Αντίμετρα για μη επανδρωμένα αεροσκάφη υψηλής τεχνολογίας-που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα στρατιωτικά-αντίμετρα με drone υψηλής τεχνολογίας
χρησιμοποιείται στη σύγχρονη στρατιωτική Υψηλή-τεχνολογίααντίμετρα droneχρησιμοποιείται στον σύγχρονο στρατό
Τα συστήματα μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAS) έχουν μεταμορφώσει γρήγορα το σύγχρονο πεδίο μάχης. Σήμερα, τα μικρά drones μπορούν να εκτελούν όχι μόνο αποστολές αναγνώρισης, επιτήρησης, εντοπισμού στόχων και ηλεκτρονικών αποστολών, αλλά και εργασίες μεταφοράς και ακόμη και να μεταφέρουν καταστροφικά ωφέλιμα φορτία. Το σχετικά χαμηλό κόστος και η αυξανόμενη αυτονομία των drones συνιστούν μια αυξανόμενη πρόκληση για τις στρατιωτικές δυνάμεις: πώς να ανιχνεύσουμε και να αναχαιτίσουμε τα drones χωρίς να επιβαρυνθείτε με κόστος που υπερβαίνει κατά πολύ εκείνο του εισβολέα;
Υψηλής-τεχνολογίαςαντίμετρα droneπου χρησιμοποιούνται σε σύγχρονες στρατιωτικές εφαρμογές γίνονται βασικό συστατικό των σύγχρονων συστημάτων αεράμυνας. Τα σύγχρονα συστήματα counter-drone ή anti-drone (C-UAS) δεν περιορίζονται πλέον στον παραδοσιακό εξοπλισμό ραδιοεμπλοκής. Μια ώριμη αρχιτεκτονική C-UAS μπορεί να ενσωματώσει ραντάρ, ανίχνευση ραδιοσυχνοτήτων (RF), ηλεκτρο-οπτικές/υπέρυθρες κάμερες, ακουστική ανίχνευση, τεχνητή νοημοσύνη, ηλεκτρονικό πόλεμο, κατευθυνόμενα ενεργειακά όπλα και κινητικούς αναχαιτιστές. Ο βασικός του στόχος είναι να δημιουργήσει ένα πολυεπίπεδο αμυντικό σύστημα ικανό να ανιχνεύει, να παρακολουθεί, να αναγνωρίζει και να εξουδετερώνει drones.
1. Ραντάρ ανίχνευσης μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV).
Το ραντάρ είναι μια από τις πιο σημαντικές τεχνολογίες στον σύγχρονο στρατόμετρητής-συστήματα UAV. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή χειροκίνητη παρατήρηση, το ραντάρ μπορεί να παρακολουθεί συνεχώς τον εναέριο χώρο και να παρέχει πληροφορίες όπως η θέση, η ταχύτητα και η τροχιά του στόχου. Τα ειδικά ραντάρ αντιαεροπορικής-UAV είναι βελτιστοποιημένα για μικρούς στόχους χαμηλής-ταχύτητας και μπορούν να ανιχνεύσουν μικρά UAV που τα παραδοσιακά ραντάρ αεράμυνας ενδέχεται να μην αναγνωρίζουν εύκολα. Τα σύγχρονα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιήσουν είτε ενεργό ραντάρ είτε συνδυασμό ενεργού και παθητικού ραντάρ. Τα πλεονεκτήματα του ραντάρ περιλαμβάνουν μεγαλύτερη εμβέλεια ανίχνευσης, λειτουργία παντός{6}}καιρού και δυνατότητα ταυτόχρονης παρακολούθησης πολλών στόχων. Μπορεί επίσης να ανιχνεύσει UAV που δεν εκπέμπουν ενεργά σήματα ραδιοσυχνοτήτων, αντισταθμίζοντας έτσι τις ελλείψεις των συστημάτων ανίχνευσης αμιγώς ραδιοσυχνοτήτων.
