Drone-torjuntalaitteiden tekninen koostumus

1. Havaitsemistekniikka

'matalakorkeisten, hitaiden ja pienikokoisten' droonien luontaisten ominaisuuksien, kuten alhainen lentokorkeus, hidas lentonopeus ja pieni tutkan poikkileikkaus (RCS), vuoksi niiden havaitsemiseen ja tunnistamiseen liittyy suuria vaikeuksia ja alhainen tarkkuus. Tällä hetkellä droonien vastaisissa järjestelmissä käytetyt yleiset havaintomenetelmät sisältävät pääasiassa tutkan havaitsemisen, optoelektronisen havainnoinnin, tutka-optoelektronisen integroidun havainnoinnin ja passiivisen havaitsemisen. Niistä tutkan havaitseminen voidaan jakaa kahteen luokkaan: mekaaninen pyyhkäisytutka ja elektroninen pyyhkäisytutka. Varhaiseen mekaaniseen pyyhkäisytutkaan verrattuna elektronisella pyyhkäisytutkalla on merkittäviä etuja avainindikaattoreissa, kuten pyyhkäisynopeus, säteen suunnan vaihtonopeus ja kohdesignaalin mittaustarkkuus. Lisäksi sen antennikäyttöjärjestelmällä on pienempi vikaprosentti ja parempi toimintavakaus.

Optoelektroninen tunnistustekniikka kattaa esimerkiksi näkyvän valon havaitsemisen, hämäränäön havaitsemisen ja infrapunatunnistuksen. Jokainen teknologiatyyppi sopii erilaisiin sovellusskenaarioihin, ja sillä on oma tekninen painopisteensä: näkyvän valon havaitseminen voi selvästi kaapata lyhyen kantaman droonien ääriviivat aurinkoisina päivinä tai hyvin valaistuissa ympäristöissä ja saavuttaa tarkan kohteen tunnistamisen; hämäränäön havaitsemista käytetään pääasiassa yöllä heikosti valaistuissa ympäristöissä, mikä voi tehokkaasti korvata näkyvän valon havaitsemisen rajoitukset yötyössä; infrapunatunnistus toteuttaa kohteen havaitsemisen vangitsemalla itse dronin säteilemät infrapunasignaalin ominaisuudet, ja sillä on merkittäviä etuja vahva piilotus, pitkä tunnistusetäisyys ja jatkuva toiminta jokasään. Tutka-optoelektroniikka integroitu tunnistustekniikka yhdistää orgaanisesti tutkan ja optoelektroniset laitteet luottaen tutkajärjestelmään suuren mittakaavan ja pitkän matkan kohteen etsinnässä. Kun drone-kohde on vangittu, se ohjaa välittömästi optoelektroniset laitteet suorittamaan tarkan havaitsemisen ja tunnistamisen, mikä parantaa merkittävästi kohteen tunnistuksen tarkkuutta ja luotettavuutta.

Passiiviseen ilmaisuteknologiaan kuuluu pääasiassa akustinen aaltoilmaisu ja radioilmaisu, jotka yhdessä infrapunatunnistustekniikan kanssa kuuluvat passiivisen ilmaisun luokkaan. Sen ei tarvitse lähettää aktiivisesti tunnistussignaaleja ja siinä on näkyvämpi piilotus. Akustinen aallontunnistus voi toteuttaa tarkan tunnistamisen ja dronin lennon tilan ja mallin määrittämisen; radiodetektio suorittaa tunnistustoiminnot kaappaamalla dronin kaukosäätimen linkin taajuuskaistasignaalit, ja siinä on jokasään ja jokasään kohteen tunnistusominaisuudet. Tällä hetkellä tutka-optoelektronisilla integroiduilla havainnointi- ja radioilmaisinlaitteilla on eri tunnistusteknologioista laajin sovellusalue ja kattavimmat soveltuvat suojausskenaariot.

2 Vastatoimitekniikka

Vastatoimia varten 'matalakorkeisia, hitaita ja pienikokoisia' droneja vastaan ​​käytetään kahta teknistä ydinpolkua, 'soft kill' ja 'hard kill'. Nämä kaksi ovat toisiaan täydentäviä ja koordinoituja, ja sopiva vastatoimimenetelmä voidaan valita joustavasti suojelutarpeiden ja skenaarioiden ominaisuuksien mukaan.

Pehmeä tappoteknologia ottaa vähäiset sivuvahingot ydinperiaatteeksi. Se pakottaa dronin palaamaan, laskeutumaan väkisin tai menettämään sen hallinnan häiritsemällä, suojaamalla tai manipuloimalla dronin viestintälinkkiä, verkkojärjestelmää sekä komento- ja ohjausjärjestelmää. Tarkemmin sanottuna se voidaan jakaa erilaisiin teknisiin menetelmiin, kuten viestintähäiriöihin, navigointihäiriöihin, naamiointipetokseen, navigoinnin huijaukseen, ilmaverkon ripustamiseen, maaverkon laukaisuun, hakkerointiin ja eläinten pyydystämiseen. Niistä varsinaiset taistelutapaukset, joissa Iran onnistui vangitsemaan Yhdysvaltain armeijan RQ-17 Sentinel -droonin ja 'ScanEagle' -droonin, ovat täysin vahvistaneet navigointihuijaustekniikan käytännöllisyyden ja luotettavuuden. Naamiointipetostekniikka häiritsee dronin kohteen tunnistusjärjestelmää ja johtaa sen tunnistamiseen ja harhaan rakentamalla suojattua kohdetta muistuttavan 'vääräkohteen' ja siten toteuttamalla ydinkohteen tehokkaan suojan.

