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无人机驾驶员同志,请靠边停

2014-09-14吴忠超

博客天下 2014年35期
关键词:民用航拍防空

本刊特约撰稿 / 吴忠超

无人机驾驶员同志,请靠边停

本刊特约撰稿 / 吴忠超

“我说大姐呀,这是空军保卫机场安全的规则,你们没报备的民用无人机就别在这添乱了行不!”

当地时间2014年9月12日,俄罗斯中央军区在车里雅宾斯克举行导弹与火炮演习,一名士兵正手持一架无人机。

在12月14日《解放军报》刊载《低空开放,呼唤严格空管执法》的报道后,去年年末发生的一起民用无人机闯入空中禁区事件的细节得以曝光。

“2013年12月29日11时28分,北空(北京军区空军)本级指挥所接到所属某雷达旅上报的紧急空情后,立即命令北空某航空兵师多个团指挥所及地空导弹兵多个师、团做好战斗准备,并派出6支地面小分队前往目标出现区域查明情况。”

北空指挥所派出一架武装直升机对目标航空器进行警告,但“目标无视警告,继续向北京市区方向飞行”。为了阻止无人机进入首都机场、闯入北京市空中禁区,北空首长下令避开人口稠密区,用霰弹枪将其击落。

北京某航空科技公司的3名员工因操控无人机“黑飞”航拍测绘被逮捕,并于日前被检方起诉。

这架无人机的翼展和长度有2米多,不是快递员尝试递送快件用的四旋翼小玩具。这样尺寸的无人机体积大速度快,一旦出现意外,不仅会对地面造成危害,还可能威胁到航道上客机的安全,这也是无人机飞行需向空军报备的原因。

能够携带几公斤重摄像机的无人机,同样可以携带几公斤的爆炸物。在首都上空,这不是一件小事。民间测绘者或航模爱好者或许并没有意识到这究竟意味着什么。

“每查处一起这样的空情,北空需组织10余个团以上指挥机构和诸多地空导弹发射装置转入战斗状态,数架战机升空处置,其间往往导致数架至十几架民航航班改航或绕飞”。这些动作只是开始,拦截和击落的过程更加令人头疼。

无人机最初用于军方的情报收集。它天生就是个拍了就跑的主。

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美国退役将军四星上将斯坦利·麦克斯特尔在回忆录《重任在肩》中提到,在伊拉克费卢杰的战争中,由于美国军方此前在当地的情报人员几乎全部被撤回,线人也被扎卡维领导的基地组织伊拉克分部全部杀死,斯坦利将军率领的714特遣队(全部由特种部队成员组成,负责猎杀和追捕伊拉克境内的前政府领导及基地组织头目)只能完全依靠无人机来获取当地情报。特遣队使用的“捕食者”无人机可在目标上空巡航24小时,对一个地区进行持续观察。这使得美军特种部队能通过无人机传来的图像,分析出某建筑物到底是普通民宅还是恐怖分子基地。

在无人机的持续监视下,类似《红灯记》中“我家的表叔数不清”这种情况几乎不会再次出现。每一个进出的“表叔”都会被无人机记录下来,再由情报人员分析比对,查证他们的身份。714特遣队就利用无人机获取的情报,成功摧毁了一个代号“大本钟”的恐怖分子巢穴。

反恐战争爆发后,无人机迅速升级为直接携带武器攻击恐怖分子巢穴的利器。基地组织伊拉克的首领扎卡维就于2006年死在无人机发射的导弹之下。

除了用于反恐,美军还广泛运用无人机侦察其他国家的重要设施。与冷战期间被中情局大量使用的U2高空侦察机相比,无人机续航能力更强,即便被击落也没有人员伤亡。

2011年,伊朗对外宣布成功“俘获”一架美军RQ-170隐形无人机侦察机。2009年才有媒体发现这款被称为“坎大哈怪兽”的无人机并刊登出模糊照片。此事当年颇为轰动,不过和冷战中苏联俘虏U2飞行员鲍尔斯相比,量级又差了不少。俘虏飞行员在镜头前坦承自己入侵他国领空的镜头更为震撼,所属国家又必须营救。伊朗对着镜头展示一架无人机,实在难以刺激全世界的味蕾。

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也就在这四五年,GPS导航芯片、激光陀螺仪以及飞控软件的成本大幅下降。十年前军用级别小型无人机的成本可能高达2万美元以上,如今300美元级别的微型无人机可以在网上轻松买到,即便是能够持续飞行超过1小时,且具备自动编程飞行能力的小型无人机,价格也不过2000美元左右。

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诸多商业巨头,从Google到Facebook,再到亚马逊和迪士尼,都将目光投向无人机市场,纷纷推出无人机试验项目;备受众多无人机“青睐”的运动相机GoPro也宣布即将进军无人机领域。

这些廉价的民用无人机不仅具备飞行和航拍功能,甚至可以搭载一定重量的货物。亚马逊希望将无人机作为社区速运的主力,以替代昂贵又低效的人力运输,从而加速快递业最后一公里的建设。中国的顺丰速运也有类似的试验项目正在进行。与在小区建设储物箱并提供密码给收货人相比,用无人机递送包裹自然炫酷得多。