Η τεχνολογία Micro-Doppler μπορεί να αναλύσει τα χαρακτηριστικά που δημιουργούνται από κινούμενα μέρη όπως ο ρότορας του UAV, βελτιώνοντας έτσι τις δυνατότητες ταξινόμησης στόχων. Το ειδικό μικρο-ραντάρ Doppler μπορεί να βοηθήσει το σύστημα να διακρίνει τα UAV από άλλους μικρούς κινούμενους στόχους, όπως τα πουλιά.
2. Ανίχνευση Ραδιοσυχνοτήτων (RF) και Ηλεκτρονική Νοημοσύνη
Πολλά μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) βασίζονται σε σήματα ραδιοσυχνοτήτων (RF) για να επικοινωνούν με τους ελεγκτές τους. Τα συστήματα ανίχνευσης ραδιοσυχνοτήτων μπορούν να παρακολουθούν παθητικά το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα για να ανιχνεύσουν πιθανή δραστηριότητα UAV και, σε ορισμένα συστήματα, να αναλύσουν περαιτέρω τη θέση ή τα χαρακτηριστικά σήματος του UAV και του ελεγκτή του.
Ένα βασικό πλεονέκτημα της ανίχνευσης ραδιοσυχνοτήτων είναι η παθητική λειτουργία της. Μπορεί να ακούσει για σήματα χωρίς να τα εκπέμπει ενεργά. Ωστόσο, έχει και σημαντικούς περιορισμούς. Για παράδειγμα, αυτόνομα ή RF{2}}σιωπηλά UAV ενδέχεται να μην παρέχουν παραδοσιακά σήματα ελέγχου. Επιπλέον, πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα και τα συνεχώς εξελισσόμενα πρωτόκολλα επικοινωνίας μπορούν να μειώσουν τις δυνατότητες αναγνώρισης των συστημάτων ραδιοσυχνοτήτων. Σε σύγχρονα στρατιωτικά περιβάλλοντα, η ανίχνευση ραδιοσυχνοτήτων ταιριάζει καλύτερα ως αναπόσπαστο μέρος ενός συστήματος πολλαπλών-αισθητήρων.
3. AI-Ηλεκτροκίνητοι αισθητήρες-Οπτικοί και υπέρυθροι αισθητήρες
Τα ηλεκτρο-οπτικά (EO) και τα υπέρυθρα (IR) συστήματα παρέχουν πιο διαισθητική οπτική επιβεβαίωση για την ανίχνευση drone. Οι κάμερες υψηλής-ανάλυσης βοηθούν τους χειριστές να αναγνωρίσουν τον στόχο που ανιχνεύθηκε, ενώ οι αισθητήρες υπερύθρων παρέχουν βοηθητικές δυνατότητες ανίχνευσης σε περιβάλλοντα χαμηλού-φωτισμού. Η τεχνολογία αναγνώρισης εικόνας AI ενισχύει περαιτέρω τις δυνατότητες αυτόματης ταξινόμησης και αναγνώρισης στόχων. Οι αισθητήρες EO παρέχουν οπτικές πληροφορίες σχετικά με το drone και το πιθανό ωφέλιμο φορτίο του και μπορούν να ενσωματωθούν με κάμερες EO/IR σε συστήματα διοίκησης και ελέγχου μετρητών. Ωστόσο, οι κάμερες είναι ευαίσθητες στο σκοτάδι, την ομίχλη, τον καιρό και τα εμπόδια, και ως εκ τούτου συχνά χρειάζεται να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με ραντάρ, RF ή ακουστικά συστήματα.
4. ΑκουστικήΑνίχνευση Drone
Οι ακουστικοί αισθητήρες ανιχνεύουν στόχους εντοπίζοντας τους ήχους που παράγονται από τους κινητήρες και τους ρότορες του drone. Σε σύγκριση με το ραντάρ, τα ακουστικά συστήματα έχουν συνήθως μικρότερο εύρος ανίχνευσης, αλλά μπορούν να χρησιμεύσουν ως πολύτιμος βοηθητικός αισθητήρας σε περιβάλλοντα με κακή ορατότητα.
Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι ο θόρυβος του περιβάλλοντος. Ο θόρυβος του οχήματος, του κινητήρα, των μηχανημάτων, του ανέμου και του πεδίου μάχης μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα αναγνώρισης. Η ακουστική ανίχνευση είναι η πλέον κατάλληλη για συστήματα σύντηξης πολλαπλών-αισθητήρων σε συνδυασμό με άλλους αισθητήρες.
5. Ηλεκτρονικός Πόλεμος: Εμπλοκή και εξαπάτηση ραδιοσυχνοτήτων
Ο ηλεκτρονικός πόλεμος είναι ένας τομέας που συζητείται ευρέως στη σύγχρονη τεχνολογία αντιμετώπισης-drones.
Η εμπλοκή ραδιοσυχνοτήτων διαταράσσει κυρίως τη σύνδεση επικοινωνίας μεταξύ του drone και του ελεγκτή του ή επηρεάζει τα σχετικά σήματα πλοήγησης, εμποδίζοντας το drone να συνεχίσει την αποστολή του σύμφωνα με τις αρχικές μεθόδους ελέγχου του. Ανάλογα με τη σχεδίαση και τις διαδικασίες ασφαλείας του drone, η διακοπή της επικοινωνίας μπορεί να προκαλέσει προσγείωση, επιστροφή-στο-σπίτι ή άλλες προκαθορισμένες λειτουργίες.
Αντίθετα, οι τεχνικές εξαπάτησης δεν καταστέλλουν απλώς τα σήματα, αλλά προσπαθούν να δώσουν στον στόχο ψευδείς πληροφορίες, επηρεάζοντας έτσι την πλοήγηση ή τη συμπεριφορά επικοινωνίας του drone. Αυτές οι τεχνικές προσφέρουν μη{1}}κινητικά αντίμετρα, αλλά ενέχουν επίσης κινδύνους. Το μπλοκάρισμα μπορεί να επηρεάσει φιλικά συστήματα επικοινωνίας, ενώ η αποτελεσματικότητα των τεχνικών εξαπάτησης εξαρτάται από τη συγκεκριμένη αρχιτεκτονική πλοήγησης και επικοινωνίας του drone.
6. Όπλα μικροκυμάτων υψηλής ισχύος
Τα μικροκύματα υψηλής{0}}ισχύς (HPM) αντιπροσωπεύουν έναν άλλο αναδυόμενο τύπο τεχνολογίας κατευθυνόμενης-ενέργειας κατά- drone. Τα συστήματα HPM δεν χτυπούν απευθείας drones με συμβατικά πυρομαχικά, αλλά αντίθετα χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια υψηλής έντασης{{4} για να επηρεάσουν τα ηλεκτρονικά και επικοινωνιακά τους συστήματα.
Το πιθανό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η ικανότητά της να επηρεάζει πολλαπλά drones εντός μιας συγκεκριμένης εμβέλειας, γεγονός που την καθιστά εξαιρετικά πολύτιμη για την άμυνα των σμήνων drones. Παραδοσιακά εφαρμόζεται περισσότερο στον στρατιωτικό τομέα. Η HPM εξακολουθεί να αντιμετωπίζει προκλήσεις που σχετίζονται με το κόστος, τις απαιτήσεις ισχύος, την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και τον αντίκτυπο του περιβάλλοντος ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
7. Όπλα λέιζερ υψηλής-Ενέργειας
Τα λέιζερ υψηλής-ενέργειας αποτελούν επίσης μια σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία κατά των-drones.
Τα όπλα λέιζερ χρησιμοποιούν εξαιρετικά συγκεντρωμένη ενέργεια για να επιτεθούν σε στόχους, αντί να βασίζονται σε συμβατικά πυρομαχικά. Αυτό σημαίνει ότι όταν αντιμετωπίζετε μεγάλο αριθμό-drones χαμηλού κόστους, τα λέιζερ μπορεί να προσφέρουν ένα ελκυστικό κόστος παρακολούθησης μονάδας.
