جهاز تشويش الطائرات المسيرة وأنظمة كشف الطائرات المسيرة

نظام تشويش الطائرات المُسيرة وكشفها هو جهاز مضاد متعدد الوظائف للطائرات المُسيرة، ويتكون من جزأين: أحدهما لكشف الطائرة المُسيرة، والآخر لحجبها ومنع إشاراتها وإجبارها على الهبوط. وللطائرات المُسيرة آفاق سوقية واسعة. فتُستخدم الطائرات المُسيرة الصغيرة على نطاق واسع في التصوير الجوي، والرش الزراعي، والوقاية من الكوارث والتخفيف من آثارها، والبحث والإنقاذ، والإشراف على حركة المرور، واستكشاف الموارد، والرسم الجوي، ودوريات الحدود، والكشف الجوي للأحوال الجوية وغيرها من المجالات. ومع ذلك، فإن التأخر في أساليب التحكم بالطائرات المُسيرة أدى إلى وقوع العديد من حوادث “الطيران الأسود” التي لا يمكن الإشراف عليها أو محاسبة مرتكبيها، ما جعل الطلب على أنظمة كشف الطائرات المُسيرة وتشويشها ملحًّا. ففي المجالات العسكرية والمدنية مثل المطارات، ودعم الفعاليات الكبرى، والبنية التحتية الأساسية، والمرافق الكبيرة، والسجون، وحراسة الحدود وغيرها، توجد حاجة قوية لأنظمة مكافحة الطائرات المُسيرة. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات عديدة في إدارة ومراقبة الطائرات المُسيرة، وسيظهر في المستقبل المزيد من المشكلات التي تتطلب دراسةً أعمق وتجاوزًا لها.

١. الصعوبات التقنية في كشف الطائرات المُسيرة ومكافحتها.

١. صعوبات تقنية في تقنية كشف الطائرات المُسيرة.

رادار كشف الطائرات المُسيرة: يُعد الرادار الوسيلة السائدة لكشف الأهداف الجوية، لكن الطائرات المُسيرة تمثِّل أهدافًا جوية نموذجية منخفضة الارتفاع وبطيئة الحركة وصغيرة الحجم (وتُعرف اختصارًا بـ“منخفضة- بطيئة- صغيرة”). أما مصطلح “منخفضة- بطيئة- صغيرة” فهو مصطلح عام يشمل الطائرات الصغيرة والأجسام الطائرة التي تتميز بالطيران على ارتفاع منخفض، وبسرعة طيران بطيئة، وصعوبة اكتشافها وتحديدها. وهذه الطائرات المُسيرة “المنخفضة- البطيئة- الصغيرة” رخيصة الثمن، وسهلة التحكم، ويسهل حملها والحصول عليها، كما تتميَّز بقدرة عالية على الإقلاع، وصعوبة في اكتشافها والتصرف فيها، ما يجعلها سهلة الاستخدام كأدوات لنقل المتفجرات، أو إسقاط العوامل البيولوجية والكيميائية، أو توزيع المناشير.

وتؤدي خصائص الأهداف “المنخفضة- البطيئة- الصغيرة” إلى الصعوبات التالية في كشف الطائرات المُسيرة: أولًا، تؤدي الخصائص “المنخفضة” إلى تداخل شديد مع الضوضاء الخلفية مثل ضوضاء سطح الأرض؛ ثانيًا، تؤدي الخصائص “البطيئة” إلى ضرورة توفر أداء ممتاز لكشف الأجسام ذات السرعة المنخفضة في الرادار؛ وأخيرًا، تؤدي الخصائص “الصغيرة” إلى الحاجة إلى حساسية واستقرار أعلى في الرادار. ولذلك، لا يؤدي الرادار التقليدي أداءً جيدًا في التعامل مع الطائرات المُسيرة، بل وقد لا يستوفي متطلبات الاستخدام أصلًا. لذا، من الضروري تطوير رادارات مخصصة لكشف الطائرات المُسيرة.

