Hommeltuig-opsporingstegnologie
Met die vinnige ontwikkeling van hommeltuigtegnologie begin hommeltuie beweeg na miniaturisering, lae kavitasie, vereenvoudiging, lae tegnologie en lae koste. Met voordele soos om hoog te staan, ver te sien, vinnig te vlieg, onbelemmerd te reis, sterk aanpasbaarheid en maklike modifikasie, word die gebruik van hommeltuie al hoe meer algemeen. Die wydverspreide gebruik van hommeltuie het egter ook 'n reeks sekuriteits- en privaatheidskwessies laat ontstaan. Ten einde openbare veiligheid te handhaaf en sensitiewe gebiede te beskerm, selfs slagveldpersoneel, belangrike teikens en militêre liggings, is onbemande lugvoertuie (UAV) teenmaatreëlstelsels wyd gebruik. UAV-teenmaatreëlstelsels sluit hoofsaaklik opsporing en inmenging in. Om suksesvol in te meng, is die eerste stap om die hommeltuig-teiken suksesvol op te spoor.
Hommeltuig-opsporingstegnologie
Onbemande lugvoertuig (UAV) opsporingstegnologie is die omvattende gebruik van verskeie sensors om bedreigingsteikens te "ontdek" of "vind", deur die verskillende fisiese eienskappe van die teiken-UAV (soos optiese, termiese, akoestiese en magnetiese eienskappe) te gebruik en sekere eienskappe te meet om die teiken-UAV te vind en te identifiseer. Tans sluit algemene onbemande lugvoertuie (UAV)-opsporingsmetodes radaropsporing, radiospektrumopsporing, elektro-optiese opsporing en akoestiese opsporing in. Hierdie opsporingsmetodes het hul eie kenmerke en toepaslike scenario's, en wanneer dit in praktiese toepassings gekombineer word, kan dit omvattende en akkurate UAV-opsporingsvermoëns bied.
1.1 Radaropsporing
Radaropsporing is 'n algemene tegniek om onbemande vliegtuie op te spoor. Die gebruik van radartegnologie om radiogolwe uit te stuur en gereflekteerde seine te ontvang, en die gebruik van die beginsel van elektromagnetiese golfweerkaatsing op die hommeltuigliggaam om die hommeltuig se posisie op te spoor en te meet. Deur die gereflekteerde radargolfdata te ontleed, kan die posisie, snelheid en vlugtrajek van die hommeltuig-teiken verkry word. Radarstelsels word wyd gebruik in die veld van hommeltuig-teenmaatreëls, wat belangrike ondersteuning bied vir verdediging teen hommeltuigoortredings en lugtoesig. Radar het die voordele van lang opsporingsreeks, akkurate posisionering, vinnige reaksiespoed, minder vatbaarheid vir weer en hoë tegnologiese volwassenheid. Wanneer die waarneembaarheid van hommeltuie aan die resolusie van radar voldoen, kan die gebruik van radar baie goeie verkennings- en opsporingsresultate behaal. Daar is egter nabygeleë blindekolle in die gebruik van radarbespeuringstegnologie, en dit is moeilik vir radarbespeuringstegnologie om onbemande vliegtuigteikens op te spoor wat gemaak is van nie-geleidende materiale soos plastiek of deursigtige metaalmateriaal. As die hommeltuig sweef of stadig beweeg, as gevolg van die lae Doppler-frekwensieverskuiwing, is die radar ook moeilik om die hommeltuigteiken op te spoor.
1.2 Radiospektrumopsporing
Radiospektrumopsporing is een van die algemeen gebruikte metodes vir die opsporing van onbemande vliegtuie. Deur radioseine in die spektrum te monitor en te ontleed, kan die teenwoordigheid en ligging van hommeltuie bepaal word. Oor die algemeen, tydens die vlug van 'n hommeltuig, sal die interne vlugbeheerstelsel en beeldoordragstelsel radiokommunikasieseine, navigasieseine of ander kenmerkende seine uitstuur wat deur opsporingstoestelle vasgevang en herken kan word. Radiospektrumopsporing word bereik deur die ongeënkripteerde beheer- en beeldoordragseine te monitor om presiese posisionering van die teikenhommeltuig te verkry. Radiospektrumopsporingstegnologie kan toegepas word om onbemande lugvoertuigaktiwiteite in beide burgerlike en militêre velde te monitor, en om belangrike inligting vir teenmaatreëls te verskaf. In vergelyking met radarbespeuringstegnologie, is radiospektrumbespeuringstoerusting meer koste-doeltreffend en kan dit aan 'n wye reeks verdedigingsbehoeftes voldoen. Radiospektrumopsporingstegnologie vereis egter 'n aansienlike hoeveelheid tyd om geënkripteerde seine te kraak, wat nie bevorderlik is vir die verbetering van opsporingsdoeltreffendheid nie. Verder, as die hommeltuig in outonome kruismodus is of stil navigasie handhaaf sonder om seine uit te stuur, sal radiospektrumopsporingstegnologie nie effektief wees nie.
