制定精密战术：打造无敌作战方案

摘要：近年来，小型无人机的大规模普及和广泛应用使各国军队都面临着严峻的无人机威胁。美军也是如此。为应对这一新兴威胁，美军采取了一系列措施，以推动反小型无人机系统的研发、测试和部署工作。本文摘自美国国际战略研究中心发布的报告《反小型无人机系统：联合部队防空》，将对小型无人机威胁、应对策略及美军近年来进行的反小型无人机系统研发工作进行梳理和介绍。本文分为上下两篇，本篇为上篇。

关键词：反小型无人机系统，小型无人机，联合部队防空，联合反小型无人机系统办公室，美国国防部

过去十年，由于小型无人机成本低廉、操作简单、基础设施要求少以及在灰色地带行动中的应用等原因，其已经成为战场的核心装备。世界范围内的国家和非国家组织都在主要冲突、灰色地带行动、犯罪活动以及定点清除行动中使用了小型无人机。小型无人机的光学仪器和传感器在小型化方面取得了技术进步，这使其能够执行更多种类的任务，并成为主要的侦察装备，这些任务包括为大型火炮打击和导弹袭击提供目标瞄准。未来，小型无人机仍然会给各种军事设施和人口中心地区带来重大威胁。

目前，美国国防部已经认识到了反小型无人机的重要性。2020年1月，国防部成立了联合反小型无人机系统办公室（JCO），以快速制造新型防御系统原型，并迅速测试、演示和部署此类系统。近日，拜登政府的2022年《导弹防御评估》（Missile Defense Review）将反无人机纳入了对“‘导弹相关’威胁的防御”之中。

关于小型无人机的作战条令、组织结构、使用材料、训练培训以及其他事项仍在讨论之中，而美国及其盟国处于小型无人机和反小型无人机的发展关键阶段。小型无人机的大面积普及、相关监管措施的缺乏，以及其能力、技术和集成程度的提高使美军不得不应对这一不断演化的威胁。参与这些讨论的专家必须了解这一威胁及其可能的演化、目前现有的和正在研发的防御系统，以及这些系统的使用原则。不管是好是坏，今天制定的政策和体制将在未来数年中持续发挥作用。

一、小型无人机威胁

2022年12月下旬，俄罗斯军队对乌克兰多个关键区域的基础设施进行了大规模袭击，受袭区域包括哈尔科夫、基辅、利沃夫和敖德萨。在第一波攻击中，俄军部署了大量成本低廉的“见证者-136”（Shahed-136）无人机。乌空军官员认为，俄军使用该无人机对乌军的防空系统进行压制，以便其在第二波攻击中使用巡航导弹进行打击。此次袭击让乌克兰多地电力中断，其中包括像基辅和利沃夫这样的主要城市。俄军针对乌克兰主要能源设施的袭击历时数月，此次袭击只是其中的一部分，俄军希望以此打击乌克兰民众的士气，并使其在没有供暖的情况下过冬。

目前，小型无人机作为一种普遍成熟且杀伤威力大的现代空中威胁，已获得广泛的认可。小型无人机在俄乌冲突中的使用，只是其在过去十年中的众多应用案例之一。无人机操作员可通过小型无人机投弹或进行自杀式攻击的方式打击敌人。这些无人机还能够执行ISR任务——收集关于敌军位置和活动的信息。现代化小型无人机的传感器和数据链能够相互连接，以组成更大的杀伤链或为炮兵和其他精确制导弹药提供目标信息。在小型无人机执行此类任务的时候，目前的防空系统很难对其进行探测和拦截。

