2025年4月17日,援引自euro-sd网站消息,传统的防空系统专为应对更大、更昂贵的威胁而设计的,很难为目前广泛使用的微型和小型无人机提供具有成本效益的反制措施。特别是在国家和非国家对手越来越多地部署无人机进行协同攻击的情况下,迫切需要经济实惠的反制措施。本文探讨了低成本动能效应器在应对无人机威胁中的作用,研究了它们的有 效性、作战成本和不同的设计理念。
无人机防御中的成本效益
对于任何动能反无人机系统而言,都必 须仔细权衡初始采购成本和长期作战成本。采购成本涉及购买武器系统、初始弹药储备、辅助设备和支持服务,这通常是系统生命周期内大的单次支出。然而,未来的弹药采购、维护、备件供应、操作员培训和后勤等运行成本是决定系统长期可负担性的一些主要因素。
根据美国战略与国际研究中 心(CSIS)的估算,一套配备5部发射器、标准弹药基数(外加2枚导弹)的“爱国者”(PATRIOT)导弹系统,其系统成本为4亿美元,导弹成本为6.9亿美元。这凸显了高 端地对空导弹(SAM)系统的一个关键问题,即在考虑弹仓深 度的情况下,弹药成本可能高于系统本身的成本。再加上操作员培训、备件和维护,以及为克服未来淘汰问题而预留的资金,成本就更高了。
由于无人机威胁部分由廉价的现成商用产品构成,因此要在持续作战中有 效应对此类威胁,需要实现成本上的大致平衡。单发和单次交战的成本将为评估反无人机系统提供更好的指标。单发成本指对单枚拦截弹药的成本。,可直接对比不同弹药的单价差异。相比之下,单次交战成本涉及弹药消耗、系统维护、人员操作等综合成本的单次拦截总费用。要实现反无人机系统的可持续作战效能,其单次拦截综合成本应当与目标无人机的造价保持在相近量级。
俄罗斯使用的“沙赫德-131/136”(和国内的“天竺葵-1/2”)单向攻击无人机的成本估计在2万美元到5万美元之间时,建立威胁与反制措施间的成本平衡理念便显得尤为重要。“沙赫德”无人机因在乌克兰战争中的大规模使用(尤其是在2022年底)而声名狼藉。虽然乌克兰积极组织防空力量,以持续应对包括“沙赫德”在内的针对其能源网的威胁,但成功拦截的战略代价仍然巨大,在2022年底和2023年初,乌克兰高达40%的能源基础设施遭到破坏。能源短缺引发的经济、社会和政治连锁反应表明:缺乏有 效防御覆盖的代价高昂。
对于采购人员而言,如何在反无人机防御系统的作战效能与持续成本之间取得平衡至关重要。这类成本不仅涉及资金投入,更关乎实战需求——在乌克兰等冲突中,无人机的大规模使用意味着反无人机弹药的库存量需达到数千枚。显然,若依赖传统防空弹药,如此规模的储备远超大多数国家的预算承受能力,这也使得发展新型反无人机系统与弹药变得愈加紧迫。本文将简要分析两类反无人机装备:无人机拦截器与反无人机防空导弹(C-UAV SAM)。
基于无人机的拦截器
基于无人机的拦截器,包括固定翼和多旋翼设计,通常被视为防空导弹系统的经济替代方案。这些由电动螺旋桨驱动的亚音速平台,具有可回收性,未使用的拦截器可回收重复部署。其杀伤力因设计而异——有些使用高爆破片(HE-FRAG)弹头,有些则简单地撞击目标,而有些则使用捕网发射器、电磁干扰吊舱等软杀伤武器拦截目标。
具有细长机身的十字形四旋翼飞行器是目前普遍的设计形态,此设计能够利用自身速度和质量来拦截目标无人机。与悬停优化的四洲飞行器(如DJI Mavic系列)不同,此类拦截器专注于加速度和撞击力,提供足够的动能,通过直接碰撞的方式消 除无人机威胁。
目前,几家公司已经开发了无人机拦截器,每种拦截器都针对特定威胁和作战要求量身定制。英国MARSS Group推出的短程无人机拦截器(Interceptor-SR)和中程无人机拦截器(Interceptor-MR),分别在2022年沙特世界防务展和2023年伦敦国家防务与安全装备展会(DSEI)上亮相。Interceptor-MR可在8公里范围内消灭I类和II类无人机,而Interceptor-SR可在1公里内打击I类威胁,两者都使用动能拦截,以降低成本、重量和附带损害风险。这些自主系统通过 MARSS 公司的 NiDAR 指挥和控制系统接入外部传感器实现目标检测,发射后则依靠弹载红外导引头与光电传感器持续追踪目标。
