V současné době dochází k neustálému rozvoji koncepce vedení rojových operací ze vzduchu, země a moře pomocí mnoha „opuštěných“systémů, protože aby porazily protivníky, ozbrojené síly mnoha zemí věnují velkou pozornost nasazení pokročilých autonomních technologie. Vývoj takových technologií se však v současné době zaměřuje především na roje vzduchu a je nepravděpodobné, že v blízké budoucnosti budou moci mít významný dopad na výsledek vojenských operací.
Rozmístění rojů leteckých, pozemních, povrchových a podmořských autonomních platforem nicméně nutí armádu k řešení skličujících výzev při udržování a financování této technologie, a to navzdory jejímu relativně nedávnému zavedení.
Například podle ministra obrany Gavina Williamsona, který před rokem hovořil v Královském výzkumném institutu obrany, britský fond pro obranný transformační fond „měl za úkol vyvinout rojové letky propojených dronů schopných zmást a omráčit protivzdušnou obranu nepřítele. Doufáme, že technologie bude připravena k nasazení do konce tohoto roku. “
Vysoce postavení představitelé amerického velitelství speciálních operací s tímto postojem v zásadě souhlasí. „Souhrn bezpilotních systémů pracujících na společné misi zůstává nedílnou součástí plánu velitelství pro jeho slibný koncept„ Speciální aplikace pro zvláštní situace “, - řekl vedoucí programů pro zařízení typu letadla.
Jeho komentář je v souladu s komentáři velení, které hovořilo o tom, jak by technologie rojů mohla podporovat „taktické informační povědomí“speciálních sil v bojové situaci. Koncept velení, NGIA (Next Generation Information Awareness), integruje „vzdálené biometrické a technické senzory, pokročilou datovou architekturu a analytiku, aby doplnil tradiční shromažďování zpravodajských informací na nepřátelském území“.
Mluvčí velení vysvětlil různé principy bojového využití, včetně toho, jak by roje vertikálních vzletových a přistávacích dronů mohly podpořit koncept NGIA. Mezi další zvažované principy bojového využití nové technologie patří nasazení UAV z pokročilé pozice pro provádění vizuálního, zvukového a elektromagnetického průzkumu, a tím neohrožovat speciální jednotky, na jejichž výcvik bylo vynaloženo mnoho peněz.
Mluvil také o touze velení vytvořit konsorcium „nejlepších průmyslových partnerů“schopných vyvinout řešení pro rojení UAV a jeho uvedení do praxe v průběhu příštích šesti let.
Nepřetržitá aktivita
Jakékoli operativní využití rojových řešení může začít před implementací konceptu NGIA. Americké vládní agentury již zavádějí různé programy zaměřené na využívání úzce propojených technologií.
Programy jako OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics) agentury DARPA Defence Advanced Research Projects Agency, TOBS (Tactical Offboard Sensing) amerického letectva a LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology-levná UAV rojová technologie) US Navy.
Koncept TOBS je založen na letounu AC-130J Ghostrider pro podporu palby, který je schopen odpálit několik trubkových dronů Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) najednou, aby poskytl letadlovému letounu informace o potenciálu cíle.
Americké vojenské letectvo nebylo schopno poskytnout podrobnosti o programu TOBS, ale průmyslové zdroje uvedly, že drony ALTIUS jsou vybaveny termovizními a optoelektronickými kamerami a datovým spojením, které poskytuje návod ke výzbrojnímu komplexu Ghostridera. Koncept TOBS umožňuje Ghostrideru zaútočit na cíle v těch nejnáročnějších povětrnostních podmínkách.
Projekt amerického letectva LOCUST se zaměřuje na spolupráci až 30 dronů Kojot na podporu shromažďování zpravodajských informací, sledování, cílení a průzkumných misí. MAV Perdix UAV je také považován za alternativní platformu pro program LOCUST.
DARPA uspořádala poslední demonstraci v rámci projektu OFFSET v červnu 2019. Očekává se, že koncept OFFSET bude schopen zajistit společný provoz až 250 UAV a integraci automatických pozemních vozidel (AHA) do jediné sítě.