Sekä ilmaverkon ripustaminen että maaverkon laukaisu kuuluvat tuhoamattomiin sieppausteknologioihin, joilla voidaan saavuttaa vähävahinkoinen kohdedroneiden sieppaus: ilmaverkon ripustaminen perustuu yhteen tai useampaan drooniin, jotka kantavat kudottuja verkkoja laskuvarjoineen, jotta ne sieppaavat ja sieppaavat kohdedroneita ilmassa; maaverkkojen laukaisu viimeistelee matalalla lentävien droonien vangitsemisen laukaisemalla kudottuja verkkoja maalaukaisulaitteiden kautta. Hakkerointitekniikka muuttaa dronin ohjausohjelmaa, jäljittää suunnitteluparametreja tai lähettää sille 'vääriä ohjeita' ohjelman läpitunkeutumismenetelmien avulla pakottaakseen dronin laskeutumaan väkisin, palaamaan tai menettämään hallinnan. Eläinten pyydystystekniikka käyttää ammattimaisesti koulutettuja petolintuja vangitakseen fyysisesti hyökkääviä droneja. Tällä teknisellä menetelmällä on sekä ympäristönsuojelua että joustavuutta, ja sitä on menestyksekkäästi sovellettu Haagin turvallisuustyössä Alankomaissa ja Ranskan ilmavoimien drone-torjuntakäytännössä.

Hard kill -teknologialla tarkoitetaan drone-kohteen suoraa vahingoittamista ja hyökkäämistä sen tuhoamiseksi kokonaan tai sen saattamiseksi kaatumaan, mikä eliminoi drone-uhan kokonaan. Se sisältää pääasiassa teknisiä keinoja, kuten tavanomaisen ammusten sieppauksen, suurienergiset lasertuhotukset, suuritehoiset mikroaaltovauriot ja ilmataistelut. Perinteisessä ammusten sieppauksessa käytetään pääasiassa laitteita, kuten ilmatorjuntatykistöä ja ilmatorjuntaohjuksia droonien sieppausoperaatioiden suorittamiseen. Tämä tekniikka on kypsä ja laajalti käytetty, mutta sen haittapuolena on alhainen sieppaustarkkuus ja suuret sivuvahingot. Tällä hetkellä Yhdysvallat on onnistuneesti suorittanut kaksi antidrone-todellista taistelutestiä ilmatorjuntatykistöilmapuolustusjärjestelmän kautta, mikä varmistaa tämän tekniikan toteutettavuuden.

Suurienerginen lasertuhotekniikka käyttää korkeaenergisiä lasersäteitä dronin tärkeimpien komponenttien (kuten navigointijärjestelmän ja sähköjärjestelmän) tarkentamiseen ja säteilyttämiseen, mikä aiheuttaa komponenttien palamisen ja vian ja pakottaa dronin sitten kaatumaan. Tämän tekniikan etuna on korkea tarkkuus ja vähäiset sivuvauriot. Tällä hetkellä Yhdysvallat ja Yhdistynyt kuningaskunta ovat suorittaneet useita laseraseiden torjuntatestejä, jotka kaikki ovat saavuttaneet hyviä tuloksia useiden droonien sieppaamisessa kerralla. Verrattuna suurienergiseen lasertuhotekniikkaan, suuritehoisen mikroaaltovauriotekniikan etuna on leveä säteilysäde, pitkä toimintaetäisyys, laaja paloalue ja vahva hallittavuus. Yhdysvaltain suuritehoinen 'Phaser' droonien vastainen järjestelmä saavutti erinomaisen tuloksen ampumalla alas 33 dronea yhdellä laukaisulla testin aikana, mikä osoitti erittäin vahvaa drone-torjuntatehokkuutta. Ilmataistelutekniikka on vielä alkuvaiheessa ja teknisesti kypsä. Sen ydin on muodostaa 'fragmenttipilvi' räjäyttämällä yksittäinen drooni, tai muodostaa taisteluklusterin useista droneista suorittaakseen itsemurhahyökkäyksiä kohdedroneille ja siten tuhoten kohteen. Tämä tekniikka vaatii vielä lisätutkimusta ja parannuksia toiminnan vakauden ja luotettavuuden parantamiseksi.

3 Ohjaustekniikka

Korkean tarkkuuden valmistusteollisuuden nopean kehityksen ja älykkään algoritmitekniikan jatkuvan iteroinnin myötä droonien vastaisten laitteiden ohjaustekniikkaa on asteittain päivitetty ja optimoitu. Se on edennyt tasaisesti alkuperäisestä puhtaasta manuaalisesta toimintatilasta kolmeen suuntaan: puoliautonominen ihminen silmukassa, ihminen silmukan ulkopuolella ilman valvontaa ja usean laitteiston yhteistoiminnallinen verkkohallinta, mikä parantaa merkittävästi drone-torjuntajärjestelmän taistelutehokkuutta ja toimintakykyä.

