Chống UAV bầy đàn 2024

1. Giới thiệu chung

Với sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (AI), UAV bầy đàn đã trở nên khả thi và dễ dàng. Vấn đề cấp bách là làm thế nào để thực hiện việc đối phó hiệu quả với đàn UAV trong mục tiêu bảo vệ an ninh quan trọng hoặc ở vị trí quan trọng là phòng ngừa trong chiến tranh. Bài viết này tôi đưa ra thực trạng tình hình chiến đấu của UAV các biện pháp đối phó và những phương án có thể khả thi.

(Bài viết này dựa trên ý kiến của người viết cùng với sự tham khảo của các bài báo và tình hình thực tế nên sẽ có những góc nhìn chủ quan người đọc nên cân nhắc)

Trong những năm gần đây, UAV cho thấy xu hướng trí tuệ đáng chú ý với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ AI. Dựa trên sự hình thành và đàn của các UAV siêu nhỏ, khái niệm vận hành đàn UAV đã phát triển. Là một loại thiết bị chiến đấu thông minh và không người lái mới, UAV bầy có chế độ chiến đấu độc đáo trong trinh sát chiến trường, xâm nhập trên không, tấn công mục tiêu, đối đầu điện tử và các hoạt động khác, điều này cũng mang đến thách thức mới cho lực lượng chống UAV.

Ví dụ, vào tháng 1 năm 2018, những kẻ khủng bố đã sử dụng 13 UAV đơn giản để tạo thành một đàn UAV chính. Bầy tấn công căn cứ quân sự Nga ở Syria, đe dọa nghiêm trọng căn cứ.

Làm thế nào để chống lại các cuộc tấn công khủng bố, trinh sát chặt chẽ hoặc tấn công xâm nhập của đàn UAV vào các vị trí quan trọng trong các hoạt động quan trọng hoặc phòng ngừa ở những nơi quan trọng, sẽ là một vấn đề quan trọng trong việc kiểm soát và phòng thủ chống UAV trong tương lai. Bầy UAV, với số lượng cá thể lớn, phân bố rộng và trí tuệ nhân tạo mạnh, khó có thể đạt được phản ứng hiệu quả trước một phương pháp chống UAV ở một chế độ duy nhất, chẳng hạn như cảnh báo sớm, các biện pháp đối phó điện tử hoặc bắt giữ thiệt hại.

Trong cuộc tập trận quân sự năm 2019, Nga đã sử dụng mồi nhử GPS, hỏa lực phòng không, vũ khí laser, sát thương vi sóng và các phương pháp khác để đánh chặn một đàn UAV, bao gồm 90 UAV cỡ nhỏ với nhiều cấu hình khác nhau. Nhưng hiệu quả rất kém như trình bày ở bảng 1. Cần thiết lập một Hệ thống chống bầy đàn UAV hoàn hảo do AUSS cung cấp để bảo vệ đàn UAV ở vị trí quan trọng.

2. Khái niệm và sự phát triển của UAV bầy đàn

2.1. Khái niệm đàn UAV là gì?

Khi nhiều UAV được sử dụng cùng nhau các khái niệm khác nhau sẽ được hình thành như: Đội hình UAV, cụm UAV và đàn UAV. Đội hình UAV là việc hình thành nhiều hơn 2 UAV trên không theo khoảng cách và độ cao được chỉ định. UAV có thể hình thành đội hình hỗ hợp với máy bay có người lái cố định, máy bay trực thăng hoặc máy bay khác.

Cụm UAV là một nhóm UAV bao gồm một số UAV hoặc đội hình UAV thực hiện cùng một nhiệm vụ, nhận lệnh thống nhất và duy trì liên lạc thông tin. Bầy UAV là một loại cụm UAV thực hiện cùng một nhiệm vụ và bao gồm nhiều UAV có khả năng tự chủ và hợp tác cao.

Bầy máy bay không người lái dựa trên khả năng chiến đấu của từng máy bay không người lái, được hỗ trợ bởi sự hợp tác tự chủ giữa các máy bay không người lái và dựa trên kiến trúc mở tích hợp tích hợp. Nhóm UAC có đặc tính tự chủ thông minh cao và phân bổ chức năng, có thể thực hiện các nhiệm vụ chiến đấu cụ thể.