俄罗斯的Molot,一种重量为1.5-2公斤、射程为1公里的便携式拦截器,也采用动能撞击杀伤模式,该系统从手持发射筒发射,并配备红外(IR)寻的导引头以“发射后不管”的作战模式攻击目标。相比之下,乌克兰的Sting无人机采用更大的十字形设计,主要针对Shahed等III类无人机。该机配备爆炸弹头,飞行速度达到160公里/小时,飞行高度可达3公里,但由于依赖遥控操作,难以大规模部署。
专用拦截无人机性能更优,但基于商用四旋翼的改装方案成本更低。在这种情况下,MBDA与Fortem Technologies合作,开发了一种可适配多种四旋翼的弹头-传感器组合,并集成至Sky Warden反无人机系统。该套件包含多普勒雷达和高爆破片弹头(HE-FRAG),雷达在优距离触发弹头起爆。乌克兰已经表明,改装商用无人机加装冲击引信弹头,可用于攻击敌方直升机,形成“低成本短程防空”(SHORAD)方案。
美国新公司Anduril Industries提供了Roadrunner-M作为其进入该细分市场的产品。这是一种自主、双涡轮喷气发动机驱动的无人机,具有垂直起飞和返回能力,储存在独立的发射容器中,垂直发射。它的涡轮喷气发动机代表了无人机截击机中有点非传统的选择,因为它们提供的速度比火箭发动机低,但比电动螺旋桨更快但更贵。
美国新兴企业Anduril Industries推出的Roadrunner-M是一种自主式双涡喷动力拦截无人机,具备垂直起降能力,储存在独立发射筒内,可垂直发射。其涡喷发动机在拦截无人机中较为罕见,虽比火箭发动机速度慢,但比电动螺旋桨更快。
代傲防务公司最近展示了它的Cicada C-UAV概念。Cicada采用十字形机翼结构,机头配备周五叶螺旋桨,并由机载电池供电。每个机翼都设有致动鳍,以实现飞行中的操纵。其末段制导依赖主动雷达导引头,并可通过地面发射单元进行飞行中指令修正。代傲表示,Cicada将提供两种弹头选项:一种是使用具有可回收性的网状发射器,另一种是采用高爆炸碎片(HE-FRAG)弹头。
据报道,该拦截器由代傲与Skysec合作开发,后者曾推出外形相似的Sentinel Catch网基拦截器。原版Sentinel Catch的射程为5公里,高速度为65米/秒,重量为1.8公斤,翼展为300毫米,长度为700毫米。代傲在Sentinel Catch基础上,增加HE-FRAG弹头。除此之外,该系统还能集成至Guardion模块化反无人机系统中,亦可独立部署。该公司表示,Cicada预计将于2026年投入生产。
基于无人机的截击机具有几个优势,包括更低的生产成本,更快的生产周期,以及可用的市售商业组件。自主、专用的拦截无人机和遥控四旋翼飞行器之间的成本权衡在某种程度上反映了它们对 抗的各种威胁的可负担性和可及性。
反无人机防空导弹与混合动力设计
防空导弹(SAMs)在射程、速度、机动性、弹头质量及自主性方面表现出 色,本质上是一种单向飞行的空中载具,可通过自主 导航或火控雷达引导完成从发射到拦截的全流程。但由于其组件复杂导致单发成本高于无人机拦截器,在10公里内的短程防御场景中,其性价比不及火炮或便携式系统等更简易廉价的方案。尽管防空导弹具备反无人机能力,但其高昂成本促使各国寻求替代方案或开发针对无人机威胁的低成本防空导弹。
BAE系统公司推出的“先进精 确杀伤武器系统”(APKWS)制导套件,为传统的70毫米“九头蛇-70”(Hydra -70)无制导火箭弹赋予了新 生。该系统采用半主动激光(SAL)制导技术,依赖发射平台的外部激光指示器照射目标,机载传感器通过捕获目标表面反射的激光信号,由制导计算机持续修正飞行轨迹。这种对传统导弹的改造思路,使得本就廉价且可消耗的无制导火箭弹获得了精 确打击能力。
