Can High altitude reconnaissance uav detect hypersonic weapons?
都世民
摘要：本文从《参考消息》2021-08-15日报道的文章出发，讨论曰本軍方有关利用高空无人侦察机能否探测高超音速武器问题？高空无人侦察机探测高超音速武器应具有什么样的基本条件？探测的目的是为了实现拦截，从探测到实现拦截到底难题是什么？
关键词：高空无人侦察机，高超音速武器，红外探测器，雷达，全球鹰。
引言
2021-08-15，《参考消息》报道，“日拟用无人机探测高超音速武器”。据日本《产经新闻》2021年8月8日报道，日本防卫省研讨用无人机探测中俄两国的高超音速武器。探测的目标是超过5马赫的高超音速飞行的导弹，还考虑运用已经知道的弹道导弹探测系统。
日本军方为什么要这样做呢？为什么不用地面雷达来探测？这是因为超高音速飞行器，其飞行速度是超高音速，如果说用地面雷达进行探测，雷达的电扫描速度对这种极高速度的飞行器，不能获得足够的响应时间，这样也就没有时间进行拦截。由于这个原因，多个国家一方面研究超高音速飞行器，另一方面也在研究探测和拦截超高音速飞行器的方法。
根据媒体的相关报道，现在俄罗斯、中国、美国、印度都在研发高超音速飞行器，按照日本媒体的说法，中国、俄罗斯在这方面领先。2019年10月，中国举行的阅兵式上，展示了搭載这种武器的东风17中程导弹。俄罗斯已经开始部署“先锋”高超音速飞行器。基于上述原因，日本打算用无人机探测高超音速武器。用这样的方法能够快速探测到这种武器吗？日本采用什么样的方法呢？日本是采用无人机搭载红外探测器，来探测高超音速飞行器的尾焰。有关这方面的研究，不是近年来的事，已经有相当一段时间，国内外都有相关学术研究报告。
无人机探测系统
无人机探测系统是用来发现目标、识别目标特性、确认兴趣目标的系统。目前全球已知商用和在研究的无人机探测系统就有数百种之多。无人机探测技术中常见的有：雷达探测、无线电频谱探测、光电探测、声波探测、电视广播探测。国际上较多采用的方法有雷达探测与光电混合探测。光电混合探测是通过整合可见光（红外）传感器、雷达、无线信号感应装置等电子传感器，实现对无人机的快速探测和有效识别。
红外热成像技术主要用于军事侦察，同可见光一样，其工作波长范围为：1mm到760nm之间。理论上温度大于绝对零度的物质，都可以产生红外线.，在传播过程中大部分会被大气中的物质吸收，仅在3μm~5μm和8μm~14μm这两个区间穿透性较好，称之为热红外波段的"大气窗口"。红外热成像仪主要由：红外探测器、光学成像物镜以及光机扫描部分组成。
无人机若搭载红外热成像载荷，可不受光线、环境、天气等因素影响，代替人类探索一些危险性较高或人无法到达的场所，对探测目标进行温度异常判断、目标搜索、危险识别等工作，实时将图像传输给工作人员，使工作人员可以快速、有效的进行数据处理工作。
如今，无人机载热成像系统多用于电力巡检、森林防火、太阳能检测、环保监测、安防监控、警用侦察、灾后救援等多个行业。每个领域，无人机都发挥着非同寻常的作用。
如今日本打算用无人机探测高超音速武器。用这样的方法能够快速探测到这种武器吗？应该满足什么样的条件？
日本自卫队曾订购美国3架RQ-4B“全球鹰”Block 30高空侦察无人机，首架已于今年4月在加州帕姆代尔起飞。这款无人机飞行高度达2万米（65000英尺），能完成超过32小时的战斗飞行任务，企图用于探测高超音速导弹。RQ-4"全球鹰"是美国诺斯洛普-格鲁门公司为美国空军研发的一款高空长航时无人侦察机，其拥有超过2.5万公里的航程，滞空时间可以达到40小时以上。RQ-4"全球鹰"配备了多种侦察设备，其中包括合成孔径雷达、高分辨率摄像机和红外探测仪。其一次飞行覆盖的侦察范围超过750万平方公里。
