Найти и нейтрализовать: борьба с беспилотниками набирает обороты. Часть 2

Совершенно очевидно, что большую обеспокоенность при обеспечении национальной безопасности или противодействии возникающим на поле боя угрозам вызывает распространение все большего числа малоразмерных БЛА, которые можно легко и задешево приобрести, которые просты в обращении и обеспечивают хоть и зачаточные, но все же ударные и разведывательные возможности.

Конечно, этим угрозам можно противостоять за счет задействования новых технологий или доработки уже существующих, но на горизонте уже маячат все более сложные БЛА и принципы их боевого применения и, скорее всего, в перспективе они станут настоящей головной болью для оборонительных систем.

Беспилотник Zephyr, работающий на солнечной энергии, создан компанией Airbus DS. Может оставаться в воздухе месяцами.

Действительно, даже уже существующие более крупные БЛА, начиная от тактических систем задействуемых на бригадном уровне, например Shadow от Textron Systems, средневысотных платформ с большой продолжительностью полета категории MALE, например MQ-9 Reaper от General Atomics Aeronautical Systems и кончая высотными платформами с большой продолжительностью полета категории HALE, как например RQ-4 Global Hawk компании Northrop Grumman, могут создавать проблемы противовоздушным системам.

Несмотря на то, что летные характеристики этих беспилотников – скорость и маневренность – не позволяют им наверняка избегать оборонительных мер, многие из них имеют относительно слабые радиолокационные и тепловые признаки заметности, а в случае с платформами категории HALE способны работать на предельных дальностях многих радаров и ракетных комплексов. Впрочем, более важно наверно то, функциональность и эффективность бортовой нагрузки, которую могут нести эти системы, всё больше возрастает, что позволяет им выполнять в частности свои разведывательные задачи на дистанциях и высотах вне досягаемости средств поражения ПВО, как касательно обнаружения, так и касательно поражения.

Радар SPEXER 500 (вверху) и инфракрасная камера Z:NightOwl, разработанные компанией Airbus DS, предназначены для борьбы с беспилотниками

Ударные беспилотные летательные аппараты (УБЛА) могут создавать значительные проблемы для систем ПВО и если с ними будут обращаться также как с пилотируемыми аппаратами новейшего и следующего поколения, то вполне может оказаться, что их труднее обнаружить и уничтожить – их конструкцией не предусматривается размещение пилотов, а это позволяет уменьшить размеры платформ и повысить их маневренность.

Еще больше проблем несут с собой новые перспективные беспилотники категории ultra-HALE. Созданный компанией Airbus DS беспилотник Zephyr, работающий на солнечных батареях, имеет продолжительность полета, измеряемую месяцами, и может летать на высотах более 21 километра. Несмотря на свой размах крыльев 23 метра, аппарат, изготовленный из композиционных материалов, имеет небольшую эффективную площадь отражения (ЭПО), поскольку его солнечный движитель имеет слабую тепловую сигнатуру и поэтому его трудно обнаружить.

В некоторых вооруженных сил признают, что многие противовоздушные системы способны эффективно обнаруживать, сопровождать и поражать БЛА нынешнего поколения и поэтому ищут способы поражения подобных систем за счет остроумных принципов боевого применения одновременно множества однотипных систем.

Например, так называемое «роение» (англ. термин swarming) систем, когда большое количество беспилотников работают совместно для достижения своей цели, может создать большие проблемы для подавляющей части оборонительных систем.

С самого начала этот подход, базирующийся на массовой атаке дронов, основывался на том, что при достижении целей боевой задачи в жертву будет приноситься множество платформ.

В рамках программы LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology – недорогая технология роения БЛА) американского Управления военно-морских исследований ONR (Office of Naval Research) разрабатывается технология совместной работы множества беспилотников. Контейнерная пусковая установка с трубчатыми направляющими будет в быстрой последовательности запускать небольшие беспилотники с кораблей, боевых машин, пилотируемых аппаратов или других необитаемых платформ. После запуска «рой» (или если хотите «стая») БЛА работает самостоятельно, дроны обмениваются между собой информацией с целью выполнения поставленной задачи.

Видео демонстрации проекта LOCUST. Согласованный полет девяти беспилотников

В настоящее время ONR использует в качестве тестовой модели БЛА Coyote. Этот аппарат имеет складные крылья, что упрощает хранение и транспортировку. В начале 2015 года были проведены демонстрационные полеты на нескольких полигонах, во время которых производились запуски аппарата, оборудованного различной полезной нагрузкой. Во время еще одной демонстрации этой технологии девять беспилотников самостоятельно выполнили синхронизацию и совершили групповой полет.

