نظام دفاع فعال وشامل ضد الطائرات بدون طيار

في عصر اليوم من التقدم التكنولوجي السريع, تم تطبيق الطائرات بدون طيار على نطاق واسع في المجالات العسكرية والمدنية. في الجيش, يمكن للطائرات بدون طيار القيام بالاستطلاع, مراقبة, ومهام الهجوم, توفير الدعم الحاسم للعمليات القتالية. وفي القطاع المدني, أثبتت الطائرات بدون طيار قيمة لا تقدر بثمن في التصوير الجوي, تسليم الخدمات اللوجستية, وحماية النباتات الزراعية, دفع التنمية الصناعية وتحسين الكفاءة.

لكن, كما أدى الاستخدام الواسع النطاق للطائرات بدون طيار إلى آثار سلبية. غير المنضبط “رحلات سوداء” و “رحلات متهورة” تتفشى على نحو متزايد, تشكل العديد من التهديدات المحتملة للسلامة العامة. بينما يمكن للطائرات بدون طيار العادية أن تلعب دورًا إيجابيًا في ظل الإدارة المنظمة, على ارتفاعات منخفضة, بطيئة السرعة, وطائرات بدون طيار صغيرة, بسبب خصائصها المتأصلة, تشكل تحديات أكبر للسلامة والوقاية.

في مواجهة هذا التعقيد المتزايد, مشتتة, والتهديد الجوي منخفض التكلفة, وأثبتت أساليب الدفاع التقليدية عدم كفايتها. لذلك, أصبح تطوير نظام دفاعي مضاد للطائرات بدون طيار يمكنه توفير استجابة فعالة وتغطية شاملة أولوية ملحة لحماية البنية التحتية الحيوية والأصول المهمة.

خصائص الارتفاعات المنخفضة, السرعة البطيئة, طائرات بدون طيار صغيرة

على ارتفاعات منخفضة, بطيئة السرعة, طائرات صغيرة بدون طيار تطير على ارتفاعات منخفضة للغاية, في المقام الأول أدناه 1000 متر, مما يجعلها عرضة للغاية للتدخل من التضاريس, المباني, الأشجار, وغيرها من الأشياء. هذه الكائنات تحجب الإشارات, زيادة صعوبة الكشف.

المقاطع العرضية للرادار الخاصة بهم صغيرة جدًا; الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات الشائعة صغيرة الحجم, مع مقاطع عرضية رادارية تبلغ بضعة سنتيمترات مربعة فقط أو حتى أصغر, مما يجعل من الصعب على الرادار التقليدي اكتشافها على مسافات طويلة.

أنظمة الإشارة الخاصة بهم متنوعة, استخدام وسائل الاتصال مثل الواي فاي, بلوتوث, راديو البيانات, بالإضافة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وBDS (نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية). حتى أن البعض يستخدم إشارات مشفرة, زيادة صعوبة تحديد الإشارة والتشويش.

معدل الصعود السريع للطائرات بدون طيار الصغيرة متعددة المروحيات يسمح لها بالصعود من الأرض إلى عشرات الأمتار في ثوان, الوصول بسرعة إلى منطقة الهدف وتقصير زمن رد فعل أنظمة الدفاع.

تتيح لهم قدرتهم العالية على المناورة إجراء مناورات معقدة مثل التحليق, تحول, والغوص, وتمكينهم من التحرك بحرية في الأماكن الضيقة والتهرب من الكشف والهجوم.

بالإضافة إلى, تكلفتها منخفضة نسبيا, بما في ذلك التصنيع, ر&د, عملية, صيانة, وتكاليف التدريب, يجعلها في متناول مجموعة واسعة من المستخدمين, وبالتالي زيادة تعقيد الإدارة.

جهاز صغير بدون طيار

التهديدات الأمنية للمناطق الحرجة

في المجالين العسكري والدفاعي, على ارتفاعات منخفضة, بطيئة السرعة, طائرات بدون طيار صغيرة, مع خلسة بهم, القدرة على المناورة, وتكلفة منخفضة, أصبحت تشكل تهديدا أمنيا كبيرا.

