Tóm tắt: Các cuộc chiến tranh và xung đột cục bộ gần đây cho thấy tác chiến bằng cụm máy bay không người lái (UAV) đã mang đến mối đe dọa chưa từng có đối với hệ thống trận địa phòng không và làm thay đổi sâu sắc chiến tranh thông tin hiện đại. Đây sẽ trở thành một hình thức tác chiến quan trọng trên chiến trường trong tương lai. Bài viết sẽ tập trung vào mối đe dọa nghiêm trọng mà phương thức tác chiến bằng cụm máy bay không người lái gây ra cho hệ thống phòng không trọng yếu tại trận địa. Nội dung bao gồm phân tích các hình thức tác chiến điển hình của cụm máy bay không người lái, các điểm yếu và nhược điểm của chúng. Dựa trên những phân tích đó, bài viết sử dụng lực lượng tác chiến điện tử làm điểm khởi đầu, đồng thời hệ thống hóa thành phần của lực lượng tác chiến hỗn hợp mạng-điện tử, nghiên cứu quy trình hành động và các phương pháp sử dụng điển hình của lực lượng này theo tư duy tổng thể “phát hiện - gây nhiễu - phòng ngừa”. Qua đó, bài viết cung cấp hướng dẫn lý thuyết và hỗ trợ kỹ thuật cho hoạt động tác chiến của trận địa phòng không chống lại cụm máy bay không người lái.
Giới thiệu
Trong trận chiến tại thung lũng Bekaa (1), không quân Israel điều động nhiều máy bay không người lái tham gia vào nhiệm vụ tấn công phối hợp của máy bay chiến đấu, đạt được tỷ lệ tổn thất chưa từng có. Năm 2018, một nhóm phiến quân Syria sử dụng 13 UAV tấn công căn cứ không quân Hmeimim của Nga, đây là lần đầu tiên tác chiến cụm UAV được ứng dụng thực tế (2-3).
Hai năm sau, trong xung đột tại Nagorno-Karabakh (Naka) (4-6), Azerbaijan sử dụng UAV trinh sát và tấn công kết hợp, giành quyền chủ động trên chiến trường. Trong cuộc chiến Nga – Ukraine (7-9), cả hai bên sử dụng số lượng lớn UAV để thực hiện các nhiệm vụ như trinh sát tình báo, giám sát và do thám chiến trường (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance, ISR), áp chế điện từ và tấn công mục tiêu thời gian nhạy cảm, thay đổi hoàn toàn cách thức tác chiến trên chiến trường thông tin. Ngày 14 tháng 4 năm 2024, Iran đã thực hiện một kế hoạch không kích kín kẽ, trong đó cụm UAV của Iran đã thành công đột phá hệ thống phòng không “Vòm Sắt” được coi là tiên tiến nhất thế giới, tiến hành các cuộc tấn công hiệu quả vào Israel.
Từ những cuộc chiến tranh và các xung đột cục bộ gần đây, có thể thấy rằng phương thức tác chiến sử dụng nền tảng máy bay không người lái đã trở thành một phương tiện tác chiến ngày càng quan trọng trong chiến tranh hiện đại. Một mặt, cùng với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ thông tin thế hệ mới như liên kết dữ liệu, tự động hóa tổ chức và điều khiển phối hợp, tác chiến theo cụm UAV sẽ đóng vai trò then chốt quyết định thắng bại trên chiến trường ngày càng được số hóa và thông minh hóa trong tương lai. Mặt khác, tác chiến theo cụm UAV, như một cách thức quan trọng thực hiện khái niệm tác chiến phân tán của quân đội Mỹ, được nghiên cứu mạnh mẽ trong những năm gần đây (10-12). Quân đội Mỹ liên tiếp triển khai các dự án nghiên cứu và thử nghiệm như “Gremlins”(13), “Chiến thuật tấn công nhóm hiệu quả”(14-15), nhóm UAV “Sparrowhawk”(16), và tên lửa tuần tra “Coyote”(17-19), nhằm tăng tốc độ phản ứng của chu trình OODA trong chiến tranh tương lai. Nâng cao hiệu quả khép kín chuỗi sát thương phân tán trên không.
Dựa trên những cân nhắc trên, bài viết này xuất phát từ đặc điểm tác chiến theo cụm UAV, nghiên cứu các công nghệ then chốt và cơ chế hoạt động của chúng, phân tích các điểm yếu trong tác chiến theo cụm UAV. Đồng thời sử dụng tác chiến điện từ để tìm hiểu các phương thức ứng dụng lực lượng tác chiến mạng và điện từ đối phó với tác chiến cụm UAV. Từ đó cung cấp cơ sở lý luận và hỗ trợ kỹ thuật để đối phó với các thách thức trong tương lai.
Các hình thức tác chiến của cụm UAV
Trinh sát và giám sát
Với sự phát triển của công nghệ UAV cỡ nhỏ và chi phí thấp, cụm UAV có thể được trang bị cảm biến quang điện, radar trinh sát và các thiết bị nhiệm vụ khác. Nhờ vào kích thước nhỏ gọn và khả năng tàng hình, cụm UAV có thể tiếp cận sâu trong lãnh thổ đối phương để thực hiện giám sát tình hình chiến trường từ nhiều chiều không gian khác nhau, như minh họa trong Hình 1.
So với UAV trinh sát cỡ lớn, cụm UAV tận dụng ưu thế quy mô lớn của mình và thường được triển khai bằng cách sử dụng máy bay lớn (có người lái hoặc không người lái) có khả năng vận chuyển ở độ cao lớn, tiếp cận khu vực nhiệm vụ, sau đó thả các UAV nhỏ đến khu vực tác chiến.