كما تُعتبر مراقبة الإشارات الراديوية، والتعقب والتحديد الضوئي-الإلكتروني، ومراقبة الصوت وسائل مساعدة لكشف الطائرات المُسيرة وتتبعها. وبالتالي، تواجه هذه الأساليب أيضًا تحديات هائلة.

١.٢ الصعوبات التقنية في أجهزة تشويش الطائرات المُسيرة.

بعد كشف الطائرة المُسيرة وتحديدها، لا تزال هناك صعوبات تقنية عديدة في مكافحتها. فإذا استُخدم التشويش الكهرومغناطيسي، تكون المتطلبات البيئية نسبيًّا عالية، وقد يتسبب في تشويش مشترك على البيئة الكهرومغناطيسية المحيطة؛ وإذا استُخدمت طرق التدمير مثل الليزر، فقد تُحدث مخاطر ثانوية على السلامة في المناطق الأرضية، ما يجعل استخدامها غير مناسب في البيئات الحضرية؛ وإذا استُخدمت إشارات الراديو للاستيلاء على الطائرة المُسيرة وغيرها من الأساليب، فهي تنطبق فقط على بعض الطائرات المُسيرة التي تم كشف بروتوكولات التحكم فيها. ولذلك، يظل التصرف في الطائرات المُسيرة بعد اكتشافها تحديًّا كبيرًا.

٢. التقنيات الأساسية وتحليل كشف الطائرات المُسيرة.

٢.١ التقنيات الأساسية لاكتشاف الطائرات المُسيرة
يُعَد اكتشاف وتحديد الطائرات المُسيرة تطبيقًا تكنولوجيًّا شاملًا متعدد التخصصات، أي الاعتماد على تقنية أو أكثر من التقنيات مثل: اكتشاف الرادار، ومراقبة الإشارات الراديوية، والتعقب والتحديد الضوئي-الإلكتروني، ومراقبة الصوت، وغيرها، من أجل تحقيق اكتشاف الطائرات المُسيرة وتتبعها وتحديدها. وفي الوقت الراهن، توجد عددٌ من التقنيات القادرة على تحقيق اكتشاف وتحديد الطائرات المُسيرة. وأبرز الوسائل التقنية المعروفة محليًّا ودوليًّا في هذا المجال هي كما يلي.

٢.١.١ اكتشاف الرادار
يتمثل اكتشاف الرادار في اكتشاف الطائرة المُسيرة وقياس موضعها بواسطة نظام راداري يُطلق موجات كهرومغناطيسية ويستفيد من مبدأ انعكاس هذه الموجات عن جسم الطائرة المُسيرة [٤]. ويمكن الحصول على معلومات المسافة والارتفاع والاتجاه والسرعة للهدف من خلال استقبال وتحليل الموجات الرادارية المنعكسة. وبسبب الخصائص الثلاثية “منخفضة الارتفاع، بطيئة الحركة، صغيرة الحجم” التي تتصف بها الطائرات المُسيرة، فإن أداء الرادارات التقليدية في اكتشافها ضعيفٌ نسبيًّا. وفي السنوات الأخيرة، حققت بعض الرادارات الجديدة المصممة خصيصًا للكشف عن الطائرات المُسيرة تقدُّمًا ملحوظًا في تصميم إشارات الرادار وخوارزميات معالجة الإشارات وقمع التداخل الناتج عن التشويش الأرضي، ما أدى إلى تحسين أداء أنظمة الرادار في اكتشاف الطائرات المُسيرة إلى حدٍّ ما، مما يمنحها قيمة عملية عالية.

