كيف تعمل مُعطلات الطائرات المُسيّرة ودورها في التحكم بها

العلم وراء مُعطلات الطائرات المُسيّرة وتداخل الإشارات الراديوية

فهم التداخل القائم على الموجات الراديوية في تقنية مُعطلات الطائرات المُسيّرة

تعمل مُعطلات الطائرات المُسيّرة عن طريق إرسال إشارات قوية على الترددات الراديوية (RF) بحيث تُغطّي أو تُبطل أي اتصالات تحاول الطائرة استقبالها. تعمل معظم الطائرات المُسيّرة الاستهلاكية العادية، وحتى العديد من الطائرات التجارية، على الترددات المعروفة التي نستخدمها جميعًا - بشكل أساسي 2.4 غيغاهرتز و5.8 غيغاهرتز، ويتم استخدامها لإرسال الأوامر واستقبال الفيديو من الطائرة. عندما تمتلئ هذه الحزم الترددية بالتشويش الناتج عن أجهزة التعطيل، فإنها تقطع الاتصال بين الشخص الذي يُسيّر الطائرة والطائرة نفسها، مما يمنعه من التحكم بها بشكل صحيح، كما يمنعه من رؤية ما يحدث على الشاشة. نتيجة لذلك، تتحول معظم الطائرات المُسيّرة الحديثة تلقائيًا إلى وضع السلامة، مثل الهبوط الآمن، أو العودة إلى نقطة الإقلاع، أو البقاء مُعلقة في الجو حتى يقوم أحدهم بإصلاح الوضع.

آليات التشويش على الإشارات: كيف تُعيق مُعطلات الطائرات المُسيّرة الاتصالات

تتميز وصلات الاتصالات اللاسلكية ببعض نقاط الضعف التي يمكن للتشويش الإشاري أن يستفيد منها. عندما يستخدم شخص ما جهاز تشفير ضد اتصال الأمر والتحكم (C2) بين طائرة مُسيرة وطيارها، فإنه يُحدث كل أنواع الضجيج الكهرومغناطيسي الذي يُغطي الإشارات الحقيقية بشكل أساسي. هذا يعني أن الطائرة المسيرة تفقد الاتصال بالشخص الذي يطيرها. وتذهب أجهزة التشفير الأفضل خطوة أبعد من ذلك من خلال التلاعب ببث الفيديو العائد من الطائرة المسيرة. فهي تفيض قنوات البث لدرجة أن المشغلين لا يستطيعون رؤية ما يحدث في الوقت الفعلي. وتجعل هاتان المشكلتان معًا من الصعب للغاية معرفة ما يحدث حول الطائرة المسيرة والتحكم بها بشكل صحيح. ونتيجة لذلك، تتوقف العديد من الطائرات المسيرة عن العمل كما هو متوقع خلال هذه الهجمات.

الاستهداف الدقيق للتردد مقابل تقنيات التشويش العريض

تستخدم أنظمة مكافحة الطائرات المسيرة نهجين رئيسيين:

• الاستهداف الدقيق للتردد : التشويش المركّز على الأحزمة المحددة مثل GPS L1/L2 أو قنوات Wi-Fi يقلل من التداخل غير المقصود مع الأجهزة القريبة.
• التشويش الواسع النطاق : يُصدِر ضوضاءً واسعة الطيف عبر عدة ترددات، مما يضمن فعاليته ضد الطائرات المُسيَّرة ذات الترددات المجهولة أو القفزات الترددية، لكنه يزيد من مخاطر التأثير على الاتصالات الخليوية وشبكات Wi-Fi وغيرها من أنظمة الاتصال.

تستخدم الأنظمة العسكرية من الجيل الجديد بشكل متزايد تشويشًا تكيفيًا، يُغيّر ديناميكيًا بين وضعَي الدقة والنطاق العريض بناءً على تحليل التهديدات في الوقت الفعلي، بهدف تحسين الفعالية وتقليل الاضطرابات الجانبية إلى أدنى حد.