Trong cụm UAV, nhiều UAV trinh sát cỡ nhỏ có thể thực hiện trinh sát toàn diện ở nhiều chiều, nhiều góc độ trên các khu vực và mục tiêu khác nhau thông qua lập kế hoạch nhiệm vụ và phối hợp giữa các UAV. Đối với các mục tiêu quan trọng như các sở chỉ huy cần khảo sát chi tiết, các UAV trong cụm có thể được trang bị radar laser để tạo ảnh 3D, giúp nắm bắt thông tin toàn diện về các cơ sở quan trọng trên chiến trường.
Chiến thuật mồi nhử
Nhờ vào tính chất không người lái, UAV đặc biệt phù hợp để sử dụng làm mồi nhử. UAV có thể bay vào khu vực tác chiến, buộc radar phòng không của đối phương cảnh báo sớm và phải kích hoạt hệ thống vũ khí của họ thực hiện các cuộc đánh chặn, như minh họa trong Hình 2.
Trong trận chiến nổi tiếng tại thung lũng Bekaa, quân đội Israel đã thành công sử dụng UAV để đánh lừa quân đội Syria, khiến họ phóng tên lửa phòng không, từ đó lộ rõ các mục tiêu. Chỉ trong chưa đầy mười phút, toàn bộ hệ thống phòng không của đối phương đã bị phá hủy hoàn toàn. Trong tác chiến của cụm UAV, có hai cách chính để sử dụng UAV làm mồi nhử:
Thứ nhất là trinh sát bằng mồi nhử: Một đội máy bay không người lái ẩn mình tiến sâu vào hệ thống phòng thủ của đối phương, bay lượn trên các vị trí trọng yếu. Chúng phát ra các tín hiệu điện từ có tính chất đánh lừa, kích thích các thiết bị trinh sát điện tử của đối phương như radar, thiết bị quang điện phải khởi động để tìm kiếm mục tiêu. Lợi dụng cái bẫy này, các thiết bị trinh sát của phía ta được trang bị khả năng phân tích và nhận diện tín hiệu, có thể nắm bắt toàn diện các thông tin quan trọng như chế độ làm việc, khả năng trinh sát, thậm chí là vị trí của các thiết bị cảnh báo trinh sát của đối phương. Từ đó cung cấp thông tin tình báo chi tiết để hỗ trợ cho các đợt tấn công chính xác tiếp theo.
Thứ hai là đánh lừa bằng mồi nhử: Sử dụng phương pháp bay theo đội hình để gây nhiễu loạn tín hiệu điện từ đối với hệ thống cảnh báo phòng không mặt đất của đối phương, tạo ra tình thế tấn công áp đảo, buộc lực lượng phòng không của đối phương phải khai hỏa để đánh chặn. Các máy bay không người lái với chi phí chỉ vài chục nghìn USD hoặc thấp hơn có thể khiến đối phương phải phóng nhiều tên lửa phòng không trị giá hàng triệu USD, từ đó đạt được mục tiêu chiến thuật tiêu hao mạnh mẽ hỏa lực phòng không của đối phươn, tạo lợi thế cho các đợt tấn công trên không và mặt đất tiếp theo. Một ví dụ điển hình về chiến thuật này có thể được tìm thấy trong Chiến tranh Vùng Vịnh, khi quân đội Mỹ sử dụng mồi nhử chiến thuật ADM-141 phóng từ trên không, thả xuống khu vực định sẵn, đánh lừa và làm tiêu hao một lượng lớn đạn dược phòng không của quân đội Iraq(21).
Giám sát
Việc sử dụng đội hình cụm UAV để đột phá và tấn công hỏa lực vào hệ thống cảnh báo trinh sát chiến trường và các mục tiêu quan trọng của đối phương là một phương thức tác chiến quan trọng, đồng thời cũng là mối đe dọa lớn nhất đối với hệ thống trận địa phòng không, như minh họa ở Hình 3. Một mặt, các đơn vị tác chiến trong đội hình UAV chủ yếu là các máy bay không người lái cỡ nhỏ hoặc siêu nhỏ. Lấy ví dụ từ UAV “Coyote” của quân đội Mỹ, chiếc UAV này có chiều dài chưa đến 1m và nặng khoảng 6kg (22). Do đặc điểm kích thước nhỏ, tốc độ chậm và khả năng phát hiện thấp, các UAV này có đặc trưng Doppler và giá trị RCS rất thấp, cộng thêm động cơ của các UAV này cũng rất nhỏ, thậm chí trong tương lai có thể hoàn toàn sử dụng năng lượng điện làm nguồn cung năng lượng, khiến các đặc tính quang học và hồng ngoại của chúng rất yếu. Nếu không có thông tin tình báo trước làm cơ sở, các hệ thống radar và cảnh báo quang điện truyền thống sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc phát hiện chúng. Đặc biệt trong môi trường điện từ chiến trường phức tạp, các hệ thống cảnh báo phòng không đơn lẻ khó có thể thực hiện việc phát hiện và theo dõi hiệu quả đối với cụm UAV.
Ngoài ra, hệ thống tác chiến cụm UAV chủ yếu sử dụng mô hình mạng tự tổ chức không có trung tâm. Trong trường hợp một UAV bị tổn thất hoặc mất khả năng thực hiện nhiệm vụ, cụm UAV có thể sử dụng phương thức kết nối linh hoạt để phân phối lại nhiệm vụ, mang lại khả năng chống chịu mạnh mẽ. Điều này có nghĩa là trong môi trường chiến trường phức tạp trong tương lai, cụm UAV có thể dựa vào tình hình chiến trường theo thời gian thực và trao đổi thông tin giữa các UAV để hoàn thành việc nhận thức và xử lý thông tin chiến trường, điều chỉnh hành động tác chiến, tạo ra khả năng tác chiến hợp tác hiệu quả. Vì vậy, trong các cuộc tấn công đột kích, cụm UAV có thể tận dụng lợi thế quy mô của mình để thực hiện các cuộc tấn công bất ngờ vào các điểm quan trọng của đối phương, đạt được hiệu quả tác chiến cao với chi phí thấp.