目前的防空反导系统不适合处理低慢小的无人机目标。继美国在20世纪90年代和21世纪初放弃发展短程防空系统后，美国军方一直面临着敌方无人机的威胁。其他国家也面临着同样的问题。2016年，以色列发射了2枚价值3百万美元的PAC-2拦截弹并派出一架战斗机紧急升空，以试图击落一架进入以色列领空的叙利亚小型无人机，但这一系列的行动最终都以失败告终。在沙特与也门胡塞武装的冲突中，沙特军队使用战斗机进行边境巡逻，并发射价值2百万美元的空空导弹击落了价值仅为数百美元的多架无人机。在长时间的作战行动中，这些应对措施将会造成极其高昂的作战成本。

2023年3月20日，巴赫穆特地区的一名乌克兰士兵使用步枪向无人机开火

各国正在使用的现代防空系统中缺乏主动反小型无人机能力，并且目前没有可替代的装备。作为主动反小型无人机系统的补充，被动防御系统十分重要，但其能力还远未满足反小型无人机的作战需求。美军无法对所有的军事基地进行加固以防御小型无人机，而面对大量低成本的小型无人机，美军的分布式部署也毫无作用。因此，美国及其盟国必须研发主动综合防御系统，以应对小型无人机所带来的威胁。

1.小型无人机的任务和发展史

小型无人机能够执行有人飞机的任务。在过去十年里，军事无人机操作员使用小型无人机执行了以下六种主要任务：

打击任务：可通过投掷炸弹和导弹或自杀式攻击的方式打击作战人员或装备设施；

ISR任务：为军事规划和作战行动提供空中侦察；

目标瞄准任务：进行目标定位，并将定位信息与其他打击部队进行共享，例如：炮兵部队；

战损评估任务：确认打击成果；

骚扰任务：使用无人机入侵敌军领空以造成混乱，使敌军拉响警报，可能包括小规模袭击；

舆论战任务：展示军用平台和作战行动以提升军民士气。

正如俄乌冲突中的实战所示，打击、ISR和目标瞄准是小型无人机最常执行的任务。俄乌双方都使用了小型无人机以搜寻敌军作战人员，在获得敌军位置信息后，小型无人机可能对其进行直接打击，或将信息共享给其他打击部队，以对敌军进行打击。例如，乌军使用了美制的“弹簧刀”（Switchblade）巡飞弹和“凤凰幽灵”（Phoenix Ghost）无人机，对俄军作战人员和坦克进行直接打击。战争初期经历部分作战失利后，俄军也开始迅速增加防区外武器的使用，其中包括国产和进口的小型无人机，例如“柳叶刀-3”（Lancet-3）巡飞弹和“见证者-136”（Shahed-136）巡飞弹。总体来说，俄乌冲突展示了如何通过大量普及的传感器实现复杂的综合空中打击。正如部分专家对于现代战争所提出的警示那样，“能被发现的目标就能够被打击，能够被打击的目标就能够被摧毁。”

打击作战还包括对基础设施和经济目标的打击。2019年9月，伊朗使用了18架小型无人机和7枚导弹对位于布盖格（Abqaiq）和胡赖斯（Khurais）的沙特阿拉伯石油设施进行了打击。此次行动成功避开了沙特的防空系统，对预定目标进行了打击，这些防空系统包括美制“爱国者”防空导弹系统、德制“天空卫士”（Skyguard）防空系统以及法制“响尾蛇”（Crotale）防空导弹系统。此次打击造成沙特的石油产量暂时减少50%。在俄乌冲突中，俄军使用伊朗制造的自杀式无人机打击了乌克兰的电网。

此外，基于小型无人机的暗杀行动震惊了多个国家。2018年，一个委内瑞拉的反对派组织试图使用携带炸弹的无人机暗杀委内瑞拉总统马杜罗，但此次行动并未取得成功。2019年1月，也门胡塞武装使用“卡瑟夫-1”（Qasef-1）无人机对也门军官进行暗杀。2021年11月，在亲伊朗政治团体在伊拉克选举中失利后，伊朗支持的武装人员企图使用无人机暗杀伊拉克总理卡迪米（MustafaAl-Kadhimi）。

