇战中,高度精密的飞行器使用先进的雷达——由人工智能和最新的航空航天工程技术支持——来精确发射网,以捕捉其他无人机。
“这是我们以前从未见过的,”位于弗吉尼亚州阿灵顿市米切尔航空航天研究所无人驾驶飞行器和自主研究中心的负责人凯特琳·李说。“这是我们第一次看到无人机之间的冲突。”
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乌克兰的行动表明,甚至更多新型的空中冲突——包括武装战斗无人机与有人驾驶飞机协同作战——即将到来,并波及更广泛的战争世界。例如,美国空军现在设想拥有一支由 1,000 架高性能无人驾驶飞机组成的机队,与其最先进的战斗机配对使用。这项计划是为了应对中国对美国军方75年空中优势日益增长的挑战。在战场之外,武装无人机可以从任何城市的上空,轻松威胁到大型体育赛事的 crowd safety、监狱安全和关键基础设施。(当然,许多底层技术也有望为和平应用领域带来有益的改变。无人机已经成功用于将极易腐烂的捐赠器官快速运送到移植患者手中。)
在乌克兰,最初的无人机混战源于商业上可获得的低成本、低空飞行器的扩散,例如中国无人机制造商大疆创新的四轴飞行器。人们可以创造性地改装这些业余爱好者机器用于战斗,使无人机能够进行高空监视和投掷手榴弹。防御这种小型无人机(有些重量只有几盎司或几磅)是困难的。首先,它们很难被探测到。
康奈尔大学布鲁克斯学院科技政策研究所所长莎拉·克雷普斯说:“我们可以重新训练防空系统以寻找更小的雷达横截面,但那样它们就会捕捉到飞过的每一只鸟。”“因此,这是一个真正的传感器问题,像美国这样的国家已经花费了数十亿美元试图解决——这与美国[在]对抗简易爆炸装置上花费巨资的情况类似,这些装置远没有我们的军队受过训练要摧毁的系统那么昂贵或复杂。这些本质上是飞行IED,它们以类似的方式挫败了军队,创造了难以应对的不对称优势。”
这些小型无人机带来的另一个挑战是,它们现在广泛可用且足够便宜,可以大量购买。克雷普斯指出,即使一台改装用于战斗的单机无法造成大规模破坏,但潜在的脆弱目标数量几乎是无限的。这使得资源较少的团体能够攻击更强大的敌人。
2016年,部署在叙利亚的法国特种作战部队是最早看到小型商用无人机被创造性地改装成战争工具的部队之一,当时这些部队遭到伊斯兰国武装分子的袭击。“资金较少的国家现在可以获得过去无法获得的空中力量,因此这正在改变进入战场的对象,”五角大楼联合反小型无人驾驶飞行器系统办公室战略部门负责人妮可·托马斯说,该组织成立于2020年,旨在协调美国军方对此类威胁的反应。
美国政府将小型无人机分为三类:1 组描述总起飞重量高达 20 磅的飞行器。2 组涵盖下一个级别,介于 21 磅和 55 磅之间。3 组包括重量可达 1,320 磅的无人驾驶无人机。
虽然无人机战争时代显然已经开始,但目前尚不清楚这些小型飞机是否在更大的乌克兰战争中发挥决定性作用,通过制造进攻突破或为一方夺取主动权的机会。李说。“我认为开放性问题是:无人机是否必须变得更复杂……才能守住阵地,更不用说为实际夺回领土的联合兵种战役做出贡献?”她补充道。
国防专家并没有等待小型无人机变得更先进才采取措施防御它们。在 2021 年国防授权法案中,美国国会指示五角大楼制定一项计划,以开发和部署防御系统来对抗小型无人机。今年,五角大楼计划花费近 7 亿美元用于反无人机研究和开发,外加 7800 万美元用于采购。一家私人研究公司估计,用于对抗小型无人机的系统市场将从 2023 年的约 23 亿美元增长到 2030 年的 126 亿美元。该市场不仅包括五角大楼,还包括州和市政府以及私营实体。
这种潜力正在激励全球十几家公司——包括英国的Blighter Surveillance Systems,以及美国的Dedrone和DeTect——开发反无人机技术。此类系统可以是地面、手持或无人机式的,并且可以使用电磁干扰、激光和其他技术击落其他小型飞机。
Fortem Technologies 是一家位于犹他州普莱森特格罗夫的初创公司,通过调整其早期在微型雷达方面的工作,跃升至无人机战争领域。该公司表示,它已经开发出完整的系统,用于探测小型无人机——并用网在空中捕捉它们。
Fortem 的 DroneHunter F700 有六个旋翼、一个由自主技术支持的雷达和两个可以精确地向敌方无人机发射网的“网头”。一旦被缠住,较小的无人机可以被 DroneHunter 拖走。较大的无人机也会被网住,但随后会被释放;网阻止它们飞行,因此它们会在自身重量的作用下掉到地面。然后,连接到网的降落伞会展开以缓冲着陆。
“我们真的是目前世界上唯一能做到这一点的公司,”该公司首席执行官乔恩·格伦说。
美国政府正在使用这项技术来保护未具名的“战略”地点。乌克兰正在驾驶 Fortem 的新型无人机
在空中巡逻,并完好无损地在空中捕获俄罗斯小型飞机。
乌克兰于去年 5 月首次部署 DroneHunter,以追捕俄罗斯用于监视乌克兰前线部队的 1 组和 2 组无人机。DroneHunter 削弱了莫斯科使用无人机收集乌克兰部队阵地火炮目标数据的能力,并阻止了瞄准关键基础设施的更大神风特攻队无人机。
当俄罗斯开始发射伊朗制造的无人驾驶飞行器 Shahed(一种 3 组无人机)作为神风特攻队武器时,Fortem 开始改装 DroneHunter 以拦截这些武装无人机。格伦说,该系统在开发飞行测试中已经网罗了 5,000 多架目标无人机。这有助于吸引洛克希德·马丁公司、波音公司和其他大型公司的风险投资部门的关注,这些公司已投资 7500 万美元用于扩大 Fortem 的运营规模。
值得注意的是,DroneHunter 是自主运行的:一旦部署,它就会迅速赶到现场,独立决定其所有行动,网罗猎物,然后返回以配备新的网。
克雷普斯说:“关于在战斗中使用自主无人机一直存在争论,到目前为止,各国似乎都在回避以致命能力使用它们。”“但与此同时,我们已经看到半自主无人机(美国用于反恐的无人机就是这样)和完全自主无人机之间的界限越来越模糊。”
克雷普斯说,在乌克兰这样的局势中,西方国家广泛支持向该国提供自卫所需的工具,“在这种类型的自主能力中使用反无人机系统可能具有真正的先发优势”, “这使我们进一步走上了自主性的滑坡。”