海上反無人機作戰：感測器與效應器如何對應威脅

海上反無人機作戰：感測器與效應器如何對應威脅

有效的反無人機作戰（ADW）需要一條完整的殺傷鏈——偵測、識別、追蹤與硬殺傷交戰——且每個環節都必須與 Tier 2 單程攻擊（OWA）無人機威脅的物理特性和經濟現實相匹配。本文由目前在 ULAQ Global 擔任海軍系統協調員的退役少將 Hasan Özyurt 撰寫，檢視各環節的技術選擇：為何只有 AESA 雷達能滿足偵測需求、電光導向儀必須達到哪些性能，以及主要效應器類別如何比較。

本系列第一篇文章已確立反無人機作戰是一個獨立的作戰領域，擁有其獨特的威脅物理特性、交戰經濟性與平台需求。以下分析遵循兩項原則：前進部署至關重要——當威脅從海上而來，防禦不能從海岸線才開始，有效的海上 ADW 需要沿威脅軸線提前攔截；分層重疊提供縱深——三層框架（Tier 1 反無人機系統、Tier 2 ADW、Tier 3 防空作戰）反映了沒有任何單一系統能覆蓋完整威脅頻譜的現實，因此一套針對 Tier 2 優化、同時能延伸至 Tier 1 和 Tier 3 低端的系統，可提供縱深防禦。

殺傷鏈問題

防禦美國國防部 Group 3 / 北約 Class II OWA 無人機需要在高度壓縮的時間窗口內完成一條完整的殺傷鏈。偵測必須在足夠距離發生以確保反應時間，識別必須確認目標為敵對，追蹤必須維持射控品質數據，硬殺傷交戰必須在無人機抵達目標前將其摧毀。

任何單一環節的失效都會使整條鏈失效。一個能偵測但無法追蹤的感測器、一個能識別但無法指定目標的電光系統，或一個殺傷概率不足或反應時間緩慢的效應器，都會導致同樣的結果：漏網目標（leaker）。對港口、能源設施或停泊中的艦艇而言，單一漏網目標可能造成致命打擊。因此技術選擇不在於找到最佳的單一組件，而在於組裝一條與平台限制、成本邊界和交戰時間線相匹配的整合鏈。

偵測與追蹤：第一個也是最難的問題

偵測挑戰由兩個複合參數定義：雷達截面積（RCS）與平台限制。Tier 2 OWA 無人機的 RCS 低至 0.1 m²，對傳統航空搜索雷達幾乎隱形。大型海軍 AESA 系統可偵測低至 0.01 m² 的目標，但它們是為大型水面艦艇設計的，重量、功耗和造價過高，無法作為可擴展的前進部署篩查方案。在海上威脅軸線建立偵測屏障，需要能以大量數量部署在小型無人平台上的感測器，且必須符合嚴格的尺寸、重量與功耗（SWaP）限制。

被動系統——射頻測向和聲學感測器——面臨根本性限制：通常無法提供交戰品質追蹤所需的三維數據，且隨著自主 OWA 變體在終端階段不發送任何信號的趨勢，這些系統根本無信號可偵測。被動偵測因此被降級為 Tier 1 反無人機系統或輔助提示角色。

為反無人機任務專門設計的緊湊型主動電子掃描陣列（AESA）雷達解決了上述問題。現代緊湊型 AESA 設計在小至中型無人水面載具（USV）的 SWaP 包絡內，可實現對 RCS 低至 0.01 m² 目標的偵測與追蹤。它們提供 360° 涵蓋範圍，具備同步多目標追蹤掃描能力，在惡劣天氣中維持性能，並涵蓋從慢速活塞引擎型到噴射動力型的完整速度包絡。緊湊型 AESA 雷達是 Tier 2 ADW 偵測的基礎。

偵測距離數據為針對海上條件下 0.1 m² RCS 目標的作戰代表性數據。

識別與射控：電光導向儀

當 AESA 雷達負責搜索與追蹤時，**電光系統（EOS）**在接收雷達提示後執行識別和射控任務。它執行三個連續功能：自動回轉以視覺獲取目標、提供高解析度數據確認敵對意圖，以及提供持續射控——編碼雷射指示或導引頭交接——並在打擊後進行毀傷評估。

在海上條件下，對一個 2.5 至 3.5 公尺長度目標的正向識別距離必須達到 5 至 10 公里，這需要一個穩定的萬向架，能在海況引起的運動下實現次像素追蹤精度，以及自動雷達轉 EOS 交接以匹配緊湊的交戰時間線。在整個包絡範圍內的可靠性依賴於多光譜能力：日光攝影機（在有利條件下提供最高解析度）、熱像 MWIR 通道（穿透黑暗、霾和煙霧）、以及 SWIR 通道（穿透海上氣溶膠和濕度）。

