Владеешь боевой обстановкой – проживешь дольше

Спешенные подразделения стоят перед массой сложных задач, требующих зачастую принятия быстрых и ответственных решений в опасных и суровых условиях. Ведя ли длительный бой, проводя ли рейды, разведку, наблюдение или спасение заложников, солдаты должны получать всю необходимую помощь для того, чтобы лучше владеть обстановкой.

В то время как на современном рынке доминируют ручные системы, растет интерес к более крупному, но всё же переносному оборудованию, которое имеет большие дальности действия, более широкое поле зрения, обеспечивает видеоаналитику и синхронизацию дополнительных сенсоров и систем целеуказания. В городских условиях, в частности, существует потребность «видеть» сквозь стены для того, чтобы снизить риск для солдат, входящих в здания, в которых могут прятаться вооруженные оппоненты. Во всех случаях тенденция направлена на комплексные сенсорные системы, включающие радар и оптоэлектронику, которые также обеспечивают надежное подключение к общей сети.

«Многие страны мира стремятся повысить оперативность и гибкость своих сил, чтобы справляться с более широким диапазоном угроз, — сказал руководитель направления тактических систем в компании FLIR Systems Эндрю Сэкстон. — Способность собирать ценную оперативную информацию с большего количества источников дает командирам оперативную гибкость».

Знание того, что не только за следующим углом, но и что в следующем здании, составляет важную часть военных операций в зонах городской застройки. Достижения оптроники и радаров повышают возможности солдата в этих условиях

Пакуемся

Извечные ограничения массы и мощности до сих пор оказывают негативное влияние на аппаратные средства для пехоты, но технологический прогресс неумолим, способствуя развитию даже более сложного мультисенсорного оборудования.

«Процессы совершенствования в сфере оптики, материалов и систем энергоснабжения позволяют нам снижать вес, предлагать большие дистанции действия, интегрировать больше сенсоров и увеличивать их время работы, — продолжил Сэкстон. — В последние годы огромная работа была проделана в этом направлении. Наши усилия по снижению веса позволили создать систему Recon-V, в которой объединены тепловизор большой дальности с высоким разрешением, лазерный дальномер, цифровой магнитный компас, система GPS, и всё это весит менее 2,2 кг. Пять лет назад это было просто невозможно».

Навех Бахат, руководитель разработок и исследований оптико-электронных систем в подразделении Tamam компании Israel Aerospace Industries , признает господство ручных систем и отмечает, что «в Израиле существует потребность в ведении наблюдения на больших дистанциях». В ближайшем будущем Бахат ожидает бурное развитие систем с большим уровнем интеграции, базирующихся на неохлаждаемых тепловизионных камерах с лазерными дальномерами, GPS и подсистемами определения местоположения целей.

Он также прогнозирует, что всё больше систем будет иметь более дружественные интерфейсы, базирующиеся на компьютерных и графических технологиях, разработанных для смартфонов. По его мнению, будет появляться больше переносных и мобильных поисково-следящих систем, повышаться уровень интеграции радаров и оптроники, а также возможности соединения с другими устройствами. Главным ограничением он назвал не вес и энергопотребление, а узкое поле зрения оптронных сенсоров, влияющее на востребованность нынешнего разведывательного оборудования для пехоты; важной составляющей решения этой проблемы стала бы интеграция легких, небольших радаров.

«Что касается военно-морской сферы, то там разведывательные системы делятся на две широкие категории: для поиска и отслеживания используются радары, а для распознавания и целеуказания оптико-электронные системы, — продолжил он. — Мы полагаем, что наземный силы последуют по этому пути. Компания IAI работает в этих направлениях. Кроме того, оптические и картографические технологии позволят рассчитывать точное местоположение без использования GPS».

Из машины!

Джонни Карни, вице-президент компании Controp сказал, что последнее десятилетие стало свидетелем бурного развития мобильной оптроники, устанавливаемой на транспортные средства, хотя компания видит тенденцию, заключающуюся в том, что оборудование выгружается из машины и задействуется на некоторой дистанции от нее с тем, чтобы снизить риск обнаружения, особенно при выполнении задач обеспечения внутренней безопасности и охраны границ.

«Пользователи жалуются, что, как только они устанавливают свои мачты со всей навороченной оптроникой и радарами, плохие ребята видят эти мачты и выясняют слабые места… Это вам не береговая позиция, где нет проблем — всё видно как на ладони. В других местах всегда есть проблемы с прямой видимостью. На данный момент мы видим растущую потребность в переносном оборудовании, которое позволяет пограничным патрулям скрытно располагаться в разных местах и в разное время».