Phân tích điểm yếu của tác chiến cụm UAV
Đặc điểm nhỏ gọn và quy mô lớn mang lại cho tác chiến cụm UAV những lợi thế như thâm nhập bí mật và đa dạng hóa chức năng. Tuy nhiên, do hạn chế của nền tảng và hình thức cụm UAV, lợi thế chiến đấu của cụm UAV không phải là tuyệt đối và cũng tồn tại những “điểm yếu”, như thể hiện trong Hình 4.
Tối ưu hóa kích thước nền tảng, khả năng tải trọng hạn chế
Như đã đề cập trước đó, các UAV trong cụm tác chiến thường có kích thước rất nhỏ. Thêm vào đó, việc kiểm soát chi phí trong quá trình sử dụng tác chiến dẫn đến mâu thuẫn không thể tránh khỏi giữa khả năng duy trì hoạt động lâu dài và hiệu suất tải trọng của các UAV trong đội hình. Có nghĩa là không thể đồng thời đạt được cả thời gian bay dài và hiệu suất cao.
Một mặt, để kiểm soát chi phí và đạt được hiệu quả tấn công cao, kích thước và trọng lượng của từng UAV trong cụm phải được kiểm soát chặt chẽ. Chẳng hạn như sử dụng động cơ siêu nhỏ hoặc năng lượng từ pin. Với công suất giới hạn như vậy, cụm UAV thường phải sử dụng các nền tảng lớn như trên mặt đất, trên biển hoặc trên không để tiếp cận khu vực chiến đấu, sau đó thả UAV vào chiến trường theo cách tập trung. Tuy nhiên, điều này cũng làm tăng nguy cơ bị phát hiện và phá hủy nền tảng.
Mặt khác, do hạn chế từ nền tảng kích thước nhỏ, khả năng mang theo tải trọng đối kháng điện tử hoặc đạn dược tấn công của từng UAV cũng yếu hơn, thể hiện ở các khía cạnh sau:
Thứ nhất, các tải trọng như quang điện, radar… bị giới hạn về phạm vi phát hiện.
Thứ hai, khoảng cách liên lạc giữa các UAV trong cụm và với chỉ huy phía sau cũng như định dạng tín hiệu đều bị hạn chế, dẫn đến dễ xảy ra hiện tượng trễ tín hiệu và mất gói dữ liệu trong liên lạc.
Thứ ba, khả năng chống nhiễu của thiết bị định vị trên UAV yếu, dễ bị đối phương gây nhiễu GPS hoặc đánh lừa.
Thứ tư, lượng đạn dược mà từng UAV có thể mang rất ít, tầm bắn hạn chế, khiến chúng khó gây thiệt hại lớn cho các mục tiêu được bảo vệ kiên cố như xe bọc thép cỡ lớn, tàu chiến lớn hoặc sở chỉ huy.
Từ đó có thể thấy, trong các hoạt động tác chiến, cụm UAV có những nhược điểm cố hữu như thời gian tác chiến ngắn, phạm vi hoạt động hạn chế và khả năng tự bảo vệ yếu.
Số lượng lớn, khó khăn trong kiểm soát phối hợp
Cốt lõi của tác chiến cụm UAV chính là ở đội hình, tức là thông qua lợi thế số lượng trong khu vực tác chiến cụ thể để đạt được mục tiêu chiến thuật “lấy ít địch nhiều, lấy yếu chế mạnh”. Tuy nhiên, cụm UAV lớn cũng gặp phải các thách thức kỹ thuật và những hạn chế chiến thuật. Ở trình độ kỹ thuật hiện tại, việc thực hiện điều khiển chính xác và theo thời gian thực cho từng UAV đơn lẻ đã là rất thách thức. Khi số lượng UAV trong đội hình tăng lên đột biến, độ khó trong việc kiểm soát cũng tăng theo cấp số nhân. Đó là do trong quá trình bay, cụm UAV dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố gây nhiễu như địa hình, thời tiết (gió, tuyết, mưa, sương mù), và các đòn tấn công phòng không. Điều này có thể dẫn đến một số UAV bị lệch khỏi quỹ đạo bay, mất tín hiệu, hoặc thậm chí mất kiểm soát và bị phá hủy.
Hơn nữa, nếu một UAV trong cụm gặp sự cố, nó có thể gây ra phản ứng dây chuyền trong toàn đội hình. Việc này có thể gây ra hiện tượng rối loạn bay cục bộ, va chạm giữa các UAV, hoặc thậm chí là rơi xuống do không kịp tránh va chạm (23).
Ngoài ra, để cụm UAV đạt được hiệu quả tác chiến “1+1>2”, các UAV trong cụm cần phải thực hiện chiến đấu phối hợp. Do đặc tính phức tạp của môi trường chiến trường, có rất nhiều yếu tố mà các UAV cần phải phối hợp và kết hợp với nhau, chẳng hạn như phối hợp giữa nhiệm vụ trinh sát và tấn công, sự kết hợp giữa dữ liệu trinh sát quang điện và radar, sự phối hợp giữa các nền tảng UAV khác nhau. Tất cả những yếu tố này đều cần một lượng lớn khả năng tính toán và các mô hình thuật toán phức tạp hỗ trợ. Nhưng trong điều kiện công nghệ hiện tại, điều này chắc chắn sẽ gây áp lực lớn lên khả năng xử lý tình hình chiến trường của UAV, từ đó làm chậm quyết định hệ thống, thậm chí gây ra sự hỗn loạn trong cụm.