1.3 Foto-elektriese opsporing
Opto-elektroniese opsporingstoerusting kan verskillende frekwensiebande gebruik om beelde van teikendrones vas te vang. Algemene frekwensiebande sluit in sigbare lig en infrarooi, sowel as termiese infrarooi en laser-infrarooi. Die ontleding en verwerking van die beelde van hierdie bande kan onbemande lugvoertuie teikens opspoor, herken en opspoor, en inligting soos hul tipe en ligging verkry. Daar is twee hooftipes foto-elektriese opsporingstegnologieë: sigbare ligopsporing en infrarooiopsporing.
Sigbare ligopsporing is die gebruik van verskeie beeldtoestelle wat in die sigbare ligband werk om die videobeelde van teikendrone op te spoor, teikens te identifiseer en te bevestig en dit op te spoor. Hierdie tegnologie is geskik vir gebruik gedurende die dag, met lae toerustingkoste, volwasse verwante tegnologieë en wydverspreide toepassings. Die opsporingseffek van sigbare lig word grootliks deur weer beïnvloed, en die opsporingseffek daarvan is swak wanneer sigbaarheid laag is. Infrarooi opsporing is die gebruik van die infrarooi straling verskil tussen die agtergrond en die hommeltuig teiken vir teiken monitering. Eerstens word die teiken en sy agtergrondbeelde verkry, en dan word 'n reeks beeldverwerkingstegnieke gebruik om die teiken op te spoor, te herken en op te spoor. Trouens, alle voorwerpe met temperature bo absolute nul stel infrarooi straling uit, en die batterye en motors van hommeltuie genereer hitte tydens vlug, wat geleenthede bied vir die toepassing van infrarooi opsporingstegnologie. Infrarooi-opsporing is vatbaar vir verskeie hittebronne en sonliginterferensie, wat dit meer geskik maak vir gebruik in die nag. Wanneer die afstand van die hommeltuig ver is, beslaan dit baie min pixels in die opsporingsbeeld, wat dit moeilik maak om die hommeltuig-pixels van geraaspunte te onderskei. Daarom, in werklike opsporing, is dit moeilik om die gemiste opsporingsyfer en vals alarmtempo effektief te balanseer. Boonop, in vergelyking met toestelle vir sigbare lig, het infrarooi-opsporingstoestelle hoër koste en is hul toepassings tot 'n sekere mate beperk.
Die optiese monitering onbemande lugvoertuig foto-elektriese moniteringstoerusting bestaan uit 'n opsporingsdraaitafel en 'n foto-elektriese kajuit. Die foto-elektriese kajuit is toegerus met 'n onverkoelde infrarooi fokusvlakdetektor, 'n hoë--sigbare ligkamera en 'n beeldverwerkingsbord. Die foto-elektriese opsporingstelsel voltooi die aanvanklike belyning van die teiken gebaseer op die teikenposisie-inligting wat deur die soekstelsel verskaf word, en soek dan na die teiken naby die aanvanklike belyningsarea. Tydens die soekproses kan verdagte teikens geïdentifiseer word deur outomatiese herkenning of handaanwysing, en dan oorgeskakel word na die outomatiese teikennasporingmodus, sodat die foto-elektriese sensor se visuele as en die RF-interferensie-antenna wat op die opsporingsdraaitafel geïnstalleer is, intyds met die teiken in lyn kan kom. Optiese sensors kan die aktiwiteite van hommeltuie intyds monitor, wat veral effektief is vir die bereiking van naby-afstand-opsporing en buite-omgewingopsporing.
1.4 Akoestiese opsporing
Tydens die navigasieproses gee die krageenheid en skroeflemme van die hommeltuig klankgolwe uit, wat as die "klankvingerafdruk" van die teikenhommeltuig beskou kan word. Elke hommeltuig het sy unieke akoestiese eienskappe. Klankgolfopsporing versamel hoofsaaklik klankseine en vergelyk dit met die akoestiese kenmerke van onbemande vliegtuie in die databasis om die inligting van die teiken onbemande lugvoertuig te identifiseer. Akoestiese opsporing ontvang slegs passief akoestiese seine uit die lug, wat nie maklik deur hommeltuie opgespoor word nie, wat dit hoogs veilig en koste--effektief maak. Akoestiese opsporingstegnologie kan egter nie voldoen aan die vereistes van lang-teiken onbemande lugvoertuigopsporing in gebruik nie, en die toepaslikheid daarvan is beperk tot lae-geraasomgewings.