يمكنهم الاقتراب بصمت من المواقع الإستراتيجية مثل القواعد العسكرية ومراكز القيادة للقيام بمهام الاستطلاع والمراقبة, الحصول على معلومات سرية مثل تخطيط المنشآت العسكرية, موقع الأسلحة والمعدات, وأنماط نشاط الموظفين.

بجدية أكبر, يمكن تعديل الطائرات بدون طيار إلى أسلحة هجومية, حمل أجهزة متفجرة أو صواريخ صغيرة, وتحلق على ارتفاعات منخفضة وبسرعات منخفضة لتفادي أنظمة الدفاع الجوي التقليدية وشن هجمات مفاجئة على أهداف عسكرية, مما تسبب في أضرار جسيمة ويشكل تحديًا كبيرًا للدفاع العسكري.

في المناطق الأمنية المدنية ذات القيمة العالية, التدخل غير القانوني على ارتفاعات منخفضة, بطيئة السرعة, تشكل الطائرات الصغيرة بدون طيار تهديدًا كبيرًا. على سبيل المثال, تسللت طائرات بدون طيار إلى مناطق حماية المجال الجوي بالمطار, مما تسبب في تأخير وإلغاء العديد من الرحلات الجوية وتسبب في خسائر اقتصادية كبيرة; كما اقتربت الطائرات بدون طيار بشكل غير قانوني من المنشآت النووية, مما يشكل خطرا محتملا على السلامة النووية. لذلك, ومن الملح بناء نظام دفاعي فعال ضد الطائرات بدون طيار في المواقع الرئيسية.

الحوادث النموذجية للطائرات بدون طيار التي تسبب مشاكل تتعلق بالسلامة العامة على مستوى العالم

انفجرت طائرتان مسيرتان تحملان متفجرات خلال كلمة للرئيس الفنزويلي مادورو, إصابة سبعة أشخاص. وكان هذا أول تقرير في العالم “الاغتيال السياسي” باستخدام طائرات بدون طيار.

الهجمات على المنشآت النووية الإيرانية: اتهمت إسرائيل باستخدام طائرات بدون طيار انتحارية لتدمير نظام الطاقة في منشأة نطنز النووية الإيرانية;

الهجمات على منشآت أرامكو السعودية النفطية: واستخدم المتمردون الحوثيون في اليمن 18 طائرات بدون طيار وسبعة صواريخ كروز لمهاجمة منشآت النفط السعودية, مما أدى إلى ارتفاع أسعار النفط العالمية.

حدثت عمليات اقتحام غير قانونية لطائرات بدون طيار في البيت الأبيض في الولايات المتحدة, المقر الرسمي لرئيس الوزراء في اليابان, المقر الرئاسي في فرنسا, البيت الأزرق في كوريا الجنوبية, الكرملين في روسيا, وبحر الصين الجنوبي.

بناء على هذه الأحداث الأمنية, لمعالجة مشكلة السرعة المنخفضة, طائرات صغيرة بدون طيار تقتحم بشكل غير قانوني مناطق الدفاع والأمن المدنية ذات القيمة العالية, فمن الضروري اتخاذ تدابير قوية, تحسين الوسائل التكنولوجية, والاستفادة من التقنيات مثل الرادار, الكشف الكهروضوئي, والذكاء الاصطناعي لبناء شامل, نظام متعدد الطبقات لمراقبة الطائرات بدون طيار والتدابير المضادة لتحقيق المراقبة في الوقت الحقيقي والتدخل الفعال لأنشطة الطائرات بدون طيار.