Sự phụ thuộc quá nhiều vào trao đổi thông tin và lỗ hổng bảo mật hệ thống mạng
Như đã đề cập, để đạt được mục tiêu đột phá và duy trì tính ổn định của toàn bộ hệ thống, các UAV trong một đội hình cụm thường sử dụng phương thức tự tổ chức mạng để phối hợp với nhau. Tuy nhiên, với trình độ công nghệ công nghiệp hiện nay, cấu trúc mạng này vẫn tồn tại những nhược điểm sau:
Thứ nhất, khi đối mặt với sự thay đổi nhanh chóng vai trò của các nút UAV, khả năng tái cấu trúc mạng vẫn còn hạn chế. Hơn nữa, việc thay đổi nút thường xuyên làm cho các cuộc tấn công vào mạng tự tổ chức của cụm UAV trở nên dễ dàng hơn. Cụ thể, kẻ tấn công có thể làm cho nút UAV mà chúng kiểm soát giả mạo là một UAV của đối phương và tham gia vào cấu trúc mạng của đội hình cụm UAV. Trong nhiều trường hợp, các nút độc hại này được ngụy trang thành các nút định tuyến tối ưu với mục đích thay đổi toàn bộ bảng định tuyến, khiến cho các nút khác chọn nút độc hại để chuyển tiếp gói dữ liệu của chúng. Trong mạng nhiều UAV, các cuộc tấn công định tuyến là một mối đe dọa rất nghiêm trọng, có thể phá hủy giao thức định tuyến và dẫn đến sự cố toàn bộ mạng lưới (24).
Thứ hai, băng thông liên lạc trong cụm bị hạn chế. Hiện nay, phần lớn các máy bay không người lái sử dụng liên kết dữ liệu băng hẹp để trao đổi thông tin và phối hợp nhiệm vụ. Nếu không mã hóa dữ liệu giữa các UAV, tính mở của kênh truyền dẫn không dây sẽ làm tăng khả năng dữ liệu bị nghe lén hoặc chỉnh sửa. Mặt khác, nếu dữ liệu được mã hóa an toàn sẽ làm tăng chi phí kênh truyền dẫn, giảm hiệu suất truyền thông tin, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả của phối hợp tác chiến .
Ứng dụng lực lượng tác chiến mạng – điện tử trong đối phó cụm UAV
Từ phân tích ở phần trước, có thể thấy rằng tác chiến cụm UAV mang lại những mối đe dọa và thách thức chưa từng có đối với trận địa phòng không. Mặc dù phương thức đánh chặn bằng hỏa lực truyền thống có thể tác động trực tiếp lên mục tiêu tác chiến (thường là máy bay chiến đấu, tên lửa hành trình, v.v.) với hiệu quả rõ rệt, nhưng hiệu quả đối với UAV lại không như mong đợi. Nguyên nhân một phần là do các đặc tính radar và quang học của UAV rất yếu, khó bị phát hiện và khi phát hiện thì thường đã ở khoảng cách rất gần, làm thời gian phản ứng cho hệ thống vũ khí tên lửa đất đối không trở nên rất ngắn, dễ dẫn đến đánh chặn không chính xác. Mặt khác, chi phí của một tên lửa đất đối không cao hơn rất nhiều so với chi phí chế tạo một máy bay không người lái. Ngay cả khi đánh chặn thành công, tỷ lệ hiệu quả-chi phí của chiến đấu vẫn rất thấp. Như phân tích ở phần trước, tác chiến cụm UAV có ba điểm yếu lớn: tính năng tải trọng, điều khiển phối hợp và trao đổi thông tin, đều nằm trong phạm vi tác động của lực lượng tác chiến mạng điện tử. So với phương thức đánh chặn bằng hỏa lực thông thường, lực lượng tác chiến mạng điện tử có tính mục tiêu cao, có thể tập trung vào những điểm yếu này, đạt được hiệu quả tác chiến “phá mạng, cắt chuỗi” đối với cụm UAV. Phương thức này có các ưu điểm như chi phí thấp, phạm vi tác động rộng, phương pháp đa dạng, là phương thức chống lại các cụm UAV hiệu quả nhất với tỷ lệ chi phí-hiệu quả cao.
Phần dưới đây sẽ phân tích việc ứng dụng lực lượng tác chiến mạng điện tử trong đối phó cụm máy bay không người lái, với bối cảnh là bảo vệ trận địa phòng không trọng yếu.
Bối cảnh tác chiến
Để đối phó với mối đe dọa mà các cụm UAV gây ra đối với trận địa phòng không, một kịch bản tác chiến tiêu biểu nhằm bảo vệ trận địa trọng yếu chống lại cụm máy bay không người lái được xây dựng như sau:
Nhằm tiêu diệt các mục tiêu có giá trị cao của ta tại các vị trí chiến lược, kẻ địch sử dụng máy bay vận tải để thả một lượng lớn máy bay không người lái cỡ nhỏ ở khu vực lân cận trận địa. Đối phương cố gắng tận dụng cụm UAV này để đột phá hệ thống trận địa phòng không của ta, tiến hành trinh sát chiến thuật và thực hiện các đòn tấn công ban đầu vào các mục tiêu quan trọng. Phía ta sử dụng một hệ thống lực lượng đối kháng mạng điện tử, được tổ chức từ nhiều loại thiết bị tác chiến điện tử khác nhau. Hệ thống này phối hợp áp dụng các biện pháp như cảnh báo sớm, dò tìm, gây nhiễu điện từ, đánh chặn tiêu diệt để đối phó phản công lại cụm UAV đang xâm nhập, như mô tả trong hình 5.
Thành phần và hành động tác chiến của lực lượng đối kháng mạng điện tử
Để đạt được hiệu quả trong việc chống lại cụm máy bay không người lái đang tấn công, lực lượng đối kháng mạng điện tử tại trận địa của ta được tổ chức theo chiến lược “phát hiện – gây nhiễu – phòng thủ vững chắc.” Tổng hợp sử dụng các lực lượng trinh sát cảnh báo, gây nhiễu điện từ, tiêu diệt bằng năng lượng định hướng để thiết lập một hệ thống tác chiến hoàn chỉnh đối phó với cụm máy bay không người lái, như minh họa ở hình 6.
