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解读无人机杀手们 激光、声波、电磁干扰

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  近日有两条与反无人机相关的消息在网上流传,一条是英国开发了一套名为AUDS(Anti-UAV Defence System)的反无人机系统,而另一条是韩国科学技术高级研究院(KAIST)的研究人员则用声波来干扰无人机的机载陀螺仪。事实上随着微小型无人机的流行,如何监管也成为各国政府机构头疼的问题,无人机在世界各地已经屡屡惹祸,白宫、日本皇宫,101大楼成为无人机闯入的目标。

  就在上周,在美国的一个火灾现场,几架无人机对前来救援的消防队直升机带来的严重干扰,白白浪费了20分钟的救援时间。事后,该消防局称这些无人机甚至尝试追逐前来救援的直升机,对飞行员的人身安全构成了威胁。而之前还有一位18岁少年将手枪DIY到了一家无人机上,制成了飞行的攻击设备,引起了巨大的争议。前两天在波兰,又有无人机出现在机场,出于安全的顾虑,20架客机被迫改变了航线。

  许多防务公司和研究机构就看准了这个市场,各种专门对抗微小型无人机的设备层出不穷,今天飞会儿君带大家来看看这些杀手们都有什么能耐。

  激光攻击

  首先来看看最为专业的美国海军装备的硬杀伤武器——激光反无人机系统:

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  测试采用美国海军的哈利伯克级驱逐舰作为平台

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  在舰尾的直升机甲板上安装了这套激光防御系统

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  测试的靶标无人机出现了,激光系统迅速锁定

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激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  无人机燃起大火,坠入海中

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  从无人机上的视角看军舰上的激光器攻击

  下面是3D动画制作的激光器原理

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  激光器位于舰首

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  雷达搜索到目标后,舰上激光器开始工作

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  蓝色激光搜索目标

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  照射到飞机上

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  飞机上的视角观察军舰

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  红色激光锁定无人机

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  主激光器发起攻击,烧蚀机尾

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  无人机受损坠海

  目前美国海军这套系统可以部署在悍马车上,作为移动的反无人机系统,对付精灵这种微小型无人机也不在话下

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  欧洲一家防务公司研发的小功率激光器,专门对付小型多旋翼无人机,这是他们的测试画面,飞机被击中燃起大火

  电磁干扰

  采用激光这种硬杀伤方式在城市中对付小型无人机并不安全,飞机被烧着后不知道坠落在哪,烧着的机身和电池很有可能引发大火,因此许多软杀伤方式就应运而生,而在其中最成熟的就是采用电磁干扰技术,让无人机失去与飞手的联系,被迫降落或者返航。

  英国的布莱特监控系统公司(Blighter Surveillance Systems)、切斯动力公司(Chess Dynamics)和恩特普赖斯控制系统公司(Enterprise Control Systems),就采取了这种方式:首先使用雷达和光学仪器锁定无人机,然后发射定向的大功率干扰射频,切断无人机与遥控器之间的通讯,从而迫使无人机自行降落或者返航。

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  AUDS的名称也是非常明了,反无人机防御系统

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  反无人机三部曲,探测、跟踪和干扰

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  这套系统非常易用,可以全天24小时开机,全自动运行。雷达探测到目标后,图像识别系统进行跟踪,随后干扰系统开始工作

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  系统控制面板,从左至右是雷达跟踪屏幕,主控面板,视频记录屏幕

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  雷达发现目标后,当目标进入警报区域后,光电摄像机系统自动启动跟踪目标

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  一台固定翼无人机起飞

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  迅速被雷达扑捉到

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  进入警戒区后开始自动报警

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  进入红色区域后光电跟踪系统自动启动

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  光电摄像头扑捉到的目标画面

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  干扰设备启动,切断无人机的通讯

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  使用多旋翼进行测试,光电摄像头观察到有人在放飞无人机

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  起飞后迅速探测到无人机

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  进行干扰,飞机随后被迫降

激光、声波、电磁干扰解读无人机的杀手们

  自动跟踪的光电相机拍摄到的无人机画面

  当然,这套智能化程度高,功能强大的AUDS系统售价也不菲,约为100万美元。它可以安装在车载平台上,部署到偏远边境或城市地区执行反无人机任务。虽然价格昂贵,但AUDS一名主管表示,在机场、核电站、军事禁区等一些要害部门配备这些系统依然是值得的——它能阻止很多无法挽回的损失。

  声波干扰

  于此同时,据美国知名科技博客Gizmodo报道,韩国科学技术高级研究院(KAIST)的研究人员发现,相比可能带来附加破坏的物理攻击和可能对正常通讯照成影响的电磁干扰,使用声波干扰民用机无人机相对脆弱的机载陀螺仪可能更有效。

  陀螺仪是无人机的核心部件,它可以不断检测和记录飞机的的方向、倾角以及运动方向,进而下达指令让飞机在空中自我调整,保持稳定。如果陀螺仪的工作不正常,那么即使最熟练的无人机飞行员也将无法控制它。所以陀螺仪就是这项反无人机技术研究的重点。

  声波在空中传播时,会产生共振现象,能量急剧增强。许多电子产品在设计时调高了共振频率,使其超出人类听觉范围,确保人类使用它们时不会受到影响。而民用无人机的陀螺仪通常使用非常廉价的元器件制成,市面上都可以查的到。针对这些元器件的共振频率进行定向的声波干扰,让陀螺仪产生共振后,陀螺仪就无法正确工作,进而导致无人机失控坠落。

  不过,影响飞行的无人机并不像用特定声音干扰家中的音响一样容易。用声波影响陀螺仪需要干扰设备的能量较大,频率范围较广才能取得比较好的效果。在测试中,研究人员能够通过扬声器直击陀螺仪所在的位置来使无人机失控。但当无人机飞行在几百米高空时想要准确锁定目标和攻击也并不容易。

  事实上此前美国使用的诸如LRAD声炮的非致命性声学武器经过改造后就可以适用于这套系统,它的功率足够大,作用范围在3公里以上,对付无人机不成问题。

  可以看出,为了对付无人机,世界各国的防务公司也是绞尽脑汁。认为在所有措施中,AUDS的电磁干扰还是最安全,最有效的,它会使得无人机失去控制信号和图传信号,进而触发返航,而不是直接击落。直接击落虽然简单明了,但是将有可能会导致附加损伤,这在人口密集的区域以及干燥的户外都是非常危险的,只不过这个100万美元的价格的确还有些高。玩家们为了自身的安全和行业的健康发展,还是不要挑战敏感区域和危险区域,在安全的地方放心娱乐才能更好的体验无人机的乐趣所在。

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