تحليل متعدد الأبعاد لتكنولوجيا مكافحة الطائرات بدون طيار

في البيئة الأمنية الحديثة على ارتفاعات منخفضة, التصغير, تخفيض التكلفة, كما أن ذكاء الطائرات بدون طيار يجعل أساليب التدابير المضادة التقليدية غير كافية لتغطية سيناريوهات التهديد المتنوعة. لذلك, يتطور نظام التكنولوجيا المضادة للطائرات بدون طيار من “استجابة نقطة واحدة” ل “التعاون متعدد الأبعاد,” تشكيل نمط تطبيق شامل يشمل مسارات فنية متعددة مثل الاستطلاع والكشف, قمع الاتصالات, وخداع الملاحة.

هذه التقنيات مستقلة ومتكاملة في المهام الفعلية, البناء المشترك لنظام دفاعي مستقر وموثوق على ارتفاعات منخفضة. والمحتوى التالي سوف يحلل مبادئها, المزايا, والسيناريوهات القابلة للتطبيق بندًا بندًا من البعد التكنولوجي الأساسي.

تكنولوجيا الاستطلاع والكشف

يعد الاستطلاع والكشف من العناصر الأساسية لعمليات مكافحة الطائرات بدون طيار. التغلب على التحديات مثل الفوضى على ارتفاعات منخفضة, إشارات ضعيفة, والكشف عن الأهداف الصغيرة أمر بالغ الأهمية. حالياً, وتشمل تقنيات الكشف الرئيسية الكشف عن الرادار, الكشف الكهروضوئي, الكشف الصوتي, والكشف عن الراديو.

كشف الرادار

تتمتع الرادارات التقليدية بقدرات كشف محدودة على الارتفاعات المنخفضة, طائرات صغيرة بدون طيار بطيئة الحركة. عالية الدقة, رادارات ذات الفص الجانبي المنخفض, مثل رادارات المصفوفة المرحلية ورادارات الموجات المليمترية, مفيدة. يمكن للشبكات متعددة الرادارات أيضًا تحسين احتمالية الكشف ودقة تحديد المواقع. في أنظمة الرادار الحديثة, طائرات صغيرة بدون طيار (الطائرات بدون طيار) هي نموذجية “ملف تعريف منخفض, بطيئة الحركة, وصغيرة” الأهداف. في بيئات قتالية معقدة, لا تحتاج أنظمة الرادار إلى تحقيق الكشف والتتبع المستقرين فحسب, ولكنها تحتاج أيضًا إلى تحديد أهداف الطائرات بدون طيار الصغيرة بشكل فعال.

الكشف الكهروضوئي

تشمل معدات الكشف الضوئية أجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء وكاميرات الضوء المرئي. مبدأ عملها هو الكشف عن الأشعة تحت الحمراء أو إشارات الضوء المرئي للهدف. توفر معدات الكشف الضوئية دقة ودقة عالية, تمكين تتبع ومراقبة الطائرات بدون طيار في الوقت الحقيقي.

يدمج نظام الأشعة تحت الحمراء ثنائي النطاق من Hensoldt's Spotter التصوير الحراري وكاميرا الضوء المرئي, مع نطاق كشف يصل إلى 5 كيلومترات. عرضت شركة Guide Infrared إنجازاتها التكنولوجية العديدة وتطبيقات المنتجات في مجال التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في معرض China Optics Valley الدولي العشرين للإلكترونيات الضوئية.

نظام إلكتروني ضوئي ذكي مزود بوظيفة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

الكشف الصوتي

تستخدم تقنية الكشف الصوتي خصائص الضوضاء الناتجة أثناء طيران الطائرات بدون طيار لتحديد الأهداف وتحديد موقعها. لديها مزايا مثل الكشف السلبي, اخفاء قوي, ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي, مما يجعلها مناسبة للبيئات الكهرومغناطيسية المعقدة أو المناطق الحضرية الحساسة.