Ключевой возможностью проекта LOCUST является высокий уровень автономности стаи, что позволяет выполнять задачи без вмешательства оператора и таким образом противодействовать любому глушению средств связи, которое может быть применено против них.

Кроме того, по данным ONR, рой будет способен «самолечиться», то есть самостоятельно адаптироваться и конфигурироваться для дальнейшего выполнения задачи. Текущей целью программы является последовательный запуск 30 БЛА за 30 секунд. Управление ONR намерено провести морские испытания «стаи» LOCUST в Мексиканском заливе в середине 2016 года.

В августе 2015 Управление перспективных исследований и разработок министерства обороны США DARPA тоже начало свою программу «Gremlins». Этим проектом предусматривается развертывание групп небольших БЛА с больших самолетов, например бомбардировщиков или транспортников, а также с истребителей и других небольших самолетов, еще до входа в зону досягаемости вражеских систем ПВО.

Программа «Gremlins разрабатывается Управлением перспективных исследований и разработок министерства обороны США DARPA

Этой программой предусматривается, что после завершения задачи транспортный самолет C-130 в воздухе мог бы принять так называемых «Гремлинов» обратно на борт. Планируется, что наземные группы смогут подготовить их для следующей операции в течение 24 часов после возвращения.

DARPA в основном решает технические проблемы, связанные с надежным и безопасным воздушным запуском и возвращением множества беспилотников.

Кроме того, программа направлена на получение не только новых оперативных возможностей и разработку нового вида воздушных операций, но также в перспективе и на получение значительного экономического эффекта. По словам представителя Управления, целью программы является также «увеличение срока эксплуатации дронов Gremlin примерно до 20 вылетов».

В системе AUDS компании Blighter Surveillance Systems используется радар наземного наблюдения совместно с оптико-электронной станцией и электронным глушителем

Дополнительные возможности

Возвращаясь к компании Airbus DS, отметим, что ее дорожная карта разработки УБЛА включает повышение точности систем и внедрение новых возможностей, например «функции типа определение свой-чужой», которая может быть полезна для снижения частоты ложных срабатываний и привлекательна для операторов, применяющих систему в сложном воздушном пространстве. Компания также рассматривает возможность применения менее продвинутых систем с целью снижения расходов и расширения потенциальной клиентской базы, хотя в этом случае, скорее всего, может снизиться точность платформ.

Компания RADA Electronic Industries сосредоточила свои усилия в сфере УБЛА по разработке программируемого решения на базе уже существующих радаров.

«Мы спроектировали радар, который может обнаруживать очень небольшие объекты, начиная с очень небольших скоростей, доплеровских скоростей, и до высокоскоростных целей, летающих со скоростью звука и выше. Этот радар может определять людей, автомобили, БЛА, истребители, ракеты, это зависит от радиочастотного режима, который вы установили, – пояснил руководитель развития бизнеса этой компании Даби Селла. – В случае с нашим многозадачным программируемым радаром это означает, что вы просто нажимаете кнопку и нет нужды менять программное обеспечение. За счет установки соответствующих параметров вы получаете то, что вам нужно».

Полупроводниковые АФАР-радары от RADA предназначены для стационарного и мобильного применения. Компания предлагает два семейства: компактные полусферические радары CHR (Compact Hemispheric Radar) для ближнего обнаружения и установки на транспортные средства и многозадачные полусферические радары MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) для стационарной установки.

Семейство радаров MHR компании RADA Electronic Industries

Компания также провела модернизацию семейства MHR, которое включает радиолокационные станции RPS-42, RPS-72 и RPS-82, известные также под обозначениями pMHR (portable – переносной), eMHR (enhanced – улучшенный) и ieMHR (improved enhanced – усовершенствованный улучшенный). По данным компании, самый продвинутый радар ieMHR способен обнаружить мини-БЛА на дальности 20 км.

Селла сказал, что обнаружение и сопровождение БЛА – нелегкое дело. «Это не прямо… обнаружить миномет, стрелковое оружие или РПГ и даже может быть сложнее, но мы с этим справились. Противодействие БЛА находится в пределах возможностей этих радиолокационных систем. В любом случае, БЛА представляют собой специфические цели, имеющие уникальные признаки, которые мы обозначаем английской аббревиатурой LSS (low, small, and slow – низкий, небольшой, медленный).

Это проблема – определить очень небольшие объекты с очень небольшой ЭПО, летящие очень низко и близко от фоновых помех земной поверхности. Иногда они летают также быстро, как перемещаются и другие транспортные средства, например автомобили. Это трудная задача обнаружить их среди всех помех. Еще одна проблема состоит в том, что они летают подобно птицам, они воспринимаются как птицы и пользователь, как правило, хочет различать то, что мы зовем досаждающие цели».