Мобильное и носимое оборудование также помогает преодолеть ограничения, связанные с изгородями и угрозой туннелей. Злоумышленники могут выкопать туннели под участками изгороди, находящейся под наблюдением, ведь как только они отходят от изгороди на более чем 15 метров, они пропадают из поля зрения мониторинговой системы. Эту проблему могут помочь решить небольшие группы из двух или трех операторов с сенсорами, обеспечивающими большое покрытие, и радиостанциями, по которым они могут передать своим коллегам информацию о том, что обнаружили.

По словам Карни, компания Controp предлагает для подобного рода задач ряд решений, предоставляет свои небольшие, стабилизированные, неохлаждаемые камеры для использования с легкими, переносными радарами с целью идентификации объектов, которые эти радары могут обнаружить; камеры изначально разрабатывались для применения с малоразмерными БЛА (беспилотными летательными аппаратами). Использование активных сенсоров, например, радиолокационных станций, в условиях с повышенным уровнем угроз позволяет работать с ними на некоторой дистанции удаления. «Из-за риска обстрела машины и чтобы избежать нежелательных потерь, солдаты хотят размещать сенсоры либо подальше от нее, либо очень высоко».

Сэкстон подчеркнул важность совместного использования радара и оптроники. «Всё дело во взаимосвязанности. Мы производим переносные радары, а также ручные системы. Реальная инновация заключается в объединении информации с обоих устройств в общие оперативные разведывательные данные. На этом мы делаем акцент и поскольку каждая составляющая технология развивается, система в целом также улучшается». Он еще раз отметил важность взаимосвязанности, позволяющей спешенным разведывательным подразделениям использовать наилучшим образом данные, полученные из разных источников, включая БЛА, авиацию, аэростаты и необслуживаемые наземные датчики.

«Использование общей архитектуры позволяет несколько точечных источников информации трансформировать в одну многофункциональную систему наблюдения. Взаимный обмен информацией между сенсорами позволяет пехотинцу быстро увидеть обнаруженный аэростатом объект и наоборот. Аэростатная система может взять данные по долготе и широте у наземного датчика и быстро перебросить сенсоры на объект без повторения процесса поиска объекта».

Компания FLIR Systems много работает над снижением размеров, массы и энергопотребления оптронных устройств для спешенных солдат. В настоящее время она производит системы, весящие менее 2,2 кг

Панорамные дела

В то время как комбинация портативных радаров с оптоэлектроникой помогает решить две проблемы, первая — ограничение «соломинки для напитков», присущего большинству камер (наблюдатель фактически лишен периферийного зрения, как будто он смотрит через соломинку), и вторая — отсутствие возможностей распознавания и идентификации у наземных обзорных радиолокаторов, производители, в том числе компании Controp и Elbit, предлагают еще один подход. Обе они создали высокоэффективные переносные оптико-электронные устройства с очень широким полем зрения.

Впервые система Twister была представлена компанией Controp на выставке Eurosatory 2016 в Париже. Система переносится, настраивается и обслуживается двумя операторами. Сканируя на 360 градусов и обновляя свое панорамное изображение каждую секунду, она может обнаружить движущиеся объекты на дистанции до трех километров. «В мире не так уже много производителей оборудования подобного типа, — сказал Карни. – но, насколько я знаю, мы единственные, создавшие переносную систему».

Алгоритмы обработки изображений автоматически обнаруживают движущегося человека и другие объекты, тогда как оптический объектив тепловизионной камеры с непрерывным увеличением позволяет оператору использовать ее в режиме наблюдения для распознавания и идентификации. Twister также может делать моментальные снимки одновременно с ведением записи. При каждом факте обнаружения он сохраняет файл слежения, к которому оператор может обратиться для изучения в реальном времени, при этом система продолжает сканировать указанную зону. Системой можно управлять на месте с портативного компьютера или дистанционно по радиоканалу или локальной сети.

«Twister предлагает значительно более продвинутую и более экономичную альтернативу методам с высокими эксплуатационными расходами, используемыми сегодня, которые, как правило, полагаются на сеть камер, распределенных вдоль защитных барьеров, с изображениями, выводимыми на несколько экранов, — продолжил Карни. — В системе Twister всё панорамное изображение на все 360 градусов выводится на один экран, что гораздо удобнее, проще осуществлять контроль в полевых условиях».