إعاقة الملاحة والتحكم في الطائرات المُسيَّرة باستخدام تشويش GPS والراديو

قطع الاتصال: تشويش إشارات التحكم وروابط الفيديو النازلة

تركز مُعطلات الطائرات المُسيَّرة على نطاقات التردد المهمة، وتحديدًا نطاق 2.4 غيغاهرتز و5.8 غيغاهرتز، وهي الترددات التي تعتمد عليها معظم الطائرات المُسيَّرة للتحكم بها وبث الفيديو في الوقت الفعلي. وعند تفعيل هذه الأجهزة، تُغمر الموجات الهوائية بتدخلات راديوية قوية تُلغي الإشارات التي يرسلها الطيار، وتقطع تدفق البيانات العائدة إلى وحدة التحكم. وبحسب الأبحاث من العام الماضي، فإن هذا الأسلوب فعّال إلى حدٍ كبير أيضًا، حيث يقطع الاتصال بين الطيار والطائرة المُسيَّرة بنسبة تتراوح بين 85 إلى 90 بالمئة تقريبًا. وعادةً ما يُجبر هذا الطائرة على الدخول في وضع الأمان، مما يجعلها تُحلِّق في مكانها أو تهبط تلقائيًا. تظهر المشكلة عندما تُستخدم هذه الأجهزة في المناطق المأهولة بالسكان، حيث أنها لا تميز بين إشارات الطائرات المُسيَّرة والاتصالات اللاسلكية العادية. وقد أبلغ الناس عن مشاكل في انقطاع شبكة الإنترنت اللاسلكية (Wi-Fi) في منازلهم، وكذلك انقطاع سماعات البلوتوث (Bluetooth) في منتصف الأغاني أثناء الاختبارات القريبة من تشغيل هذه الأجهزة.

إعاقة إشارة GPS والتشويش عليها في عمليات مكافحة الطائرات المُسيَّرة

تستهدف تقنيات التشويش الحديثة أنظمة الـ GNSS من خلال إغراق نطاقات التردد تلك بين 1.5 إلى 1.6 غيغاهرتز إما بضوضاء أو بإشارات مزيفة بالكامل. وباستنادًا إلى الأرقام التي نشرتها وكالة سلامة الطيران التابعة للاتحاد الأوروبي في عام 2023، كان هناك ارتفاع هائل في حالات التشويش على الـ GPS بالقرب من المناطق التي تشهد نزاعات قائمة. وقد ارتفعت هذه الأرقام بنسبة تزيد عن 200 بالمئة! والأمر المثير للاهتمام هنا هو أن ثلث هذه المحاولات كانت ناجحة تقريبًا، حيث نجحت في خداع الطائرات المُسيَّرة في الاعتقاد بأنها في مكان مختلف تمامًا. عادةً ما تسقط الطائرات المُسيَّرة منخفضة التكلفة والمخصصة للاستهلاك من السماء بمجرد فقدان اتصال الـ GPS. أما الطائرات المُسيَّرة العسكرية؟ ففي بعض الأحيان يمكنها الاعتماد على ما يُعرف بالتنقل بالقصور الذاتي. ولكن حتى هذا ليس مثاليًا. هذه الأنظمة ليست دقيقة بنفس القدر، وتصبح عرضة لما يُعرف بأساليب التشويش متعدد الترددات، والتي تُربك كل الطرق الممكنة التي قد تستخدمها الطائرة المُسيَّرة لتحديد موقعها.

الحرب الإلكترونية وأنظمة مضادة للطائرات المُسيَّرة المتكاملة

دور الحرب الإلكترونية في استراتيجيات تدمير الطائرات المُسيَّرة العسكرية

في الحرب الإلكترونية، هناك ثلاث طرق رئيسية تعمل معًا بشكل أساسي: اكتشاف التهديدات، والتشويش على الاتصالات، وخدياع أنظمة العدو. عند التعامل مع الطائرات المُسيَّرة في ساحة المعركة، يبدأ الفريق العسكري غالبًا بمسح الموجات الهوائية باستخدام مُحلِّلات الطيف الراديوي (RF spectrum analyzers) لمعرفة الترددات التي تعمل عليها تلك الآلات الطائرة الصغيرة. وبمجرد تحديد هذه الترددات، يمكنهم حينئذ نشر تقنيات تشويش مركَّزة. وبحسب بحث نُشر في عام 2022 من قبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، أثبتت أنظمة الهوائيات الموجَّهة فعاليتها في حجب الإشارات على مسافات تصل إلى نحو 3 كيلومترات. ما يثير الاهتمام حقًا هو مدى تفوُّق هذه الأنظمة الموجَّهة مقارنةً الأنظمة القديمة غير الموجَّهة من حيث تقليل التأثيرات الجانبية غير المرغوب فيها - حوالي 72% تقليلًا في التداخل. تشمل معدات الحرب الإلكترونية من الجيل الأحدث أيضًا إمكانية التلاعب بالجي بي إس (GPS spoofing) التي تسمح للمُشغِّلين بـ"إعادة توجيه" الطائرات المُسيَّرة الخارجة عن السيطرة نحو مناطق أكثر أمانًا بدلًا من إسقاطها فقط.