Sau khi radar và máy bay cảnh báo sớm của ta phát hiện máy bay vận tải của địch trên không, các thông tin về hướng đột kích trọng điểm được cung cấp cho trận địa của ta. Lực lượng trinh sát điện từ trên không và mặt đất được sử dụng để tổng hợp, theo dõi chặt chẽ đội hình máy bay không người lái của địch, nhằm đạt được mục tiêu chiến thuật cảnh báo sớm và theo dõi từ xa. Đồng thời, sử dụng các biện pháp gây nhiễu mạng-điện tử đa nguồn phức hợp được áp dụng để áp chế hoặc gây nhiễu đánh lừa đối với thiết bị cụm UAV của địch. Thông qua các biện pháp gây nhiễu mạng-điện tử hiệu quả, một phần sức chiến đấu trong đội hình UAV của địch bị suy giảm. Khi phần còn lại của cụm UAV địch xâm nhập gần vào khu vực trung tâm của trận địa, ta sử dụng vũ khí vi sóng công suất cao để thực hiện chặn đứng và gây sát thương trên diện rộng. Sau khi vũ khí vi sóng công suất cao gây sát thương điện tử ban đầu, nếu vẫn còn một số ít UAV vượt qua được việc đánh chặn, vũ khí laser sẽ được sử dụng để tiếp tục chặn đứng các UAV còn sót lại. Quy trình tác chiến đối kháng được thể hiện như trong Hình 7.
Chiến lược sử dụng lực lượng đối kháng mạng-điện tử
Xây dựng hệ thống trinh sát mạng-điện tử đa chiều và phối hợp
Do đặc điểm tải trọng hạn chế của máy bay không người lái và cần phải sử dụng máy bay vận tải để thả UAV vào khu vực tác chiến, cần sử dụng các trang bị cảnh báo và trinh sát đa dạng để xây dựng một hệ thống cảnh báo và trinh sát mang tính chiều sâu, đa chiều trong các không gian tác chiến như không gian, thời gian và tần số. Hệ thống này nhằm đạt được khả năng nhận thức toàn diện đối với đội hình nhóm UAV. Một số điểm chính bao gồm:
Thứ nhất, triển khai thiết bị trinh sát theo chiều sâu và đa chiều để phát hiện sớm và theo dõi kịp thời.
Sử dụng các thiết bị như radar cảnh báo tầm xa trên mặt đất và máy bay cảnh báo sớm trên không để thực hiện trinh sát tầm xa, nhanh chóng truyền báo cáo thông tin thu thập được kịp thời. Điều này giúp các thiết bị trinh sát điện tử và lực lượng gây nhiễu, ngăn chặn điện từ ở phía sau chuẩn bị sẵn sàng tại các hướng tấn công trọng điểm. Ngoài ra, khi đội hình nhóm UAV đã tiếp cận chiến trường, cần tổng hợp sử dụng các phương tiện như radar tầm trung và tầm ngắn, thiết bị trinh sát vô tuyến và cảm biến quang điện để nhận dạng và theo dõi mục tiêu.
Thứ hai, sự hợp tác mạng hóa của các cảm biến dò tìm để tạo ra khả năng nhận diện từ một điểm và nắm bắt toàn diện.
Cần kết nối các thiết bị trinh sát trong hệ thống cảnh báo dò tìm để chúng có thể hoạt động trong mạng. Một mặt, những cảm biến này làm việc ở các dải tần số và hệ thống khác nhau, được triển khai ở các vị trí khác nhau, và khi kết nối vào mạng sẽ tăng cường phạm vi và độ chính xác khả năng cảm nhận và phát hiện trên toàn chiến trường, từ đó tăng tính ổn định của hệ thống cảnh báo dò tìm. Mặt khác, việc hợp tác dò tìm mạng hóa sẽ do trung tâm điều khiển phân phối tài nguyên dò tìm một cách thống nhất. Chẳng hạn như thời gian khởi động luân phiên của các thiết bị khác nhau, lựa chọn chế độ làm việc, v.v. Nhờ đó, có thể tích hợp đầy đủ thông tin từ các thiết bị dò tìm khác nhau tại nhiều điểm mà vẫn tiết kiệm tài nguyên, giảm tỷ lệ cảnh báo sai và nâng cao hiệu quả phát hiện tổng thể.
Sử dụng biện pháp tác chiến mạng – điện tử phức hợp đa nguồn
Dựa trên đặc điểm là các cụm máy bay không người lái phụ thuộc nhiều vào việc trao đổi thông tin, gây nhiễu sóng điện là biện pháp vừa kinh tế nhất vừa hiệu quả nhất để làm suy yếu khả năng tác chiến của chúng. Các hoạt động gây nhiễu điện từ thành công có thể gây ra hiệu ứng tác chiến như “làm mù”, “mất tín hiệu”, thậm chí “tê liệt” cho cụm UAV. Việc sử dụng các biện pháp nhiễu sóng điện tử và mạng thường bao gồm các khía cạnh sau:
Thứ nhất, gây nhiễu, làm giả tín hiệu đối với thiết bị trinh sát trên không.
Máy bay không người lái trinh sát thường mang theo thiết bị trinh sát như radar, quang điện tử. Có thể sử dụng các thiết bị chống quang điện tử mặt đất như các dải kim loại hoặc khói, để gây nhiễu và làm suy giảm hiệu quả trinh sát của chúng. Khi nắm được thông tin vị trí của máy bay không người lái trinh sát quang điện tử của đối phương, có thể tận dụng ưu thế công suất của thiết bị chống quang điện tử mặt đất để can thiệp trực tiếp vào thiết bị trinh sát quang điện tử của UAV đối phương. Đối với thiết bị radar, có thể sử dụng thiết bị gây nhiễu radar phóng từ mặt đất đến không trung, phát ra tín hiệu bức xạ điện từ công suất lớn để gây nhiễu, khiến radar không thể phân tách được tín hiệu phản hồi, từ đó làm giảm hiệu quả trinh sát. Ngoài ra, cũng có thể phát tín hiệu giả mạo để tạo ra mục tiêu giả, làm lệch hướng trinh sát của UAV đối phương.
