金网-财经股票门户网站
金网
>
聚合
>
科技

防空和无人机技术的局限

2022-08-01 11:09:27 来源:
摘要:例如,在俄罗斯入侵乌克兰的早期,一些观察家欢呼土耳其无人机作为决定性武器,以至于出现了流行的筹款活动,为乌克兰购买更多的TB2。我们的实证分析表明,现代防空系统对中空长航时(MALE)军用无人机构成了特别严重的威胁,这与电磁反向散射的物理特性、综合防空系统的运行方式以及现代信号处理有关。
 
   

    经过二十年的炒作,乌克兰战争正在促使人们重新评估军用无人机的效用。乌克兰军队在冲突初期使用土耳其Bayraktar TB2无人机发挥了巨大作用,美国已讨论出售乌克兰MQ-1C灰鹰。但随着战争的进展,这些平台变得不那么有效了。据《外交政策》杂志采访的乌克兰空军飞行员称,土耳其 TB2“在 [战争] 的最初几天非常有用和重要,阻止了 [装甲车] 纵队,但现在 [俄罗斯人] 建造了建立良好的防空系统,它们几乎毫无用处。” 另一位乌克兰空军飞行员也表达了这种观点,他说Breaking Defense,“在我们的案例中,使用如此昂贵的无人机 [如灰鹰] 非常危险,因为 [the] 敌人的防空系统...... 这里不是阿富汗。” 同样,为 The Drive 撰稿的军事分析家指出,美国国防规划者也有类似的评估。“[T]美国陆军已经就[灰鹰]即使在威胁相对有限的环境中生存的能力得出了许多相同的结论,”他们写道。“出于同样的原因,美国空军一直在寻求摆脱灰鹰的大表亲 MQ-9 死神。”
 
    这些评估与军用无人机是制胜武器系统的主流说法相矛盾。例如,在俄罗斯入侵乌克兰的早期,一些观察家欢呼土耳其无人机作为决定性武器,以至于出现了流行的筹款活动,为乌克兰购买更多的 TB2。在 2020 年亚美尼亚和阿塞拜疆之间的纳戈尔诺-卡拉巴赫战争以及 2019 年利比亚西部战役期间出现了类似的叙述,当时一些分析将武装无人机描述为“灵丹妙药”或“游戏规则改变者”。鉴于这些理解,《纽约客》甚至声称 TB2“改变了战争的性质”。
 
    在最近的两篇文章中,一篇发表在国际安全 和即将发表在安全研究中,我们通过关注试图穿透敌方领空的军用无人机和试图保护它的防空系统之间的动态相互作用来理解这些不同的观点。尽管关于无人机的争论在很大程度上忽略了防空系统的作用,但我们认为,自 1960 年代以来,电子、材料和推进系统的改进极大地提高了防空系统探测、跟踪、交战和摧毁空中目标的能力。因此,防空系统对任何飞机都是巨大的威胁——正如美国在越南和南斯拉夫的经验所表明的那样。在我们的一篇学术文章中,我们研究了利比亚内战、叙利亚内战和纳戈尔诺-卡拉巴赫战争。我们的实证分析表明,现代防空系统对中空长航时 (MALE) 军用无人机构成了特别严重的威胁,这与电磁反向散射的物理特性、综合防空系统的运行方式以及现代信号处理有关。
 
   

    MALE无人机可以穿透由某些类型的防空系统保护的敌方领空,但对具有陆基和机载雷达和交战系统的现代综合防空系统无效。它们对现代雷达没有重大挑战:据报道,大多数 MALE 无人机的雷达回波使它们在远距离可检测和可跟踪。俄罗斯的预警雷达可以探测到最远 126 英里外的 MALE 无人机等飞行器,火控雷达可以探测和跟踪最远 69 英里的飞行器。
 
    此外,旨在减少敌方防空系统反应时间的战术仅对综合防空系统的某些节点有效。例如,想要穿透敌方领空以使用武装无人机打击地面目标的空军可以采用特定战术——例如低空飞行以推迟敌方雷达的探测——但这种战术仅对地面系统有效,不反对空降的。随着雷达高度的增加,它可以探测到低空飞行的飞机的距离也会增加;防空系统仍然可以通过在山顶或高桅杆上部署雷达来设法探测到低空飞行的飞机,或者依靠空中资产,如空中预警和控制飞机或巡逻喷气式战斗机。
 
    现代防空系统的能力并不意味着 MALE 无人机总是会被检测到——检测是一种概率游戏。然而,与最先进的防空系统相比,MALE 无人机本身不太可能系统地、持续地取得成功,因为不同类型的陆基和机载系统将能够检测、识别、跟踪和参与来袭的无人机。俄罗斯的防空系统将这些能力结合起来,使得穿透俄罗斯领空变得困难。正如一名乌克兰空军飞行员告诉Breaking Defense 的那样,“我的意见是现在了解俄罗斯的防空系统,并且知道灰鹰的导弹射程,我会给你 90% 的机会它会被击落。”
 
   

