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【理論研究】仗越打越精:多頻模式--俄軍自爆機抗幹擾的新玩法

2024-06-22軍事

俄【訊息報】網站5月23日刊文稱,俄軍在烏克蘭戰場上使用了一款叫「比拉魚」(Пиранья,又譯「食人魚」)的自爆式FPV無人機,它的知名度遠不及「柳葉刀」,更像是無人機世界的忍者,默默無聞地為主人「打工」。然而,「比拉魚」開發商似乎不甘平庸,打算憑借一招神操作讓「比拉魚」成為公司的「流量寶」。

據俄媒披露,「比拉魚」開發商為該款自爆機研制配備了一種多頻通訊系統,在烏克蘭戰場首試告捷。【訊息報】獲得的獨家影片顯示,在烏軍制造的強幹擾環境下,「比拉魚」如入「無人之境」,全然無視幹擾,始終咬住目標不放直至撞擊,而烏軍卻疲於奔命、無可奈何。俄專家表示,在烏軍高強度使用電子戰手段的情況下,無人機控制采用多頻模式,可謂技高一籌,一計妙用。

將「艾布拉姆斯」打成廢鐵

使用「比拉魚」無人機的俄軍第15摩托化旅士兵向媒體回放了現場影片:「你瞧,有的畫面如水晶般純凈,證明絲毫沒有受到幹擾影響,有的卻滿屏雪花,但出現雪花並不等於不好,恰恰說明擊中了目標。我們使用的無人機頻率比較特別,敵人幹擾不了。」「比拉魚」最近的戰果有:美國的裝甲車、德國的陸戰車、烏克蘭的反坦克榴彈炮、隱蔽的迫擊炮、彈藥庫,以及敵有生力量等。俄軍特別提到,第一輛折戟烏克蘭戰場的美國「艾布拉姆斯」主戰坦克就是今年2月被「比拉魚」打殘的。

美國去年為烏克蘭提供了31輛「艾布拉姆斯」坦克,每輛坦克價值約1000萬美元。按照美方的說法,「艾布拉姆斯」坦克足以對俄軍現有的主戰坦克形成「碾壓」。但近幾個月,俄軍使用榴彈發射器、FPV自殺式無人機等接連摧毀數輛「艾布拉姆斯」坦克,令烏軍大失所望。美【國家利益】雜誌無奈地表示,「艾布拉姆斯」的戰鬥力被「大大地高估了」。今年4月有報道稱,烏克蘭已從戰區撤回M1A1「艾布拉姆斯」坦克。一位美國高級國防官員總結道,無人機在戰場上的廣泛使用意味著「不存在可以駕車穿過而不必擔心被發現的開放地形」。

西方媒體稱,用「比拉魚」無人機摧毀一輛坦克的成本約為500美元,與坦克的成本(1000萬美元)相比,這是一筆「微不足道的投資」。研制「比拉魚」無人機的俄羅斯辛比爾斯克設計局(SKB)表示,在烏裏揚諾夫斯克地區,他們每天生產300架「比拉魚」無人機,而迄今為止已為整個戰場輸送近萬架。

多頻模式讓電子戰撲空

俄羅斯SKB設計局的「比拉魚」系列目前有2款,即「比拉魚-7」和「比拉魚-10」。前者負載能力2.5千克,後者提升至4.5千克。「比拉魚-10」采用碳纖維增強聚合物制作,擁有更強大的發動機和更寬的螺旋槳,負載能力更強、飛行距離更遠(15千米)。去年3月首次公開亮相,今年2月即收獲了毀傷第一輛「艾布拉姆斯」坦克的戰果。此外,SKB設計局還開發了「比拉魚-13」,其負載能力增加到8千克。俄軍事專家解釋說,無人機需要攜帶足夠彈頭才能一擊摧毀受保護的裝備,如坦克、裝甲運兵車和帶有加強裝甲的自行火炮等。「比拉魚-10」無人機配備有網絡攝影機,可將影片訊號無線傳輸到護目鏡、耳機、流動通訊器材或其他器材上。因此,操作員能夠以第一人稱視角觀察無人機的飛行狀態及環境,並可以拍攝影片或靜態影像。

「比拉魚」之所以能在戰場上從容闖關,靠的是SKB設計局的一計妙用——多頻通訊系統。籍此,「比拉魚」成為目前烏克蘭戰場上唯一一款不受電子戰壓制的無人機,而SKB也成為戰場上唯一一家無人機沒有墜毀的制造商。

SKB設計局為「比拉魚」配備的多頻通訊系統,可以在無人機飛行中根據需要切換控制通道,以規避敵方的電子幹擾。這一功能是基於采用非標準頻率而實作的,一旦出現幹擾,無人員操作員會改變訊號頻率,使敵方無法幹擾無人機飛行,從而使「比拉魚」順利完成攻擊任務。SKB設計局稱「這的確是一項突破。」

「比拉魚」的多頻抗幹擾模式,其工作流程如圖所示,①敵電子戰系統對無人機控制鏈路的通訊進行壓制;②無人機控制受到幹擾後將此情自動告知操作員;③操作員收到報告後進行通道切換以擺脫幹擾。

SKB開發人員稱,敵方的電子戰系統通常會設定在FPV無人機若幹個最常用的頻率上,因此,如果無人機只使用1、2個常規頻率,那麽面對電子戰時是很脆弱的。在這種情況下,即使無人機可以大量生產供應,它們的結局也是一樣的:無一例外地墜落於強幹擾區域。

俄電子戰人員稱,無人機抗幹擾采用多頻模式是必須的,另外在頻率選擇上也有講究:要麽使用當前敵方電子戰系統尚未使用的頻率,要麽選用敵方正在用於高強度通訊的頻率。由於所有的電子戰器材都采用寬頻幹擾,這種幹擾對於靠敵方較近的通訊器材幹擾效果最好,所以敵方將其高強度通訊頻率用於電子戰既不劃算也不合理,這意味著敵方用於高強度通訊的頻率可以用作無人機控制鏈路。然而,如果敵方獲知有無人機在使用這一高強度通訊頻率,它會啟動寬頻幹擾發射機施放幹擾,阻斷無人機控制。因此,無人機飛行狀態下的頻率重調能力非常重要。另外,在建立無人機控制鏈路時,通訊功率的控制能力也很重要,當無人機位於操作員附近時,為了不暴露操作員位置,操作員的發射功率要小一些;而當無人機離操作員比較遠時,操作控制的發射功率應當大一些。

俄專家認為,還必須考慮到,無人機的控制鏈路要有足夠的頻寬,而且要與敵方電子戰使用的工作頻率盡可能拉開間隔。