以上表明，用无人机探测高超音速导弹有以下的几个基本条件：飞行高度2万米、续航时间40小时、无人机要3架以上定位、有光电探测系统及数据实时传输功能。
除此而外，日本还在研究从水面舰艇探测和跟踪高超音速武器的雷达技术。还计划将大量小型人造卫星送入近地轨道，打造多层次的监测网络。
难题是什么？
日本军方上述构想，能实现吗？无论是无人机探测还是多层面探测，其拦截能实现吗？难题有哪些？
1）高超音速导弹在临近空间，高度在2万米，无论是大气层内的飞行或者是在大气层边缘的水漂，两种方法的速度可以达到20马赫，要拦截高超音速导弹极其困难；
2）高超音速导弹不是普通的弹道导弹，想通过弹道计算来确定目标位置是无效的。由于高超音速导弹自身的机动，用传统的反导技术也是不可能拦截的；
3）用单架无人机探测高超音速导弹是远远不够的，无法定位。即使用多架探测到，也没有足够的预警时间进行拦截，想用现有的防御手段，例如，拦截弹、超高速炮弹、激光武器、电子攻击系统或其中任何一种组合，不可能拦截高超音速导弹；
4）日本方面想要打造一个全面的、多层次的系统来探测和跟踪高超音速武器，并以某种方式拦截。耍想构建这样一个系统，其开发成本可能高达数百亿美元。是一笔巨大的投入！
5）用多架高空无人机并配备小型红外传感器，在距离较近的空域作业，是有可能探测到高超音速武器。还要解决精密跟踪和识别的难题。探测到的数据能否及时有效地传送到地面指挥系统？是否有足够的时间进行有效拦截？用什么样的拦截手段？这些问题串联起来，就是一件很困难的事情。如果考虑高超音速武器施放很强的电磁干扰，将会使无人机探测系统无法工作。中俄的高超音速武器必然会考虑现有的拦截手段，采取有效的突防方式；
6）2021-08-22 ，环球网报道：“枢密院十号：全网刷屏的解放军新型导弹是什么？”。文中指出：“中国火箭军成功发射两枚新型导弹的震撼消息刷屏了。”该新型导弹克服恶劣自然条件和复杂电磁干扰，在西北大漠快速反应，精准命中几百公里外的蓝军多重防护阵地目标，有效瘫毁蓝军防御体系关键信息节点。提升了常规导弹多模精打、毁瘫节点、融合抗扰、先遣破敌能力，有力提升火箭军体系攻防水平。该新型导弹弹头采用了新技术，具有新的制导系统和更强的抗干扰功能。该火箭军部队是使用机动车辆，利用夜间快速机动，启动发射序列的时间比以往记录的时间减少一半。這充分说明该新型导弹具有快速反应能力，自动化、信息化和智能化程度有更大提升。有专家猜测新型导弹弹头就是电磁脉冲弹头，可以利用瞬间高强度电磁脉冲，让对手的电子设备瞬间报废。
7）日本现有的导弹防御系统根本无法拦截高超音速武器，现在世界上还没有任何一个国家可以拦截高超音速武器。试图用美国多架全球鹰无人机进行拦截，不难想象这一做法实现可能性极其渺茫！
参考资料相关链接如下：
〔1〕https://baijiahao.baidu.com/s?id=1707968160812386033&wfr=spider&for=pc
〔2〕https://www.163.com/dy/article/GH7QINJB0511PT5V.html
〔3〕https://world.huanqiu.com/article/44Ixr4rslh5，2021-08-11
〔4〕https://mil.huanqiu.com/article/44S8WWtSPdS