使用小型无人机执行骚扰任务和舆论战任务也同样十分普遍。伊斯兰国（ISIS）武装人员就曾大规模使用商用四旋翼无人机和固定翼无人机执行监视和舆论战任务，并同时进行小规模的战术打击任务以削弱敌人的士气。虽然该组织所装备的小型无人机数量有限，但其在2017年1月宣布成立了一支新的无人机部队，名为“圣战者无人机”部队。在2020年的纳卡冲突中，阿塞拜疆使用无人机记录了其对亚美尼亚坦克和作战人员的打击行动，并在其国家和全球范围内回放了这些视频。伊朗支持的武装组织也常常使用小型无人机和火箭弹进行攻击，并对美国驻中东地区国家的大使馆、企业和军事人员进行骚扰，这偶尔会导致美国的反击和对局势升级的担忧。

2.未来威胁

未来几年的技术发展将进一步增强小型无人机的能力。人们担忧人工智能和机器学习的兴起可能会使小型无人机更具威胁性。正如JCO在其2021年的报告中所描述的那样：“人工智能和自主小型无人机的集成将迫在眉睫，这可能会深刻改变未来战争。”软件已经实现了无人机自主能力的快速飞跃。一份美国战略与国际问题研究中心（CSIS）的报告指出：“传统软件已经足够为某些军事应用提供高水平的自主能力。例如，以色列航空工业公司（Israel Aerospace IndustriesI）研制的‘哈比’（Harpy）无人机，该公司称其是一款自主武器。当处于自主模式下时，该无人机能够在预定区域上空盘旋长达9小时，以搜寻与机载电磁数据库相匹配的敌军电磁发射器，并对其进行定位，最终对其进行打击。整个过程中不需要‘人在回路’进行操控。”

随着这一自主能力的进一步普及，防御方将被迫舍弃基于射频进行探测和作战的平台。

人工智能和机器学习的发展可能还会使组建小型无人机蜂群成为可能。蜂群是大规模、协调的团队行动，该行动要求无人机至少具备半自主能力。截至目前，很少有打击行动能够达到如此严格的标准。然而，人类控制的小规模无人机集群打击能力已经经过实战检验。2019年，胡塞武装只使用了10架无人机对沙特阿美（Saudi Aramco）公司的石油设施进行打击，但其依然使该公司的生产能力暂时下降。一旦大规模无人机蜂群技术研发成功，无人机蜂群的拦截难度将越来越高。在这些案例中，防御方的最佳防御措施可能是对敌方无人机的指控节点和地面控制站进行“先发制人”的打击。

敌方的小型无人机可能会越来越多地使用手机信号塔进行通信，这使得基于射频的探测和拦截行动变得异常困难。在这种情况下，防御方将需要辨别小型无人机通信和常规的手机通信。即便传感器可以适应这一情况，但基于射频的拦截系统将需要在不干扰正常手机通信的情况下，使无人机通信降级。正如JCO主管肖恩·盖尼（Sean Gainey）在2022年所解释的那样，小型无人机的操作员正在“这些系统中构建必要的冗余功能，在遭到干扰的情况下，其可以转而使用其他的功能”。

最后，本报告认为美国的政策制定者必须为小型无人机在战场中的创造性使用做好准备。据报道，在2020年的纳卡冲突中，阿塞拜疆对老旧的飞机进行了改造以实现无人驾驶能力，并使用这些飞机吸引亚美尼亚的防空火力，以对其防空系统进行定位。在俄乌冲突中，俄罗斯也使用了类似的战术。俄军的无人机操作员还会将无人机飞到建筑物周围以利用传感器盲区，在远离操作员的区域发射无人机以避免敌军反击，并欺骗乌军防御系统，使其错误地标记了大量无人机和地面控制站的位置。无人机操作员拥有巨大的行动自由，并能够快速改变战术，但是防御方往往不具备这样的灵活性。

