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【理论研究】仗越打越精:多频模式--俄军自爆机抗干扰的新玩法

2024-06-22军事

俄【消息报】网站5月23日刊文称,俄军在乌克兰战场上使用了一款叫「比拉鱼」(Пиранья,又译「食人鱼」)的自爆式FPV无人机,它的知名度远不及「柳叶刀」,更像是无人机世界的忍者,默默无闻地为主人「打工」。然而,「比拉鱼」开发商似乎不甘平庸,打算凭借一招神操作让「比拉鱼」成为公司的「流量宝」。

据俄媒披露,「比拉鱼」开发商为该款自爆机研制配备了一种多频通信系统,在乌克兰战场首试告捷。【消息报】获得的独家视频显示,在乌军制造的强干扰环境下,「比拉鱼」如入「无人之境」,全然无视干扰,始终咬住目标不放直至撞击,而乌军却疲于奔命、无可奈何。俄专家表示,在乌军高强度使用电子战手段的情况下,无人机控制采用多频模式,可谓技高一筹,一计妙用。

将「艾布拉姆斯」打成废铁

使用「比拉鱼」无人机的俄军第15摩托化旅士兵向媒体回放了现场视频:「你瞧,有的画面如水晶般纯净,证明丝毫没有受到干扰影响,有的却满屏雪花,但出现雪花并不等于不好,恰恰说明击中了目标。我们使用的无人机频率比较特别,敌人干扰不了。」「比拉鱼」最近的战果有:美国的装甲车、德国的陆战车、乌克兰的反坦克榴弹炮、隐蔽的迫击炮、弹药库,以及敌有生力量等。俄军特别提到,第一辆折戟乌克兰战场的美国「艾布拉姆斯」主战坦克就是今年2月被「比拉鱼」打残的。

美国去年为乌克兰提供了31辆「艾布拉姆斯」坦克,每辆坦克价值约1000万美元。按照美方的说法,「艾布拉姆斯」坦克足以对俄军现有的主战坦克形成「碾压」。但近几个月,俄军使用榴弹发射器、FPV自杀式无人机等接连摧毁数辆「艾布拉姆斯」坦克,令乌军大失所望。美【国家利益】杂志无奈地表示,「艾布拉姆斯」的战斗力被「大大地高估了」。今年4月有报道称,乌克兰已从战区撤回M1A1「艾布拉姆斯」坦克。一位美国高级国防官员总结道,无人机在战场上的广泛使用意味着「不存在可以驾车穿过而不必担心被发现的开放地形」。

西方媒体称,用「比拉鱼」无人机摧毁一辆坦克的成本约为500美元,与坦克的成本(1000万美元)相比,这是一笔「微不足道的投资」。研制「比拉鱼」无人机的俄罗斯辛比尔斯克设计局(SKB)表示,在乌里扬诺夫斯克地区,他们每天生产300架「比拉鱼」无人机,而迄今为止已为整个战场输送近万架。

多频模式让电子战扑空

俄罗斯SKB设计局的「比拉鱼」系列目前有2款,即「比拉鱼-7」和「比拉鱼-10」。前者负载能力2.5千克,后者提升至4.5千克。「比拉鱼-10」采用碳纤维增强聚合物制作,拥有更强大的发动机和更宽的螺旋桨,负载能力更强、飞行距离更远(15千米)。去年3月首次公开亮相,今年2月即收获了毁伤第一辆「艾布拉姆斯」坦克的战果。此外,SKB设计局还开发了「比拉鱼-13」,其负载能力增加到8千克。俄军事专家解释说,无人机需要携带足够弹头才能一击摧毁受保护的装备,如坦克、装甲运兵车和带有加强装甲的自行火炮等。「比拉鱼-10」无人机配备有摄像头,可将视频信号无线传输到护目镜、耳机、移动设备或其他设备上。因此,操作员能够以第一人称视角观察无人机的飞行状态及环境,并可以拍摄视频或静态图像。

「比拉鱼」之所以能在战场上从容闯关,靠的是SKB设计局的一计妙用——多频通信系统。籍此,「比拉鱼」成为目前乌克兰战场上唯一一款不受电子战压制的无人机,而SKB也成为战场上唯一一家无人机没有坠毁的制造商。

SKB设计局为「比拉鱼」配备的多频通信系统,可以在无人机飞行中根据需要切换控制信道,以规避敌方的电子干扰。这一功能是基于采用非标准频率而实现的,一旦出现干扰,无人员操作员会改变信号频率,使敌方无法干扰无人机飞行,从而使「比拉鱼」顺利完成攻击任务。SKB设计局称「这的确是一项突破。」

「比拉鱼」的多频抗干扰模式,其工作流程如图所示,①敌电子战系统对无人机控制链路的通信进行压制;②无人机控制受到干扰后将此情自动告知操作员;③操作员收到报告后进行信道切换以摆脱干扰。

SKB开发人员称,敌方的电子战系统通常会设定在FPV无人机若干个最常用的频率上,因此,如果无人机只使用1、2个常规频率,那么面对电子战时是很脆弱的。在这种情况下,即使无人机可以大量生产供应,它们的结局也是一样的:无一例外地坠落于强干扰区域。

俄电子战人员称,无人机抗干扰采用多频模式是必须的,另外在频率选择上也有讲究:要么使用当前敌方电子战系统尚未使用的频率,要么选用敌方正在用于高强度通信的频率。由于所有的电子战设备都采用宽带干扰,这种干扰对于靠敌方较近的通信设备干扰效果最好,所以敌方将其高强度通信频率用于电子战既不划算也不合理,这意味着敌方用于高强度通信的频率可以用作无人机控制链路。然而,如果敌方获知有无人机在使用这一高强度通信频率,它会启动宽带干扰发射机施放干扰,阻断无人机控制。因此,无人机飞行状态下的频率重调能力非常重要。另外,在建立无人机控制链路时,通信功率的控制能力也很重要,当无人机位于操作员附近时,为了不暴露操作员位置,操作员的发射功率要小一些;而当无人机离操作员比较远时,操作控制的发射功率应当大一些。

俄专家认为,还必须考虑到,无人机的控制链路要有足够的带宽,而且要与敌方电子战使用的工作频率尽可能拉开间隔。