ال “الرادار الصوتي” تم تطويره بواسطة مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا استنادًا إلى مجموعة ميكروفون مكونة من 64 قناة يمكنها اكتشاف الطائرات بدون طيار الصغيرة ذات الكوادكوبتر ضمن نطاق كيلومتر واحد مع معدل إنذار كاذب أقل من 0.1 مرات / ساعة. يمكن استخدام تقنية الكشف الصوتي لتحديد موقع الطائرات بدون طيار ومنع الهجمات الضارة التي تقوم بها الطائرات بدون طيار.

كشف الراديو

تكتشف معدات الكشف الراديوي الأهداف من خلال الكشف عن إشارات الاتصال والملاحة للطائرات بدون طيار, ولها حساسية عالية ودقة عالية. يقوم نظام AUDS التابع لشركة Blighter Surveillance Systems في المملكة المتحدة بمسح 2.4 نطاق التردد جيجا هرتز/5.8 جيجا هرتز لتحديد إشارات التحكم عن بعد للطائرات بدون طيار.

تكنولوجيا قمع الاتصالات

يهدف قمع الاتصالات إلى تعطيل الاتصال بين الطائرة بدون طيار ومحطة التحكم ونظام الملاحة الخاص بها. وتشمل الطرق الشائعة الترددات الراديوية (الترددات اللاسلكية) التشويش والتشويش GPS. يعمل تشويش التردد اللاسلكي على منع رابط اتصال الطائرة بدون طيار عن طريق إرسال إشارات التشويش على نفس الترددات أو ترددات مشابهة لإشارات اتصال الطائرة بدون طيار. يتداخل تشويش نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية للطائرة بدون طيار, منعها من الحصول على معلومات دقيقة عن الموقع والتسبب في فقدان السيطرة.

رايثيون “العاصفة” يمكن لتكنولوجيا تخزين الترددات اللاسلكية الرقمية تعزيز إشارات التشويش وتحسين كفاءة القمع عن طريق 6 مرات.

الصين “سكاي نت” تدعم سلسلة من أنظمة التشويش المثبتة على المركبات التشويش على التنقل بين الترددات وتقترح طريقة حماية أمان اتصالات الطائرات بدون طيار تجمع بين تقنية التنقل بين الترددات ورسم الخرائط الفوضوية لمعالجة أوجه القصور في آليات المصادقة خفيفة الوزن الحالية في المقاومة الفعالة لهجمات التشويش.

تكنولوجيا انتحال الملاحة

تتسبب تقنية انتحال الملاحة في انحراف الطائرات بدون طيار عن مسار الرحلة المقصود عن طريق إرسال إشارات ملاحية كاذبة. تقوم أجهزة خداع الملاحة بمحاكاة إشارات نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية, إرسال معلومات خاطئة عن الموقع والسرعة.

على سبيل المثال, يمكن لنظام HENSOLDT Nav Guard الأمريكي توليد إشارات GPS كاذبة.

يمكن لتقنية الخداع BeiDou الصينية أن تحقق خداعًا منسقًا لنقاط التردد المزدوج BeiDou-3 B1C/B2a، كما أنها قابلة للتكيف بشكل أفضل مع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية المتعددة., تحقيق معدل نجاح في الخداع يزيد عن 95%.

طائرات صغيرة بدون طيار (الطائرات بدون طيار) تعتمد بشكل كبير على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للملاحة ولكنها عرضة لهجمات انتحال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) - تستخدم أجهزة المحاكاة التجارية إشارات مزورة لتسبب انحراف الطائرات بدون طيار عن مسارات طيرانها. في حين توجد العديد من طرق الكشف عن مكافحة الانتحال, تتطلب معظمها أجهزة إضافية وليست مناسبة للطائرات بدون طيار الصغيرة ذات الحمولات المحدودة. لذلك, تعد تقنية خداع الملاحة بمثابة استراتيجية فعالة لمكافحة الطائرات بدون طيار.

