無人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)，也稱為“無人機(jī)”。無人機(jī)按照用途可以分為民用（包括以個人娛樂為主要目的消費(fèi)型及商用）和軍用，按照飛行方式可分為旋翼機(jī)和固定翼機(jī)，按照大小又可分為微型無人機(jī)、小型無人機(jī)及大中型無人機(jī)。就民用消費(fèi)型和商用無人機(jī)而言，當(dāng)前主要用于拍攝、投遞、植保、監(jiān)測等，可能帶來重大安全安保風(fēng)險，比如，無人機(jī)進(jìn)入敏感地點(diǎn)上空，或用于毒品走私等非法活動，引發(fā)安全隱患等。軍用無人機(jī)則主要執(zhí)行空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視、定點(diǎn)打擊等任務(wù)，并朝著支援有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)向壓制敵方防空系統(tǒng)、實(shí)施快速地面打擊和導(dǎo)彈防御等領(lǐng)域擴(kuò)展，正在逐步實(shí)現(xiàn)從輔助作戰(zhàn)手段向基本作戰(zhàn)手段的跨越。無人機(jī)正改變我們的生活和認(rèn)知，同時給社會和國家安全帶來風(fēng)險，要減少這些風(fēng)險，就需要發(fā)展反無人機(jī)技術(shù)，檢測未經(jīng)授權(quán)或不安全的無人機(jī)，在必要時干擾、捕獲無人機(jī)或使其失去能力。美國作為世界頭號科技和軍事強(qiáng)國，在反無人機(jī)技術(shù)、能力方面一直持續(xù)布局，本文就從科普層面，簡單介紹美國的民用及軍用反無人機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢，特別是美國國防部當(dāng)前的反無人機(jī)能力發(fā)展。

基本情況

(資料圖片僅供參考)

美國聯(lián)邦航空管理局預(yù)測，到2024年，美國的商用無人機(jī)將達(dá)到約82.8萬架，休閑用途的無人機(jī)將達(dá)到約148萬架，合計超過200萬架。在美國國內(nèi)，針對消費(fèi)型及商用無人機(jī)的反無人機(jī)活動受到現(xiàn)有聯(lián)邦法律的限制或禁止，如《飛機(jī)破壞法案》或《計算機(jī)欺詐和濫用法》。截至2022年3月，美國只有國防部、能源部、司法部和國土安全部4個聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)獲得在特定情況下執(zhí)行反無人機(jī)行動的授權(quán)（如保護(hù)軍事基地、監(jiān)獄等敏感政府設(shè)施，或在體育比賽期間提供安全保障等），州及地方機(jī)構(gòu)或個人均沒有反無人機(jī)權(quán)限，地方機(jī)構(gòu)通常依賴少量的聯(lián)邦政府反無人機(jī)單位來應(yīng)對無人機(jī)威脅。

在國防領(lǐng)域，無人機(jī)系統(tǒng)可以使美國的對手低成本地執(zhí)行對美情報、監(jiān)視和偵察任務(wù)，許多小型無人機(jī)由于尺寸、建造材料和飛行高度等原因，無法通過傳統(tǒng)防空系統(tǒng)探測到。因此，美國防部2022財年提出在反無人機(jī)研發(fā)上投資6.36億美元，在反無人機(jī)采購上投資7500萬美元，整體反無人機(jī)資金比2021財年增加了1.34億美元。

工作原理

反無人機(jī)一般涉及探測和節(jié)制兩類技術(shù)。

探測技術(shù)。無人機(jī)探測可以使用多種方法，一是利用光電、紅外或聲學(xué)傳感器，識別無人機(jī)的視覺、熱或噪聲信號；二是使用雷達(dá)系統(tǒng)；三是使用射頻傳感器，識別控制無人機(jī)的無線信號。這些方法經(jīng)常組合使用，以提供更有效的分層探測能力。

節(jié)制技術(shù)?？梢则?qū)退或攔截未經(jīng)授權(quán)的無人機(jī)。比如，干擾信號可以干擾或打斷無人機(jī)與其操作員之間的通信連接，從而觸發(fā)無人機(jī)著陸或返回。干擾是最常見的節(jié)制技術(shù)，干擾裝置可以輕至2-5千克，單兵可攜帶，也可以重達(dá)數(shù)十上百千克，安裝在固定位置或車輛上。其他節(jié)制技術(shù)還包括，使用非動能或動能力量（如定向能、槍炮、傳統(tǒng)防空系統(tǒng)，甚至訓(xùn)練有素的動物），毀傷無人機(jī)。不過動能方法可能會導(dǎo)致墜落或爆炸的無人機(jī)帶來意想不到的傷害。美國國防部當(dāng)前正在開發(fā)和采購一系列不同反無人機(jī)技術(shù)，確保強(qiáng)大防御能力。