Thứ hai, gây nhiễu hệ thống định vị và dẫn đường.
Do đặc điểm chi phí thấp và kích thước nhỏ của từng máy bay không người lái trong cụm UAV, khả năng chống nhiễu GPS của chúng, cả ở ăng-ten chống nhiễu phía trước và xử lý tín hiệu phía sau, đều bị hạn chế. Vì vậy, gây nhiễu tín hiệu GPS của UAV là phương pháp phổ biến nhất. Đối với các UAV sử dụng hệ thống GPS kết hợp hệ thống dẫn đường quán tính (INS), sau khi gây nhiễu tín hiệu GPS, có thể sử dụng thiết bị gây nhiễu tương ứng để phát ra sóng âm phù hợp với cảm biến con quay hồi chuyển gắn trên UAV. Điều này gây ra hiện tượng cộng hưởng và làm sai lệch thông tin đầu ra, làm rối loạn trạng thái bay ổn định của UAV. Từ đó, có thể gây ra các hiệu ứng tác chiến như làm cụm UAV bị “lạc hướng”, va chạm lẫn nhau hoặc rơi xuống.
Thứ ba, gây nhiễu liên kết dữ liệu.
Hiện tại hoặc trong ngắn hạn, các cụm máy bay không người lái chủ yếu dựa vào điều khiển của con người hoặc bán tự động. Điều này đồng nghĩa giữa chúng và cơ quan chỉ huy phía sau tồn tại các đường liên lạc dùng để chỉ huy và điều khiển. Các liên lạc này thường bao gồm liên lạc trực tiếp trong tầm nhìn và liên lạc thông qua vệ tinh vượt tầm nhìn. Đối với liên lạc trong tầm nhìn, có thể sử dụng các biện pháp gây nhiễu toàn băng tần hoặc theo dõi tần số. Đối với liên lạc qua vệ tinh, có thể gây nhiễu hoặc phá hoại tại bất kỳ điểm nào trong chuỗi liên lạc, bao gồm “đầu phát – đường truyền lên – bộ chuyển tiếp vệ tinh – đường truyền xuống – đầu thu”(25). Việc này có thể khiến cụm UAV rơi vào tình trạng hỗn loạn, dẫn đến hiện tượng “rắn mất đầu”, làm mất khả năng tác chiến của chúng.
Thứ tư, tấn công xâm nhập mạng.
Hiện nay, mạng Ad-hoc được sử dụng trong các cụm máy bay không người lái thuộc kiến trúc mạng ngang hàng mở, không có nút trung tâm và không có ranh giới phòng thủ rõ ràng. Bộ nhớ và công suất tính toán của mỗi nút trong mạng này rất hạn chế, khiến các công nghệ tường lửa mạng truyền thống phát hiện xâm nhập cùng nhiều cơ chế bảo mật khác không còn phù hợp với mạng tự tổ chức không dây, làm cho nó dễ bị đe dọa và tấn công từ nhiều mối nguy hại an ninh khác nhau. Do đó, có thể sử dụng sóng vô tuyến mang mã tấn công thực hiện các hành động tấn công mạng như nghe lén, giả mạo, từ chối dịch vụ (Denial of Service, DoS) bằng cách tiêm mã độc vào mạng tự tổ chức của cụm UAV có lỗ hổng bảo mật.
Hiệu quả tiêu diệt của vũ khí năng lượng định hướng
Về bản chất, cả tia laser và vi sóng đều thuộc sóng điện từ. Vì vậy vũ khí năng lượng định hướng cũng là một phương thức quan trọng trong tác chiến chống lại các cụm máy bay không người lái trong chiến tranh mạng-điện tử và là biện pháp có hiệu quả rõ rệt nhất.
Trong đó, vi sóng công suất cao là một dạng xung điện từ mạnh, với công suất đỉnh phát xạ thường vượt quá 100 MW, đặc trưng bởi tần số hoạt động cao và xung ngắn (27). Khi được ứng dụng chiến đấu, vũ khí vi sóng công suất cao có yêu cầu cao về tính kịp thời và thời gian sạc vũ khí lâu, cần có thông tin tình báo chính xác để dẫn đường cho việc tấn công điện từ khu vực của cụm UAV. Việc sử dụng vũ khí vi sóng công suất cao để chiếu xạ vào các cụm UAV có thể tận dụng hiệu ứng nhiệt và hiệu ứng điện do năng lượng vi sóng tạo ra, làm tê liệt hệ thống bên trong của UAV, đạt được hiệu quả tác chiến bằng cách khiến các UAV tấn công mất khả năng hoạt động.
Vũ khí laser mạnh có đặc điểm tấn công với tốc độ ánh sáng, khả năng chuyển đổi mục tiêu nhanh và tính chất ẩn mình cao trong tác chiến. Trong ứng dụng chiến đấu, vũ khí laser thực hiện tiêu diệt theo kiểu điểm đối điểm, chịu trách nhiệm đánh chặn các UAV vượt qua hệ thống phòng thủ của vũ khí vi sóng công suất cao. Vũ khí laser, thông qua việc phát ra các chùm tia laser mạnh công suất cao, tiến hành tấn công chính xác vào các cụm UAV, phá hủy cấu trúc thân và các linh kiện quan trọng bên trong, làm mất khả năng chiến đấu của các cụm UAV, từ đó hoàn thành nhiệm vụ bảo vệ trận địa.