Volgens die ontleding van die Onbemande Lugvoertuignavorsingsentrum by Bard College in die Verenigde State word radiospektrumopsporingstegnologie en radaropsporingstegnologie die meeste gebruik, nou gevolg deur sigbare lig of infrarooi-gebaseerde opto-elektroniese opsporingstegnologie, en die minste gebruik is akoestiese opsporingstegnologie. Elke tegnologiese middel het egter sy tekortkominge, en die effek wat bereik word deur enige opsporingstegnologie alleen te gebruik, is beperk. Om opsporingsvermoë te verbeter, kan twee of meer tegnologieë geïntegreer word vir gesamentlike opsporing. Tans het sommige produkte of stelsels veelvuldige opsporingstegnologieë geïntegreer. Israel het byvoorbeeld twee anti-drone-stelsels, "Drone Guard" en "Drone Dome", wat foto-elektriese sensors, opsporingsradars en gespesialiseerde elektroniese aanvalstelsels integreer om klein hommeltuie op te spoor, te identifiseer en in te meng, geloods. Die "Drone Guard"-stelsel gebruik veelvuldige 3D-radars, insluitend Elbit se ELM-2026D, ELM-2026B, en ELM-2026BF radars, wat hommeltuie op kort, medium en lang afstande kan opspoor en aangevul word deur spesiale verkennings- en opsporingsalgoritmes; Die gebruik van foto-elektriese sensors om teikens te identifiseer; Die Drone Dome is 'n hommeltuig-opsporing-, opsporings- en blokkeringsstelsel toegerus met RPS-42 luggedraagde taktiese toesigradar en MEOS elektro-optiese sensors. Dit gebruik 'n C-Guard-breëbandseinjammer om met GPS-seine in te meng, wat verhoed dat die hommeltuig na die opstygplek terugkeer. Met die voortdurende ontwikkeling van hommeltuigtegnologie is daar steeds 'n dringende behoefte aan deurlopende navorsing en verbetering van opsporingsmetodes om die voortdurend veranderende uitdagings wat deur hommeltuigbedreigings gestel word, die hoof te bied.
Bulat-reeks onbemande lugvoertuigverklikkers wat in die Rusland-Oekraïne-oorlog getoets is
Rusland het vroeër met die navorsing en ontwikkeling van onbemande vliegtuigopsporingstoerusting begin. Byvoorbeeld, 'n opsporingstelsel is voorgestel deur Rosatom se Instrument Research Institute binne die raamwerk van die voltooide Army-2023 International Forum. Die stelsel is ontwikkel deur NIIP-kundiges en is bekend vir sy oordraagbaarheid. Dit weeg slegs 2,4 kilogram en kan hommeltuie op 'n afstand van 4 kilometer opspoor, teen alle bekende frekwensies van 600 tot 6000 megahertz, en teen enige nie-standaardfrekwensie. Die 'verklikker' kan hommeltuig-seine vinnig identifiseer vanaf verskeie beheerfrekwensies binne 'n afstand van tot vier kilometer. Ingeboude 5000mAh-batterystelsel, in staat om vir ten minste vier uur deurlopend te skandeer.
Kenners van die Moskou Universiteit van Kommunikasie en Inligtingstegnologie het 'n "sakgrootte" toestel gedemonstreer wat in staat is om klein onbemande vliegtuie op te spoor. Die toestel weeg net 100 gram en word Buttercup genoem, wat hommeltuie op 'n afstand van 100-150 meter kan opspoor.
Volgens onlangse verslae van buitelandse media het die Bulat hommeltuigverklikker op 6 Maart 2024 sy doeltreffendheid in die Noordwes Militêre Streek van Rusland bewys en positiewe terugvoer van Russiese soldate ontvang. Hoe om lae, stadige en klein teikens soos hommeltuie vinnig op te spoor en te identifiseer, het 'n groot probleem op die slagveld geword. Daarom het die Russiese weermag aktief die Bulat-reeks hommeltuigverklikkers aangeneem wat deur 3mx-maatskappy vervaardig is. Hierdie detektors is in staat om onmiddellik lugbedreigings te identifiseer en die nodige verdedigingsmaatreëls te tref.
