ترکیب فنی تجهیزات ضد پهپاد

1. فناوری تشخیص

با توجه به ویژگی‌های ذاتی پهپادهای «ارتفاع پایین، کم‌سرعت و کوچک» مانند ارتفاع پایین پرواز، سرعت پایین پرواز و سطح مقطع راداری کوچک (RCS)، تشخیص و شناسایی آن‌ها با مشکلاتی با سختی بالا و دقت پایین مواجه است. در حال حاضر، روش‌های اصلی تشخیص که در سیستم‌های ضد پهپاد اتخاذ می‌شوند، عمدتاً شامل تشخیص رادار، تشخیص نوری الکترونیکی، تشخیص یکپارچه رادار-اپتوالکترونیک و تشخیص غیرفعال است. از این میان می توان تشخیص رادار را به دو دسته رادار اسکن مکانیکی و رادار اسکن الکترونیکی تقسیم کرد. در مقایسه با رادار اسکن مکانیکی اولیه، رادار اسکن الکترونیکی مزایای قابل توجهی در شاخص های کلیدی مانند سرعت اسکن، سرعت سوئیچ جهت پرتو و دقت اندازه گیری سیگنال هدف دارد. علاوه بر این، سیستم درایو آنتن آن نرخ خرابی کمتر و پایداری عملیاتی بهتری دارد.

فناوری تشخیص اپتوالکترونیک شاخه هایی مانند تشخیص نور مرئی، تشخیص دید در شب در نور کم و تشخیص مادون قرمز را پوشش می دهد. هر نوع فناوری برای سناریوهای کاربردی مختلف مناسب است و تمرکز فنی خاص خود را دارد: تشخیص نور مرئی می‌تواند به وضوح خطوط کلی پهپادهای کوتاه برد را در روزهای آفتابی یا محیط‌های با نور مناسب برای دستیابی به شناسایی دقیق هدف ثبت کند. تشخیص دید در شب در نور کم عمدتاً در محیط های کم نور در شب اعمال می شود، که می تواند به طور موثر محدودیت های تشخیص نور مرئی در کار در شب را جبران کند. تشخیص مادون قرمز تشخیص هدف را با گرفتن ویژگی های سیگنال فروسرخ تابش شده توسط خود پهپاد محقق می کند و مزایای برجسته ای مانند پنهان سازی قوی، فاصله تشخیص طولانی و عملیات مداوم در تمام شرایط آب و هوایی دارد. فناوری تشخیص یکپارچه رادار-اپتوالکترونیک به طور ارگانیک رادار و تجهیزات نوری را با تکیه بر سیستم رادار برای دستیابی به جستجوی هدف در مقیاس بزرگ و از راه دور یکپارچه می کند. هنگامی که یک هدف پهپاد دستگیر می شود، بلافاصله تجهیزات نوری الکترونیکی را برای انجام شناسایی و شناسایی دقیق هدایت می کند و به طور قابل توجهی دقت و قابلیت اطمینان شناسایی هدف را بهبود می بخشد.

فناوری تشخیص غیرفعال عمدتاً شامل تشخیص امواج صوتی و تشخیص رادیویی است که به همراه فناوری تشخیص مادون قرمز در دسته تشخیص غیرفعال قرار دارند. نیازی به انتقال فعال سیگنال‌های تشخیص ندارد و پنهان‌کاری برجسته‌تری دارد. تشخیص امواج صوتی می تواند شناسایی دقیق و تعیین وضعیت پرواز و مدل پهپاد را انجام دهد. تشخیص رادیویی با گرفتن سیگنال های باند فرکانس لینک کنترل از راه دور پهپاد، عملیات تشخیص را انجام می دهد و قابلیت تشخیص هدف در هر شرایط آب و هوایی و هر آب و هوا را دارد. در حال حاضر، در میان فن‌آوری‌های مختلف تشخیص، تجهیزات تشخیص یکپارچه رادار-اپتوالکترونیک و تشخیص رادیویی، وسیع‌ترین دامنه کاربرد و جامع‌ترین سناریوهای حفاظتی قابل اجرا را دارند.