    自1960 年代现代防空系统发展以来,空战一直由防空和空中突防之间的“隐藏者”竞争主导。这种隐藏者竞赛惩罚那些未能掌握避免敌人发现所需的一套战术、技术、程序、技术和能力的人,而可探测的敌方目标则付出沉重的代价。防空能力越强,空中突防越困难;空中穿透能力越强,防空就越困难。
 
    对于空中渗透,隐藏者竞赛需要避免、降低和/或摧毁敌人的防空系统。由于无人机可以被雷达系统检测、跟踪和使用,因此在拥有现代综合防空系统的国家使用无人机将需要广泛的基础设施和运营支持。首先,一个国家可能会使用网络攻击来 削弱敌方的防空网络。其次,情报、监视和侦察能力需要实时检测地面防空系统的位置并将其传输给任务规划人员,以便他们能够识别出利用雷达覆盖空白的可能路线,并最大限度地降低检测概率。第三,支援部队将需要部署诱饵来欺骗敌方防空系统,使其暴露其位置,以便压制资产可以用反辐射导弹和游荡弹药瞄准他们。任何飞来攻击这些防空系统或后续目标的飞机都必须得到电子战资产的支持,这些资产可能会蒙蔽或欺骗任何仍然活跃的敌方雷达。
 
    对于使用MALE无人机的国家来说,寻人者竞争是否困难取决于敌方防空能力。如果敌人拥有有限的防空系统,在敌方领土上使用 MALE 无人机带来的风险相对有限,尽管它仍然需要在通信、控制中心、情报、监视、目标获取等方面提供广泛的基础设施和组织支持。这就是为什么在全球反恐战争期间,美国广泛使用 MALE 无人机进行平叛行动。但即使在这些防空能力相对薄弱的环境中,MALE 无人机也变得越来越脆弱近年来,随着叛乱分子和叛乱分子获得地对空导弹的机会增加。
 
    面对更强大的敌方防空系统,隐藏者的竞争变得更加苛刻和无情。在过去的 20 年中,数据收集(传感器灵敏度和多传感器连接)、数据存储(大数据)和数据分析(例如机器学习)的改进显着增强了防空系统的检测、跟踪、和识别。此外,最先进的防空系统现在拥有先进的网络防御和电子对抗措施,以避免被发现、干扰或压制。这些能力进一步使空中穿透的任务复杂化。
 
    无人机的脆弱性在利比亚尤为明显,土耳其利用 2020 年 1 月停火的机会部署了防空系统,帮助击落了中国制造的 MALE 无人机,阻止了它们的进一步使用。MALE无人机在最近的冲突中取得成功是因为它们与其他资产和平台结合使用,例如使敌方雷达失明和欺骗的电子战、欺骗敌方雷达的诱饵、利用无人机侦察数据进行打击的火炮提供目标信息的敌方阵地或特种部队。
 
    实际上,无人机并没有导致空中进攻占主导地位的时代。相反,MALE 无人机仍然容易受到最先进的防空系统的攻击。因此,由于在常规冲突中有效使用军用无人机所需的支持资产和能力,无人机并没有成为世界政治的平衡器。他们扩大了现有的权力不平衡,而不是消除它们。尽管人们普遍认为无人机是一种制胜武器,各国无需在地面部署部队即可发动战争,但熟练的军事人员一直是最近冲突的关键因素。
 
    一些评论员认为,由于成本要低得多,无人机是可消耗的——这一功能提供了进攻优势,并赋予较弱的行动者权力。这有一定道理,但论证需要加以限定。首先,即使是消耗性无人机也必须足够复杂,才能在有争议的空域有效,但使它们有效的技术是提高其成本并降低其消耗性的投资。此外,还有许多相对便宜的解决方案可以将来袭的敌方无人机接地,包括便携式防空系统、高射炮和电子战系统等。最后,一些观察家认为未来无人机群将对防空系统构成巨大威胁。这很可能是真的,但前提是蜂群技术能够压倒等式另一端的新发展:随之而来的防空技术的进步。人工智能和大数据等被认为可以加强进攻的技术也在加强防守。应该调查未来的集群战术是否能够击败防空系统,而不是假设。
 
    我们的文章关注高科技时代攻击和防御力量之间的相互作用。在此过程中,我们调整了在历史上发挥关键作用的创新和反创新动态,以适应精确时代的紧迫性。在过去,创新和反创新的动力导致了更强大的防御——盾牌、堡垒墙和盔甲——以及更强大的武器——从弓箭到炮弹的发展。在精确和破坏性弹药的时代,竞争是要在躲避他们的防御的同时找到敌人。隐藏者竞争的原则已应用于潜艇战和网络战的趋势,并承诺帮助照亮其他领域。这些竞争动态表明,有必要将防空系统的作用重新带入无人机战争的讨论中,而对无人机和其他新航空技术的许多分析并未引起足够的重视。正如防空系统历史学家肯尼斯·韦雷尔 (Kenneth Werrell)所说,“读者对飞机的兴趣远胜于击落飞机的武器。” 然而,自二战以来防空系统的作用怎么强调都不为过。正如乌克兰空军飞行员告诉Breaking Defense 的那样,“我想说,地面防空是这场战争的关键,而且它仍然是 [前进] 的关键。”

图片新闻

返回顶部