Bầy UAV, bao gồm các UAV siêu nhỏ, là một dạng cụm UAV cấp cao. Bầy UAV, phù thủy có thể hủy bỏ một cách bất đối xứng khả năng của nền tảng đa chức năng và quy mô lớn truyền thống với đơn vị chi phí thấp, đã thu hút sự chú ý của quân đội các quốc gia hoặc các tổ chức quân sự.

2.2. Sự phát triển của đàn UAV

Trong những năm đầu của thế kỷ 21. Hoa kỳ lần đầu tiên đề xuất khái niệm về bầy máy bay không người lái, và thực hiện một loạt công việc cải tiến khái niệm và tích lũy công nghệ. Trong những năm gần đây, nghiên cứu về bầy máy bay không người lái ở Mỹ đã bước vào thời kỳ phát triển nhanh chóng với sự hỗ trợ của cảm biến, số hóa, mạng ad hoc và AI.

Dưới sự lãnh đạo thống nhất của Bộ Quốc phòng (DoD), Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) và văn phòng Năng lực Chiến lược (SCO), cũng như quân đội, không quân và Hải quân, đã thực hiện nhiều công việc nghiên cứu và trình diễn. , khởi động một số dự án Các dự án này độc lập về mặt chức năng, mỗi dự án có điểm nhấn riêng, bổ sung cho nhau và phát triển một cách tổng hợp.

Vào tháng 9 năm 2015, DARPA đã phát hành chương trình Gremlins nhằm phát triển hệ thống máy bay không người lái để phóng tàu sân bay và thu hồi trên không. Nó có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ trinh sát, giám sát hoặc tấn công điện tử. Nó có thể được phóng từ bệ trên không, nằm ngoài khu vực phòng thủ.

Gremlins, thực hiện các hoạt động hợp tác phân tán và mang theo các nhiệm vụ trinh sát, giám sát hoặc tác chiến điện tử, có thể nhanh chóng xâm nhập vào khu vực phòng thủ của đối phương, trấn áp hệ thống phòng thủ tên lửa của đối phương, cắt đứt liên lạc của đối phương, hướng dẫn hỏa lực chính xác hoặc xâm chiếm khu vực phòng thủ của đối phương. mạng dữ liệu để thực hiện một cuộc tấn công mạng. Nó có thể sơ tán và được phục hồi sau khi hoàn thành nhiệm vụ.

Vào tháng 4 năm 2015, Văn phòng Nghiên cứu Hải quân (ONR) đã công bố dự án Công nghệ bầy đàn UAV chi phí thấp (LOCUST), nhằm mục đích phóng nhanh chóng và liên tục các UAV chi phí thấp bằng cách sử dụng bệ phóng hình ống trên các nền tảng như tàu, phương tiện, máy bay hoặc UAV. Nó có thể phối hợp tấn công hoặc phòng thủ và trấn áp kẻ thù với lợi thế về số lượng.

Cánh và cánh quạt của Coyote UAV được sử dụng trong dự án này có thể gập lại được. Nó có thể được phóng lên không trung hoặc trên mặt đất. Nó có thể thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, thu thập thông tin tình báo, can thiệp liên lạc, thu hút hỏa lực và các nhiệm vụ khác.

Vào năm 2014, Văn phòng Năng lực Chiến lược Hoa Kỳ (SCO) đã chỉ đạo Dự án Trình diễn Phóng Tốc độ Cao của Micro UAV, nhằm mục đích sử dụng nhóm micro-UAV để thực hiện các nhiệm vụ như nhận biết tình hình, trinh sát tình báo và gây nhiễu điện tử. Máy bay không người lái Perdix được sử dụng trong dự án được lắp ráp bằng công nghệ in 3D và có cánh có thể gập lại, có thể được máy bay chiến đấu F-16 hoặc F/A-18f mang và phóng hoặc phóng từ mặt đất hoặc trên biển. Nó có thể được tổ chức và vận hành độc lập trên không.

Vào tháng 5 năm 2015, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ (NRL) đã công bố Máy bay không người lái tự động dùng một lần vô hình cận chiến (CICADA). Nó là một loại thiết bị định vị GPS, chi phí thấp và máy bay không người lái siêu nhỏ dùng một lần, với trọng lượng đơn vị là 65g và thân máy in 3D. Nó có thể được phân phối thông qua máy bay trinh sát P-3 Orion. Nó thuận tiện cho việc triển khai quy mô lớn và hiệu quả, đồng thời có thể nhanh chóng thiết lập cảm biến hoặc mạng liên lạc trong một khu vực được chỉ định.

