蜂群拦截技术创新研究

蜂群拦截技术创新研究

杨洋1张钧博2

（1炮兵第82旅北京平谷101200；2勤务支援第80旅山东潍坊261000）

一、研究背景

近年来，随着无人机的应用范围越来越广泛，无人机“黑飞”尤其是入侵禁飞区的事件频频发生，严重威胁了有关部门的正常运行和公共区域安全。本文提出一种创新的拦截手段，利用无人机蜂群技术执行有效拦截。

二、拦截任务

主要利用无人机集群展开“蜂群”拦截战术，重点拦截小型高速无人机，隔离禁飞区，无人飞行器。对于警告无效飞行器给予有效拦截。

三、无人机蜂群组成和任务编队

不同任务蜂群采用的无人机均为某型通用无人机平台，可实现模块化组装，可根据不同的任务搭载不同的任务设备。

此型无人机平台是具备隐身能力、喷气推进的固定翼近程无人机平台，具有较大的任务载荷。使用喷气动力的无人机可进一步提高速度、隐身生存能力、战术反应能力和任务灵活性，飞行高度最高可达6000m。

（一）无人机蜂群组成

（1）、拦截群

无人机拦截群采用“六边形空间错位矩阵”的排列结构，由拦截无人机集群在空中组成线性排列的队形，每架无人机搭载必须的可自主组网控制终端、灵巧式高爆自毁炸弹和可从尾部发射并进行拖拽的拦截网（拦截网形似蜂巢的六边形网格每张拦截网的大小如图

拦截蜂群进行模块化编组，每个模块设置54架拦截无人机，分成A、B、C、D组，并对每组进行编号，例如Ai(i=1,2...n)；每架无人机的位置在组网前根据编号定位，防止拦截组网时多架无人机同时争抢一个拦截点位造成无人机撞毁。

为拓展拦截的区域可采用以下两种组合模式：

（一）增加拦截单元的层数

由上图的拦截单元可知，每层无人机数为N=6*（2*n-1）(n为层数），总无人机数为Sn=6*n^2;可根据作战环境和拦截目标派遣最佳的任务无人机数量，适当增加层数，以扩大拦截区域。

（二）多拦截单元组合

例如下图所示将多个单元组合到一起，形成一张巨大的拦截网。

（无人机、火箭重量，无人机机型、飞行高度）

（2）、侦察群

在拦截群左（右）前侧部署搭载光电雷达、合成孔径雷达、量子雷达等设备的无人机侦察群，主要任务是判断敌军飞行物的类别、编队形式、速度、方位、高度、携带的武器和精确计算敌军飞行物的飞行轨迹等。在判定完成类别之后，侦察群将敌军飞行物的相关信息传送给拦截群，拦截群根据信息实施机动。在拦截群机动时，侦察群全程对多个目标进行侦察，实时掌握飞行物的运动变化。

每个拦截群配置的侦察群为24架，一般在拦截群左前和右前侧部署，距离拦截群较远。

（3）、反辐射群

反辐射群有24架无人机，干扰群和反辐射群在侦察群后侧部署。反辐射群由敌雷达信号引导进行攻击，摧毁飞行物的雷达。如果不明飞行物为无制导能力的火箭弹等武器，则干扰群和反辐射群不工作。

（4）、电子对抗群（干扰群）

电子对抗群配属24架无人机，部署于反辐射群后侧，主要防止敌对我集群进行电磁干扰；干扰群主要压制和干扰敌军飞行物通讯信号。

（5）、诱饵群

诱饵群配属24架无人机，部署于拦截群前侧和侦察群内侧，主要任务是担负诱导敌方目标偏离攻击目标和攻击拦截网，实现敌方不能毁伤我方重要目标的作用。

（6）、补充群

补充群主要由空中补充群、地面补充群组成，当拦截网络中的无人机出现损伤和自毁后，能根据任务需要在无人机蜂群空中指挥控制网络的指挥下自主派遣无人机补充至相应的战斗位置，保障任务继续执行。

（二）、无人机蜂群任务编队

该无人机蜂群采用的无人机均为某型通用无人机平台，可实现模块化组装，可根据不同的任务搭载不同的任务设备。

此型无人机平台是具备隐身能力、喷气推进的固定翼近程无人机平台，具有较大的任务载荷。使用喷气动力的无人机进一步提高了速度、隐身生存能力，战术反应能力和任务灵活性，飞行高度最高可达6000m。

无人机蜂群任务编队是以拦截无人机为核心，与侦察监视群、反辐射群、诱饵群、电子对抗群（干扰群）、补充支援群组成的空中拦截战术编队。必要情况可作为空中作战的第一梯队的突击力量。

无人机蜂群任务编队类似于航母战斗编队成倒“V”，最前沿的左侧和右侧分别部署一个无人机侦察群模块；电子对抗群部署在1号侦察群后侧和拦截群左前侧；反辐射群部署在2号侦察群后侧和拦截群右前侧；补充群在拦截群后方或者地面发射阵地。

四、技术难点

（一）、拦截网材料和材料的可行性分析——石墨烯

研究人员利用细小的管状石墨烯构成一个拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构，创造了一种泡沫状材料，材料质量极轻，抵抗极强冲击力；材料强度比同重量的钢材要大207倍，该新材料能够支撑起相当于其自身重量40万倍的物体而不发生弯曲。

（二）、拦截原理：

拦截目标（无人机蜂群、巡航导弹、火箭弹以及其他特种弹）撞击到无人机拦截网上，无人机尾部拖拽拦截网的传感器感应到后，将信号传给无人机控制系统并作出判断，一经感应是拦截目标立刻解锁拦截无人机携带的高爆炸药，将拦截目标摧毁或者引爆，已达到拦截的目的。

五、本文总结

本文基于现有无人机发展趋势，结合当下或者不久的将来无人机相关技术的发展，提出一种创新思维的无人机反制拦截技术。其蜂群技术新思路的应用，我们相信在不久的将来，会看到此类技术的成熟应用。