Kết luận
Tác chiến bằng cụm máy bay không người lái đang làm thay đổi hình thái chiến tranh hiện đại. Với đặc điểm chi phí thấp và khả năng triển khai quy mô lớn, cụm UAV mang đến những mối đe dọa và thách thức chưa từng có đối với hệ thống phòng không hiện nay. So với các biện pháp đánh chặn truyền thống bằng hỏa lực, lực lượng tác chiến mạng-điện tử đã dần trở thành phương thức chủ yếu để đối phó với cụm UAV nhờ vào hiệu quả cao so với chi phí trong chiến đấu. Bài viết này bắt đầu từ các hình thức tác chiến của cụm UAV, đã phân tích các điểm yếu của chúng, trên cơ sở đó xây dựng các kịch bản tác chiến điển hình chống lại cụm UAV. Đồng thời, cũng đã làm rõ những lợi thế tác chiến và các yếu tố cấu thành của lực lượng tác chiến mạng-điện tử, thiết kế các hành động tác chiến chính yếu, và lấy điểm yếu của cụm UAV làm điểm đột phá để phân tích cơ chế và chiến lược sử dụng lực lượng tác chiến mạng-điện tử. Qua đó cung cấp cơ sở lý thuyết và tham chiếu kỹ thuật-chiến thuật cho các hoạt động tác chiến chống cụm UAV hiện nay. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của các công nghệ mới, tiêu biểu là trí tuệ tập thể (28) và điều khiển mạng phức tạp, khả năng tự động của cụm UAV trong tương lai sẽ còn được nâng cao hơn nữa. Làm thế nào để đối phó với các cụm UAV ngày càng thông minh và tự chủ hơn sẽ là hướng nghiên cứu trọng tâm cần được tiếp tục chú trọng trong các nghiên cứu tác chiến tiếp theo.
Biên dịch: Nguyễn Phượng
Nhóm tác giả: Lý Bá Luân, Trâu Vĩnh Kiệt, Tôn Kiến, Quách Ân Trạch, Lưu Quốc Bân, Tạ Thiên Nhuận là các sĩ quan PLA đóng tại Lạc Dương, Hà Nam (Trung Quốc). Bài viết được đăng trên tạp chí Công nghệ Quốc phòng hiện đại (Trung Quốc). ISSN 1009-086X,CN 11-3019/TJ
Bài viết thể hiện quan điểm riêng của nhóm tác giả, không nhất thiết phản ánh quan điểm của Nghiên cứu Chiến lược. Mọi trao đổi học thuật và các vấn đề khác, quý độc giả có thể liên hệ với ban biên tập qua địa chỉ mail: [email protected]
Tài liệu tham khảo
[1] Grant R. The Bekaa Valley War [J]. Air Force Magazine, 2002, 85(6):58-63.
[2] Scharre P. How swarming will change warfare [J]. Bulletin of the atomic scientists, 2018, 74(6):385-389.
[3] 于威, 侯学隆. 从纳卡冲突看无人机作战运用[J].舰船电子工程, 2022, 42(10):8-12. Yu Wei, Hou Xuelong. Application of Unmanned Aerial Vehicles in Nagorno-Karabakh Conflict [J]. Ship Electronic Engineering, 2022, 42(10):8-12.
[4] Patil K. Drone Warfare [J]. Journal of Defence Studies, 2022, 16(4):243-251.
[5] 张阳. 纳卡冲突中无人机攻防装备运用及典型作战场景分析[J]. 指挥控制与仿真, 2022, 44(05):31-37. Zhang Yang. Analysis of the Application of UAV Attack and Defense Equipment and Typical Operational Scenarios in the Nagorno-Karabakh Conflict [J]. Command Control & Simulation, 2022, 44(05):31-37.
[6] 吴静, 蔡海锋, 刘俊良. 纳卡地区冲突无人机攻防运用分析及地空反无人对策建议[J]. 现代防御技术, 2021, 49(03):13-20. Wu Jing, Cai Haifeng, Liu Junliang. Analysis on the Operation of Attack and Defense of UAVs in Naka Conflict and Suggestions for Ground-to-Air Anti-UAVs [J]. Modern Defence Technology, 2021, 49 (03):13-20.
[7] 缪炜星, 罗银, 顾嘉琪, 等. 俄乌冲突中无人机 ISR的 运 用 及 启 示 [J]. 无 线 电 工 程 , 2023, 53(07):1693-1699. Miao Weixing, Luo Yin, Gu Jiaqi, et al. Application and Enlightenment of UAV ISR in the Russia-Ukraine Conflict[J]. Radio Engineering, 2023, 53(07): 1693-1699.
[8] 杨佳会, 朱超磊, 许佳. 俄乌冲突中的无人机运用[J]. 战术导弹技术, 2022, (03):116-123. Yang Jiahui, Zhu Chaolei, Xu Jia. Analysis of UAV deployment in Russia-Ukraine conflict [J]. Tactical Missile Technology, 2022, (03):116-123.
[9] 崔勇平, 邢清华. 从俄乌战争看无人机对野战防空的挑战和启示[J]. 航天电子对抗, 2022, 38(04):1-3. Cui Yongping, Xing Qinghua. The challenge and inspiration of UAVs to field air defense from the Russia-Ukraine War [J]. Aerospace Electronic Warfare, 2022, 38 (04):1-3.
[10] 陈士涛, 李大喜, 孙鹏, 等. 美军智能无人机集群作战样式及影响分析[J]. 中国电子科学研究院学报, 2021, 16(11):1113-1118. Chen Shitao, Li Daxi, Sun Peng, et al. Analysis on The Development And Influence of Intelligent Unmanned Aerial Vehicle Cluster In U.S. Army [J]. Journal of China Academy of Electronics and Information Technology, 2021, 16 (11):1113-1118.
[11] 董宇, 高敏, 张悦, 等. 美军蜂群无人机研究进展及发展趋势[J]. 飞航导弹, 2020(9):37-42. Dong Yu, Gao Min, Zhang Yue, et al. Research progress and development trend of swarm drones in the US military [J]. Aerodynamic Missiles, 2020 (9): 37-42.