2023年5月25日，韩国的军用无人机在韩美联合军演期间编队飞行

二、探测和拦截小型无人机

小型无人机为防空系统带来的挑战十分特殊。由于其尺寸较小且飞行速度较慢，小型无人机能够有效利用这些防空系统的感知盲区。其还利用了成本不对称的优势。这些小型无人机成本低廉，数量庞大，而防空拦截弹却价格不菲，数量有限。此外，这些无人机甚至利用了防空系统组织的方式。这些系统主要通过为一定规模的部队提供装备的方式来实现战术和战略效果，而美国及其盟友大多在连级或更高级别单位部署防空系统，这意味着连级以下单位可能对无人机束手无措。

虽然不同的防空系统可能会在尺寸、飞行、成本和数量上有所差别，但其总体杀伤链基本相同。根据广泛的定义，防空指探测和拦截在地面和太空之间飞行的空中威胁。这一过程可通过多种方式进行说明，如表1所示。杀伤链中的传感器，武器平台和指控系统都有其独特的特征，这些特征决定了其有效性以及部署位置，如表2所示。

本报告接下来的部分将对传感器、武器平台和指控系统的任务进行定义，对不同的反无人机模式，以及它们各自的优势和劣势进行探讨，并对每种模式进行举例说明。

表1：防空杀伤链

表2：反小型无人机系统考量

1.传感器

长期以来，雷达一直是用于探测和跟踪空中威胁的主要传感器。传统探测方法利用广域监视雷达和高精度跟踪雷达，分别探测和跟踪来袭的飞机和弹道导弹。然而，使用这种方式探测小型无人机是很困难的。如前所述，无人机通常在传统防空雷达覆盖范围以下飞行，而且其飞行速度慢，尺寸小巧，这使其雷达特征非常小，传统雷达很难对其进行探测和跟踪。

然而，这并不意味着雷达无法用于反小型无人机作战。与其他的传感器相比，雷达依然是远距离探测小型无人机的主要手段之一。在复杂气象条件下，雷达的探测能力更强，并且抗干扰能力比其他传感器更优秀。虽然其具有上述优点，但雷达尺寸较大，重量较重，能耗较高，因此其机动性可能较差，需要车载平台进行运输。此外，雷达的发射特征也使其容易暴露位置，易受到攻击。为实现对小型目标的探测，雷达必须进行优化，这可能会减少其探测距离。

电子监视手段是目前另一种常用的小型无人机探测方式，这种探测方式又被称为被动射频探测。这种探测方式使防御方能够探测到用于控制无人机的无线信号。部分被动射频探测能力还能对小型无人机的位置和无人机操作员的位置进行定位。美国国土安全局的一份报告称，反小型无人机系统可能“装备有多个已知的无人机射频特征库，并将其探测到的信号与库中的样本进行比较，以对无人机进行分类和识别”。这些传感器可对小型无人机与控制站、卫星、手机信号塔或无人机中继的通信进行监听。然而，被动射频探测有一个关键不足，那就是小型无人机正在逐渐减少对射频控制的使用，这使得现存的探测和拦截手段不再有效。

由于雷达承担了主要的探测重任，反小型无人机系统设计人员往往将射频探测与雷达集成到一个平台之上。“固定站点低慢小无人机综合打击系统”（FS-LIDS）是一项由JCO提供支持的研发项目，该系统就同时包含有射频探测和雷达探测功能。FS-LIDS系统的多层探测能力使其操作员可根据目标和环境使用特定的探测能力，以更好地实施反制措施。然而，多个传感器的集成并非是必须的。一款名为“强制空域”（Enforce Air）的系统也是由JCO提供支持的，该系统使用射频来探测和拦截无人机。但是小型无人机能够通过更新升级来应对射频传感器的探测。2022年7月，一家英国防务公司研发出了一款能够依靠激光进行控制的无人机，目前现有的射频传感器都无法探测到该无人机。自杀式无人机或巡飞弹可能会使用机载惯性制导系统，该系统可使小型无人机在不被射频传感器探测到的情况下运行。俄罗斯军队已经在俄乌冲突中广泛地使用了伊朗的“见证者-136”（Shahed-136）巡飞弹进行攻击。