По словам Шалома Биндера из подразделения компании Elbit по системам разведки и сбора информации, система SupervisIR схожа по концепции, но и имеет при этом некоторые отличия. Система базируется на несканирующем сенсоре, обеспечивающем поле зрения 90 градусов по азимуту и 12,5 градусов по углу места, что эквивалентно примерно 150 стандартным тепловизорам. Такое очень большое поле зрения достигается за счет всего одной камеры с одним детектором. Эта новая, частично запатентованная технология позволяет «извлекать десятки мегапикселей» из одного воспринимающего элемента.

SupervisIR также всё записывает, для обнаружения и классификации объектов задействует алгоритмы, анализирующие видеоизображение, маркирует объекты красными точками на панорамном виде, открывает отдельное окно для каждого и позволяет сразу нескольким операторам увеличивать картинку разных объектов для их изучения. «Это не только система обнаружения подобная радару, она имеет собственные визуальные возможности подобные возможностям тепловизора».

Система наблюдения и разведки SupervisIR разработки компании Elbit

SupervisIR может взаимодействовать с внешними, интегрированными в сеть сенсорами. «Для получения суперразрешения вы можете повернуть отдельную камеру, например Elbit LVCR-D, — пояснил Биндер. — Выберите интересующую зону системой SupervisIR и поверните туда камеру LVCR-D. Преимущество в том, что она не вращается, компактность при минимальной занимаемой площади».

Обе системы SupervisIR и LCVR-D являются ключевыми элементами концепции компании Elbit, названной ISTAR-DS (Intelligence, Surveillance, Target-Acquisition and Reconnaissance — сбор информации, наблюдение, целеуказание и разведка, Dismounted Solutions -спешенные решения). Она содержит всё, что необходимо для обнаружения, локализации, классификации и идентификации целей и передачи их на исполнительные платформы для нейтрализации. «Мы нацелены на решение для оснащения спешенных сил, на подразделение, которое возьмет всё оборудование в свои заплечные рюкзаки». Компания Elbit иллюстрирует эту концепцию на видео, на котором цель передается на БЛА Elbit Skylark-I/II, поскольку есть риск потери прямой видимости с наземного поста наблюдения, после этого беспилотник обеспечил лазерное целеуказание.

«С такого рода решениями мы можем проводить разного рода атаки, будь то вооружение с лазерным наведением, с наведением по GPS или обычные артиллерийские или минометные снаряды; вам необходимо просто загрузить данные о цели в вооружение». Как пояснил Биндер, имея большой опыт в сфере коммуникационных устройств, компания Elbit может предоставить любые радиостанции, соответствующие ситуации и дистанции между командным пунктом, атакующей платформой и штабом. «Система модульная по своей сути, поэтому подразделение может выбирать средства связи, наблюдения и целеуказания».

Система Twister компании Controp сбрасывает тиранию «соломинки для напитков», уменьшающую поле зрения пользователей оптико-электронными устройствами

За стеной

Цель разведки, по сути, заключается в том, чтобы предоставить командиру подразделения информацию о том, что там за следующим холмом, но в городском бою зачастую она ограничена понятием «что там за стеной», то есть тем, что там в следующем здании или даже в следующей комнате. В этом случае вступают в действие сверхширокополосные радары для чрезстенного обнаружения признаков жизни, иначе стеновизоры, из семейства Xaver компании Camero. Как заметил вице-президент компании Илан Абрамович, они вызывают большой интерес и пользуются большим спросом у военных, особенно у противоповстанческих подразделений. «Как следствие нынешней сложной ситуации, эти приборы можно увидеть в Европе и конечно в США, люди хотят иметь гораздо больше возможностей. На рынке наблюдается рост спроса на эти системы, но не могу сказать, что очень резкий».

Все стеновизоры семейства Xaver работают в непрерывном частотном диапазоне от 3 до 10 ГГц на очень низкой мощности (даже самая мощная модель тратит меньше энергии, чем сотовый телефон). Они могут обнаруживать совершаемые живыми существами (людьми и животными) едва заметные движения (дыхание и сердцебиение) сквозь большинство материалов стен, пола и потолка, включая глину, кирпич, камень, гипс, гипсокартон, шлакоблоки, дерево, стекло и даже армированный бетон. Толщина проникновения варьируется от материала, но радары не могут видеть через непрерывный лист металла.

Это семейство состоит из трех моделей: Xaver-800, Xaver-400 и Xaver-100. Радарный прибор Xaver-800 для сбора данных, наблюдения и разведки с полностью трехмерной визуализацией представляет собой устанавливаемую на треногу систему с четырьмя антеннами, которая весит 14,5 кг аккумуляторами. Прибор специально предназначен для сбора в режиме реального времени критически важной для успеха задания точной информации относительно наличия живых и статических объектов, скрытых за сплошной стеной или иным препятствием. Патентованные алгоритмы формирования изображения используются для устранения паразитных помех окружающей среды и поддержки трехмерного изображения. В случае, если структура стены осложняет задачу по получению трехмерного изображения, система Xaver 800 обеспечивает четкое двух- или одномерное изображение, ни на секунду не оставляя оператора в неведении.