٢.١.٢ مراقبة الإشارات الراديوية
عادةً ما تُرسل أنظمة التحكم في الطيران وأنظمة نقل بيانات الفيديو الخاصة بالطائرة المُسيرة إشارات راديوية أثناء الطيران. وتتمثّل مراقبة الإشارات الراديوية في تحليل الخصائص الطيفية لإشارات التحكم في الطيران وإشارات نقل الفيديو لتحقيق اكتشاف الطائرات المُسيرة وتحديدها. ومن بين هذه التقنيات، تتيح تقنية تحديد الاتجاه من محطة واحدة مراقبة حساب اتجاه الطائرة المُسيرة، كما يمكن استخدام شدة الإشارة المستلمة لتقدير المسافة التقريبية للطائرة المُسيرة؛ أما تقنية تحديد الموقع باستخدام فرق زمني متعدد المحطات فهي تحلّ تأخير الإشارة الناتج عن الهدف بالنسبة إلى عدة محطات استقبال، ثم تحسب موقع الهدف بناءً على ذلك. علاوةً على ذلك، وباستخدام “المعلومات البصماتية الراديوية” الخاصة بالطائرات المُسيرة، يمكن إنشاء قوائم سوداء وبيضاء للطائرات المُسيرة لتمكين إدارتها والتحكم فيها، وكذلك تحقيق تحديد دقيق للطائرات المُسيرة وإنذار مبكر بشأنها.

٢.١.٣ التعقب والتحديد الضوئي-الإلكتروني
توجد نوعان رئيسيان من تقنيات التعقب والتحديد الضوئي-الإلكتروني: التعقب والتحديد بالضوء المرئي، والتعقب والتحديد بالأشعة تحت الحمراء.

يتمثّل التعريف والتعقب بالضوء المرئي في استخدام كاميرات تعمل بالضوء المرئي لالتقاط الصورة المرئية للطائرة المُسيرة المستهدفة، وبالتالي التعرف عليها والتحقق منها وتتبعها. وهذه التقنية مناسبة للاستخدام أثناء النهار، كما أن تكلفة معداتها منخفضة، ولذلك فهي الأكثر شيوعًا في الاستخدام.

أما التعريف والتعقب بالأشعة تحت الحمراء فيعتمد على استخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء لرصد الصورة الحرارية للطائرة المُسيرة المستهدفة، ثم التعرف عليها وتتبعها. وفي الواقع، فإن جميع الأجسام ذات درجة الحرارة الأعلى من الصفر المطلق تُشع أشعة تحت حمراء، كما أن بطارية الطائرة المُسيرة ومحركها يولّدان حرارة أثناء الطيران، ما يوفّر فرصةً مواتية لتطبيق تقنية التعريف والتعقب بالأشعة تحت الحمراء. ويمكن استخدام هذه التقنية على مدار الساعة، لكن نطاق تطبيقها محدود بسبب ارتفاع تكلفة معداتها.

تتطلب متابعة التعرف الضوئي الكهربائي عمومًا توجيه طرق الكشف والكشف. وباعتبارها وسيلة لتأكيد المتابعة، يمكنها تتبع الهدف بصريًّا والسماح للمستخدمين بمراقبته بشكل مباشر وبديهي. علاوةً على ذلك، يمكن للتعرف الضوئي الكهربائي والمتابعة أن يُحدِّد الهدف تلقائيًّا عبر وسائل الصور، مما يمكّن من إجراء التحقيقات الجنائية المرئية.

٢.١.٤ مراقبة الصوت
عند طيران الطائرة المسيرة، يولّد دوران المروحة بسرعة عالية درجة معينة من الضوضاء، وتختلف الخصائص الصوتية (البصمات الصوتية) بين مختلف الطائرات المسيرة. وتتمثّل مراقبة الصوت في استقبال هذه الضوضاء وجمعها وتحليلها، وتحقيق اكتشاف المراقبة وتحديد نموذج الطائرة المسيرة من خلال المطابقة الذكية مع المعلومات الموجودة في قاعدة بيانات البصمات الصوتية الحالية. وبصفتها وسيلة رصد سلبية، تتميّز هذه التقنية بكفاءة جيدة في الإخفاء. وفي الوقت نفسه، فإن تكلفة المعدات المستخدمة في هذه الوسيلة التقنية منخفضة نسبيًّا، ما يمنحها تنافسية معينة.