Το λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί εναντίον ορισμένων drones που δεν επηρεάζονται εύκολα από τον συμβατικό ηλεκτρονικό πόλεμο, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων αυτόνομων πλατφορμών πτήσης. Ο καιρός, οι ατμοσφαιρικές συνθήκες, η παρακολούθηση στόχων, η οπτική-γραμμή-και η ίδια η δομή του drone επηρεάζουν την πραγματική αποτελεσματικότητα των όπλων λέιζερ. Τα λέιζερ υψηλής{4}}ενέργειας είναι πιο κατάλληλα ως μέρος ενός πολυεπίπεδου αμυντικού συστήματος αντί να αντικαθιστούν πλήρως τα παραδοσιακά όπλα αεράμυνας.
8. Kinetic Interception και Drone-to-Drone Interception
Όταν τα ηλεκτρονικά αντίμετρα αποτυγχάνουν να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά μια απειλή, οι στρατιωτικές δυνάμεις μπορούν να χρησιμοποιήσουν κινητική αναχαίτιση.
Οι σχετικές τεχνολογίες περιλαμβάνουν συμβατικά πυρομαχικά αναχαίτισης, ειδικά αντι-πυρομαχικά drone, αναχαιτιστές drone και συστήματα παγίδευσης διχτυών-. Οι κινητικές μέθοδοι μπορούν να παρέχουν πραγματική ικανότητα «σκληρού-θανατώματος», αλλά εισάγουν επίσης ζητήματα όπως η κατανάλωση πυρομαχικών, ο κατακερματισμός, οι παράπλευρες ζημιές και η αναλογία κόστους-οφέλους. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε περιβάλλοντα πεδίου μάχης όπου τα drones χρησιμοποιούνται εκτενώς.
9. AI, Sensor Fusion και C{1}}UAS Command and Control
Μία από τις πιο σημαντικές τάσεις ανάπτυξης στη σύγχρονη τεχνολογία counter-drone δεν είναι η ενσωμάτωση ενός μόνο όπλου, αλλά η ενοποίηση πολλαπλών τεχνολογιών στο σύστημα.
Οι σύγχρονες πλατφόρμες C{0}}UAS μπορούν να συγκεντρώνουν δεδομένα από αισθητήρες ραντάρ, ραδιοσυχνοτήτων, ηλεκτρο-οπτικών, υπέρυθρων και ακουστικών σε ένα ενοποιημένο σύστημα εντολών και ελέγχου. Μέσω της σύντηξης αισθητήρων, το σύστημα μπορεί να σχηματίσει έναν πληρέστερο χάρτη κατάστασης του εναέριου χώρου και να επιλέξει κατάλληλα αντίμετρα για την τρέχουσα απειλή.
Οι προηγμένες αρχιτεκτονικές C-UAS μπορούν να λαμβάνουν δεδομένα από πολλούς αισθητήρες, να συγχωνεύουν τα δεδομένα σε μια ενοποιημένη κατάσταση εναέριου χώρου και να επιλέγουν περαιτέρω τα κατάλληλα αντίμετρα. Τονίζεται επίσης η σημασία των επεκτάσιμων,-ανεξάρτητων συστημάτων C2 με αισθητήρα. Η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική εκμάθηση μπορούν να βοηθήσουν περαιτέρω το σύστημα στην ταξινόμηση στόχων, τον εντοπισμό ανωμαλιών, την κατάταξη απειλών και το φιλτράρισμα συναγερμών. Αυτή η ικανότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν οι στρατιωτικές δυνάμεις αντιμετωπίζουν πολλαπλούς ή και μεγάλους αριθμούς drones.
10. Γιατί η πολυεπίπεδη άμυνα θα γίνει η μελλοντική τάση;
Επειδή οι απειλές από drone εξελίσσονται γρήγορα. Τα drones μπορούν να τροποποιηθούν, να εκτελέσουν αποστολές αυτόνομης πτήσης, να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές μεθόδους επικοινωνίας και να αναπτυχθούν σε σμήνη.