Puhdas manuaalinen toimintatila perustuu täysin käyttäjän visuaaliseen havainnointiin ja manuaaliseen käyttöön, jotta koko droonien havaitsemis-, tunnistamis- ja vastatoimiprosessi saadaan päätökseen. Tämä tila asettaa erittäin korkeat vaatimukset kuljettajan ammatilliselle ja tekniselle tasolle, hätätilanteissa reagointikyvylle ja jatkuvalle huomiolle. Se soveltuu vain lyhytaikaisiin ja pienimuotoisiin väliaikaisiin suojeluskenaarioihin, eikä se voi täyttää pitkäaikaisen ja säännöllisen suojelun tarpeita. Ihminen silmukassa puoliautonominen ohjaustila ottaa käyttöön yhteistoiminnallisen tilan 'ihmisen päätöksenteko + laitteiden autonominen toteutus'. Operaattori ottaa pääosin vastuut ydinpäätöksenteosta ja poikkeavien tilanteiden käsittelystä, ja laitteisto suorittaa itsenäisesti kohteen etsintä-, jäljitys-, tunnistamis- ja tavanomaiset vastatoimet. Se ei ainoastaan ​​​​säilytä ihmisen päätöksenteon joustavuutta, vaan myös vähentää käyttäjän työn intensiteettiä, pidentää tehokkaasti järjestelmän työaikaa ja parantaa työtyön vakautta ja jatkuvuutta.

Ihminen ilman valvontaa -tila ottaa älykkään ohjausjärjestelmän ytimekseen. Esto- ja ohjausparametrien esiasetuksen ja algoritmimallien optimoinnin avulla se toteuttaa jokasään ja jokasään autonomisen käytön eri sovellusskenaarioissa ilman paikan päällä tapahtuvaa ihmisen väliintuloa, mikä vähentää huomattavasti ihmisen panoksen kustannuksia ja parantaa merkittävästi kohteen havaitsemisen, tunnistamisen ja vastatoimien vastenopeutta ja toimintatehokkuutta. Yhteistoiminnallinen verkkoohjaustekniikka toteuttaa useiden hajautettujen havainnointilaitteiden ja vastatoimilaitteiden verkkokoordinoinnin langallisten tai langattomien viestintämenetelmien avulla, mikä saavuttaa tiedon jakamisen ja yhteistoiminnan laitteiden välillä. Se voi rakentaa 360 asteen kuolleesta kulmasta vapaan esto- ja ohjausverkon. Kohteen havaitsemisen tarkkuuden, tunnistustarkkuuden ja vastatoimien varhaisvaroitusajan parantamisen perusteella se parantaa huomattavasti droonien torjuntajärjestelmän yleistä taistelutehokkuutta ja soveltuu laajamittaisiin ja korkean suojatason ydinalueen ehkäisy- ja valvontaskenaarioihin.

4 Alustatekniikka

Drone-ilmaisu- ja vastatoimilaitteiden kuormitus alustalle on mukautettava tiukasti eri sovellusskenaarioiden suojaustarpeisiin. Sopivan lastauslavan valinnalla laitteiston havaitsemis- ja vastatoimisuorituskyky voidaan käyttää täysimääräisesti ja ennaltaehkäisy- ja valvontatyön tehokkuus voidaan taata. Niistä kannettavilla ilmaisin- ja vastatoimilaitteilla on tekniset ominaisuudet: pieni koko, korkea integrointi ja kevyt paino. Se on joustavasti otettavissa käyttöön ja siirrettävissä nopeasti käyttöalueen muutosten mukaan, periaatteessa ei rajoita tila- ja maasto-olosuhteita, ja se soveltuu tilapäiseen suojaukseen, liikkuvaan suojaukseen ja hätätilanteisiin.

Ajoneuvoihin asennettavia kiinteitä ja hajautettuja kiinteitä lastausalustoja käytetään pääasiassa suoja-alueilla, joilla on suhteellisen kiinteät asennuspaikat ja pitkät käyttöjaksot, kuten lentokentillä, ydinvoimaloissa, tärkeissä julkishallinnon paikoissa ja suurissa tapahtumapaikoissa. He voivat toteuttaa säännöllisen ja jokasään ennaltaehkäisyn ja kiinteiden alueiden hallinnan sekä varmistaa ydinalueiden turvallisuuden ja vakauden. Siirrettäviä lastausalustoja, kuten ajoneuvoon asennettuja siirrettäviä, hajautettuja siirrettäviä, ilmassa ja laivoissa olevia, käytetään pääasiassa tärkeimpien suojattujen kohteiden suojaamiseen. He voivat toteuttaa reaaliaikaisia ​​havaintoja ja dynaamisia vastatoimia kohteen liikkeen ohella, vastustaa tehokkaasti drone-uhkaa liikeprosessin aikana ja varmistaa keskeisten kohteiden dynaamisen turvallisuuden.