技術(shù)成熟性。盡管美國國防部至少從2014年起，就已經(jīng)在國外部署反無人機(jī)技術(shù)，但在美國國內(nèi)，使用無人機(jī)技術(shù)一直受限。過去4年，獲得反無人機(jī)技術(shù)使用授權(quán)的機(jī)構(gòu)已經(jīng)在國內(nèi)部署了一些反無人機(jī)技術(shù)，不過，其中一些技術(shù)探測和跟蹤小型無人機(jī)的能力有限，很少有技術(shù)能成功地干擾或破壞無人機(jī)，許多技術(shù)的有效作用距離僅為300米左右。目前，為了應(yīng)對潛在無人機(jī)風(fēng)險，美國聯(lián)邦航空管理局和一些獲得授權(quán)的機(jī)構(gòu)正在繼續(xù)試驗(yàn)、評估和開發(fā)致力于應(yīng)對特定風(fēng)險環(huán)境的綜合型反無人機(jī)平臺。例如，一部強(qiáng)大的遠(yuǎn)程信號干擾機(jī)可以用于在軍事基地附近鄉(xiāng)村地區(qū)有效節(jié)制無人機(jī)，也能用于在城市或機(jī)場附近破壞無人機(jī)通信。隨著無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)不斷進(jìn)步（如，變得更小、更容易操作）、更為公眾所廣泛使用，探測和節(jié)制無人機(jī)也更具有挑戰(zhàn)性。

美國國防部反無人機(jī)技術(shù)發(fā)展

1.空軍

美國空軍正在試驗(yàn)高功率微波武器和激光武器兩種定向能反無人機(jī)能力。例如，2019年10月，美國空軍接收一種車載反無人機(jī)原型機(jī)——“高能激光武器系統(tǒng)”（HELWS），將進(jìn)行為期一年的海外實(shí)地試驗(yàn)。HELWS的目的是在幾秒鐘內(nèi)識別和壓制敵方或未經(jīng)授權(quán)無人機(jī)，連接到發(fā)電機(jī)時，可提供“幾乎無限次射擊”。正如空軍《2016年小型無人機(jī)飛行計劃》中所述，美國空軍可能會進(jìn)一步尋求機(jī)載反無人機(jī)能力。

2.海軍

2014年，美國海軍在“龐塞”號兩棲船塢運(yùn)輸艦上部署了首型也是迄今唯一可作戰(zhàn)使用的定向能武器——“激光武器系統(tǒng)”（LaWS）。LaWS是一種能執(zhí)行反無人機(jī)任務(wù)的30千瓦級激光武器原型機(jī)。2021年，美國海軍在多艘導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上部署“光學(xué)眩目攔截器”（ODIN）和60千瓦級“具備一體化光學(xué)眩目和監(jiān)視能力的高能激光器”（HELIOS）。此外，在2019年3月28日的一份備忘錄中，海軍部宣布，將與國防數(shù)字服務(wù)處合作，“快速開發(fā)新型反無人機(jī)產(chǎn)品，應(yīng)對不斷發(fā)展的無人機(jī)威脅”。

3.海軍陸戰(zhàn)隊

美國海軍陸戰(zhàn)隊通過地基防空（GBAD）項(xiàng)目辦公室投資了一系列反無人機(jī)系統(tǒng)。例如，2019年，海軍陸戰(zhàn)隊完成“海軍陸戰(zhàn)隊防空一體化系統(tǒng)”（MADIS）的海外測試，是一種干擾和火炮攻擊系統(tǒng)，可安裝在MRZR全地形車、聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車和其他平臺上；2019年7月，美國“拳師”號兩棲攻擊艦上海軍陸戰(zhàn)隊員使用MADIS擊潰一架出現(xiàn)在該艦“威脅范圍”內(nèi)的伊朗無人機(jī)。此外，作為地基防空項(xiàng)目的一部分，海軍陸戰(zhàn)隊還在采購“緊湊型激光武器系統(tǒng)”（CLaWS），也是美國防部批準(zhǔn)的首型地基激光武器。據(jù)報道，該系統(tǒng)包含2千瓦、5千瓦和10千瓦級三個型號，陸軍也在使用。同時，盡管海軍陸戰(zhàn)隊已經(jīng)試驗(yàn)了便攜式反無人機(jī)技術(shù)，但海軍陸戰(zhàn)隊司令大衛(wèi)·伯格2019年在國會作證時表示，由于重量和功率方面的需求，相關(guān)技術(shù)“尚未成功”。