٢.٢ تحليل تقنيات كشف الطائرات المسيرة

٢.٢.١ مقارنة تقنيات الكشف

المبادئ التقنية الرئيسية لكشف الطائرات المسيرة المذكورة أعلاه تختلف عن بعضها البعض، كما توجد فروق أيضًا في درجة نضج التقنية، وفعالية الكشف، وسيناريوهات التطبيق، والتكلفة. وتوفر الجدول ١ تحليلًا شاملاً لإيجابيات وسلبيات التقنيات الرئيسية لكشف الطائرات المسيرة.

٢.٢.٢ تطبيق تقنيات الكشف
يُعد كشف الرادار ومراقبة الإشارات الراديوية أكثر وسيلتي كشف انتشارًا واستخدامًا في السوق، وهما الأكثر نضجًا من حيث التقنية. أما نضج التقنيات الأخرى للكشف (مثل مراقبة الصوت وغيرها) فهو يحتاج إلى تحسين.

من زاوية الخصائص التقنية، لا تستطيع طرق الكشف التقليدية الأحادية التعاملَ بشكل كامل ومستقل مع جميع السيناريوهات، ولا يمكنها كشف الأهداف بكفاءة ودقة عالية. ولذلك، فإن استخدام مجموعة من الطرق المتعددة للكشف يُعتبر حاليًّا الطريقة السائدة، وقد دمجت بعض الأنظمة المتاحة في السوق طرق كشف مختلفة لتحسين قدرتها على الاكتشاف. فعلى سبيل المثال، يستخدم النظام الرادار كوسيلة للكشف؛ وعند اكتشاف هدف مشتبه به من الطائرات المسيرة، يقوم النظام باستدعاء المعدات الضوئية الكهربائية للبحث عنه وتأكيده بشكل أعمق، كما يدمج النظام معلومات كلٍّ من الرادار والمعدات الضوئية الكهربائية، ما يمكنه من تحديد موقع الهدف بدقة عالية وفي الزمن الحقيقي. ووفقًا لتقرير التحليل الخاص بشركات مكافحة الطائرات المسيرة الصادر عن مركز أبحاث الطائرات المسيرة في كلية بارد الأمريكية [٥]، فقد أجرى التقرير تحليلًا إحصائيًّا للوسائل التقنية المستخدمة في ٣٢٣ نظامًا تمتلك وظيفة كشف الطائرات المسيرة (كما هو موضح في الشكل ٢). وأظهرت النتائج أن معدل استخدام تقنية كشف الرادار ومراقبة الإشارات الراديوية مرتفع نسبيًّا، بينما تُستخدم تقنية التعرف الضوئي الكهربائي والمتابعة عمومًا كوسيلة مساعدة لكشف الرادار ومراقبة الإشارات الراديوية، أما معدل استخدام تقنية مراقبة الصوت فهو منخفض نسبيًّا بسبب القيود الذاتية لهذه التقنية. وعند استخدام طريقتين معًا للكشف الشامل، فإن الجمع بين كشف الرادار والتعرف الضوئي الكهربائي والمتابعة يُعتبر الطريقة السائدة في التطبيقات العملية، كما أن الجمع بين كشف الرادار ومراقبة الإشارات الراديوية والتعرف الضوئي الكهربائي والمتابعة يُعد أيضًا طريقة متطابقة تقنيًّا تُؤخذ في الاعتبار بشكل واسع.

وبالنسبة لجميع الأنواع الثلاثة من أنظمة كشف الطائرات المُسيرة ومعدات التشويش عليها، نوصي باستخدام كشف إشارات الراديو، إذ إن تكلفته منخفضة وأداءه جيد. ولدينا نوع واحد من هذا المنتج متاح حاليًّا، راجع التفاصيل أدناه؛ ;