摘要

传统的防空系统难以应对广泛使用的微型和微型无人机（UAV），因此迫切需要负担得起的反制措施。本文探讨了低成本动力效应器（C-UAV）在应对无人机威胁中的作用，分析了其有效性、运营成本及设计理念。文章指出，对于动能反无人机系统，初始采购和长期运营成本必须权衡，而每次交战成本是评估系统可持续性的关键指标。文中还讨论了基于无人机的拦截器和C-UAV SAM等技术，并介绍了不同设计和应用案例，如MARSS集团的拦截机、俄罗斯的“铁锤”、乌克兰的“毒刺”以及美国的“走鹃-M”等。这些低成本解决方案旨在降低防御成本，同时有效对抗廉价无人机威胁。

传统的防空系统是为更大、更昂贵的威胁而设计的，很难为广泛使用的微型和微型无人机（UAV）提供具有成本效益的对策。迫切需要负担得起的反制措施，尤其是在国家和非国家对手越来越多地在协同攻击中部署无人机的情况下。本文探讨了低成本动力效应器在应对无人机威胁中的作用，考察了它们的有效性、运营成本和不同的设计理念。

无人机防御背景下的低成本

对于任何动能反无人机（C-UAV）系统，必须仔细权衡初始采购和长期运营成本。购置成本包括购买武器系统、初始弹药库存、辅助设备和支持服务，通常是系统生命周期中最大的单次费用。然而，未来弹药采购、维护、备件供应、操作员培训和物流等运营成本是决定该系统长期可负担性的一些主要因素。

根据战略与国际研究中心（CSIS）的估计，一个带有五个发射器和一次典型弹药装载（加上两次导弹重新装载）的爱国者发射单元系统的成本为4亿美元，导弹的成本为6.9亿美元。这突显了高端地对空导弹（SAM）系统的一个关键问题，即考虑弹匣深度时，弹药的成本可能高于系统本身。再加上操作员培训、备件和维护，以及为克服未来过时而预留的资金，成本甚至更高。

▲这是一架被击落的Geran'-2单向攻击（OWA）无人机残骸，是Shahed-136的许可证生产，俄罗斯对其进行了额外的修改，以提高其设计对电子对抗的抵抗力

由于无人机威胁部分由廉价的商用现成产品构成，因此需要在持续的战役中实现击败此类威胁的成本大致相等。每次射击和每次交战的成本将为评估C-UAV系统提供更好的指标。每次射击成本可以指向目标发射的单个弹药的成本。在比较不同弹药的单位成本时，这是一种简单的方法。相比之下，每次交战成本通过考虑所需弹药的数量以及每次交战所需的系统维护、作战费用和人力成本，提供了更全面的有效性衡量标准。对于一个可持续的C-UAV系统，理想情况下，每次交战的成本需要在其旨在击败的威胁的成本范围内。

当与俄罗斯一起使用的Shahed-131/136（和Geran'-1/2俄罗斯国内版本）单向攻击（OWA）无人机等敌方威胁的价格估计在20000至50000美元之间时，寻求威胁和应对措施之间成本对等的想法就很明显了。Shahed OWA无人机在乌克兰持续的战争中使用而臭名昭著，尤其是在2022年底大规模投入使用。尽管乌克兰积极组织其防空系统，以应对包括Shahed OWA无人机在内的威胁对其能源网的持续打击，但成功打击的战略成本仍然巨大，2022年底和2023年初，乌克兰高达40%的能源基础设施遭到破坏。随着能源短缺导致负面的经济、社会和政治后果，缺乏有效的防御覆盖可能会付出高昂的代价。

采购人员必须为C-UAV防御系统取得适当的平衡，在能力和维持成本之间找到平衡。这些成本不仅仅是金钱，随着无人机在乌克兰等冲突中的大规模使用，C-UAV弹药库存将需要达到数千枚。很明显，对于典型的防空弹药，这种库存超出了大多数预算的范围，这只会使C-UAV系统和弹药的开发变得更加重要。本文将尝试简要研究两个C-UAV效应器集群：基于无人机的拦截器和C-UAV SAM。

无人机拦截器

基于无人机的拦截器，包括固定翼和多直升机设计，能力差异很大，通常被视为SAM（地对空导弹）系统的经济高效的替代品。这些亚音速平台由电动螺旋桨驱动，如果发射后未使用，通常可以回收。它们的杀伤力因设计而异——一些使用高爆破片（HE-FRAG）弹头，另一些则只是撞击目标，而网状发射器等较软的效应器选项也可用于有效地消除威胁。

一种流行的设计是具有细长机身的十字形四轴飞行器，它利用速度和质量来打击和禁用目标无人机。与悬停优化的四轴飞行器（如DJI Mavic系列）不同，这些拦截器专注于加速和冲击力，通过简单的碰撞提供足够的动能来击败目标。

▲MARSS集团的拦截机SR（短程）在计算机生成的模型中展示了对II类无人机威胁的动态击败

几家公司已经开发了无人机拦截器，每家都针对特定的威胁和作战要求量身定制。MARSS集团提供拦截机SR（短程）和拦截机MR（中程），分别在利雅得2022年世界国防展和伦敦2023年DSEI上亮相。拦截机MR在最远8公里的距离内可摧毁I类和II类无人机，而较轻的拦截机SR在最远1公里的范围内瞄准I类无人机威胁，两者都使用动能冲击而不是爆炸物，以降低成本、重量和附带损害的风险。这些自主系统依赖于与MARSS的NiDAR指挥和控制系统相连的外部传感器进行目标检测，同时在发射后使用机载红外导引头和光电传感器跟踪目标。