簡介：

本文研究了小型、超小型、微型無人機發展及其在軍事沖突中的應用前景，分析了使用傳統定位方法的雷達探測這些無人機的能力，提出了利用參數無線電定位方法解決小型無人機探測問題建議。

正文：

現代無人機具有無可爭辯的優勢，因此北約主要國家大力研發并大規模使用無人機。在軍用無人機開發和制造方面，公認的領導者是美國、以色列和法國。今天，美國軍隊擁有近8000架無人機，而有人駕駛飛機的數量約為11000架。

俄羅斯武裝力量也曾遇到過這種現象。例如，在2008年的俄格戰爭過程中，格魯吉亞軍隊密集地使用外國制造的偵察無人機。針對這類目標的有效反制措施事實上并沒有組織起來。俄羅斯當時組建的隊屬防空兵器集群對當時先進的小型偵察無人機幾乎無能為力。

應特別注意，被稱為多旋翼飛機的無平臺多旋翼系統——超小型和微型無人機得到廣泛使用。在俄羅斯

聯邦武裝部隊在頓涅茨克和盧甘斯克共和國、扎波羅熱和赫爾松地區的特別軍事行動中，沖突雙方都在積極使用超小型和微型無人機進行偵察和目標指示。此外，通過互聯網商店網絡就能夠買到這些無人機，導致了它們得到大規模使用。就其特點和能力而言，業余無人機并不遜于一些部隊使用的超小型和微型無人機。

*多旋翼飛機（multicopter，多旋翼直升機）是一種具有任意數量旋翼的飛機，其以相反的方向斜向旋轉。

對列裝的超小型和微型無人機進行分析表明，越來越多地使用內燃機和無整流子式電動機作及螺旋槳作為推進系統。以美國情況為例，根據專家V.別利亞耶夫的數據，在10個主要的無人機型號中（總數為437個），87%配備的是活塞發動機，4%配備燃氣輪機，9%配備電動機。它們操作簡單、可靠性高，并且成本低，這成為無人機制造商的決定性因素。在超小型和微型無人機中，使用各種型號的噴氣式發動機是不合理的，因為其使用壽命短，燃料消耗大，重量和尺寸大，而且成本較高。

值得一提的是，旨在提高無人機續航時間的節能技術得到了積極采用。通過采用由非晶硅制成的超薄（比紙薄）高能太陽能電池，英國Qinetiq公司的Zephyr無人機能夠飛行336小時22分鐘8秒。該測試在亞利桑那州的沙漠中進行。Zephyr無人機的最大飛行高度為18000米。

如今，鋰聚合物（Li-Pol）電池被廣泛用作推進系統的電源，并且是超小型和微型無人機的必選解決方案。它們不可否認的優點是重量輕，每體積和質量單位的能量密度高，電池放電時電壓降很低，沒有記憶效應。此外，磷酸鐵鋰（LiFePo）技術的發展正在使上述參數優勢大幅提高，蓄電池組的重量大幅減少，使用更加安全，工作溫度范圍更大（從-20°C到+40°C），這將使超小型和微型無人機的飛行時間和有效載荷質量比鋰聚合物電池幾乎翻番。

使用基于玻璃纖維和碳纖維以及強化環氧樹脂的現代復合材料，在延長飛行時間、減輕超小型和微型無人機的重量以及增加其使用壽命方面發揮了重要作用。復合材料所承受的載荷與飛機制造中使用的傳統材料（硬鋁、銅、鋁）相當，而其價格大大低于后者。通過真空成型方法制造超小型和微型無人機的機身和動力元件的技術，可以大大減少成品的制造時間和成本，這使其能夠無限制地大規模生產。

在目前的條件中，探測和摧毀各種用途小型無人機已成為一個關鍵問題。下面，我們列出超小型和微型無人機那些令俄羅斯聯邦空天軍現役雷達最難發現它們的特性。首先是它們具有很小的有效散射面積（0.1～0.001米2），飛行速度極低（0～50米/秒），在極低的高度（從10米到100米）飛行，利用地形匹配技術進行隱蔽飛行，對飛行進行自動程序控制，可長時間處于部隊戰斗隊形中（長達1晝夜）。

即使在無干擾的環境中，由于可以超長時間懸停，并且反射信號中沒有或有極低的多普勒頻率頻移，地基雷達實際上不可能發現這種級別的超小型和微型無人機。在活動目標選擇器（СДЦ -селектор движущих целей）濾波區域，極低的飛行高度導致無人機的信號完全喪失。它們的有效散射面積很小（0.1～0.001米2），并且采用了輻射吸收涂層，具有復雜的幾何形狀，這對信號的最佳處理提出了更高的要求。

