纳卡地区冲突无人机攻防运用分析及地空反无人对策建议 *
2021-07-16吴静蔡海锋刘俊良
吴静,蔡海锋,刘俊良
(中国人民解放军93184部队,北京 100076)
0 引言
2020年9月27日至11月9日,亚美尼亚(以下简称“亚方”)和阿塞拜疆(以下简称“阿方”)两国在纳戈尔诺-卡拉巴赫地区(以下简称“纳卡地区”)爆发激烈冲突,爆发了自1994年纳卡地区战争结束以来规模最大、交火最激烈的武装冲突。此次冲突中,无人机与反无人机作战成为双方交战的主要主战样式之一,贯穿整个冲突的始末。尤其是阿方参战无人机数量多、品种全、战果大、表现突出,对于阿方最终赢得战争发挥了关键作用。
1 阿方无人机装备及作战运用样式
1.1 无人机装备概况
近年来,阿塞拜疆通过引进以色列、土耳其等国无人机装备,形成体系较为完备、有一定规模的无人机力量,在此次冲突中,摧毁了亚方大量主战坦克、战车、火炮、预警雷达、防空武器等,取得了较好的打击效果。
阿方无人机装备按照无人机分类标准来看,覆盖大、中、小等多种类型,按任务定位来看,主要担负侦察监视、察打一体、电子压制、巡飞压制等。其中,中大型无人机主要有“苍鹭-TP”(Heron-TP),“赫尔墨斯-450/900”(Hermes-450/900),TB-2,“航星”(Aerostar),“哈洛普”(Harop)等,主要担负战场监视、战术侦察、激光照射引导、电子战、精确打击、压制防空等任务,起飞质量230~5 670 kg,实用升限4.5~13.7 km,巡航速度17~113 m/s。小型无人机主要有“轨道飞行器-1K/2”(Orbiter-1K/2)、“迅雷”(Thunder-B)、“突袭者”(Skystriker)等,主要担负战术侦察与激光照射引导、自杀式打击等任务,最大起飞质量28 kg,实用升限不大于5 km,巡航速度最大36 m/s。阿方还改造了“安-2”运输机,加挂航空炸弹实施打击。主要无人机装备性能见表1[1]。
表1 阿方主要无人机装备Table 1 Main UAV equipments of Azerbaijan
从无人机类型数量统计来看,阿方大型无人机共计7架,中型无人机共计74架,小型无人机共计190架,比例为1 ∶10.6 ∶27.2,从数据比例上看,阿方无人机主要以中小型无人机为主;在整个无人机配置中,自杀式无人机(巡飞弹)230架,占比 84.87%。阿方无人机实用升限与最大起飞重量、续航时间关系分别如图1,2所示。
图1 无人机实用升限与最大起飞重量关系Fig.1 UAVs’ ceiling vs. maximum takeoff weight
图2 无人机实用升限与续航时间关系Fig.2 UAVs’ ceiling vs. endurance flight
1.2 无人机主要作战运用样式
(1) 大型无人机侦察监视。使用“赫尔墨斯-900/450”、“苍鹭-TP”等中空长航时大型无人机实施战场监视,利用红外/光电、SAR等探测设备对地面固定/移动目标实施侦察监视,引导攻击型无人机、自杀式无人机甚至短程战术导弹精确打击,实时监控打击效果。
(2) 大型无人机远距支援干扰。使用“赫尔墨斯-900/450”等中空长航时大型无人机实施远距支援干扰,对地面雷达、防空导弹等实施干扰,掩护攻击型无人机对地打击。
(3) 中小型无人机巡飞压制。使用“哈洛普”、轨道飞行器-1K/2、突袭者等无人机巡飞压制和打击防空武器、预警雷达、地对空干扰装备等目标,摧毁地对空预警、拦截、干扰能力,进而全面打击火箭炮、地面车辆等各类目标。
(4) 大型无人机精确打击。使用TB-2防区外打击近程防空火力及其他地面目标。发挥TB-2巡航高度高的优势,在近程防空火力包线外使用激光制导炸弹实施精确打击。清除近程火力威胁后,对地面各类目标乃至人员实施扩大打击[2]。
2 典型无人机攻防战例分析
从网络发布的相关信息来看,阿方此次冲突全程使用各型无人机实施对地打击。据不完全统计,尽管累计有36架无人机被摧毁或因故障受损,但阿方无人机在装备性能、数量整体上处于优势地位,最终赢得了战争主动权。选取“哈洛普”无人机打击C-300,TB-2无人机摧毁“萨姆-8A”为战例,进行复盘分析,研究亚军防空作战失利的原因。
2.1 “哈洛普”无人机打击C-300防空武器系统