高端整合套件與中端緊湊型導向儀之間的選擇取決於所攜帶的效應器。使用半主動雷射（SAL）導引飛彈的平台需要編碼雷射指示器和精確穩定性以在飛彈飛行期間維持照射；而IR/IIR 射後不理效應器則可使用主要專注於提示和鎖定確認的中端 EOS。

效應器概覽

選擇效應器意味著在殺傷概率與能夠承受大規模無人機攻勢的成本交換比之間取得平衡。各系統類別的每次交戰成本差距超過八個數量級——從電子戰的約 0.01 美元到先進飛彈攔截器的 475 萬美元。這種差距代表完全不同的經濟體系，每個效應器類別都必須對照 Tier 2 任務實際所處的經濟體系來評判。

先進地對空飛彈——愛國者 PAC-3、NASAMS、IRIS-T SLM——提供卓越的殺傷概率，但面對造價 2 萬至 5 萬美元的無人機，成本交換比超過 100:1 對攻擊方有利，且其重量和功耗要求使其不適用於小型無人平台。這些屬於 Tier 3，而非 Tier 2。

使用可程式化空爆彈藥的砲兵系統每次交戰成本效益高，但小口徑砲射程短，大口徑快速射擊系統對 USV 而言過重且耗電。3 至 5 公里的有效包絡幾乎沒有再次交戰的餘裕，雖適用於水面艦艇和固定岸基設施，卻與前進部署 USV 屏障不相容。

電子戰對依賴操作員鏈路和 GNSS 的 Tier 1 無人機高度有效，但對依靠預程式化慣性導航（INS）、加固型 GNSS、地形匹配或 AI 視覺導航的自主 Tier 2 OWA 無人機效果甚微。終端自主化趨勢使電子戰作為主要 Tier 2 工具不可靠。

**定向能武器（DEW）**提供近乎零的每次交戰成本和實際上無限的彈藥，但持續交戰需要數百千瓦功率——目前與小至中型 USV 不相容——且海上大氣效應會衰減和衍射光束效能。DEW 是引人注目的長期解決方案，但仍屬新興能力。

攔截無人機提供具吸引力的每次交戰成本，但螺旋槳驅動型的氣動速度受限於 300 公里/小時以下，使其對噴射動力 OWA 變體（500 至 650 公里/小時）的攔截幾何上不可能實現。這類系統自身向火箭推進和更高接近速度的演進，證實了問題所在而非解決它：當攔截無人機獲得足夠的速度時，它趨近於它本應取代的精確導引飛彈。在海上，問題進一步加劇：沒有地形可以錨定連續攔截線，且 FPV 導引攔截機依賴操作員，無法在目標之間自主交接——這對面對飽和齊射時的交戰速率設定了硬性上限。

最佳效應器選擇：精確導引輕型飛彈

分析各選項揭示了清晰的模式：Tier 3 地對空飛彈在大規模攻勢下經濟上不可持續；砲兵和 DEW 在小型無人艦艇上面臨物理或成熟度限制；攔截無人機和電子戰被基本的 OWA 速度物理特性和終端自主性所擊敗。在 SAL 和 IR/IIR 類別中得分始終最高的是精確導引輕型飛彈——高殺傷概率、快速反應、可持續成本交換，以及已驗證的 USV 相容性。

兩者的角色互補：SAL 飛彈提供精確命中至 5 公里的殺傷交戰，在每次巡邏中依序處理多個目標；IR/IIR 飛彈提供真正的射後不理自主性，射程達 8 公里，在發射後立即釋放 EOS 以針對飽和齊射進行近連續交戰循環。結合在共用發射架上，這個組合解決了任一系統單獨使用的戰術缺口。

結論

殺傷鏈分析指向三個明確結論：

1. 偵測需要緊湊型 AESA 雷達——傳統機械掃描系統無法在 USV 的尺寸、重量和功耗包絡內匹配現代 ADW 所需的低 RCS 追蹤和多目標能力。
2. 識別和射控需要多光譜 EOS 架構，結合日光、熱像和 SWIR 通道；單通道系統將在不斷變化的海況、黑暗和海上濕度下作戰失敗。
3. 硬殺傷的答案目前是共用發射架上的 SAL 與 IR/IIR 輕型飛彈組合——唯一同時在經濟上可持續、作戰上成熟，並在無人艦體上經過驗證的效應器組合。

針對當今存在的威脅，結論毫不含糊：將感測器和效應器與 Tier 2 OWA 無人機威脅的物理和經濟現實相匹配，決定了海上 ADW 殺傷鏈是真正關閉——還是產生漏網目標。

---

本文原載於 Naval News。作者 Hasan Özyurt 為退役土耳其海軍少將，現任 ULAQ Global 海軍系統協調員。

---

原文來源： 查看原文