近日,乌克兰利用无人机和导弹,对俄罗斯境内1100公里的多个目标,发动了“史上最大规模攻击”,给俄罗斯造成了重大损失。堂堂全球军事强国俄罗斯都挡不住无人机的攻击,这无人机真就无敌了吗?
其实,无人机击落不难,但无人机成本远低于常用的硬杀伤武器弹药,所以如果不计成本地拦截,足以让防守方拦到破产。因此,堵塞无人机与控制站间的上下行通讯,以及破译其通讯内容并下达错误指令,成为多数国家对抗无人机的常用软杀伤策略。
这种软杀伤策略,在无人机开始被商业化应用的同时就已被普及。但这些干扰技术在俄乌两国开始相互使用基于民用技术改装的简易无人机相互攻击的时候达到了技术更新的最高峰。以俄罗斯部署到T-80BVM坦克身上的防波堤干扰站为例,这种坦克身上的信号干扰站将会针对使用商用2.4Ghz和5.8Ghz频段进行通信的无人机进行信道堵塞式干扰,使自杀式无人机逼近到距离坦克600米甚至更近的距离后失去控制。
在跳频和扩频干扰机制被作为商用级技术陆续下放,且装备到新式商用无人机及其遥控器后,针对单一脉冲频段的干扰已不再能对新式商用无人机发挥作用,在这个前提下,想要通过完全封锁2.35~2.45GHz至5.75~5.85GHz频段来进行无人机干扰作业,不仅需要千瓦级输入功率的大型干扰机,而且会让友军携带的其他电子设备失效。因此,通过破译无人机上下行链路的调频规则,电子干扰设备能够针对性干扰无人机与控制站间的通信;若能进一步解析通讯协议,则可接管并控制敌军无人机,使其丧失功能。
以色列国家安全局就曾对外展示一款代号为“EnforeceAir”的新式反无人机系统,并对外宣称该反无人机系统拥有在发现非友军无人机后会尝试夺取无人机操控权,并在成功夺取控制权后,向目标无人机发出指令要求其在指定地点着陆的能力。
针对以上系统所具备的能力,非卫星导航和定位系统,就是传统性质的惯性引导、星光定位系统、康塔导航设备这类不依赖卫星定位系统的导航和定位装置,成为了对抗该类反无人机系统的主流装备。虽然该系统从设计上并不具备电子对抗能力,但它却能有效反制定位信息干扰这一最为常见的对无人机干扰手段。
譬如,使用反无人机装置的人可以通过特定的技术手段,如ADS2300C便携式无人机管控枪通过定向天线发射干扰信号,或ADS2200C动态区域无人机诱骗防御系统通过发射诱骗干扰信号,可以实现对无人机的有效管控和驱离。然而,每种系统都有其特定的应用场景和限制,例如AUDS反无人机系统虽然能在8公里范围内干扰并可能接管无人机控制权,但其功能和效果依赖于系统配置和无人机类型。一旦无人机与控制站断联并启动自行返航,类似EnforeceAir之类的反无人机设备即能发送错误定位信息,使无人机误认指定地点为着陆点,进而受反无人机系统控制着陆。
不过在乌克兰战场上,我们很少能看到无人机遭对方控制而迫降的案例,因为对通信频段、通信协议的加密和保护,可以有效提升无人机的电子对抗能力。譬如在国内,商业用无人机被允许申请和使用841~845Mhz、2.4~2.475Ghz和5.725~5.829Ghz传输控制数据,但具体会使用到哪个频段,采用什么类型的加密算法,却是不对外公开的。利用加密钥匙和函数设定随机频段及调频,转换无人机与通信站的上下行信息为密文交流,避免通道堵塞和垃圾信息压制(部分技术禁用于民用无人机),确保通讯畅通。
