小微型無人機在俄烏戰爭對雙方作戰人員都造成巨大傷亡,但自2022年以來,雙方一直都沒有找到真正好用的反無人機方法。
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小微型無人機具有信號特征小、機動靈活、攻擊精準、造價低廉的優點,現有各式防空武器難以有效攔截
一是遠距離發現難度很大
小微型無人機之所以難以有效攔截,主要原因它信號特征很小,而且極其靈活。軍用型小微型無人機,自重不超過15千克,其中微型無人機更是低于250克,直徑一般不超過1米,有的僅有巴掌大小,沒有發動機轟鳴聲,僅有螺旋槳嗡嗡聲,紅外輻射也不明顯,可在超低空穿梭飛行,雷達難以從超低空區域中的大量雜波中識別發現,紅外探測器也難以在較遠距離發現它,人的肉眼在白天都難以快速發現,一到夜晚更是無能為力。
二是攔截難度很大
盡管軍用型小微型無人機尺寸小,重量輕,但它的飛行速度卻可以輕松突破120公里/小時,甚至能夠達到250公里/小時以上速度,而且轉彎半徑極小,普通防空武器要么來不及反應,要么不如它靈活,無法有效殺傷。
三是攻擊精準,威力不小
早期依靠電磁波制導的無人機一旦遇到強電磁干擾就容易失控,后來軍用型小微型無人機改成光纖制導和AI自主決策攻擊兩種方式,前者全程可控,可用于攻擊機動目標,后者只適用于攻擊固定目標,除非被攔截,否則目標會被精準襲擊。小微型無人機可攜帶50克以上炸藥,足以炸死成年人,若是攜帶5千克以上聚能戰斗部,甚至能夠炸毀裝甲車或坦克。
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四是成本低廉,效費比極高
我國擁有全世界最全工業體系,工業品成本通常遠低于歐美國家,但122毫米榴彈造價也要達到1.5萬元。而小微型無人機造價幾百元至數萬元之間,我國無人機產業鏈非常完善,自重約500克的無人機大批量生產成本甚至可以做到低于300元的成本,遠低于122毫米榴彈。但造價低廉的軍用型小微型無人機卻可以輕松殺死敵方軍人,摧毀敵方高價值裝備,如裝甲車、坦克、戰斗機、轟炸機,效費比遠超各式火炮。
基于以上四方面優勢,現有防空武器攔截軍用型小微型無人機面臨難以及時發現,攔不住,攔截成本高昂等世界性難題。從零開始,研制一款全新的反無人機攔截系統勢在必行!本文基于小微型無人機螺旋槳噪音特點設想一種全新反無人機系統來從根本上解決現有防空武器難以有效攔截小微型無人機的難題。
基于人工智能大模型,結合高能微波、激光炮、攔截型高速無人機的聲紋反無人機系統
無人機最顯著的信號特征是螺旋槳高速旋轉產生的嗡嗡聲,不同大小的螺旋槳產生的嗡嗡聲是不一樣的,就像每個人的指紋都是不一樣的,不同型號的無人機“聲紋”自然是不一樣的,這種聲音與槍聲、人的說話聲都有顯著不同。只要無人機在飛行,它的螺旋槳必定會時刻產生嗡嗡聲。因此,基于聲紋開發一種特殊的反無人機系統或是破解反無人機世界性難題的關鍵。
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本文設想一種內置人工智能大模型的聲紋反無人機系統,由分布式無人機探測器、攔截系統和人工智能自主決策控制系統。
分布式無人機探測器由聲紋探測器和微光攝像頭組成,并內置人工智能大模型用于快速發現、鎖定來襲小微型無人機,并將數據傳輸給微光攝像頭,第一時間控制攝像頭對準來襲小微型無人機方向拍攝來襲無人機,確認是小微型無人機后將數據傳輸給人工智能自主決策控制系統。其中每個分布式無人機探測器主要功能是從大量噪聲中第一時間分辨出小微型無人機螺旋槳噪聲這種聲紋,這種探測器由3個聲紋探測器通過接收到無人機螺旋槳噪音的時間差即可第一時間發現其位置。微光攝像頭主要用于識別疑似小微型無人機螺旋槳噪聲是不是真的來自無人機,來襲無人機數量,以及第一時間識別出噪音誘餌。
攔截系統由定向高能微波發射器、激光炮和攔截型高速無人機組成,以便提升多目標攔截能力并降低攔截成本。對于數量較多的集群式無人機,可以采用定向高能微波發射器實施面殺傷,第一時間燒毀無人機的電子元器件或電路。對于單個無人機,由激光炮將其摧毀。若是有霧霾遮擋或物體遮擋,則采用攔截型高速無人機攔截。
據了解,我國研制的防空4000微波武器單次攔截成本僅2美元,而我國研制的“沉默獵手”激光炮單次攔截成本更是低于1美元,我國深圳民營企業展出的攔截型微型高速無人機成本低于1000元,還帶人工智能系統。因此,由高能微波發射器、激光炮和攔截型高速無人機組成的攔截系統成本遠低于各式現有防空系統。
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人工智能自主決策控制系統主要功能是對分布式無人機探測器發送過來的數據以最快速度進行分析,確定來襲目標方位、速度、數量,是否有霧霾遮擋或物體遮擋,該采用哪種方式攔截。由于采用聲波探測方式來發現小微型無人機,它的探測距離通常不超過500米,而小微型無人機秒速可達50米以上,留給系統判定攔截的時間極短,靠人難以在極短時間做出正確的決策,因此必須采用人工智能大模型自主決策。
對岸正尋求大批量生產裝備軍用小微型無人機,為促進祖國統一事業,希望我軍盡快組織研制這種內置人工智能大模型的聲紋反無人機系統,從而實現低成本有效攔截無人機。
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