Селла пояснил, что одним из методов определения того, является ли трек беспилотником, заключается в фокусировке энергии радара с целью определения наличия у цели воздушных винтов, добавив при этом, что помимо аппаратных средств ключом к возможностям систем являются обработка сигналов и разработка алгоритмов.

Компания SRC из американского города Сиракьюс объединяет ряд проверенных в эксплуатации систем радиоэлектронной борьбы в своем комбинированном базовом подходе с целью обеспечения возможностей борьбы с беспилотниками как для защиты зон, так и для маневренных боевых действий. Хотя последние в настоящее время зачастую рассматриваются в качестве второстепенной задачи для систем борьбы с БЛА, но их важность неуклонно повышается.

«Малоразмерные БЛА будут иметь способность выполнять сбор информации или роль воздушных взрывных устройств, – пояснил директор по развитию бизнеса в компании SRC Дэвид Бесси. – Не определенные системой ПВО вражеские БЛА могут повлиять на боевую операцию, либо они предоставят противнику информацию по вашим позициям, либо нанесут воздушный удар по вашей инфраструктуре или маневренным силам».

«В нашем подходе используются существующие, проверенные на практике технологии, а также программное обеспечение, которое интегрирует их в единую базовую систему. Преимущество этого подхода заключается в том, что мы можем использовать системы нашего заказчика, которые уже находятся в эксплуатации, для того, чтобы снизить общую стоимость владения. Мы предоставляем проверенные в реальных условиях системы радиоэлектронной борьбы и радары и вскоре мы сможем предложить дополняющую их пеленгаторную станцию», – сказал Бесси.

«Мы полагаем, что системы РЭБ крайне необходимы для борьбы с БЛА. Наши системы РЭБ могут обнаруживать, отслеживать и классифицировать беспилотные системы, а затем автоматически нейтрализовывать их. Если необходима визуальная идентификация с целью определения принадлежности цели, то на нее может быть переброшена камера. Мы еще больше можем повысить возможности обнаружения, слежения и классификации за счет использования нашей РЛС обзора воздушного пространства LSTAR. Также рекомендуется добавить оптико-электронные сенсоры с высоким разрешением для визуальной идентификации на больших дальностях».

РЛС обзора воздушного пространства LSTAR выполняет вполне себе реальные задачи обеспечения безопасности. На фото вверху радар охраняет спокойствие саммита G8, проходившего летом 2013 года в Ирландии

Легкий и удобный для транспортировки радар SR Hawk Surveillance Radar, входящий в семейство радаров воздушного наблюдения LSTAR, которые все имеют функцию 3-D электронного сканирования на 360°, обеспечивает как сканирование на 360°, так и по секторам. Многозадачный радар OWL отличается функцией обзора полусферической зоны от -20° до 90° по углу места и 360° по азимуту. Он имеет невращающуюся антенну с электронным управлением луча и режим улучшенной обработки доплеровских сигналов, что позволяет обнаруживать и отслеживать БЛА и одновременно вести контрбатарейную борьбу.

Кроме решений на базе радиолокационных и оптико-электронных технологий разрабатываются и системы, базирующиеся на других принципах. Компания Northrop Grumman начала применять технологию легкого лазерного целеуказателя дальномера LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) для борьбы с БЛА в своей системе Venom.

Компания испытала систему Venom в роли «борца» с беспилотниками на учениях американской армии MFIX (Maneuver-Fires Integrated Experiment), проведенных в Форт Силле в 2015 году. Система Venom была установлена на бронеавтомобиль M-ATV категории MRAP и успешно проводила идентификацию, сопровождение и целеуказание БЛА.

Система Venom с технологией LLDR устанавливается на универсальную, гиростабилизированную платформу. Во время испытаний Venom была проверена в роли системы борьбы с БЛА с двух машин. Система получала внешние команды целеуказания, захватывала цели и отслеживала малоразмерные низколетящие беспилотники. Также была продемонстрирована работа системы Venom в движении с контролем сенсоров изнутри машины.

Стоит заметить, что лазерный целеуказатель LLDR2 широко применялся в операциях в Ираке и Афганистане.

Визуальное обнаружение

С целью удовлетворения требований израильского министерства обороны израильская компания Controp Precision Technologies разработала систему для обнаружения БЛА, базирующуюся исключительно на оптико-электронных и инфракрасных технологиях.