除了强化通讯秘钥和提升抗干扰性能,使用其他通讯协议和通信体系作为备份通讯系统,也能起到出其不意的效果。就像在俄乌两国之间的无人机大战中,相当部分俄罗斯无人机使用了加装乌克兰本地手机SIM卡的4G通信模块,它们在抵达目标附近后,其上下行数据将由乌克兰民用通信基站进行转发,该技术被应用后,俄罗斯无人机在一定程度上获得对抗乌克兰电磁对抗和反制系统的能力。
比如,有乌克兰无人机分析公司于2023年12月宣称,在被击落的俄罗斯Shahed-136型无人机中发现了由乌克兰Kyivstar电信公司生产的带SIM卡的4G通信模块。乌克兰方面认为,这些无人机身上的4G模块实际上具备两个功能:
如果俄罗斯的无人机上的4G模块连接到了乌克兰的民用通信基站,它们将会被当作备份通信数据链使用,这让这些Shahed-136型无人机即使遭受乌克兰反无人机系统的电磁压制,也依旧能与控制中心保持联系,继续执行对应目标。即使这些4G通讯系统回传的信息遭受了可怕的延迟,它们能将无人机在被击落之前最后的所见所闻发回俄罗斯的指挥通信系统,并为他们的下次打击提供各类参考信息。
另外,俄罗斯近期还用一种更粗暴的方式,解决了无人机的抗干扰问题,那就是有线制导。乌克兰军队曾缴获一种使用10公里长的光纤作为控制手段的自杀式无人机,该无人机使用光纤作为数据传输装置这个设计,使该型无人机完全免疫任何软杀伤攻击。
除了完全免疫各类电磁干扰和压制等软杀伤手段以外,该无人机还具备一定的隐身能力。但这种无人机能“隐身”的原因却非常简单——有线制导意味着该型号无人机不需要接受或者对外发送无线电信号,那么,对于以检测电磁频谱为主要探测手段的绝大多数反无人机平台来说,它就和厘米波雷达面前的F-117一样,是完全隐形的。
光纤,能让无人机免疫电磁干扰,那些不能使用光纤传输数据的无人机,是不是就是完全没有应对电子武器的能力呢?其实未必。无人机应对软杀伤的第一个战术,就是确保自己不需要对外接收或者发送任何信息——就像那台使用光纤传输数据的无人机那样,不发送和接收信号,那就没有电子战平台能看到它。
2021年,俄罗斯的KRET公司就宣布,他们为客户开发出了全新的惯性导航系统,并宣称该系统将能在没有卫星通信和地标支持的前提下大幅提升无人机单位的导航精确度。
另外,俄罗斯无人系统解决方案中心已成功开发一系列可用于自杀式无人机的光学导航设备,并已将这些设备投入与乌克兰之间的战争当中,这些设备将允许FPV控制员命令他们的无人机在锁定目标后进入自动攻击模式并且无需继续操作——这些特殊光学导航设备存在的最大意义在于,它们能让俄军FPV飞手们在距离目标较远的地方给他们的无人机下达最终指令,而无人机距离目标越远,它们就越难被干扰,那么,在进入终末打击阶段之前被软打击消灭掉的可能性,也就越低。
而对于高性能、具备远程航行能力的中型无人机,如Shahed-136型,这种无人机较大的体型使它们能够搭载FPV用自杀导航设备及如乌克兰电信公司4G通讯模块等第三方辅助通信设备。基于这些设备,这些半自动化的中型无人机可以在即将进入战斗区域时通过第三方通讯模组控制中心保持不算稳定的联系,而类似无人系统解决方案控制中心研发的自杀式无人机光学导航设备能让控制中心在与无人机丢失连接之前给予它们断绝联系后必须执行的最终指令,在这之后,不需要维持通信的它们也就不必担心自己遭遇电子战攻击了。
当然,如果这些软防御手段都失效后,还可以用硬杀伤的方式摧毁敌方的反无人机电子战平台。比如,在自杀式无人机上安装针对2.4Ghz频段或者5.8Ghz信号的导引头,与普通自杀无人机编队出击,一旦发现敌方反无人机设备的信号,便可自动攻击。
道高一尺,魔高一丈,俄乌战场上的这场无人机攻防大战还将继续,我们拭目以待。