كشف التداخل وحظره في منصات C-UAS الموحّدة

تدمج منصات مكافحة الطائرات المُسيّرة بين الرادارات وأجهزة الاستشعار الكهروضوئية، وتصنيف الإشارات المُستند إلى الذكاء الاصطناعي لكشف الطائرات المُسيّرة وتتبعها. وتتكيف هذه الأنظمة تلقائيًا مع تقنيات الحظر بناءً على سلوك التهديد:

• تداخل متقطّع للتسبب في توقف متقطّع للإشارات
• التقافز الترددي لمواجهة الطائرات المُسيّرة المُتكيفة
• الانخراط المنسّق بين الأنظمة المتعددة للطائرات المُسيّرة الجماعية

أظهرت تجربة لحلف الناتو في 2023 أن المنصات المتكاملة تكتشف 95% من الطائرات المُسيّرة التجارية التي تحلّق على ارتفاع أقل من 500 متر خلال 8 ثوانٍ. ومع ذلك، يظل تكدس الطيف في المناطق الحضرية تحديًا بسبب شبكات الاتصالات اللاسلكية المتقاطعة.

مُخاطر التداخل العرضي في المجال الجوي المدني والمخاوف التنظيمية

على الرغم من فعاليتها في تأمين المواقع الحيوية، إلا أن مُعطلات الطائرات المُسيّرة تُعدّد مخاطر على الطيران ومعدات الطوارئ والتواصلات العامة. أرجعت هيئة تدقيق الطيف العالمي لعام 2023 نسبة 14% من التدخلات غير المصرح بها إلى عمليات مكافحة الطائرات المُسيّرة. وقد فرضت الهيئات التنظيمية الآن متطلبات تتمثل في:

1. رخص تشفير تُحدد الترددات المستهدفة
2. مناطق تفعيل محاطة بحدود جغرافية إلكترونية
3. رصد فوري للطيف الترددي

يجب على المشغلين الامتثال لمعايير لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)، خاصة بالقرب من المطارات والمستشفيات، لمنع التدخلات الضارة.

أنواع تقنيات مكافحة الطائرات المُسيّرة: من الكشف إلى التعطيل

الأنظمة السلبية مقابل الأنظمة النشطة: اكتشاف الطائرات المُسيّرة دون إخطارها

تعمل أنظمة الكشف السلبية دون إرسال أي إشارات من تلقاء نفسها. وتعتمد على أشياء مثل مسح الترددات الراديوية والتصوير الحراري لتحديد الطائرات المُسيّرة بناءً على درجة حرارتها أو نوع الاتصالات التي تستخدمها. يكمن الميزة الكبيرة هنا في أن هذه الأنظمة تبقى صامتة، لذا لن تعرف الطائرات المُسيّرة الذكية أن هناك من يراقبها حتى يكون من المتأخر جداً التصرف. من ناحية أخرى، هناك أنظمة فعّالة مثل الرادار وليدار، والتي يمكنها تتبع الأهداف من مسافات أبعد بكثير. ولكن هناك عيباً: هذه الأنظمة تطلق فعلياً نبضات طاقة، وقد تتمكن الطائرات المُسيّرة الذكية من اكتشاف ذلك ومحاولة التملص أو الاختفاء تماماً بمجرد اكتشافها.

الإجراءات غير القاتلة: توضيح مفاهيم التشويش وتزوير الإشارات والاستيلاء على الطائرات المُسيّرة

تعطيل الطرق الناعمة الطائرات المُسيّرة دون تدميرها جسديًا. يقوم التشويش بحظر إشارات التحكم (2.4/5.8 غيغاهرتز) ونظام تحديد المواقع العالمي (L1/L2)، في حين تقوم تقنية التزييف بإدخال إحداثيات خاطئة للتأثير على مسارات الطيران. أما أنظمة الاستيلاء فتستغل الثغرات في البرمجيات الثابتة للاستحواذ على التحكم. تقلل هذه الحلول غير الحركية من الأضرار الجانبية، مما يجعلها مثالية لحماية البنية التحتية الحضرية والمنشآت الحساسة.