Устройство Xaver 400 массой 3,2 кг выводит на экран двухмерное изображение: его основной аккумулятор вместе с дополнительными обеспечивает в общей сложности семь часов работы. Стеновизор выводит местоположение цели в координатной сетке X-Y, показывая поле зрения и максимальную дистанцию, последняя выбирается при помощи кнопки с левой стороны; кнопка справа позволяет выбрать режимы «слежения», «эксперта» и «глубоко проникновения». Оба устройства Xaver 100 и 400 могут опционально оснащаться встроенным беспроводным модулем, который позволяет дистанционно контролировать более одной системы при помощи ручного или обычного компьютера. Эта опция была представлена в начале 2014 года и уже поставлена нескольким заказчикам, максимальная дистанция в беспроводном режиме составляет 25 метров. Соединенные вместе несколько устройств Xaver 400 позволяют получить двух- или трехмерное изображение.

Модель Xaver 100 весит 660 грамм с четырьмя литиевыми аккумуляторами CR123A, обеспечивающими 3,5 часа работы. Устройство имеет одну излучающую и одну приемную антенну, данные с которой выводятся на небольшой экран в виде одномерной картинки, показывающей наличие живых объектов и дистанцию до ближайшей цели. Дистанции обнаружения такие же, как у более крупных членов семейства, 4,8 или 20 метров. Антенна обеспечивает поле зрения 120 градусов по азимуту и углу места.

Устройство Xaver 100 реально не требует никакого обучения; все, что вы должны сделать, это сориентировать прибор и включить его, на экран выводятся значки цели и сенсора и дистанция между ними. Это интуитивный человеко-машинный интерфейс, вся система удобна для пользователя и даже новичку нужно всего несколько секунд, чтобы включить устройство и определить дистанцию до цели. Впрочем, второй рабочий режим позволяет видеть необработанные сигналы, которые опытному оператору могут дать больше информации, чем режим «предназначенный для солдата».

«Когда вы внутри, вы должны начать поиск. Это может быть здание, квартира со многими комнатами, может быть подвал или мансарда, — пояснил Абрамович. — Кто-то может ударить вас, кто-то может выскочить из-за угла… или притаиться в следующей комнате. С этими приборами вы владеете информацией о доселе неизведанном». Например, была даже продемонстрирована совместная работа с беспилотником, когда стеновизор Xaver 100 установили на малоразмерный БЛА для обнаружения людей через крышу здания. Беспилотник сел на крышу, заглушил двигатель с целью исключения нежелательных перемещений и вибраций, после чего прибор успешно обнаружил в помещении под собой живых существ.

Сверху вниз: Xaver 400, Xaver 800, Xaver 100

Будущее развитие

Как заметил Сэкстон, все упомянутые в статье системы будут, скорее всего, играть большую роль в обозримом будущем, а если получат широкое распространение микро-БЛА типа Black Hornet от Proxdynamics, то правила игры для спешенной разведки существенно поменяются. На вопрос оценить сочетание оборудования, доступного для типичного разведывательного взвода армии развитой страны, Сэкстон ответил, что акцент сохранится на получении и распределении ценной оперативной информации.

«Акцент будет сделан на оборудовании, обеспечивающем визуализацию на больших дальностях и с высоким разрешением, позволяющим улучшить детализацию объектов, а также на улучшенных системах энергоснабжения, на широкополосных коммуникационных системах с шифрованием, необходимых для обмена видео высокого разрешения в реальном времени».

Между тем, Бахат прогнозирует появление более компактных ручных устройств наблюдения и целеуказания со встроенными лазерными целеуказателями, высокоточных систем ориентирования и определения местоположения на основе изображений и новых поисково-следящих систем и систем обнаружения.

Карни предположил, что видеоаналитика станет большой проблемой, поскольку камеры с широким полем зрения захватывают слишком большие участки, которые человеческий мозг не может достаточно быстро обработать. Он сказал, что будущие методы анализа должны определять тип и характеристики только того объекта, который необходим пользователю; система должна обращать внимание только на такие цели, исключая ложные срабатывания. «Все эти автоматические системы имеют большую проблему — ложные срабатывания, здесь придется решать наиболее сложные задачи».

/Николай Антонов, topwar.ru/