2 تکنولوژی مقابله ای

برای اقدام متقابل علیه پهپادهای «ارتفاع کم، سرعت آهسته و کوچک»، دو مسیر فنی اصلی «کشتن نرم» و «کشتن سخت» در نظر گرفته شده است. این دو مکمل و هماهنگ هستند و روش مقابله مناسب را می توان با توجه به نیازهای حفاظتی و ویژگی های سناریو به طور انعطاف پذیر انتخاب کرد.

فناوری کشتن نرم، آسیب جانبی کم را به عنوان اصل اصلی در نظر می گیرد. این پهپاد را وادار به بازگشت، فرود اجباری یا از دست دادن کنترل با تداخل، محافظت یا دستکاری پیوند ارتباطی، سیستم شبکه و سیستم فرماندهی و کنترل پهپاد می کند. به طور خاص، می توان آن را به روش های فنی مختلفی مانند پارازیت ارتباطی، پارازیت ناوبری، فریب استتار، جعل ناوبری، آویزان شبکه هوایی، پرتاب شبکه زمینی، هک و گرفتن حیوانات تقسیم کرد. از جمله موارد جنگی واقعی که ایران با موفقیت پهپاد RQ-17 سنتینل ارتش آمریکا و پهپاد 'ScanEagle' را تصرف کرد، عملی بودن و قابلیت اطمینان فناوری جعل ناوبری را کاملا تایید کرده است. فناوری فریب استتار با سیستم شناسایی هدف پهپاد تداخل می‌کند و با ساختن «هدف کاذب» مشابه هدف محافظت‌شده، شناسایی و قضاوت آن را گمراه می‌کند و در نتیجه حفاظت مؤثر از هدف اصلی را محقق می‌کند.

هم آویزان شبکه هوایی و هم پرتاب تور زمینی متعلق به فناوری‌های ضبط غیرمخرب هستند، که می‌توانند به جمع‌آوری آسیب‌های جانبی کم پهپادهای هدف دست یابند: آویزان شبکه هوایی به یک یا چند پهپاد متکی است که شبکه‌های بافته شده را با چتر حمل می‌کنند تا پهپادهای هدف را در هوا رهگیری و ضبط کنند. پرتاب تور زمینی با پرتاب شبکه های بافته شده از طریق دستگاه های پرتاب زمینی، عملیات ضبط پهپادهای کم پرواز را تکمیل می کند. فناوری هک، برنامه کنترل پهپاد را تغییر می‌دهد، پارامترهای برنامه‌ریزی را ردیابی می‌کند یا «دستورالعمل‌های نادرست» را از طریق روش‌های نفوذ برنامه به آن ارسال می‌کند تا پهپاد را مجبور به فرود اجباری، بازگشت یا از دست دادن کنترل کند. فناوری شکار حیوانات از پرندگان شکاری آموزش دیده حرفه ای برای شکار فیزیکی پهپادهای مهاجم استفاده می کند. این روش فنی هم حفاظت از محیط زیست و هم انعطاف پذیری دارد و با موفقیت در کار امنیتی لاهه در هلند و عملکرد ضد هواپیماهای بدون سرنشین نیروی هوایی فرانسه به کار گرفته شده است.

فناوری کشتار سخت به آسیب مستقیم و حمله به هدف پهپاد برای نابودی کامل یا سقوط آن اشاره دارد و در نتیجه تهدید پهپاد را به طور کامل از بین می برد. این عمدتا شامل ابزارهای فنی مانند رهگیری مهمات معمولی، تخریب لیزری با انرژی بالا، آسیب مایکروویو با قدرت بالا و نبرد هوایی است. رهگیری مهمات متعارف عمدتاً از تجهیزاتی مانند توپخانه ضد هوایی و موشک های ضد هوایی برای انجام عملیات رهگیری پهپادها استفاده می کند. این فناوری بالغ است و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، اما دارای معایبی از جمله دقت رهگیری کم و آسیب های جانبی زیاد است. در حال حاضر، ایالات متحده با موفقیت دو آزمایش جنگی واقعی ضد پهپاد را از طریق سیستم دفاع هوایی توپخانه ضد هوایی انجام داده است و امکان سنجی این فناوری را تأیید می کند.