3. Đặc điểm hoạt động của UAV bầy đàn

Do đặc điểm về số lượng lớn, đội hình linh hoạt, hoạt động hợp tác, khả năng phát hiện thấp, chi phí thấp và dễ sản xuất, bầy UAV có khả năng ẩn nấp, tấn công và mạnh mẽ mạnh mẽ. Nó có thể cải thiện hiệu quả khả năng liên lạc, chỉ huy, trinh sát tình báo, nhận thức tình hình và khả năng tấn công của phía mình. Và nó có thể đồng thời phong tỏa mạng lưới liên lạc, trấn áp hệ thống phòng không, gây sát thương lên các mục tiêu quan trọng của địch.

Bầy máy bay không người lái đáp ứng yêu cầu tác chiến cơ động, linh hoạt, đa dạng trong cuộc chiến tương lai:

• Khả năng thâm nhập mạnh mẽ với khả năng phát hiện thấp.
• Số lượng lớn và lợi thế quy mô lớn
• Hoạt động chủ động với nhiều loại tải trọng khác nhau
• Khả năng sản xuất mạnh mẽ với chi phí sản xuất thấp

4. Hệ thống phòng thủ chống UAV bầy đàn

Khác với việc chống UAV đơn lẻ, để thực hiện hiệu quả việc chống và phòng thủ UAV bầy đàn trong việc ngăn chặn vị trí quan trọng, cần xây dựng hệ thống phòng thủ chống UAV bầy đàn với cấu trúc phức tạp, chức năng hoàn hảo và phạm vi bao phủ toàn diện. Nó có thể hiện thực hóa một hệ thống bảo vệ khu vực toàn diện bằng nhiều phương tiện và đa hướng. Nó có thể sử dụng toàn diện khả năng phát hiện, cảnh báo sớm, dự đoán, theo dõi, giải mã, can thiệp, bắt giữ, gây sát thương và các phương tiện kỹ thuật khác.

4.1. Phát hiện và cảnh báo sớm UAV bầy đàn

Hiện nay, trong khía cạnh phát hiện và cảnh báo sớm UAV, các phương pháp quang học, radar, phát hiện vô tuyến và cảnh báo sớm, cũng như dự đoán tuyến đường UAV tương ứng và các phương tiện kỹ thuật khác chủ yếu được sử dụng. Nó có thể thực hiện phát hiện khoảng cách xa, định vị có độ chính xác cao, nhận dạng thuộc tính mục tiêu và dự đoán đường bay của UAV đơn đang bay tới.

Tuy nhiên, không giống như hoạt động của UAV đơn lẻ truyền thống, bầy UAV nhỏ hơn, với đặc điểm là kích thước nhỏ, tiết diện radar nhỏ, độ cao bay thấp, tốc độ bay chậm, v.v. Rất khó để đạt được sự phát hiện chính xác bằng cách sử dụng một phương tiện phát hiện hoặc cảnh báo sớm truyền thống duy nhất.

Vì vậy, cần tiến hành nghiên cứu đặc biệt trên cơ sở các phương pháp phát hiện và cảnh báo sớm truyền thống, hướng tới đặc điểm đặc điểm mục tiêu nhỏ và phân bố bay phân tán của đàn UAV. Các phương tiện tổng hợp hiệu quả để phát hiện UAV bầy đàn và cảnh báo sớm có thể được phát triển bằng cách này.

Ví dụ, các công nghệ tổng hợp cảm biến như ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại, laser và ánh sáng yếu được sử dụng để thực hiện việc phát hiện và theo dõi các mục tiêu quang học trong nền phức tạp; công nghệ mô hình hóa, mô phỏng và ngăn chặn nhiễu loạn trong bối cảnh phức tạp và công nghệ phát hiện mục tiêu tốc độ thấp dựa trên sự tích lũy năng lượng tín hiệu được sử dụng để nâng cao khả năng phát hiện của thiết bị radar cho UAV bầy đàn;

Công nghệ nhận dạng tính năng và tổng hợp thông tin mục tiêu đa nguồn được sử dụng để thực hiện phát hiện kết hợp trong điều kiện trường nhìn rộng và khoảng cách xa; Công nghệ mạng ăng-ten hiệu quả cao để phát hiện mục tiêu băng tần cực rộng, cũng như công nghệ nhận dạng, giải điều chế, phân tích và tìm hướng tín hiệu từ xa được sử dụng để cải thiện khả năng phát hiện và khám phá của liên kết dữ liệu của bầy UAV hoặc liên kết dữ liệu nội bộ.