4.陸軍

美國陸軍2016年7月發(fā)布一份反無人機(jī)戰(zhàn)略，指導(dǎo)本軍種反無人機(jī)能力發(fā)展，2017年4月發(fā)布《陸軍技術(shù)出版物3-01.81：反無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)》，闡述了“在作戰(zhàn)行動中防御低、慢、小無人機(jī)空中威脅的規(guī)劃考慮”，以及“如何在部隊訓(xùn)練中集成反無人機(jī)士兵任務(wù)”。反無人機(jī)也是美陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部六層防空反導(dǎo)概念（①彈道、低空無人機(jī)交戰(zhàn)，②多任務(wù)高能激光武器，③下一代火力雷達(dá)，④機(jī)動防空技術(shù)，⑤高能激光戰(zhàn)術(shù)車演示驗(yàn)證機(jī)，⑥低成本增程防空）的一部分。盡管這些系統(tǒng)仍在開發(fā)中，但美陸軍已經(jīng)部署一些單兵便攜式、車載和機(jī)載反無人機(jī)系統(tǒng)。此外，美國陸軍也和海軍一樣，已與國防數(shù)字服務(wù)合作，開發(fā)計算機(jī)使能的反無人機(jī)產(chǎn)品。

5.國防部本部

美國國防部正在研究一系列反無人機(jī)技術(shù)。例如，美軍聯(lián)合參謀部和國防部其他機(jī)構(gòu)參加“黑鏢”演習(xí)（旨在評估和驗(yàn)證現(xiàn)有和新興防空反導(dǎo)能力及反無人機(jī)概念）等反無人機(jī)工作；美國國防高級研究計劃局（DARPA）投資“反集群人工智能”項(xiàng)目、“多方位防御快速攔截炮彈交戰(zhàn)系統(tǒng)”（用于艦基點(diǎn)防御）等反無人機(jī)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目。2019年12月，美國國防部精簡了國防部內(nèi)各種反小型無人機(jī)項(xiàng)目，將陸軍指定為監(jiān)管國防部反小型無人機(jī)工作的執(zhí)行代理。2020年1月，國防部長批準(zhǔn)“聯(lián)合反小型無人機(jī)辦公室”實(shí)施計劃。該辦公室與作戰(zhàn)司令部、采辦與保障副部長辦公室協(xié)同，對40多種已部署反小型無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行評估，目前已選定10種反小型無人機(jī)防御系統(tǒng)和1種標(biāo)準(zhǔn)化指揮與控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。此外，聯(lián)合反小型無人機(jī)辦公室制定了一份能力發(fā)展文件，闡述未來系統(tǒng)作戰(zhàn)需求；還于2021年1月發(fā)布《國防部反小型無人機(jī)戰(zhàn)略》；計劃制定一份關(guān)于反小型無人機(jī)的國防部指令和一份反小型無人機(jī)能力威脅評估。國防部計劃在2024財年前成立一所聯(lián)合反小型無人機(jī)學(xué)院，面向全軍提供反無人機(jī)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

隨著無人機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)在世界范圍擴(kuò)散，美國面臨的無人機(jī)風(fēng)險日益嚴(yán)峻。而反無人機(jī)技術(shù)發(fā)展，既有機(jī)遇也面臨挑戰(zhàn)。

機(jī)遇。①增強(qiáng)的安全性。無人機(jī)已經(jīng)干擾過軍事和商業(yè)飛機(jī)的操作，進(jìn)入過大型體育賽事空域，非法訪問過無線網(wǎng)絡(luò)，并被在敏感國家安全設(shè)施上空出現(xiàn)，反無人機(jī)技術(shù)可以應(yīng)對這些威脅，為關(guān)鍵地點(diǎn)和資產(chǎn)帶來增強(qiáng)的安全性。②更好的態(tài)勢感知。反無人機(jī)平臺可以跟蹤關(guān)鍵地點(diǎn)附近的無人機(jī)活動，促進(jìn)數(shù)據(jù)分析以更好地了解威脅。

挑戰(zhàn)。①有效性。電磁干擾（如電力線、LED燈）和小型空中物體（如飛鳥）會降低探測能力或引發(fā)誤探測。節(jié)制型反無人機(jī)系統(tǒng)可能作用范圍有限，難以對抗快速移動或以不可預(yù)測模式移動的無人機(jī)。②意外后果。反無人機(jī)平臺可能因?yàn)楦蓴_附近通信（如使用導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備）而帶來安全隱患。以動能方式節(jié)制無人機(jī)，彈丸飄忽不定或無人機(jī)掉落都可能意外毀傷地面財產(chǎn)或人員。③隱私問題。反無人機(jī)探測方法可能會收集到個人身份信息，如操作人員或旁觀者圖像信息等，從而帶來隱私問題。