فناوری تخریب لیزری پرانرژی از پرتوهای لیزر پرانرژی برای تمرکز و تابش اجزای کلیدی پهپاد (مانند سیستم ناوبری و سیستم قدرت) استفاده می‌کند که باعث فرسودگی و خرابی قطعات و سپس مجبور کردن پهپاد به سقوط می‌شود. این فناوری از مزایای دقت بالا و آسیب جانبی کم برخوردار است. در حال حاضر، ایالات متحده و بریتانیا تعدادی آزمایش ضد پهپاد تسلیحاتی لیزری انجام داده‌اند که همگی به نتایج خوبی در رهگیری چندین پهپاد در یک زمان دست یافته‌اند. در مقایسه با فناوری تخریب لیزری با انرژی بالا، فناوری آسیب مایکروویو با قدرت بالا دارای مزایای پرتو گسیل گسترده، فاصله عمل طولانی، پوشش گسترده آتش و قابلیت کنترل قوی است. سیستم ضد پهپاد پرقدرت 'Phaser' ایالات متحده به یک نتیجه عالی از سرنگونی موفقیت آمیز 33 هواپیمای بدون سرنشین با یک بار پرتاب در طول آزمایش دست یافت و کارایی بسیار قوی در مبارزه با پهپادها را نشان داد. فن آوری نبرد هوایی هنوز در مرحله اولیه خود با بلوغ فنی پایین است. هسته اصلی آن تشکیل یک 'ابر قطعه ای' از طریق انفجار یک پهپاد منفرد یا تشکیل یک خوشه رزمی با چندین پهپاد برای انجام حملات انتحاری بر روی پهپادهای هدف است و در نتیجه هدف را نابود می کند. این فناوری هنوز به تحقیق و بهبود بیشتری نیاز دارد تا پایداری و قابلیت اطمینان عملیاتی را افزایش دهد.

3 فناوری کنترل

با توسعه سریع صنعت ساخت با دقت بالا و تکرار مداوم فناوری الگوریتم هوشمند، فناوری کنترل تجهیزات ضد هواپیماهای بدون سرنشین به تدریج ارتقا و بهینه شده است. این به طور پیوسته از حالت عملیات دستی خالص اولیه به سه جهت پیشرفت کرده است: کنترل نیمه خودکار انسان در حلقه، عملیات بدون مراقبت انسان خارج از حلقه، و کنترل شبکه تعاونی چند تجهیزاتی که به طور قابل توجهی اثربخشی رزمی و ظرفیت وظیفه سیستم ضد پهپاد را بهبود می بخشد.

حالت عملیات دستی خالص به طور کامل به مشاهده بصری و عملیات دستی اپراتور برای تکمیل کل فرآیند شناسایی، شناسایی و اقدامات متقابل پهپاد متکی است. این حالت نیازمندی های بسیار بالایی را در سطح حرفه ای و فنی اپراتور، قابلیت پاسخ اضطراری و توجه مداوم قرار می دهد. این فقط برای سناریوهای حفاظت موقت کوتاه مدت و کوچک مناسب است و نمی تواند نیازهای حفاظت طولانی مدت و منظم را برآورده کند. حالت کنترل نیمه خودمختار انسان در حلقه یک حالت مشارکتی 'تصمیم گیری انسانی + اجرای مستقل تجهیزات' را اتخاذ می کند. اپراتور عمدتاً مسئولیت تصمیم گیری اصلی و مدیریت موقعیت غیرعادی را بر عهده می گیرد و تجهیزات به طور مستقل جستجوی هدف، ردیابی، شناسایی و اقدامات متقابل متعارف را تکمیل می کند. این نه تنها انعطاف پذیری تصمیم گیری انسانی را حفظ می کند، بلکه شدت کار اپراتور را کاهش می دهد، به طور موثر زمان وظیفه سیستم را افزایش می دهد و ثبات و تداوم کار را بهبود می بخشد.

