مكافحة الطائرات بدون طيار في المناطق الحضرية: أساسيات خصائص الطائرات بدون طيار

لبناء نظام دفاعي حضري مضاد للطائرات بدون طيار بطريقة عقلانية، يعد الفهم الواضح للتكوين الأساسي والخصائص المستهدفة لأنظمة الطائرات بدون طيار شرطًا أساسيًا. تتكون البنية الأساسية لنظام الطائرات بدون طيار من جزأين رئيسيين: أولاً، منصة الأجهزة والبرامج الداعمة لوحدة التحكم عن بعد (بما في ذلك نظام المحطة الأرضية)؛ ثانيًا، منصة الأجهزة الخاصة بالطائرة بدون طيار نفسها، ونظام البرمجيات، ووحدة الأجهزة والبرامج المدمجة للحمولة الموجودة على متن الطائرة. يحقق هذان الجزءان تفاعل البيانات ونقل الأوامر من خلال روابط الاتصال ثنائية الاتجاه للوصلة الصاعدة والهابطة. يتم دعم الفعالية التشغيلية للطائرات بدون طيار بشكل أساسي من خلال أربعة عناصر أساسية: أوامر التحكم عن بعد، ونقل الصور، والملاحة عبر الأقمار الصناعية، والبرامج المدمجة المعدة مسبقًا. لذلك، فإن التشويش والاعتراض الدقيق المستهدف ضد الخصائص الطيفية لمختلف الإشارات الكهرومغناطيسية عند الروابط الرئيسية مثل روابط الاتصالات والملاحة وتحديد المواقع ونقل الحمولة النافعة للمهمة يمكن أن يمنع تدفق المعلومات بشكل فعال ويضعف بشكل كبير القدرات التشغيلية العملية للطائرات بدون طيار.

في الوقت الحالي، يركز الهدف الأساسي لمنع الطائرات بدون طيار والسيطرة عليها في المجال الجوي الحضري على الطائرات بدون طيار 'الصغيرة والخفيفة والمتناهية الصغر'. بالاعتماد على مزايا الحجم الصغير والإخفاء القوي، يمكن لهذه الطائرات بدون طيار تنفيذ مهام مثل الاستطلاع السري ومراقبة النقاط الثابتة والضربات الدقيقة في البيئات الحضرية المعقدة، ويمكنها أيضًا تنفيذ إجراءات تكتيكية مثل التحويل الخادع، وتمتلك مزايا متأصلة كبيرة في العمليات الحضرية. لذلك، أصبح الإجراء المضاد الفعال ضد الطائرات بدون طيار 'الصغيرة والخفيفة والمتناهية الصغر' متطلبًا أساسيًا للقدرة في بناء نظام تشغيلي مضاد للطائرات بدون طيار في المناطق الحضرية. وفقًا لآليات التحكم والخصائص التقنية، يمكن تقسيم هذه الطائرات بدون طيار إلى ست فئات، مع المعلمات التقنية الأساسية والخصائص التشغيلية لكل فئة على النحو التالي:

1. الطائرات بدون طيار المخصصة للمستهلكين: منصات الطيران متعددة المروحيات هي السائدة. إنها تتميز بتكاليف تصنيع منخفضة وقنوات ملائمة للوصول إلى الأسواق، مع ارتفاع طيران منخفض، وخصائص إشعاع تحت الحمراء ضئيلة، وسرعة طيران معتدلة. تعتمد هذه الطائرات بدون طيار بشكل كبير على إشارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية وروابط نقل البيانات. بمجرد تعرضها للتداخل الكهرومغناطيسي، فإنها عادةً ما تؤدي إلى استراتيجيات حماية السلامة مثل التحليق في وضع الاستعداد أو الهبوط القسري. وعلى الرغم من أن لديهم آليات محددة مسبقًا للتحكم في منطقة حظر الطيران، إلا أنه من السهل كسر هذه القيود من الناحية الفنية، مما يشكل خطر تعديلها واستخدامها من قبل المجرمين؛ تعتمد نطاقات تردد اتصالاتها في الغالب ترددات تقليدية تبلغ 2.4 جيجا هرتز أو 5.8 جيجا هرتز، ونظام تكنولوجيا الكشف والتحكم المقابل ناضج نسبيًا.

2. 
   

3. الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة: تعتمد على الدفع أو السحب التي توفرها أجهزة الطاقة للطيران وتولد قوة الرفع من خلال الأجنحة الثابتة على جسم الطائرة. لديهم مزايا مثل سرعة الطيران السريعة، وتغطية التشغيل الواسعة، ووقت التحمل الطويل، وكفاءة المهمة العالية. ومع ذلك، فإن مثل هذه الطائرات بدون طيار لها قيود واضحة: العتبة التقنية العالية للتشغيل، وارتفاع معامل مخاطر الطيران، ووقت التحمل المحدود نسبيًا، والمتطلبات العالية لاستواء مواقع الإقلاع وانفتاحها؛ وبما أنهم بحاجة إلى شن هجمات عملياتية من ارتفاعات عالية في المدن، فإن مسارات طيرانهم يمكن التقاطها بسهولة بواسطة معدات الكشف على ارتفاعات عالية، مما يؤدي إلى انخفاض صعوبة التدابير المضادة.