APKWS II采用了分布式孔径半主动激光导引头(DASALS)设计。不同于传统导弹在头部安装单一导引头的方案,该系统在火箭弹机翼部分集成四个微型SAL导引头,弹翼同时配备舵面以实现转向控制。这种构型允许直接沿用“九头蛇”系列弹头,仅需在弹头与火箭发动机之间加装APKWS制导段。配合可选装的近炸引信,成品已具备小型短程防空导弹的特征。
L3Harris公司将APKWS制导套件整合至“吸血鬼”(Vampire)反无人机系统作为拦截弹。“吸血鬼”配备四联装导弹发射舱,并集成Wescam MX-RSTA光电瞄准系统,具有昼夜通道及激光目标指示功能。据实战记录显示,该系统已在乌克兰成功拦截“沙赫德-136”无人机。尽管BAE公司声明其旋翼平台发射时的射程为5公里(地面发射时显著缩减),但由于直接沿用“九头蛇”火箭弹基础设计,若保持通用化定位则难以大幅提升射程。
另一种低成本方案是Hades公司的RP-24多管火箭系统,采用57毫米S-5火箭弹搭配可编程定时引信。发射器由该公司的HAWK雷达引导,其宣称可探测6公里外雷达散射截面积(RCS )为0.01㎡的目标,通过预设定时引爆实现拦截。该无制导方案虽成本低,但难以应对机动目标。
雷神公司推出其自主研发的小型防空导弹/混合式反无人机拦截器——“郊狼”(Coyote)Block 2。Block 2与Block 1差异显著,Block 1更类似于无人机,而Block 2则更像是一种小型防空导弹。Block 2采用火箭助推器发射,随后切换至小型涡轮喷气发动机提供持续推力,时速可达555公里/小时。该导弹由美国陆军进行测试,是其“机动式低慢小无人机综合防御系统”(M-LIDS)计划的一部分,并与Ku波段射频系统(KuRFS)火控雷达配合使用,由后者为“郊狼”提供制导信息。在末段制导阶段,“郊狼”Block 2配备了Ku波段有源雷达寻的器,其目标摧毁机制采用近炸引信高爆破片(HE-FRAG)弹头。
强调使用民用市场上可采购或制造的通用部件来构建导弹,是当前另一个新兴趋势,旨在降低此类武器的成本、研发和生产时间。尽管尚处于早期阶段,爱沙尼亚公司Frankenburg Technologies正在开发Frankenburg Missile Mark 1导弹,并计划于2025年在乌克兰进行测试。该导弹拦截器设计用于攻击飞行距离不超过两公里、高度在一公里以内的无人机。该导弹的研发进展迅速,其模型发射舱已在2025年阿联酋国际防务展(IDEX 2025)上搭载于Milrem公司的Havoc无人地面车辆进行展示。
遥控武器站与霰弹枪系统
在反无人机系统讨论中忽略遥控武器站(RWS)将是一种疏漏。当前趋势显示,轻型30毫米机炮配备于RWS的方案正被积极探索,既可作为车载反无人机解决方案,也能为轻型防空系统提供额外防护。在2024年欧洲防务展上,KNDS法国公司展示了4×4 VBMR-L Serval反无人机变体,该车配备MC2-Technologies MATIA雷达和搭载了30×113毫米30 M 781 MPG机炮的ARX 30遥控武器站。据披露,可编程空爆弹药当时已接近完成研发,相比常规弹药能通过在距离形成破片云显著提升拦截概率。此类解决方案在全球防务展会上正日益多见。
概念性设计也已出现,据称其成本效益优于30毫米可编程空爆弹药。梅德韦杰夫(Medvedev)视察俄罗斯无人机系统与技术中 心期间,一款名为“泰坦”(Titan)的系统亮相。该系统采用24管霰弹枪基座设计,枪管可旋转俯仰,似乎为要点防御提供短程防护方案。鉴于枪管尺寸,其射程可能非常有限,但若“泰坦”宣称的齐射能力属实,特别是针对车载反无人机应用场景,或能提供防线。
结语思考随着无人机技术持续演进,反制能力必 须同步发展。任何动能反无人机系统的效能评估,不仅取决于威胁消 除能力,更需考量成本效益与可扩展性。虽然传统防空系统仍具价值,但导弹拦截器的高成本使其难以应对大规模廉价无人机群。改装制导火箭弹或无人机拦截器等新兴解决方案,提供了成本与能力平衡的替代选择。低成本动能拦截器的发展,将对确保防御能力跟上快速扩张的无人机生 态起到关键作用。
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