4.2. Biện pháp đối phó điện tử với UAV bầy đàn

Biện pháp đối phó điện tử UAV là nhằm đạt được thiệt hại phi vật lý hoặc kiểm soát tiếp quản tất cả các loại UAV trong khu vực được chỉ định bằng cách ngăn chặn liên kết dữ liệu, can thiệp hệ thống định vị và các phương tiện kỹ thuật khác. Vì vậy UAV không thể hoàn thành nhiệm vụ chiến đấu.

Biện pháp đối phó điện tử UAV chủ yếu bao gồm phân tích thông tin điều khiển từ xa UAV và điều khiển thay thế, phát hiện thông tin đo từ xa và định vị UAV, can thiệp và đánh lừa thông tin điều hướng, v.v. Đối với UAV bầy đàn, công nghệ đối phó điện tử truyền thống vẫn được áp dụng, nhưng nó đặt ra các yêu cầu cao hơn cho chức năng và hiệu quả của biện pháp đối phó điện tử.

Trong khía cạnh gây nhiễu và đánh lừa hệ thống định vị, hệ thống định vị vệ tinh (bao gồm cả hệ thống GPS và Beidou, v.v.) vẫn là định hướng chính của công nghệ chống UAV bầy đàn, do đó việc ngăn chặn và đánh lừa hệ thống định vị vệ tinh vẫn là hướng chính công nghệ chống UAV bầy đàn. Tuy nhiên, xét đến các đặc điểm rất thông minh và tự động của UAV bầy đàn, nó cũng có khả năng dự đoán và định vị thông minh, đo lường giữa các máy và định vị trong môi trường bị từ chối.

Trong khía cạnh chặn tín hiệu điều khiển từ xa UAV, phân tích và triệt tiêu thông tin điều khiển từ xa, các phương tiện phổ quát vẫn có tác dụng nhất định. Nhưng do đặc điểm hoạt động tự động của UAV bầy đàn, tần số liên lạc giữa UAV và trạm điều khiển mặt đất không cao, thậm chí có thể đạt được đường truyền bằng 0.

Sau đó, các phương tiện chặn tín hiệu điều khiển từ xa và phân tích thông tin điều khiển từ xa cần được cải thiện. Vì vậy, để ngăn chặn UAV bầy đàn một cách hiệu quả, chúng ta nên chú ý hơn đến việc định vị giữa các máy bay, ngăn chặn và bẻ khóa liên kết giữa các máy bay.

4.3. Phá hủy và bắt giữ UAV bầy đàn

Phá hủy và bắt giữ UAV, nhằm vào tất cả các loại UAV có mối đe dọa an ninh, với sự hỗ trợ của hệ thống phát hiện và cảnh báo sớm, khiến UAV mất khả năng chiến đấu thông qua thiệt hại vật lý trực tiếp hoặc bị bắt giữ. Nó chủ yếu bao gồm các cuộc tấn công bằng hỏa lực trên mặt đất/trên không, sát thương bằng laser/điện từ năng lượng cao và tất cả các loại công nghệ đánh chặn và bắt giữ.

Đây là phương tiện quan trọng và hiệu quả nhất trong các biện pháp đối phó với UAV. Đối với UAV bầy đàn có số lượng cá thể đông, đội hình bay thưa thớt và góc tấn công phân tán, các phương pháp gây sát thương và bắt giữ truyền thống vẫn có tác dụng phòng thủ nhất định nhưng khó đạt được biện pháp đối phó hiệu quả cho toàn UAV bầy đàn.

Đặc biệt đối với việc ngăn chặn những nơi quan trọng, thiệt hại vật chất trực tiếp thường sẽ dẫn đến thiệt hại tài sản thế chấp lớn hơn. Do đó, trên cơ sở tăng cường công nghệ sát thương ban đầu, khả năng đánh chặn thuộc địa của máy bay không người lái mà không có thiệt hại tài sản thế chấp cần được tăng cường hơn nữa. Về công nghệ bắt, cần tăng cường nghiên cứu công nghệ chặn của lưới chặn dựa trên thông tin cảnh báo sớm.