مُعطلات الطائرات المُسيّرة المحمولة: التطور والانتشار في ساحة المعركة

من أنظمة تعطيل الطائرات المُسيّرة المُثبتة على المركبات إلى الأنظمة التي يرتديها الجنود

ما بدأ كأنظمة كبيرة مضادة للطائرات المسيرة مثبتة على المركبات قد تغير بشكل كبير بمرور الوقت، حيث يحمل الجنود الآن إصدارات مدمجة معهم. في الماضي، كانت هذه الأنظمة المبكرة تحتاج إلى شاحنات لتوفير الطاقة وأجهزة هوائيّة ضخمة، لذلك كانت مفيدة فقط عند نقاط التفتيش الثابتة أو أثناء حماية القوافل. لكن مع التحسن في تكنولوجيا الترددات الراديوية، أصبحت هذه الأنظمة أصغر بكثير. تزن أجهزة التشويش المحمولة اليوم أقل من 15 رطلاً (حوالي 6.8 كجم) ويمكنها حجب الإشارات على مسافة تصل إلى حوالي 1500 قدم. الأفضل من ذلك؟ تأتي هذه الأجهزة مزودةً بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الملاحة الروسي (GLONASS) مدمجين، إلى جانب قدرات تشويش على نطاق ترددي 2.4 و5.8 غيغاهرتز. وبحسب تحليل بيانات السوق الحديثة، هناك زيادة ملحوظة في عدد الوحدات المشاة التي تستخدم هذه الأجهزة التشويشية بشكل عملياتي. وبحسب التقارير الصناعية من أواخر عام 2024، ارتفعت معدلات الاستخدام بنسبة 62% تقريبًا مقارنة بالسنوات السابقة.

الاستخدام التكتيكي لأجهزة التشويش المحمولة في عمليات الدفاع والأمن الحديثة

في الوقت الحالي، أصبحت أجهزة التشويش المحمولة من المعدات الأساسية لفرق الأمن التي تحمي الأهداف المهمة مثل المنشآت النووية والتحركات النقلية الحيوية. ويمكن لهذه الأجهزة، التي تُعرف باسم بنادق التشويش، تعطيل الطائرات المُسيّرة غير المرغوب فيها خلال حوالي ثماني ثوانٍ عن طريق إطلاق حزم مركزة من موجات الراديو، مما يساعد على حماية الأجهزة الإلكترونية الأخرى القريبة من التأثر. ويفضل معظم أفراد الأمن الإصدارات الأخف وزنًا والتي تقل أوزانها عن عشرة أرطال (حوالي 4.5 كجم)، حيث يمكن استخدامها لمدة تصل إلى نصف ساعة تقريبًا بشحنة واحدة عندما يحتاجون إلى التحرك بسرعة. أما بالنسبة للمواقع الثابتة، فإن وحدات التكرار الأكبر حجمًا، والتي تُحمل في الظهر، توفر حماية شاملة من التهديدات التي تشكلها الطائرات المُسيّرة. وبحسب التقارير الميدانية المستندة إلى عمليات نشر فعلية، فإن هذه الأنظمة قادرة على إحباط معظم الطائرات المُسيّرة من النوع الاستهلاكي التي تطير على ارتفاع أقل من 200 قدم (حوالي 61 مترًا) بنجاح في تسع حالات من أصل عشر تقريبًا، على الرغم من اختلاف النتائج وفقًا للعوامل البيئية ونماذج الطائرات المُسيّرة المحددة التي تُصادق عليها.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

ما هي النطاقات الترددية التي تستهدفها أجهزة التشويش على الطائرات المُسيَّرة؟

تستهدف أجهزة التشويش على الطائرات المُسيَّرة بشكل رئيسي النطاقين الترددية 2.4 غيغاهرتز و5.8 غيغاهرتز، وهي النطاقات التي تستخدمها معظم الطائرات المُسيَّرة الاستهلاكية والتجارية للتحكم فيها ونقل بث الفيديو.

كيف تؤثر أجهزة التشويش على الطائرات المُسيَّرة على الأجهزة اللاسلكية القريبة؟

يمكن لأجهزة التشويش على الطائرات المُسيَّرة أن تسبب تدخلات غير مقصودة مع أجهزة لاسلكية قريبة مثل شبكات الواي فاي (Wi-Fi) وتقنية البلوتوث (Bluetooth) وغيرها من وسائل الاتصال التي تستخدم نطاقات ترددية مشابهة.

هل يمكن للطائرات المُسيَّرة العسكرية التغلب على تقنيات التشويش؟

نعم، يمكن للطائرات المُسيَّرة العسكرية أحيانًا التبديل إلى أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي عند تعرضها للتشويش، على الرغم من أنها ليست دقيقة دائمًا مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

كيف يتم تنظيم استخدام أجهزة التشويش على الطائرات المُسيَّرة؟

تتطلب الهيئات التنظيمية من المشغلين الحصول على تراخيص تشويش محددة للترددات المستهدفة، واستخدام مناطق تفعيل محاطة بجغرافيا إلكترونية (Geofenced)، وإجراء مراقبة حقيقية للطيف الترددي لتقليل التدخل مع التكنولوجيا المدنية.