新闻媒体也开始在无人机的帮助下开展工作。此前北京的“最牛违章建筑”位于一栋大厦屋顶,在附近没有其他高楼可供拍摄的情况下,北京电视台动用无人机进行航拍,成功捕获到了违章建筑的全貌。

民用无人机使普通人进行航拍成为可能,需要花费的成本却连租架直升机的零头都不到。当然,它们的生存能力和军用无人机无法比肩。后者不仅能在高空飞行,而且多采用了隐形设计。

即便如此,在空军的雷达上,未经报备的无人机仍然是一个危险的闪烁光点,同样需要立刻迫降它。最高明的迫降是直接接管无人机的指挥,就像电影《星际穿越》里的宇航员爸爸那样。需要解释的是,多数情况下无人机都无需人工干预操作。它们必须具备自主飞行能力,因而称得上时“飞行机器人”。

伊朗“俘虏”RQ-170并非意外。后来披露的资料详情显示,伊朗早已发现美国正在使用一种新型无人机侦察其核设施,因此专门制订了一个“劫持”该无人机的方案。在找到美军无人机的漏洞后,伊朗利用新研发的电子战设备,成功干扰了无人机的GPS接收器,使其无法收到真正来自美军GPS卫星的信号,同时释放假信号欺骗无人机,让它以为自己正在返回基地。这在技术方面非常复杂。美军GPS设有专门的密钥保护,无人机也使用军用加密数据链进行通信联系,要想欺骗这两套加密系统需要相当强大的技术支持。但,伊朗做到了。

伊朗的成功给各国拦截无人机提供了一条新思路。直接采取电子干扰欺骗手段,俘虏无人机后,兴许还能从中获得敏感的技术细节。这是拦截军用无人机最理想的办法。

无人机来了咋整?

由于美军无人机经常误杀平民,2013年,荷兰设计师Ruben Pater因此设计出一本《无人机生存手册》(Drone Survival Guide),帮助平民通过在地面观看无人机外形来判断无人机是否对其构成威胁。手册内文列出全球常见无人机的外形及大小,并注明其任务性质。如果只执行侦察任务,无人机旁会有一只眼睛作为标示;若执行攻击任务,旁边会有一个头颅骨作为标示。书中还附有基地组织对付无人机的指南,建议民众可通过躲入茂密的树叶、在汽车和屋顶铺上玻璃碎片等方法逃脱无人机追踪。

民用无人机无需考虑隐形问题,基于成本考量,飞行高度也不会过高。更重要的是,民用无人机缺乏相应的地面雷达及防空网络情报支持,因而无法规避军方的重点防空网络。但这并不意味着民用无人机的拦截就轻而易举。

由于飞行高度不高,雷达探测距离大幅缩短。地面雷达站对于低空目标的探测距离一般不超过30公里,而民用无人机本身体积较小,其雷达反射信号不会太强。许多民用无人机飞行速度慢,现有防空网络很可能将其视为慢速无威胁目标。那种快递员使用的遥控机,在雷达上看起来就像只鸟。再加上起飞要求很低,使用者甚至可以在自家阳台放飞无人机,这也是防空网络非常苦恼的事情。

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现阶段看来,要做到无死角的全面防护是不可能的。不过,在如机场、大型活动现场以及重要政府部门附近等重点地区建立针对无人机的预警网络,仍然可以实现。

对无人机喊话无异于对牛弹琴。“无人机司机请靠边停”,操纵者根本听不到。空军对那架无人机进行了徒劳的警告之后,最终决定将其击落。

在城市中拦截无人机时必须考虑到可能存在的附带伤害。现有防空武器完全有能力击落任何无人机,但这绝不是个好办法。在人口稠密的环境中,随意动用防空导弹或自动火炮等防空武器,可能造成严重的后果。

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防空火炮一般采用弹幕攻击方式,即对准目标行进路线连续射击多发炮弹,以保证摧毁目标。这意味着会有多发炮弹未曾命中。一发30mm的航空炮弹可以飞至5公里开外,如果落点处有人或建筑则会造成严重误伤。因此,空军选用霰弹枪在人少的地方对无人机进行射击,霰弹飞出200米外后就几乎不会对人体造成损伤。

机场附近往往部署着霰弹枪射手,原本用来驱逐鸟类,如今可以用来拦截附近的无人机。水炮也是对付微型无人机的好工具,消防水炮可以有效击落100米内的无人机,对人体也无伤害。

当然,最为彻底、有效的无人机应对手段是采用伊朗拦截模式的电子干扰。民用无人机常使用手机网络遥控、蓝牙及民用微波波段,军用级设备干扰此类波段的通信和控制简直易如反掌,甚至直接切入接管指挥权也并非难事。在诸如奥运会等大型活动时,可以部署电子战设备,一旦出现数量较多的无人机,便能全部干扰解决。

从预防角度来看,民用无人机的最佳拦截模式,是加强管理和教育。很多使用者并不知晓无人机的安全隐患,也不清楚滥用无人机的法律后果。比如前文所述的利用无人机进行航拍测绘的3人,因涉嫌“以危险方法危害公共罪”被起诉,他们都没有料到自己可能面临着三年左右的有期徒刑。也不乏知法犯法的人,因为心存侥幸铤而走险。

充分的宣传和教育才可能改变这一局面。没有不懂法律的人的扰乱,那时出现在雷达上的无人机,才会是真正的敌机。

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