Aan die einde van Maart 2023 het 3mx-maatskappy die voltooiing van die navorsing en ontwikkeling van die Bulat hommeltuigverklikker aangekondig. Na streng toetsing en verifikasie, voldoen die produk ten volle aan militêre standaarde en word onmiddellik in produksie gestel. Die eerste groep detektors is suksesvol aan die einde van die lente van dieselfde jaar vervaardig en vroeg in Junie aan klante regoor die wêreld gelewer. Om aan die behoeftes van verskillende klante te voldoen, sal 3mx-maatskappy voortgaan om in-diepte navorsing en verbetering op sulke produkte te doen om te verseker dat dit altyd 'n leidende posisie behou.
Verlede Desember is die derde generasie Bulat hommeltuigverklikkers bekendgestel. Hierdie opgradering het die stroombaan omvattend verbeter, die sagteware diep herskryf en opgegradeer, die koppelvlak meer gebruikers-vriendelik gemaak en veelvuldige nuwe funksies bygevoeg. Boonop word produkverifikasiedienste verskaf om te verseker dat klante egte produkte kan koop en nie deur vervalste goedere benadeel word nie.
In Februarie vanjaar is die vierde generasie Bulat onbemande detektor ontwikkel en sy werkverrigting is in Maart suksesvol in die Noordwes Militêre Streek van Rusland geverifieer. Hierdie detektor kan vyandige hommeltuie akkuraat opspoor en tydige waarskuwings aan Russiese vegvliegtuie uitreik, wat belangrike intelligensie-ondersteuning vir slagveldbevelvoerders bied. Daarbenewens het die maatskappy noue samewerking met die Russiese Ministerie van Verdediging bewerkstellig, en die detektor het streng toetsing deur die Ministerie van Verdediging se Direktoraat vir Innovasie en Ontwikkeling ondergaan. Die toetsresultate het die Russiese weermag hoogs tevrede gestel, maar het ook die kwessie van sy beperkte opsporingsfrekwensiereeks uitgewys.
Alhoewel die Bulat-stelsel nog nie amptelik deur die Russiese weermag aangeneem is nie en nie opdragte van die staat vir produksie en verskaffing ontvang het nie, het die weermag groot belangstelling daarin getoon en hierdie toerusting aktief begin gebruik. Volgens Russiese mediaberigte het die Russiese weermag tot dusver meer as 3000 Bulat hommeltuigverklikkers ontvang, en produksie is steeds aan die gang. Om in die omvattende behoeftes van die gewapende magte te voorsien, is 'n groot hoeveelheid soortgelyke toerusting ook nodig. Byvoorbeeld, 'n militêre vlak formasie moet dalk toegerus word met ongeveer 20000 detektors. Die eerste groep vierde generasie Bulat-verklikkers sal in Mei vanjaar na die Noordelike Militêre Streek van Rusland verskeep word, en die weermag sien gretig daarna uit. Ons glo dat hierdie hoë-werkverrigtingverklikker die weermag se hommeltuigverdedigingsvermoëns verder sal verbeter.
Uit die perspektief van buite-ontwerp en ergonomie, bied die Bulat-produkreeks 'n tipiese walkie talkie-vorm. Dit neem 'n stewige reghoekige dop aan met presiese groottebeheer van 120 x 60 x 34 millimeter, en die voorpaneel integreer 'n hoë-vertoonskerm en 'n gerieflike sleutelbord. Die hele masjien weeg minder as 300 gram, wat dit maklik maak om te dra en te bedryf. Tydens taakuitvoering is die detektor in staat om outomaties aangewese lugruim te skandeer en akkuraat te soek vir draadlose kanale wat deur onbemande stelsels gebruik word.
Sodra die teikensein vasgevang is, kan die detektor vinnig die tipe hommeltuig identifiseer deur sy unieke elektromagnetiese eienskappe. Relevante inligting, insluitend bespeurde seinfrekwensie, tydgaping, ens., sal in reële-tyd op die skerm vertoon word en met klank- en ligalarms gesinchroniseer word. Bykomende modules is ewe kragtig, maar makliker om te bedryf, en kan doeltreffend werk sonder die behoefte aan skermvertoning.