حالت بدون مراقبت انسان خارج از حلقه، سیستم کنترل هوشمند را به عنوان هسته اصلی در نظر می گیرد. از طریق تنظیم پارامترهای پیشگیری و کنترل و بهینه‌سازی مدل‌های الگوریتم، وظیفه مستقل در همه حال و هوا و همه آب و هوا را در سناریوهای کاربردی مختلف بدون دخالت انسان در محل تحقق می‌بخشد که هزینه ورودی انسان را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و سرعت پاسخ و کارایی عملیات شناسایی، شناسایی و اقدامات متقابل را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد. فناوری کنترل شبکه مشارکتی، هماهنگی شبکه ای مجموعه های متعددی از تجهیزات شناسایی توزیع شده و تجهیزات مقابله ای را از طریق روش های ارتباطی سیمی یا بی سیم انجام می دهد و به اشتراک گذاری اطلاعات و عملیات مشترک بین تجهیزات دست می یابد. این می تواند یک شبکه پیشگیری و کنترل 360 درجه بدون زاویه مرده بسازد. بر اساس بهبود دقت تشخیص هدف، دقت شناسایی و زمان هشدار زودهنگام اقدام متقابل، اثربخشی کلی سیستم ضد پهپاد را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و برای سناریوهای پیشگیری و کنترل منطقه مرکزی در مقیاس بزرگ و در سطح حفاظتی بالا مناسب است.

4 فناوری پلت فرم

بارگذاری سکوی تجهیزات شناسایی و اقدامات متقابل هواپیماهای بدون سرنشین باید به شدت با نیازهای حفاظتی سناریوهای کاربردی مختلف سازگار شود. با انتخاب یک سکوی بارگیری مناسب، می توان عملکرد تشخیص و اقدامات متقابل تجهیزات را به طور کامل اعمال کرد و اثربخشی کار پیشگیری و کنترل را تضمین کرد. در میان آنها، تجهیزات تشخیص و مقابله قابل حمل دارای مشخصات فنی اندازه کوچک، یکپارچگی بالا و وزن سبک هستند. می توان آن را با توجه به تغییرات در منطقه استفاده، به طور انعطاف پذیر مستقر کرد و به سرعت منتقل کرد، اساساً توسط شرایط فضا و زمین محدود نمی شود، و برای حفاظت موقت، حفاظت موبایل و سناریوهای واکنش اضطراری مناسب است.

سکوهای بارگیری ثابت و توزیع شده ثابت روی وسیله نقلیه عمدتاً در مناطق حفاظتی با موقعیت‌های استقرار نسبتاً ثابت و چرخه خدمات طولانی مانند فرودگاه‌ها، نیروگاه‌های هسته‌ای، مکان‌های مهم دولتی و مکان‌های رویداد در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند. آنها می توانند پیشگیری و کنترل منظم و در همه شرایط آب و هوایی مناطق ثابت را انجام دهند و ایمنی و ثبات مناطق اصلی را تضمین کنند. پلتفرم‌های بارگیری سیار مانند سیار روی وسیله نقلیه، سیار توزیع‌شده، هوابرد و کشتی‌برد عمدتاً برای حفاظت همراه از اهداف محافظت‌شده کلیدی استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند همزمان با حرکت هدف، شناسایی و اقدامات متقابل دینامیکی را در زمان واقعی انجام دهند، در طول فرآیند حرکت به طور موثر در برابر تهدید پهپاد مقاومت کنند و ایمنی پویا اهداف کلیدی را تضمین کنند.