综合阿方公布的视频及相关信息来看,亚方有6套C-300武器系统被摧毁,如图3,4所示。其中,“哈洛普”无人机至少摧毁了位于斯捷潘纳克特地区、卡格努克地区固定阵地部署的2套C-300武器系统雷达、导弹发射车等作战车辆。
图3 斯捷潘纳克特地区C-300阵地被摧毁Fig.3 C-300 weapon was destroyed in Shosh area
图4 卡格努克地区C-300阵地被摧毁Fig.4 C-300 weapon was destroyed in Kaghnut area
2.1.1 “哈洛普”无人机
“哈洛普”无人机(图5)是“哈比”反辐射无人机的改进型,具备全天候察打一体能力,可用于巡飞打击地面车辆、火炮等目标以及时敏目标。该无人机在“哈比”反辐射无人机的基础上,取消反辐射任务载荷,配装前视光电探测系统,配装16 kg高爆战斗部,最大飞行时间6 h,最大航程可达1 000 km,RCS标称不大于0.5 m2。该无人机在纳卡地区冲突中首次投入实战,一旦发现辐射源,可自主/人工控制飞行航路,引爆战斗部摧毁目标。
图5 “哈洛普”无人机Fig.5 Harop UAV
2.1.2 C-300
C-300是一种全天候、大空域、多通道自行式防空导弹系统,主要用于保卫要地,以拦截大规模空袭和在强电子干扰环境条件下,拦截不同高度的集群空袭兵器和巡航导弹。采用初段程序+无线电指令+末段TVM制导体制,最大拦截斜距 90 km,可同时制导12枚导弹抗击6个目标。武器系统主要由1部照射制导雷达、8部导弹发射车、1部三坐标目标指示雷达、1部低空补盲雷达、32枚导弹等组成[3],如图6所示。
图6 C-300武器系统Fig.6 C-300 surface to air missile weapon system
2.1.3 战例分析
根据相关资料,除1套C-300阵地机动作战,其余均在固定阵地部署,固定阵地位置很可能被阿方掌握。“哈洛普”无人机可具备低空超低空巡航能力,受雷达视距及纳卡山地地形影响,雷达探测能力和火力覆盖范围显著下降。尽管C-300最大拦截斜距达90 km,但按照“哈洛普”无人机RCS 0.1 m2,速度50 m/s,巡航高度25 m(相高)计算,C-300三坐标雷达最大探测距离25 km,照射制导雷达最大探测距离29 km,最大拦截远界26 km。C-300 火力覆盖范围见图7。
图7 C-300火力覆盖范围Fig.7 C-300 weapon system firepower envelope
使用CMANO软件进行仿真推演,模拟阿方使用1架“苍鹭-TP”,1辆“哈洛普”无人机发射车(共计9架“哈洛普”无人机)对斯捷潘纳克特地区 C-300 阵地实施打击。“苍鹭-TP”主要担负侦察监视任务,不进入防区。“哈洛普”无人机实施突防打击任务。
斯捷潘纳克特地区周边地形复杂,其位于高加索山系一带,北部为大高加索山脉和小高加索山脉,西部为亚美尼亚高原地带,南部为赞盖祖尔山和伊朗高原,东向依次为小高加索山脉、希尔万平原和穆甘平原,地形高低起伏大。根据斯捷潘纳克特地区C-300阵地周边地形情况,开展对空中目标通视分析,选取“哈洛普”无人机3条典型突防航线进行对抗分析,航线1由0°方向进入,航线2由85°方向进入,航线3由170°方向进入,见图8,9。
图8 突防航线Fig.8 UAVs flight course
图9 C-300阵地通视分析(白色为通视,灰色为不可通视)Fig.9 C-300 line of sight analysis (white color area means visible, grey color area means invisible)
从表2给出的推演仿真结果来看,C-300均被“哈洛普”无人机群突防。针对航线1来袭“哈洛普”无人机,C-300受地形遮蔽影响较小,最大稳定跟踪距离达30 km,最大遭遇距离27.5 km,与理论分析结果基本一致,成功拦截7架,拦截比达77.8%;针对航线2,3来袭“哈洛普”无人机,C-300 受地形地物影响较大,最大稳定跟踪距离仅13 km,其中对航线2来袭“哈洛普”无人机,C-300 最大稳定跟踪距离仅4.6 km,因目标距离过近,无法构成发射条件,未有战果。
表2 C-300抗击“哈洛普”无人机仿真结果统计Table 2 Simulation results of C-300 against Harop UAVs