在無人機各種有效散射面積之下，甚至在針對低空目標的操作模式下，使用俄羅斯空天軍現役雷達對微型和超小型無人機的探測距離計算數據如下：

米波雷達——對于有效散射面積約為0.1米2的無人機來說是8-14千米，對于有效散射面積約為0.01米2的無人機來說是0.1-1.5千米。

分米波雷達——對有效散射面積約為0.1米2的無人機來說是9-16千米，對有效散射面積約為0.01米2的無人機來說是0.8-2千米。

厘米波雷達——對有效散射面積約為0.1米2的無人機來說是12-25千米，對有效散射面積約為0.01米2的無人機來說是1.4-2.8千米。

表中給出了俄羅斯空天軍現役的低空雷達（雷達綜合系統）探測有效散射面積為0.3米2和2米2的空中目標的能力。

低空雷達（雷達綜合系統）對有效散射面積較小的空中目標的探測能力

如果對有效散射面積為0.1米2的目標探測距離計算數據和工廠數據幾乎相同，則對于有效散射面積為0.01米2的無人機而言，實際數據接近于零。

該表顯示，沒有關于有效散射面積接近0.1-0.01米2的微型和超小型無人機的探測和跟蹤能力的數據。的確，最初沒有為這些類型的雷達（雷達綜合系統）提出探測微型和超小型無人機的任務。

在某種程度上，這個問題可以由俄羅斯陸軍的便攜式地面偵察站來解決，這類偵察站有：PSNR-8M（產品1L120M、1L112），FARA-VR（產品1L111M），“雛鸛”1L127，“旱獺”移動小型偵察站等。

大多數雷達的突出特點是：不間斷地發射寬帶信號，對接收的信號進行數字處理，使用帶有電子波束掃描的相控陣天線，高抗噪能力，確保隱蔽性的快速調頻，高機動性（由兩名人員組成的班組即可挪動和展開雷達）。但所有這些能夠探測微型和超小型無人機的雷達都在一個狹窄的扇形區域內工作，這對偵察目標的能力預先造成了一定的限制。

結論是明確的：無人機在各國武裝部隊各個環節的使用程度，以及它們解決的任務范圍將不斷增大。這一趨勢將在未來幾年內得以保持。有鑒于此，必須通過一項計劃，針對這種級別和未來的微型和超小型無人機，設計和開發專門的雷達和火力毀傷兵器。 探測有效散射面積為0.01米2以下的目標的傳統方法，不能解決所提出的任務。上面提到的俄羅斯陸軍地面偵察站通常具有高度專業性，包括用于偵察敵人的炮兵陣地和保護邊界。 本文作者進行了一系列實驗室研究，通過鑒別無人機螺旋槳的轉速諧波（反射信號的參數調制）來對各種無人機進行雷達探測，研究表明這項技術頗具前景，并為這項發明獲得了專利。 《多基站隱蔽無線電定位系統中的小型空中目標特征實驗研究結果》一文也闡述了頓河畔羅斯托夫市的“通信”設計局在無源定位場領域開展的研究結果。 總的來說，本文概述的問題在當今條件下具有極為現實的意義，值得軍方和民用領域客戶密切關注。

參考文獻：

1.G.庫茲涅佐夫專著《配備活塞式發動機的無人機：布局和結構》，莫斯科，“衛星+”出版社，2010年。

2.V.別利亞耶夫《空戰：新威脅》，《航空航天》雜志，2004年第4期，第8—17頁。

3.S.尤費羅夫《太陽能電池無人機或將嚴重擠壓衛星空間》，鏈接：http://topwar.ru/32805-bespilotnik-na-solnechnyh-batareyah-mozhet-serezno-potesnit-sputniki.html（訪問日期2022年10月16日）。

4.A.福明、G.沙伊杜羅夫《根據螺旋槳轉速探測小型無人機的雷達參數能量估算》/第二屆“通信和無線電導航系統”全俄科技大會論文集，年，第?186—189頁。

5.?俄羅斯聯邦2017年6月21日第2622908號專利《飛行器的雷達探測方法》。

6.G.別利亞耶夫、F.馬基耶夫、U.切爾尼亞季耶夫、V.舍夫琴科《多基站隱蔽無線電定位系統中的小型空中目標特征實驗研究結果》?//?《無線電技術》2016年第?1期第78—86頁。

文章出處：俄國防部《軍事思想》2023年第1期

作者：A.V.科戈京上校

G.Y.伊謝杜羅夫，技術科學博士

編輯：黃飛

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