Επί του παρόντος, δεν υπάρχει μια ενιαία, παγκοσμίως αποδεδειγμένη τεχνολογία counter-drone ικανή να αντιμετωπίσει αξιόπιστα όλες τις πλατφόρμες και τα λειτουργικά περιβάλλοντα drone.
Μελλοντική υψηλή-τεχνολογίααντίμετρα droneπου χρησιμοποιείται στον σύγχρονο στρατό πιθανότατα θα σχηματίσει μια πλήρη πολυεπίπεδη αμυντική αλυσίδα: Ανίχνευση → Παρακολούθηση → Αναγνώριση → Εκτίμηση απειλών → Αντίμετρα → Επιβεβαίωση αποτελεσματικότητας. Το ραντάρ μπορεί να χειριστεί την έγκαιρη ανίχνευση στόχων. Τα συστήματα ραδιοσυχνοτήτων μπορούν να αναλύουν σήματα επικοινωνίας. Τα συστήματα EO/IR παρέχουν οπτική επιβεβαίωση. Το AI συγχωνεύει δεδομένα πολλαπλών-πηγών και δίνει προτεραιότητα στις απειλές. και τέλος, οι μέθοδοι ηλεκτρονικού πολέμου, κατευθυνόμενης ενέργειας, εξαγοράς δικτύου ή κινητικής υποκλοπής επιλέγονται με βάση την κατάσταση. Αυτή η αρχιτεκτονική μειώνει την εξάρτηση από μια ενιαία τεχνολογία και βελτιώνει τη συνολική αντίσταση του συστήματος στο μπλοκάρισμα και την προσαρμοστικότητά του.
Σύναψη:
Η ανάπτυξη του πολέμου drone έχει καταστήσει το C-UAS (Combat{1}}Agent-based Anti-Drone Systems) σημαντικό συστατικό των σύγχρονων στρατιωτικών συστημάτων αεράμυνας. Ραντάρ, ανίχνευση ραδιοσυχνοτήτων, κάμερες EO/IR, ακουστικοί αισθητήρες, ηλεκτρονικός πόλεμος, εξαπάτηση πλοήγησης, μικροκύματα υψηλής ισχύος, λέιζερ υψηλής-ενέργειας και κινητικοί αναχαιτιστές θα παίξουν ρόλο σε διαφορετικά σενάρια.
Ωστόσο, ένα πραγματικά προηγμένοαντι-σύστημα droneΔεν είναι απαραίτητα κάποιος που διαθέτει το πιο ισχυρό μεμονωμένο όπλο, αλλά μάλλον ένα που μπορεί να συνδέσει αισθητήρες, AI, συστήματα διοίκησης και ελέγχου και διάφορα αντίμετρα σε ένα συντονισμένο αμυντικό δίκτυο.
Καθώς τα drones γίνονται φθηνότερα, πιο αυτόνομα και πιο έξυπνα, οι στρατιωτικοί οργανισμοί θα χρειάζονται όλο και περισσότερο ευέλικτα και επεκτάσιμα συστήματα αντι-drone. Η βασική πρόκληση στο μέλλον θα είναι πώς θα επιτευχθεί ταυτόχρονα ταχεία ανίχνευση, ακριβής αναγνώριση, αποτελεσματική αναχαίτιση, λογικό κόστος, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και λειτουργική ασφάλεια. Το μέλλον του σύγχρονου στρατιωτικού αντι-πολέμου με μη επανδρωμένα αεροσκάφη δεν αφορά την εύρεση ενός-λεγόμενου "όπλου-για όλες τις χρήσεις", αλλά με τη δημιουργία ενός ευφυούς, πολυεπίπεδου, πολλαπλών-αισθητήρων και πολλαπλών-αντίμετρων συντονισμένου δικτύου C-UAS.