Die derde-generasie Bulat hommeltuigverklikker het uiteenlopende bedryfsmodusse, wat verskeie hommeltuigaktiwiteite omvattend kan naspoor en bespeur, asook daarop fokus om na FPV hommeltuie te soek vir presiese aanvalle. In laasgenoemde modus kan die detektor nie net vinnig op lugteikens sluit nie, maar ook potensiële bedreigings akkuraat evalueer en ooreenstemmende maatreëls tref om suksesvolle missie-uitvoering te verseker.
Hierdie detektor word hoofsaaklik gebruik om gewilde modelle van hommeltuie wat in die buiteland vervaardig word op te spoor, met 'n maksimum opsporingsreeks van tot 1,5 kilometer. Dit is die moeite werd om te noem dat hierdie toestel slegs gebruik word om elektromagnetiese golfseine te ontvang en nie sy posisie as gevolg van eksterne stralingseine sal blootstel nie, om sodoende die verberging en veiligheid van die operasie te verseker.
Bulat is toegerus met twee groot kapasiteit batterye, elk met 'n kapasiteit van tot 9200 mW. Elke battery kan vir 5 uur aaneenlopende krag verskaf, en die vervangingsproses is vinnig en gerieflik, wat verseker dat die toerusting vir 'n lang tyd stabiel kan werk. Vir opsionele modules, alhoewel batterye met kleiner kapasiteit gebruik word, kan hulle steeds tot 8 uur gebruikstyd voorsien, wat aan verskillende taakvereistes voldoen.
Volgens 'n verteenwoordiger van 3mx-maatskappy is die belangrikste verbetering van die nuutste weergawe van die Bulat hommeltuigverklikker die aansienlike uitbreiding van die bedryfsfrekwensiereeks, van die oorspronklike 300 MHz tot 6200 MHz. Daarbenewens, in vergelyking met die derde-generasie-produk, kan die vierde generasie Bulat hommeltuigverklikker onafhanklik werk sonder om op bykomende funksionele modules staat te maak. Die detektor werk in passiewe modus, in staat om aangewese lugruim te skandeer en te soek na radiokanale wat deur vyandelike toerusting gebruik word, en effektief verskeie tipes hommeltuie, insluitend FPV's, op te spoor en te identifiseer. Sy opsporingsafstand word deur terreintoestande beïnvloed, wat tot 1,5 kilometer in oop gebiede bereik, en kan ook 'n opsporingsafstand van 600-800 meter handhaaf in komplekse omgewings soos stede of woude.
Die toekomstige waarde van hommeltuigverklikkers
As 'n hoogs mobiele en onvoorspelbare taktiese bedreiging, het hommeltuie wydverspreide erkenning op die moderne slagveld gekry, wat die konstruksie van 'n doeltreffende hommeltuigverdedigingstelsel besonder noodsaaklik maak. Veral in die spesiale operasie-omgewing het die groot-- en breë-spektrumtoepassing van onbemande lugvoertuigopsporing, -onderskepping en -onderdrukkingmetodes die enigste manier geword om bekende risiko's te verminder en gevegsoorwinning te verseker.
In die proses om 'n teen hommeltuig verdedigingstelsel te bou, is die verkenning en opsporing van lugteikens van kardinale belang. Verteenwoordig deur die Bulat-reeksprodukte wat deur 3mx-maatskappy bekendgestel is, is hierdie hommeltuigopsporingsinstrument sorgvuldig vervaardig om aan hierdie vraag te voldoen.
Gekonfronteer met die toenemend ernstige bedreiging van hommeltuie, het die Russiese verdedigingsbedryf groot belang geheg aan en aktief verwante navorsings- en ontwikkelingswerk uitgevoer. Baie bedryfsleiers en opkomende maatskappye het baie belê in die ontwikkeling van 'n reeks teenmaatreëls, onderdrukking en onderskeppingstelsels. Hierdie stelsels het streng toetsing en evaluering ondergaan, en is geleidelik in massaproduksie geplaas en toegerus vir die weermag, wat sterk ondersteuning bied vir die verbetering van die troepe se anti-drone-vermoëns.
Die wydverspreide aanvaarding van anti-drone-beskermingstelsels het 'n onvermydelike neiging geword in reaksie op die spesifieke kenmerke van huidige vyandige optrede. As 'n toonaangewende speler in die bedryf, het Rusland se 3mx-maatskappy sterk hommeltuigverdedigingsvermoëns vir die Russiese weermag verskaf deur die wydverspreide toepassing van sy Bulat-reeks detectors en ander produkte. Terselfdertyd is ander organisasies regoor die wêreld voortdurend besig om te innoveer en deur te breek, wat gesamentlik die ontwikkeling en praktiese toepassing van anti-drone-opsporingstegnologie bevorder.
