Немецкая компания Rheinmetall Defence Electronics (RDE) разрабатывает передовые акустические системы поиска и защиты солдат от артиллерийского и снайперского огня. Военные действия часто связаны с шумом, причем звуковое давление от взрывов боеприпасов порой носит травматическое воздействие. Немецкие инженеры задались вопросом: «Что может быть более естественным, чем использование таких звуков, чтобы найти их источник их генерации»?
За прошедшие годы специалисты RDE из Бремена получили большой опыт работы с акустическими обнаружением, локализацией и классификацией различных источников шума на поле боя, что является актуальным с военной точки зрения. Последним результатом таких исследований является акустическая система защиты и локализации — ASLS. ASLS была разработана с целью повышения защиты экипажей от оружейного огня.
Практический опыт показал, что экипаж транспортного средства зачастую не подозревает, что атакован недружественным снайперским огнем. Это обусловлено, в том числе тем, что персонал находится внутри транспортного средства и отделен от окружающего шума корпусом машины. Так же значительную роль играют:
— шумы, издаваемые собственным двигателем транспортного средства;
— «паразитные» шумы поля боя или района проведения боевой операции.
Программа исследований проходила при финансовой и технической поддержке немецкого бундесвера. Целью НИОКР являлась реализация автоматической системы идентификации, локализации и целеуказания на источник специфического шума — огонь противника.
Компания RDE получила возможность реализовать свои многолетние наработки по опытам с акустикой для применения в разведывательных целях от классической локализации обнаружения и сопровождения низколетящих вертолетов, целеуказание и обнаружение которых трудно получить от радаров или других оптико-электронных идентификаторов, вплоть до пространственно распределенных сетевых датчиков крупных акустических систем для разведки.
Микрофоны со съёмными антеннами (слева) и ситуационная система оповещения (SAS) с компактным вариантом ASLS (справа)
Система ASLS основана на высокочувствительных микрофонах, обладающих «интеллектуальной» функцией и способных селекционировать и различать шумы от транспортного средства, стрельбу, начальную фазу выстрела, взрыв мины или снаряда. Как только снаряд покидает ствол орудия и если скорость снаряда (пули) дозвуковая, то звук выстрела идентифицируется и локализуется. В этом случае оповещение о выстреле приходит раньше выстрела.
Если же снаряд обладает сверхзвуковой скоростью — система сообщает охраняемому объекту тип выстрела и координаты атакующего, сразу после первого выстрела и дает возможность среагировать на повторные: поразить цель, выйти из зоны огня, дать ЦУ для ударных сил и т.д. Микрофоны надежно регистрируют эти звуки, а система в целом производит селекцию и локализацию.
Для пехотинцев был разработана и протестирована специальная компактная система ASLS: локализации и защиты. Комплект имеет восемь специальных микрофонов, которые способны выдержать высокий уровень звукового давления и имеют значительный ресурс наработки до отказа в реальных условиях. Обычные микрофоны могут не выдержать звуковой удар от пули.
Математически рассчитанное расположении микрофонов, в сочетании с программным обеспечением обработки сигналов, позволяет относительно простым способом обеспечить 360° зону покрытия и сбора акустических сигналов. Обработка входящей информации сигналов осуществляется в компактном и энергоэффективном электронном блоке оценки.
Энергопотребление блока — менее 1 ватта. Размеры видны на фотографии, очень компактен. Блок интегрирован вместе с батареей на основе микрофона, который имеет форму цилиндрической антенны. Эта система — независимо от того, размещена она в транспортном средство, на пехотинце или установлена дистанционно, может работать в течение длительного времени без внешнего источника питания.
Сигнал обрабатывается в блоке оценки на основании известных методов работы гидролокатора и обеспечивает точное местоположение (направление и расстояние) до стрелка, орудия или сработавшего боеприпаса. Показатели системы достигают очень низкого уровня срабатывания на ложные тревоги даже в «возмущенной» среде внутри корпуса боевого автомобиля.
Производительность и характеристики системы значительно превосходят параметры человеческого слуха: она может выявлять частоты, которые лежат за пределами слышимости человека, кроме того, система может надежно регистрировать очень краткосрочные события (длительностью в миллисекунды), или звуковые колебания, следующие друг за другом с очень коротким интервалом (которые практически невозможно регистрировать человеческим ухом).
Кроме того ASLS имеет встроенные датчиками положения(ориентации) и компактный датчик GPS. С помощью этих датчиков учитываются и принимаются во внимание движение и ориентация в пространстве транспортных средств или пехотинца. Позиция нападающего четко фиксируется по отношению к охраняемому объекту.
Производится запись событий, которые сохраняются локально и могут быть отображены. Таким образом, последние события могут быть проанализированы позднее в любое удобное время.
Электронные компоненты и блоки обработки сигнала были проверены в экстремальных условиях. До выстрела система находится в «спящем режиме — stand by». Как только фронт звуковой волны достигает микрофонов, система активируется, регистрируется нападение, экипаж автоматически предупреждается системой об угрозе: акустически и визуально. Результаты включают точную информацию: азимут, угол места и расстояние.
Пользователи ASLS уже активно используется ее при решении повседневных задач. Для пользователей предусмотрены различные методы оповещения и интуитивного управления: самостоятельная единица (с помощью встроенного дисплея на устройство C4I), либо вывод на мобильное устройство: планшет, smartphone, либо дисплеи в других электронных устройствах.
Благодаря гибкой конструкции, система может быть легко установлена на малых носителях (БПЛА) и невоенных объектах. То же самое относится и к адаптации микрофонов. Поскольку электронный блок оценки и пакет аккумуляторов интегрированы в основании цилиндрической антенны, дополнительные задачи коммутации такие, как подключение к электропитанию автомобиля не нужны. Однако если есть необходимость возможно питание от внешнего источника.
ASLS имеет высокий потенциал усовершенствования:
— Сочетание с оптико-электронными компонентами, такими как системы ситуационной осведомленности (SAS) будет доступно в ближайшее время.
— Подавление звукового уровня воздействия на ухо человека при близком разрыве боеприпаса — так же ожидается в ближайшее время. Специальные наушники, интегрированные в систему, получив сигнал от блока управления о превышении ПДУ звукового давления за миллисекунды, производят защиту слуховых органов пехотинца, до того как организм успевает среагировать или получить повреждения.
— При наличии модуля MUMT-2 возможно интегрирование в общую систему открытой архитектуры (CAAS) — например : выдача информации и ЦУ для ударного вертолета AH-64D Apache Block III L4.
— Компоновка автоматических огневых систем ( как один из датчиков идентификации, селекции и целеуказания).
— Теоретически нет препятствий для использовании ASLS как компонента разрабатываемой системы поддержки и управления огнем пехотинца 2030 года (концепция CVS101 от MBDA) используя сети 5 поколения (IEEE 802.11ac).
ASLS, разработанная в Бремене компанией RDE поддерживает солдат и облегчает исполнении ими обязанностей военного, повышая тем самым уровень защиты жизни и здоровья личного состава.
/По материалам rheinmetall-detec.com и topwar.ru/