جهاز تزييف ملاحي محمول مزود بإستراتيجية تشويش مزدوجة

تكنولوجيا الأضرار المادية

يشير الضرر المادي إلى إلحاق أضرار جسيمة مباشرة بالطائرات بدون طيار, مما يجعلها غير قادرة على الطيران. وتشمل الأساليب الشائعة أسلحة الليزر, أسلحة الميكروويف, والبنادق الصافية. تطلق أسلحة الليزر أشعة ليزر عالية الطاقة لتسخين هيكل الطائرة بدون طيار وإذابتها; تطلق أسلحة الميكروويف موجات ميكروويف عالية الطاقة لإتلاف المعدات الإلكترونية للطائرة بدون طيار; شبكات إطلاق البنادق الصافية للقبض على الطائرة بدون طيار.

شركة لوكهيد مارتن نظام أثينا, مزودة بليزر فايبر بقدرة 30 كيلو وات, يمكن إسقاط طائرة بدون طيار 1.6 كيلومترات في 5 ثواني. تتصدر الولايات المتحدة التكنولوجيا المضادة للطائرات بدون طيار ذات الموجات الدقيقة عالية الطاقة نظرًا لمزاياها في الهجمات ذات السرعة الضوئية ذات الموجات الدقيقة عالية الطاقة والأضرار الناجمة عن تأثير المنطقة. لكن, تعاني أسلحة الموجات الدقيقة من مشاكل عملية مثل كبر حجم النظام, محدودية الحركة, نطاق محدود, توهين شديد في الطاقة, القتل العشوائي, وخطر الأضرار الناجمة عن النيران الصديقة.

التدابير المضادة للطائرات بدون طيار المتكاملة

مدمج تجمع الإجراءات المضادة بين أساليب متعددة مضادة للطائرات بدون طيار لبناء شبكة اعتراض متعددة الطبقات. الولايات المتحدة. اقترح المكتب المشترك لأنظمة مكافحة الطائرات بدون طيار بنية ثلاثية الطبقات “كشف وتحديد الهوية والاعتراض.” ال 2022 استخدمت دورة الألعاب الأولمبية الشتوية في بكين “حارس الارتفاع المنخفض” نظام الليزر, جنبا إلى جنب مع منصة إدارة الطائرات بدون طيار, لتحقيق جميع الأحوال الجوية, مراقبة شاملة لمنطقة المنافسة, ضمان سلامة الألعاب.

بناءً على تحليل التدابير المضادة الموجودة, مفهوم الدفاع “الجمع بين الأجهزة والبرمجيات, الدفاع الطبقات, والاعتراض والاستنزاف متعدد المستويات” يبني بشكل فعال نظام هجومي ودفاعي متكامل. يحل هذا النظام بشكل فعال مشاكل عدم كفاية الإجراءات المضادة الفردية والفعالية الدفاعية المنخفضة, توفير مرجع لبناء أنظمة الدفاع في المستقبل.

خاتمة

مع الابتكار المستمر لتكنولوجيا الطائرات بدون طيار, التهديد الذي يشكله الارتفاع المنخفض, بطيئة السرعة, والطائرات الصغيرة بدون طيار لأمن المواقع الحيوية أصبحت معقدة وخطيرة بشكل متزايد.

من خلال البحث المتعمق حول مختلف أساليب مكافحة الطائرات بدون طيار, تتناول هذه المقالة إنشاء نظام دفاع مضاد للطائرات بدون طيار للمواقع الحيوية, وتوفير حل شامل لمواجهة هذا التهديد.

في التطبيقات العملية, من الضروري تحديد أساليب واستراتيجيات الدفاع المضادة للطائرات بدون طيار بمرونة بناءً على الاحتياجات الأمنية للمواقع الحيوية المختلفة وخصائص تهديدات الطائرات بدون طيار, وتحسين نظام الدفاع بشكل مستمر.

معًا, ومن الضروري زيادة الاستثمار بشكل مستمر في البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا مكافحة الطائرات بدون طيار, تشجيع الابتكار, تعزيز التعاون متعدد التخصصات, وتعزيز التطوير الذكي والفعال لأنظمة الدفاع المضادة للطائرات بدون طيار.