根据网络公开的相关信息,未有C-300成功抗击“哈洛普”无人机的报道。综合研判,“哈洛普”无人机可能利用山地地形掩护+超低空巡飞+末端俯冲攻击,在单个或多个轴向实施突防打击,C-300 三坐标雷达无法及时发现引导照射制导雷达抗击,导致被突防。
考虑到“赫尔墨斯-450/900”具备电子战能力,不排除阿方使用“赫尔墨斯-450/900”实施远距支援干扰掩护“哈洛普”无人机突防。
2.2 TB-2无人机打击“萨姆-8A”近程防空武器系统
9月27日,阿方使用TB-2无人机摧毁亚方多辆“萨姆-8A”近程防空武器系统,并公布相关视频,视频显示“萨姆-8A”搜索雷达在旋转,处于正常工作状态,随后被无人机发射的空地弹药摧毁,见图10。TB-2无人机的出动架数和使用方式官方未披露。
图10 “萨姆-8A”被摧毁画面Fig.10 SA-8A was destroyed
2.2.1 TB-2无人机
TB-2无人机是土耳其卡勒-巴卡公司研制的中型察打一体无人机,可携带光电/红外载荷、打击载荷,用于执行战场监视和摧毁地面固定防御工事、地面/海面机动目标等任务。TB-2无人机,长6.5 m,翼展12 m,航程超过150 km,最大飞行高度7 620 m,最大飞行速度130 km/h,续航时间超过20 h,载荷能力155 kg,可挂载4枚机载弹药,包括微型灵巧炸弹、激光制导弹药以及反坦克导弹等,用于执行对地打击任务,已在利比亚内战、土叙冲突和亚阿冲突中投入实战。
TB-2无人机可挂载小型灵巧激光制导炸弹(MAM-L和MAM-C),可摧毁装甲车辆、工程设施、地面防御工事以及地面海面机动目标。小型灵巧激光制导炸弹性能,见表3。
表3 小型灵巧激光制导炸弹性能Table 3 Laser-guided smart micro munitions performance
2.2.2 “萨姆-8A”
“萨姆-8A”是亚方装备的野战防空武器系统,主要用于拦截低空和超低空飞行的战斗机和武装直升机,在纳卡前线作为地面装甲部队和地面炮兵群的主要防空武器,单车集成搜索雷达、跟踪雷达、筒弹,采用无线电指令制导,四联装筒弹倾斜发射,搜索雷达工作于C波段,最大作用距离30 km,跟踪雷达工作于X波段,最大作用距离25 km,杀伤区斜距1.5~10 km,高度25 m~5 km。
2.2.3 战例分析
TB-2无人机最大升限6.8 km,典型任务挂载巡航高度可达5.5 km,可挂载两型激光制导炸弹:MAM-L与MAM-C,其中MAM-L的最大射程达14 km,如图11所示。“萨姆-8A”杀伤高界仅5 km,低于TB-2巡航高度;杀伤区远界仅10 km,MAM-L激光制导炸弹最大射程达14 km。因此TB-2可利用巡航高度高和机载武器射程远的优势,对“萨姆-8A”(图12)实施防区外打击。
图11 TB-2无人机Fig.11 TB-2 UAV
图12 萨姆-8AFig.12 SA-8A vehicle
2.3 亚方防空作战失利原因分析
(1) 针对三代机为典型目标构建的防空体系难以应对无人机突防打击。亚方防空体主要由Р-15,Р-18,Р-19等预警雷达,C-300、“萨姆-8A”、“道尔”等防空武器系统构成,装备总体性能处于二代、三代水平,具备对三代机目标预警监视、梯次拦截能力。但阿方“哈洛普”、轨道飞行器-2等中小型无人机属于典型“低慢小”目标,可利用纳卡地区山地地形突防,亚方主战预警装备低空探测性能不足,防空装备对“低慢小”目标发现能力下降,体系有能力短板,防区出现漏洞,导致被突防。
(2) 防空武器系统反无人机有能力短板。亚方防空武器系统性能最优的是C-300,其最大拦截远界75 km,“苍鹭-TP”、“赫尔墨斯-900”等大型无人机SAR成像作用距离预计不小于100 km,难以拒止其侦察监视;C-300,C-125,“萨姆-8A”等武器系统在山地地形条件下对“低慢小”目标探测跟踪能力不足,导致被突防。萨姆-8A杀伤空域较近,无法拒止TB-2无人机投放弹药。