其他的无人机探测传感器包括光电传感器（EO）、红外传感器（IR）以及声学传感器，这些传感器分别能够通过视觉特征、热特征以及声学特征对目标进行探测。这些传感器有助于进一步确认周围的小型无人机威胁，但其很少单独使用。光电传感器、红外传感器以及声学传感器的使用范围十分有限。例如，“强制空域”系统的射频传感器有效探测半径为3公里，而Discovair G2声学传感器的有效范围只有500米左右。此外，对于这些传感器的反制措施也极为简单。例如，对抗声学传感器只要让战场上充斥着噪音即可，这种做法能有效削弱声学传感器的能力。由于上述的这些原因，光电传感器、红外传感器以及声学传感器经常与雷达搭配使用，以提供更有效、更多层次的探测能力。

表3：反小型无人机传感器的优势和劣势

2.指挥控制

指挥控制（C2）是反小型无人机作战的关键。广义上来讲，C2是“合理任命的指挥官在任务完成过程中对分配部队或下属部队行使权力和进行指挥的行为”。反小型无人机C2的一个基本要素是作战流程的集中发展，这将能够实现分布式反小型无人机作战。现阶段，反小型无人机任务将由受其威胁的地方单位或部队进行，交战权则主要由地方部队的指挥官以及可能的下级指挥官掌握，这些指挥官将根据预先定义的交战规则进行决策。反小型无人机任务包括传感器数据融合（数据来源包括雷达、摄像头和测向仪器）、对来袭威胁的分类和识别，以及在传感器和武器平台之间传递目标信息以组织拦截作战。C2行动需要创建一个通用作战视图并与相关单位进行情报共享。

如上所述，对小型无人机进行探测是公认的难题，而对其进行识别同样困难重重。现阶段，对小型无人机的识别更多的是依靠背景信息或者流程，而非具体的敌我识别系统（IFF）。美国联合参谋部的一份报告称，许多美国的无人机“并不具备敌我识别能力，并且其外观还与敌对无人机相似或一模一样”。因此，反小型无人机交战规则将根据作战环境和威胁情报做出调整，交战规则在必要时可变严格或适当放松。未来的反小型无人机系统可能具备独立的威胁识别能力，但目前的交战规则决定防御人员能否向来袭的小型无人机开火，而非能否对目标进行识别。

低慢小无人机综合打击系统家族

在过去几年里，反小型无人机C2已经得到了优化，其开放性和互操作性日益提升。2020年7月，美国国防部指定“前沿区域防空指挥与控制”（FAAD C2）系统为反小型无人机的临时C2系统。FAAD C2系统能够根据作战要求，对一套传感器、武器平台和其他C2系统进行集成，以提供一个综合空域视图。JCO主管肖恩·盖尼指出，相比其他同类系统，FAAD C2系统极具优势，特别是其具备极强的火控能力。快速演变的反小型无人机威胁要求C2系统的发展应建立在FAAD C2系统的成功之上。在盖尼和JCO看来，反小型无人机C2的最终发展目标是创建一个“基于开放体系结构标准的C2系统”，该系统可以根据具体的威胁分析进行配置。

目前FAAD C2系统的功能展现了JCO C2发展的基准。现阶段，FAAD C2系统主要安装在SRNC-17笔记本电脑和Dell 7212平板电脑上，这突显了JCO对于便携式指挥功能的需求。传感器与通信系统的广泛集成也突出了JCO对成熟联合作战能力的需求。FAAD C2系统集成了25个传感器和5个通信系统，其中包括AN/MPG-64 “哨兵”（Sentinel）雷达、Ku波段射频传感器（KuRFS）雷达、Link16数据链以及联合增程应用协议（Joint Range Extension Application Protocol）数据链。