В легком быстросканирующем инфракрасном устройстве Tornado этой компании используется охлаждаемый средневолновый тепловизор (характеристики матрицы не разглашаются), установленный на поворотной платформе на 360°. Система может обеспечить панорамное покрытие от уровня земли до 18° над горизонтом.

Для того чтобы идентифицировать потенциальные цели программные алгоритмы системы определяют малейшие изменения в обстановке. По данным компании, они позволяют автоматически отследить любой летящий аппарат вдоль его траектории, летящий на различных скоростях всего в нескольких метрах над землей. Система имеет непрерывное увеличение для получения четкого изображения и может обеспечить трек для каждой цели.

По данным компании Controp, Tornado может вести наблюдение над застроенными зонами с множеством мешающих эхо-сигналов, хотя там не раскрывают детальной информации по характеристикам за исключением того, что малоразмерные БЛА могут быть обнаружены на дистанциях, измеряемых сотнями метров, тогда как крупные цели обнаруживаются за десятки километров.

С помощью аудио и видео сигналов система способна обеспечить автоматическое уведомление оператора о том, что летящий объект вошел в заранее определенную «беспилотную» зону. Системой можно управлять на месте или дистанционно с командного центра, она может работать как в автономном режиме, так и в качестве комплексной системы, получающей данные с других сенсоров.

Израильская компания Controp Precision Technologies дала системе обнаружения беспилотников обозначение Tornado

Стандартный сенсорный блок Tornado весит 16 кг, его диаметр 30 см и высота 48 см; хотя также планируется разработка меньшего блока размерами 26×47 см и массой 11 кг.

Рассматривается включение в систему функции визуального обнаружения и слежения, а также возможность ее подключения к некоторым системам борьбы с БЛА.

«Наша система Tornado позволяет обнаруживать БЛА только с помощью инфракрасной камеры. без использования каких-либо радиочастотных систем. Основное преимущество Tornado по сравнению с радиочастотными системами заключается в том, что радары будут хорошо работать в зонах, не имеющих помех, но когда вы находитесь в зоне со зданиями и другой инфрастуктурой, у радаров начинаются проблемы, связанные с обнаружением малоразмерных БЛА. Наша система состоит из двух основных компонентов, первый – это ИК-камера, сканирующая на 360° и обеспечивающая панорамное изображение, второй компонент – это алгоритмы, позволяющие обнаруживать небольшие цели, когда они находятся в движении, – пояснил вице-президент по маркетингу в компании Controp Джонни Карни. – Разработка алгоритма сложна, поскольку вы хотите обнаружить движущуюся цель, но исключить, например облака и другие движущиеся объекты».

Типичный дисплей оператора Tornado, показывающий панорамное ИК-изображение (вверху), моментальный снимок с панорамной ИК-камеры (внизу слева) и спутниковый снимок соответствующей наземной зоны (внизу справа)

«Tornado – это система для обнаружения, и если вы хотите отследить систему и получить данные по местоположению и дальности, то вам необходимо переключиться на другую систему, чтобы сделать часть работы… а если вы хотите отслеживать цель и видеть больше деталей, тогда вы задействуете еще одну оптико-электронную систему для получения непрерывного видеопотока» – объяснил Карни.

Впрочем, большой недостаток системы состоит в том, что она не может отличить, например птиц размерами с беспилотник от настоящих целей, для этого необходим оператор.

Карни считает, что было разработано немного эффективных решений, которые могли бы обеспечить все аспекты обнаружения и слежения, необходимые потенциальным заказчикам, добавив при этом, что в требованиях, предъявляемым к системам есть крайности. Начиная от частных лиц, которые хотят получать предупредительные сигналы о БЛА, пролетающих над их собственностью, и кончая защитой национальной инфраструктуры и объектов на поле боя.

«Например, некоторые военные хотят получить системы, которые могли бы предотвращать полеты беспилотников над их боевыми машинами. Есть разные пути удовлетворения требований, также многое зависит от финансовых средств, которые вы можете потратить, и это одна из множества проблем. Конечно, если вы желаете получить лучшую защиту, вы должны использовать комбинацию радара и инфракрасной системы для обнаружения, и инфракрасную и полупроводниковую камеру (ПЗС-камеру) в качестве системы сопровождения».

Карни считает, что есть возможность включения аналитики, которая могла бы автоматически определять тип цели, но добавил при этом, что никогда не получить точности 100%, поскольку всегда есть вероятность «нарваться» на беспилотник, который будет похож на птицу, и поэтому в помощь операторам всегда будут нужны продвинутые сложные алгоритмы распознавания.