(3) 亚方防空作战装备部署不合理,战法运用不灵活。一是过于依赖固定阵地作战,缺少伪装防护。从阿方发布的视频来看,亚方防空装备大部分使用固定阵地抗击作战,未实施伪装防护,导致被动挨打。尤其是C-300,固定阵地位置均事先被阿方侦察获知,尽管有机动作战,却部署于空旷地域,没有任何伪装防护,导致被无人机成功突防。二是中程与近程防空武器系统部署分散、缺少协同。亚方防空装备均为“单打独斗”,不成体系,中程防空武器系统没有配属近程防空武器,缺少阵地硬防护手段,导致担负中程防空的C-300武器系统被突防后,近程防空武器系统被防区外武器“吊打”。三是缺少低空补盲雷达对低空目标指示引导。C-300 配有低空补盲雷达,可强化武器系统对低空目标监视和指示能力,增大目标指示距离和拦截纵深,但未见亚方部署使用低空补盲雷达的相关信息。四是不重视伪装防护。尽管亚方有使用假目标模拟防空导弹发射车,成功诱骗无人机打击。但假目标、假阵地使用数量、频次偏少,难以有效迟滞阿方无人机侦察打击OODA(Observation,Orientation,Desision,Action)环路。缺乏施放烟雾、伪装网等伪装手段,导致装备车辆生存概率低。
3 地空反无人机能力需求及对策建议
3.1 反无人机难点
(1) 预警探测难,存在“看不见、辨不清”的问题。中小型无人机通过低空/超低空突防,雷达受地球曲率、地形遮蔽影响,在杂波背景下难以有效检测和稳定跟踪。低空慢速目标雷达回波信号与飞行中的鸟群、气象杂波等信号相近,易与慢动杂波相混淆,识别难。
(2) 拦截打击难,存在“打不着”的问题。中小型无人机可使用低空饱和突防、多轴向突防等战术,战术使用灵活。防空武器系统受雷达工作扇区、反应时间、导弹速度等因素限制,易漏防。防空雷达对低空进袭的中小型无人机发现能力不足;目标红外特征弱,红外/光电探测设备探测距离近;半主动、主动寻的导引头一般采用脉冲多普勒体制,杂波背景下检测跟踪弱小目标能力弱,引战配合也因目标尺寸、近场特性存在效能下降问题。防空雷达对集群目标雷达回波起伏大,跟踪精度下降,制导精度及杀伤概率下降,多目标能力不足,难以满足集群目标防御需求。
(3) 拦截效费比低,存在“打不起”的问题。TB-2 出口价格小于50万美元,突袭者、轨道飞行器-1K/2等小型无人机成本更低。防空导弹价格高于中小型无人机,且对典型目标采取“二拦一”的射击策略,攻防对抗成本比例严重失衡。
3.2 地空反无人机能力需求
(1) 预警监视。针对杂波背景下检测和稳定跟踪低空慢速无人机目标需要,综合采取针对机载数据链的侦察引导、空基/地面雷达探测、光电/红外跟踪识别等手段,构建以保卫要地/目标为核心的预警监视体系,形成对中小型无人机目标的预警和识别能力。
(2) 指挥控制。构建扁平高效的区域指控系统,可指挥控制所属预警、电抗、地防等装备实施反无人机作战;具备作战筹划、态势融合与航迹预测、目标识别、威胁评估、交战控制、频谱管控等能力。
(3) 综合对抗。可综合采用卫星导航干扰/诱骗、测控链路干扰/诱骗、定向能、无人机网捕、弹炮等手段实施软硬杀伤,实现高效费比拦截;具备对中大型无人机中远程拦截能力,拒止其投放近程空地武器和实施侦察监视;具备复杂战场环境下对多轴向、集群攻击的中小型无人机近程综合防御能力,可通过定向能干扰/毁伤、导弹、高炮梯次拦截,实现末端闭锁和低成本拦截。
3.3 对策建议
(1) 重视无人机目标特性及使用场景研究。系统梳理主要作战对手无人机战技术性能,研究无人机数据链、导航、载荷等关键分系统性能,分析无人机目标红外、电磁散射、运动特性,建立目标特性数据库,分类无人机威胁。构建战术侦察、协同引导打击、压制防空、有人/无人协同等典型威胁场景,牵引地空反无人作战使用及装备发展。
(2) 加强反无人对抗研练。针对要地防御、阵地防御任务,构建预警、电子对抗、防空组成的防御体系,重点研练在复杂地形条件下对中小型无人机目标预警监视、通信导航干扰对抗、破击体系节点、抗集群目标等课目,提升对无人机打击体系的防御能力。
(3) 加快地空反无人装备建设。开展反无人装备体系设计,根据无人机类型、作战空域、载荷性能等,构建多层反无人装备体系,提出体系能力需求,牵引装备发展,重点解决中小型无人机及集群目标预警监视、综合识别、综合对抗、高效低成本拦截等问题,提升对无人机集群综合防御能力[4]。
4 结束语
通过纳卡地区冲突无人机攻防运用分析及地空反无人能力需求研究,系统梳理了阿塞拜疆主要装备的无人机,并按照级别进行分类;提出侦察监视、巡飞压制、精确打击等3种典型无人机作战运用样式;选取“哈洛普”无人机打击C-300,TB-2无人机摧毁“萨姆-8A”为战例,进行复盘分析,研究亚军防空作战失利原因;按照预警监视、指挥控制、综合对抗等功能域,开展反无人难点、能力需求分析,并提出作战使用、装备发展对策建议,为地空反无人装备建设及作战运用提供参考。