4. الطائرات بدون طيار 4G/5G: تعتمد على شبكات محطات الاتصالات الأساسية 4G/5G العامة لتحقيق التحكم عن بعد، والتي يمكنها اختراق حدود مسافة الروابط التقليدية، وتتميز بخصائص مثل التوافق القوي، وقدرة نقل بيانات الاتصالات الكبيرة، ومسافة التحكم الطويلة. يزيد وضع التحكم عن بعد بشكل كبير من صعوبة اكتشاف وتحديد إشارات التحكم وإشارات نقل الصور، لكن استخدامها التشغيلي محدود بشكل صارم بسبب التغطية الإشعاعية لمحطات قاعدة 4G/5G، مما يجعل من الصعب تنفيذ عمليات الطيران على ارتفاعات عالية؛ يمكنهم ممارسة كفاءة استخدام جيدة في البيئات المنخفضة الارتفاع التي تقل عن 50 مترًا، ولكن زمن وصول الاتصال عادة ما يكون أعلى من 100 إلى 200 مللي ثانية، وهو أمر يصعب تلبية الاحتياجات التكتيكية للسفر عالي السرعة في البيئات الحضرية المعقدة.

5. طائرات WiFi بدون طيار: مجهزة بوحدات نقل صور WiFi، استنادًا إلى بروتوكولات اتصال WiFi العالمية، يمكنها تحقيق التحكم ومعاينة الصورة مباشرة من خلال المحطات الطرفية الذكية مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية، مع عمليات تشغيل بسيطة ومريحة. مع تعميم وتطبيق شبكات 5G، تم تحسين دقة التحكم وجودة نقل الصور للطائرات بدون طيار WiFi. ومع ذلك، نظرًا للخصائص التقنية لاتصالات WiFi، فإن مسافة نقل الصور الفعالة تقتصر في الغالب على نطاق يصل إلى عدة مئات من الأمتار، ويمكن حظرها بسهولة بواسطة المباني الحضرية مما يؤدي إلى انقطاع إشارة الاتصال. عادة، لا يمكن استخدامه إلا في بيئات خط البصر دون عائق للمسافات القصيرة.

6. الطائرات بدون طيار المجهزة بتقنيات خاصة: تعمل هذه الطائرات بدون طيار على تعزيز القدرات التشغيلية من خلال دمج الوحدات التقنية المخصصة، بما في ذلك أربعة أنواع بشكل رئيسي: الطائرات بدون طيار المعززة للملاحة عبر الأقمار الصناعية مجهزة بوحدات تحديد المواقع GPS، وحتى في حالة فقدان إشارة نقل الصور، فلا يزال بإمكانها إكمال المهام المحددة بالاعتماد على تخطيط مسار GPS المحدد مسبقًا؛ تتمتع الطائرات بدون طيار للملاحة بالقصور الذاتي بقدرات التحكم في الطيران المستقلة كاملة العملية ولا تحتاج إلى تحكم في الوقت الفعلي أو تفاعل معلومات الصورة مع المحطة الأرضية، ولكن يجب تحميل معلمات المهمة مسبقًا ولا يمكن تعديلها أثناء الرحلة؛ تعتمد الطائرات بدون طيار المطابقة للصور على قواعد بيانات الميزات البصرية المستهدفة المسجلة مسبقًا ويمكنها إكمال البحث عن الهدف والتتبع الديناميكي والقفل الدقيق ومهام الضرب بشكل مستقل داخل منطقة معينة؛ يمكن للطائرات بدون طيار المطابقة للتضاريس ضبط ارتفاع الطيران تلقائيًا وفقًا للتضاريس، وعادةً ما تحلق على ارتفاعات منخفضة للغاية تتراوح من عدة أمتار إلى عشرات الأمتار، وتتجنب اكتشاف الرادار والراديو بغطاء من الفوضى الأرضية. ومع ذلك، في المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية، يكون استخدامها صعبًا للغاية بسبب تعقيد البيئة.

على الرغم من إصدار العديد من السياسات واللوائح لتنظيم ومراقبة أنشطة طيران الطائرات بدون طيار في المجال الجوي الحضري، إلا أن ظاهرة الطيران غير القانوني للطائرات بدون طيار (ما يسمى 'الرحلة السوداء') لا تزال قائمة، كما تحدث حوادث السلامة المفاجئة مثل تحطم الطائرات بدون طيار، وفقدان الإشارة، واصطدام المباني بشكل متكرر. لا تشكل هذه المشكلات مخاطر خفية شديدة على أعمال الوقاية والسيطرة على الأمن العام في المناطق الحضرية فحسب، بل تشكل أيضًا تهديدًا مباشرًا للأهداف الرئيسية الحضرية الأساسية والمناطق المهمة الحرجة وأمن الأحداث الكبرى. خاصة في السياق الحالي الذي يتسم بتصاعد مواجهات لعبة القوى العظمى، والتناقضات الداخلية والخارجية المتداخلة، والاستفزازات المتكررة من عوامل غير مستقرة في المناطق المحيطة، بمجرد استخدام هذه الطائرات بدون طيار من قبل الإرهابيين أو القوات المعادية أو المجرمين المتطرفين لتنفيذ أنشطة تخريبية وخلق حوادث تهديد شديدة للأمن الجوي في المدن الرئيسية، فإنها ستؤدي إلى ذعر اجتماعي واسع النطاق وآثار سلبية، مما يؤدي إلى خسائر لا حصر لها في الممتلكات وخسائر في الممتلكات.