Ví dụ, lưới đánh chặn quy mô lớn được gắn trên UAV hoặc khinh khí cầu có thể thực hiện việc bắt giữ hàng loạt UAV bầy đàn. Về công nghệ chặn, cần tăng cường nghiên cứu Công nghệ chặn vải sợi mềm phân hủy. Ví dụ, sợi quang diện rộng thông qua nền tảng không quân/căn cứ có thể được phân phối nhanh chóng ở rìa khu vực phòng thủ.

Về khía cạnh công nghệ sát thương, cần tăng cường nghiên cứu và phát triển tia laser hoặc điện từ công suất cao và các loại vũ khí năng lượng định hướng khác. Chẳng hạn như vũ khí định hướng điện từ mặt cắt rộng công suất cao có thể gây sát thương nhanh chóng cho UAV bầy đàn theo hướng xác định.

4.4. Hệ thống chỉ huy và kiểm soát phòng thủ UAV bầy đàn

UAV bầy đàn có một loạt đặc điểm như số lượng cá thể đông, quy mô ứng dụng lớn, khả năng bị phát hiện thấp, khả năng xuyên thấu mạnh, trí thông minh cao và hoạt động tác chiến nên rất khó bị phản công. Để thực hiện khả năng phòng thủ hiệu quả của UAV bầy đàn , hệ thống đối phó UAV bầy đàn cần tận dụng tối đa tất cả các loại biện pháp đối phó và tích hợp phân tích tính năng mục tiêu, dự đoán tuyến đường, đánh giá mối đe dọa, ra quyết định xử lý và các công nghệ khác, như được hiển thị trong hình 1.

Khi xây dựng hệ thống chỉ huy và điều khiển phòng thủ bầy UAV, khả năng tổng hợp mục tiêu và dự đoán quỹ đạo đa nguồn, đánh giá mối đe dọa mục tiêu và ra quyết định hỗ trợ hành động xử lý được cải thiện thông qua việc xây dựng mạng lưới chỉ huy và kiểm soát. Nhiều thiết bị phát hiện quang học hoặc thiết bị phát hiện radar diện rộng sẽ được bố trí trong phạm vi 5-10 km tính từ ngoại vi của khu vực phòng ngừa quan trọng, nhằm thực hiện việc phát hiện trước và cảnh báo sớm đàn máy bay không người lái.

Thiết bị trinh sát và cảnh báo sớm di động sẽ được huy động xung quanh khu vực phòng ngừa tùy theo tình hình mục tiêu địa phương, để thực hiện khả năng phát hiện đa chiều và đa nguồn của UAV bầy đàn. Các thiết bị sẽ được lựa chọn xung quanh khu vực phòng ngừa theo tình hình thực tế của chiến trường để thực hiện hỏa lực, sát thương điện từ laser.

Đối với UAV đi vào khu vực phòng ngừa, cần sử dụng các biện pháp đánh chặn mà không gây thiệt hại phụ như lưới bắt, mồi nhử và các cách khác. Đối với các khu vực mục tiêu trọng điểm trong khu vực phòng ngừa, khinh khí cầu sẽ được sử dụng để xây dựng mạng lưới đánh chặn diện rộng, các máy bay không người lái sẽ được sử dụng để rải màn chắn sợi diện rộng nhằm tăng cường khả năng bảo vệ.

Bên cạnh các phương tiện chống bầy UAV nêu trên, chúng ta cũng nên tăng cường nghiên cứu công nghệ ngụy trang chống mục tiêu trinh sát, nhằm vào các mối đe dọa tiềm tàng từ việc trinh sát và tấn công bầy UAV của đối phương. Khả năng ngụy trang quang học, ngụy trang điện từ và mồi nhử mục tiêu của các mục tiêu có giá trị cao sẽ được cải thiện thông qua nghiên cứu về ngụy trang nhìn thấy được, triệt tiêu bức xạ hồng ngoại, triệt tiêu bức xạ điện từ, mồi nhử tín hiệu quang điện và các công nghệ khác.

Bạn có thể tham khảo các công nghệ antiUAV tại đây

Hoặc bạn cần tư vấn về UAV hoặc giải pháp chống UAV thì có thể liên hệ Công ty Giải pháp – Thiết bị Quang Điện tử TECOTEC OES | TECOTEC OES chúng tôi hoặc liên hệ Mr.Hạnh: 0982580061 để được tư vấn tận tình.