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反无人机(C-UAS)技术,受到国防部关注

转载 2020-03-29 20:03 CRS报告 来源:雷达通信电子战

无人飞机系统(UAS),通常被称为无人机,可供国家、组织和个人使用。这些系统可以为美国的对手提供一种低成本的手段,对美国军队执行情报、监视和侦察任务,或攻击美国军队。此外,许多小型无人机由于其尺寸、结构材料和飞行高度等原因,无法被传统防空系统探测到。

因此,在2020财年,国防部(DOD)计划在反无人机(C-UAS)研发上至少投入3.73亿美元,在C-UAS采购上至少投入2亿美元。随着国防部继续开发、采购和部署这些系统,国会对其使用的监督可能会增加,国会可能不得不就未来的授权、拨款和其他立法行动做出决策。

反无人机(C-UAS技术

C-UAS可以采用多种方法来检测是否存在敌对或未经授权的UAS。第一种是使用光电、红外或声学传感器,分别通过目标的视觉、热和声音特征来检测目标。第二种方法是使用雷达系统。然而,由于受限于特征和尺寸的大小,它们并不总是能够检测到小型UAS。第三种方法是使用射频传感器来识别和控制UAS的无线信号。这些方法经常会被结合起来,以提供更有效的分层检测能力。一旦被检测到,UAS可能会被禁用或摧毁。电子战“干扰”技术会干扰无人机及其操作员的通信链路。干扰设备可轻至5至10磅,是便携式的(见图1),或重至几百磅,被固定在具体位置或安装在车辆上。

无人机也可以被枪支、捕网、定向能、传统防空系统,甚至是老鹰等训练有素的动物来捕获或摧毁。国防部正在开发和采购一些不同的C-UAS技术,以确保强大的防御能力。

空军

美国空军正在测试用于C-UAS任务的高功率微波和激光这两种形式的定向能。例如,2019年10月,美国空军收到一架车载C-UAS原型机(高能激光武器系统HELWS)的交付,该原型机将在海外进行为期一年的实地测试。HELWS旨在几秒钟内识别并压制敌方或未经授权的无人机,并且,当它连接到发电机时,可提供“几乎无限的射击次数”。2016年的小型无人机飞行计划中,美国空军可能会另外寻求机载C-UAS的选择,但这种努力的现状尚不清楚。

海军

2014年,海军在USS Ponce号(LPD-15)上部署了第一种也是迄今为止唯一一种可操作的定向能武器——激光武器系统(LaWS)。LaWS是一个30千瓦的激光样机,能够执行C-UAS任务。海军还计划到2021年在USS Preble(DDG-88)上部署能干扰UAS传感器的光学眩光器(ODIN)和60千瓦的激光HELIOS。这两种系统都旨在保护美国设施免受UAS攻击。此外,在2019年3月28日的备忘录中,海军宣布将与国防数字服务部合作,“迅速开发新的[基于网络的] C-UAS产品,以应对不断发展的UAS威胁。”

海军陆战队

海军陆战队通过其地面防空(GBAD)项目办公室为多个C-UAS系统提供资金。例如,2019年,美国海军陆战队完成了使用干扰和枪支的海上防空综合系统(MADIS)的海外测试。该系统可以安装在MRZR全地形车、联合轻型战术车和其他平台上(见图2)。

在2019年7月,美国海军陆战队在Boxer号(LHD-4)上使用MADIS压制了一艘被认为是在该舰“威胁范围”内的伊朗无人机。作为GBAD的一部分,海军陆战队也正在采购紧凑型激光武器系统(CLaWS),这是国防部批准的第一个陆基激光武器系统。据报道,该系统有2千瓦、5千瓦和10千瓦三种型号,陆军也在使用。尽管海军陆战队已经试验了便携式C-UAS技术,但现在海军陆战队指挥官大卫·伯格(David Berger)在2019年向国会说,由于重量和功率要求,他们“没有挑好”。

陆军

2016年7月,陆军发布了C-UAS战略,以指导其C-UAS能力的发展(迄今为止,这是唯一一个公开发布的服务)。2017年4月,美国陆军技术出版物《反无人飞机系统技术》(Counter Unmanned Aircraft System Technics)对此进行了概述:“作战期间防御低、小、慢(LSS)无人空中威胁的计划考虑”以及“如何计划将C-UAS士兵任务纳入部队训练活动”。C-UAS也是美国陆军作战能力发展司令部的六层防空和导弹防御概念的一部分:1)弹道、低空无人机交战(BLADE)2)多任务高能激光(MMHEL)3)下一代火控雷达4)机动防空技术(MATT)5)高能激光战术车(HEL-TVD)6)低成本远程防空(LOWERAD)尽管这些系统仍在开发中,但陆军已经部署了一些便携式、车载和机载C-UAS系统。此外,与海军一样,它还与国防数字服务部合作开发了计算机支持的C-UAS产品。

国防部国防部正在研究和开发一些C-UAS技术。例如,简易威胁联合打击组织(JIDO),前身是简易爆炸装置联合打击组织,在2017年主办了一个UAS硬杀伤挑战赛,旨在检查禁用UAS的动力学选项。

同样,联合参谋部和其他国防部机构也参与了C-UAS的工作,如“黑色飞镖”(Black Dart),这是一项旨在“评估和验证”现有和新兴的防空和导弹防御能力以及特定于C-UAS任务集的概念的演习,以及“倡导”士兵所需的C-UAS能力的演习,美国国防高级研究计划署(DARPA)资助了反战导弹等C-UAS的技术开发项目,即“开发用于预测和击败未来自主系统的系统”,以及用于舰载防御的多方位防御快速拦截回合交战系统。2019年12月,国防部开始精简国防部的各种C-UAS项目,指定陆军为执行机构,负责监督国防部所有C-UAS开发工作。新的陆军领导的办公室与作战司令部和负责采购和维持的国防部副部长办公室协商,计划测试和评估已部署的系统,并确定3至5个C-UAS系统用于采购。

国会可能面临的问题

•国防部对C-UAS系统的资助在研发和采购项目之间是否适当平衡?•国防部指定的C-UAS执行代理在多大程度上减少了C-UAS采购的冗余并提高了采购效率?•国防部与国土安全部、司法部和能源部等其他部门和组织在多大程度上协调C-UAS的开发和采购?•是否需要对空域管理、作战概念、交战规则或战术进行任何更改,以优化C-UAS系统的使用和/或消除与其他美国军事行动的冲突?•国防部在多大程度上(如果有的话)与联邦航空管理局和国际民用航空当局协调,以识别和减轻民用飞机的C-UAS操作风险?

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