[12] Johnson J. Artificial intelligence, drone swarming and escalation risks in future warfare [J]. The RUSI Journal, 2020, 165(2): 26-36.
[13] 黄雷. 美军小精灵无人机群项目发展现状综述[J].飞航导弹, 2018(7):44-47. Huang Lei. Overview of the current development status of the US military’s Gremlins drone swarm project [J]. Aerodynamic Missiles, 2018(7):44-47.
[14] 王彤, 李磊, 蒋琪. “进攻性蜂群使能战术”项目推进无人蜂群能力发展分析 [J]. 战术导弹技术, 2020(1):33- 38,56. Wang Tong, Li Lei, Jiang Qi. OFFensive Swarm-Enabled Tactics Program Promotes the Development of Unmanned Swarm Capability [J]. Tactical Missile Technology, 2020(1):33-38,56.
[15] 王瑞杰, 王得朝, 丰璐, 等. 国外无人机蜂群作战样式进展及反蜂群策略研究[J]. 现代防御技术, 2023, 51(04):1-9. Wang Ruijie, Wang Dechao, Feng Lu, et al. Research Progress and Countermeasures Against UAV Swarm Operations Abroad [J]. Modern Defence Technology, 2023, 51(04):1-9.
[16] 董康生, 胡伟波, 沈雁鸣, 等. 美军无人空战装备智能化发展动态及启示[J]. 现代防御技术, 2022, 50(04):28-37. Dong Kangsheng, Hu Weibo, Shen Yanming, et al. Development and Implications of Intelligent Unmanned Combat Aerial Equipment by the US Army [J]. Modern Defence Technology, 2022, 50(04):28-37.
[17] Guitton M J. Fighting the locusts: Implementing military countermeasures against drones and drone swarms[J]. Scandinavian Journal of Military Studies, 2021, 4(1):26-36.
[18] 宋怡然, 申超, 李东兵. 美国分布式低成本无人机集群研究进展[J]. 飞航导弹. 2016(8):17-22. Song Yiran, Shen Chao, Li Dongbing. Research progress on the distributed low-cost drone clusters of US [J]. Aerodynamic Missiles, 2016(8):17-22.
[19] 刘箴, 吴馨远, 许洁心. 国外巡飞弹发展现状及趋势分析[J]. 弹箭与制导学报, 2024, 44(02):42-50. Liu Zhen, Wu Xinyuan, Xu Jiexin. Development Status and Trend for Foreign Typical Loitering Munitions [J]. Journal of Projectiles, Rockets, Missiles and Guidance, 2024, 44(02):42-50.
[20] 杨丽娜, 曹泽阳 李勇祥. 无人机蜂群作战构成及作 战 概 念 研 究 [J]. 现 代 防 御 技 术 , 2020, 48(04):44-51. Yang Lina, Cao Zeyang, Li Yongxiang. Research on the Operational Structure and Concept of Unmanned Aerial Swarm [J]. Modern Defence Technology, 2020, 48(04):44-51.
[21] 韩月明, 方丹, 张红艳, 等. 无人机集群典型作战运用样式及关键技术分析[J]. 飞航导弹, 2020, (09): 43-47. Han Yueming, Fang Dan, Zhang Hongyan, et al. Analysis of Typical Combat Application Styles and Key Technologies of Unmanned Aerial Vehicle Clusters [J]. Aerodynamic Missiles, 2020, (09):43-47.
[22] 刘雷, 刘大卫, 王晓光, 等. 无人机集群与反无人机集群发展现状及展望[J]. 航空学报, 2022, 43(30): 4-20. Liu Lei, Liu Dawei, Wang Xiaoguang, et al. Development status and outlook of UAV clusters and anti-UAV clusters [J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2022, 43(30):4-20.
[23] 韦宸越, 何明, 韩伟, 等. 无人机集群弹性评估及重 构 技 术 研 究 [J]. 计 算 机 工 程 与 应 用 , 2024, 60(15):1-10. Wei Chenyue, He Ming, Han Wei, et al. Research on Unmanned Aerial Vehicle Swarm Resilience Assessment and Reconfiguration Technology [J]. Computer Engineering and Applications, 2024, 60(15):1-10.
[24] 曾梦岐, 范晓霞, 陈劲尧. 无人机群网络安全问题研究[J]. 通信技术, 2022, 55(05):646-651. Zeng Mengqi, Fan Xiaoxia, Chen Jinyao. Research on Cyber Security of a Swarm of Unmanned Aerial Vehicles [J]. Communications Technology, 2022, 55(05):646-651.
[25] 焦士俊, 刘剑豪, 王冰切, 等. 反无人机蜂群战法运用研究[J]. 飞航导弹, 2019, (08):39-42. Jiao Shijun, Liu Jianhao, Wang Bingchi, et al. Research on the application of anti drone-swarm warfare methods [J]. Aerodynamic Missiles, 2019, (08):39-42.
[26] 王海涛, 吴连才, 武媛媛. 无线自组网的安全问题综 述 [J]. 桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报 , 2011, 31(02):87-92. Wang Haitao, Wu Liancai, Wu Yuanyuan. Survey on security issues in wireless self-organizing network [J]. Journal of Guilin University of Electronic Technology, 2011, 31(02):87-92.
[27] 杨丽娜, 曹泽阳, 韩耀锋. 高功率微波反无人机蜂群系统能力需求分析[J]. 军事运筹与系统工程, 2020, 34(02):26-32. Yang Lina, Cao Zeyang, Han Yaofeng. Capability Requirement Analysis of High Power Microwave Anti-UAV Swarms System [J]. Military Operations Research and Systems Engineering 2020, 34(02):26-32.
[28] 许瑞明. 无人机集群智能的生成样式研究[J]. 现代防御技术. 2020, 48(05):44-49. Xu Ruiming. Research on Generation Style of UAV Cluster Intelligence [J]. Modern Defence Technology 2020, 48(05):44-49
