俄乌战场如何用这种3D打印小球骗防空系统乱打？

AM易道分享

2024年10月的某个清晨，基辅水库里捞出了一架坠毁的无人机。

乌克兰研究人员拆开它，发现里面既没有弹头，也没有摄像头，只有一个用3D打印做出来的塑料球，外面裹了半圈铝箔纸。

看起来像是工厂里混进去的次品。

但这个东西让乌克兰防空部队头疼了整整一年。

这就是吕讷堡透镜（Luneburg Lens），一个1944年就被提出的光学原理，正在俄乌战场上以一种极其粗暴的方式，重新定义现代空战的成本逻辑。

根据乌克兰空军发言人尤里伊赫纳特透露的数据，俄罗斯向乌克兰发射的无人机群中，高达50%是诱饵无人机。

这些被乌方称为"Parodiya"或"Gerbera"的廉价飞行器，单价在1000到1300美元之间，使命只有一个：

骗防空导弹白打。

据公开消息，一枚真正的沙赫德-136攻击无人机成本约几万美元。

一枚防空导弹的价格从几万到上百万美元不等。

雷达无法区分真假，防空系统不得不对每一个明显的来袭目标做出反应。

于是战场出现了一种诡异的画面：

上百万美元的导弹追着几百美元的泡沫塑料飞机满天飞。

一个塑料球怎么就能骗过雷达？

吕讷堡透镜的原理其实不复杂。

这是一种球形梯度折射率透镜，从球心到表面，材料折射率呈特定规律递减。

雷达波照射到透镜上时，会被聚焦到球体背面的金属反射层，然后沿原路反射回去。

关键在于反射回去的信号强度，远大于原始目标应有的水平。

一个人体大小的小型无人机，装上吕讷堡透镜后，雷达屏幕上呈现的信号特征可以与3.5米长、翼展2.5米的大型无人机一致。

雷达操作员看到的是同样的光点、同样的飞行速度，根本无法区分。

更妙的是，这个原理对材料和精度要求并不苛刻。

传统吕讷堡透镜需要多层同心壳体，每层有不同的介电常数。

但在战场上，一个3D打印的塑料球体，加上半球金属箔覆盖，就足以达到欺骗效果。

粗糙，但管用。

吕讷堡透镜本身是1944年由德国数学家Rudolf Luneburg提出的技术，早在上世纪50-60年代就被用于防空训练靶机。

但长期以来，制造工艺限制了它的大规模应用。

传统方法需要聚苯乙烯发泡分层、软材料层压或在均匀介质上钻不同直径的孔来实现折射率梯度。

成本高、一致性差、产能有限。

3D打印改变了这一切。

通过FDM打印，可以直接控制打印密度来调节材料的等效介电常数。

成本呢？GitHub上已经有开源项目LuneForge，专门用于生成可3D打印的吕讷堡透镜模型。

一台消费级FDM打印机，配合普通PLA耗材，几小时就能打印出一个功能性的雷达反射器。材料成本可能只有几十块。

产能弹性优秀。

Lunewave公司（等下会讲到）的CEO透露，一台商业级3D打印机每天可以生产1000个天线单元，年产能35万个。

十台打印机就是350万个。

规模扩展几乎是线性的，没有模具成本、没有复杂的供应链依赖。

战场上的实际应用更为粗放。

乌克兰一些社媒账号公布的照片显示，俄罗斯无人机的吕讷堡透镜制作极其简陋：

3D打印的塑料球体，半边贴上铝箔，用热熔胶和自攻螺丝固定在泡沫塑料和胶合板搭建的机身上。

值得注意的是，这不是俄罗斯的独家战术。

有关报道指出，乌克兰很可能是这场战争中最先大规模使用此类诱饵的一方。

CNN关于乌克兰远程无人机的采访中，明确展示了乌方使用的类似诱饵装置。

大量诱饵与自杀式无人机一同发射，迫使俄罗斯消耗防空导弹，为真正的攻击机打开通道。

俄罗斯军事博客Two Majors在分析中说：

"敌人在发展自己的无人机技术方面毫不松懈，正在学习我们的Gerbera诱饵，这类装置出现得越来越频繁。"

双方都在扩大诱饵无人机的使用规模。

包括开发极简化的诱饵无人机方案。

以及研究如何通过吕讷堡透镜让无人机模拟导弹的雷达特征。

这比模拟另一架无人机本体更有价值，因为它能迫使对方动用更高级别的防空资源。

战场是技术的极端试验场，但吕讷堡透镜的应用远不止于此。

前面提到的，美国亚利桑那大学孵化的创业公司Lunewave已经获得500万美元种子融资，专注于用3D打印吕讷堡透镜开发自动驾驶汽车雷达传感器。

其产品号称具有360度全向视野，探测距离超过300米，角分辨率是现有汽车雷达的5倍。

一套Lunewave系统可能替代车上原本需要的20个传统雷达。

而特拉华大学的研究团队在开发5G通信用的3D打印吕讷堡透镜天线，工作频段覆盖26-40GHz的Ka波段。

美国陆军已经与该团队合作，将这项技术应用于国防机器人和航空航天领域。

研究负责人Mark Mirotznik教授说：

"这是一种非常便宜、高效的信号定向方式，特别适合5G。"

在隐身飞机领域，F-35和F-22在训练时会外挂吕讷堡透镜反射器，让本来隐形的飞机能够被民用空管雷达探测到。

3D打印应用案例启示

AM易道的判断是，吕讷堡结构证明了3D打印在特定场景中的不可替代性。

吕讷堡透镜的核心特性是梯度折射率。

这恰好是传统制造工艺的软肋。

你很难用注塑、机加工或者冲压来实现一个内部密度连续变化的球体。

而这正是3D打印的舒适区，通过控制填充率、晶格结构或多材料打印，实现传统工艺做不到或成本极高的功能性梯度结构。

几个创业方向值得关注：

定制化雷达反射/吸收方案（船舶安全、无人机监管、测试校准）；

5G/毫米波天线和透镜；

电磁超材料的设计和制造。

几千上万美元的无人机，逼着对手用几百万美元的导弹来打。

这是美军将领在国会听证会上的原话。

成本曲线倒挂，这种错配背后的机会值得思考。

但这个案例指向一个核心的3D打印创业思考方向。

什么东西是传统工艺根本做不了的？

梯度结构、复杂内腔、按需定制，这些是真正的差异化空间。

至于那个塑料球和铝箔纸的组合，它已经证明了一件事：

一个80年前的物理原理，一台消费级3D打印机，几十块的耗材，撬动了上亿美元的防空体系。

有时候最值钱的生意，藏在最不起眼的地方。