Система SkyTracker компании CACI предназначена для обеспечения пассивного обнаружения за счет того, что компания описывает как «электронный периметр». Эта система может работать непрерывно в любую погоду.

Интерфейс системы SkyTracker

В системе SkyTracker используются несколько сенсоров, которые могут обнаружить, идентифицировать и отследить БЛА по их радиоканалам управления. Использование множества сенсоров позволяет определять положение БЛА за счет метода триангуляции и точной геолокации. Кроме того, SkyTracker может определять местоположение операторов БЛА.

Как уже было отмечено, небольшие размеры, слабая тепловая сигнатура, окружающее пространство с множеством помех и сложные траектории полета делают борьбу с БЛА весьма непростой задачей.

Система Venom, использующая технологию LLDR, устанавливается на универсальной гиростабилизированной платформе

К этому еще надо добавить возможную концепцию боевого применения. «Проблема небольших БЛА заключается в том, что они могут взлетать и садиться в зоне, которую вы хотите защитить. Например, с точки зрения ведения боевых действий вы всегда должны защищать фронт – вы не хотите, чтобы вражеский аппарат, который пока не над вашей головой, перелетел на вашу территорию. А если говорить об обеспечении национальной безопасности, то в этом случае небольшие БЛА уже могут находиться в зоне, которую вы хотите защитить», – сказал Карни.

В то время как акцент в борьбе с БЛА делается на борьбе с угрозой отдельных беспилотников, изощренные «стайные» атаки, разрабатываемые военными, могут потенциально доставить значительные сложности оборонительным системам.

Многие из предлагаемых решений предусматривают возможность обнаружения и отслеживания множественных целей. Но основная сложность, скорее всего, будет заключаться в том, чтобы не дать десяткам дронов долететь до их цели. Даже при наличии достаточного количества нейтрализующих элементов, оборона может быть «прорвана» просто за счет превосходящей численности, особенно если стая «умна» и может адаптироваться к реакции оборонительных систем.

Физическая природа предлагаемых и разрабатываемых решений также вероятно сыграет значительную роль в определении их эффективности. В связи с высокой маневренностью угроз, в связи с тем, что они не привязаны к определенным местам (даже БЛА тактического уровня могут работать при минимальной инфраструктуре) оборонительные системы также в равной степени должны быть мобильны и это следует принять во внимание.

Например, такие большие системы, как радиолокационные станции Giraffe от компании Saab с целью повышения мобильности могут устанавливаться на транспортные средства. Вообще, многие из разработанных комплексных решений изначально проектировались так, чтобы перевозиться, настраиваться и собираться минимальным количеством личного состава.

«Ключевой особенностью нашей системы AUDS является то, что она быстро развертывается и просто свертывается и повторно развертывается без проблем, то есть складываете ее на машину и быстро перебрасываете на другую позицию. Не одна ее часть не весит более 2,5 кг», – заметил Редфорд.

Относительно небольшие расстояния между пуском беспилотника и местом его нейтрализации также принимаются во внимание. «Мы предположили несколько лет назад, когда начали разработку нашей системы, что нейтрализация этих высокоманевренных угроз может осуществляться высокоманевренными и мобильными средствами… расстояния близки и любое уничтожение произойдет самое большее в нескольких километрах, иногда в нескольких сотнях метров, и поэтому вам не нужны дорогостоящие средства, большие и стабилизируемые. Я думаю это отрицательный фактор в войне такого рода», – заметил господин Селла из компании RADA Electronic Industries.

Выводы

Угроза, исходящая от БЛА, задействуемых террористическими группами и другими незаконными организациями, в настоящее время широко признается. Гражданские и военные цели могут подвергнуться нападению со стороны беспилотников, это может быть и атака против инфраструктуры или доставка отравляющих веществ или простой «примитивный удар».

На поле боя вооруженные силы могут больше не рассчитывать на то, что они являются единственными операторами беспилотников, поскольку в повстанческих группировках и прочих военизированных организациях появляется все больше высокоэффективных систем.

В обеих сферах – национальной безопасности и боевых порядках – эффективные меры борьбы с БЛА в настоящее время рассматриваются в качестве неотъемлемой составляющей общей стратегии. Их реализация находится пока на стадии осознания и осмысления.

Самое простое и надежное решение (по крайней мере, на ближайшее будущее) заключается в использовании и модификации систем, разработанных для других целей. Впрочем, в отдаленной перспективе по мере усложнения угроз может возникнуть необходимость дальнейшего развития особых технологий борьбы с беспилотниками.

————————————

Найти и нейтрализовать: борьба с беспилотниками набирает обороты. Часть 1

/Alex Alexeev, topwar.ru/