Červnová demonstrace ve Fort Benningu, druhá ze šesti plánovaných, ilustruje koncept sítě dronů a pozemních vozidel provádějících průzkumné mise v komunitách s vysokými svislými strukturami, úzkými uličkami a mělkými pozorovacími úhly. Podle DARPA měly společnosti Lockheed Martin a Charles River Analytics v rámci programu OFFSET za úkol „vytvořit rojový systém ve formě realistické herní aplikace integrované do fyzických autonomních platforem“.
Tato aktivita si také klade za cíl definovat „adaptivní, komplexní a kolektivní chování za účelem zlepšení výměny informací, rozhodování a interakce s prostředím, aby UAV mohly bezproblémově interagovat, vzájemně se ovlivňovat a vyvodit správné logické závěry“.
Mezitím byla podle Dynetics, generálního dodavatele projektu Gremlins, na konci roku 2019 dokončena třetí fáze vývoje. Cílem projektu je start z transportního letounu C-130 a návrat k němu „hejno“letadel Gremlin. Program Gremlins, jehož koncept vyvinula kancelář DARPA, počítá s použitím opakovaně použitelných dronů schopných provádět operace rozptýleného vzduchu v komplexním bojovém prostředí.
Společnost Dynetics v prohlášení uvedla, že „drony Gremlin jsou vypouštěny ze stávajících letadel mimo dosah protivzdušné obrany nepřítele. Po dokončení mise letoun C-130 vezme drony Gremlin zpět na palubu a dopraví je na základnu, kde se rychle vzpamatují a jsou posláni zpět k letu. “
Programu se účastní společnosti Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International a Kratos Unmanned Aerial Systems.
Technologická řešení
Podle ředitele společnosti Kratose Steva Fendleyho se v budoucnu rojů budou moci zúčastnit stovky, ne -li tisíce dronů.
Fendley řekl, jak roje UAV v budoucnu budou moci interagovat s cílem provádět neomezený počet úderných a obranných misí prostřednictvím nezávislého rozhodování na „masové úrovni“.
„Spolehlivost se zvyšuje exponenciálně, pokud máte velký počet vozidel provádějících určitý úkol,“vysvětlil Fendley s tím, že ztráta jednoho nebo více UAV ve velkém roji systémů nebude mít negativní vliv na misi.
"Roj samotný a jeho rozhodovací schopnosti nejsou vázány na žádné konkrétní letadlo, takže můžete přijít o jednoho nebo více dronů a přesto neztratíte schopnost dokončit úkol." To je zvláště důležité při hře proti téměř rovnocenným soupeřům, kde záleží na kvantitě. “
Fendley také upozornil na skutečnost, že roje UAV lze propojit prostřednictvím satelitní komunikace, což umožňuje letadlům v případě potřeby vyměňovat data mimo dohled.
"Ve vzduchu si tato zařízení pro různé účely navzájem vyměňují všechny dostupné informace, to znamená, že každý z nich má více informací, než by mohl mít, kdyby letěl sám." V důsledku toho jsou schopnosti každého jednotlivého prvku v roji výrazně vylepšeny. “
Ale zároveň nebyl potenciál rojových UAV dosud plně realizován, a to navzdory přítomnosti „stovek“technologických programů ve Spojených státech a dalších zemích.
Využití umělé inteligence (AI) a strojového učení v rozhodovacích procesech dronů a zajištění distribuce a modifikace kognitivních rozhodovacích smyček jsou oblasti, které je ještě třeba pečlivě prostudovat. Podle Fendleyho „výzkum v těchto oblastech je nyní velmi žádaný“, ale většina rojových displejů stále potřebuje plně integrovat a optimalizovat software AI. Prezentace rojů UAV dnes vychází více z logiky než z AI. “
V květnu loňského roku společnost Kratos v rámci svého rojového plánu oznámila strategické partnerství s výrobcem dronů Aerovironment. Tato spolupráce je zaměřena na rozvoj konceptu „Integrované schopnosti vysoce účinných taktických UAV a taktických raket“. Předpokládá nasazení systému taktických odpalovacích raketových trubic Aerovironmentu Switchblade prostřednictvím vysokorychlostních a větších bezpilotních vozidel, včetně dronu Kratos MQM-178 Firejet. 3 metry dlouhý nosič Firejet, původně vytvořený jako komplexní trenér na shazování zbraní, je miniaturní kopií vzdušného terče BQM-167A Subscale Aerial Target, který dodává americké letectvo.
Mezi další útočné drony od Kratosu patří také UTAP-22 Mako a XQ-58A Valkyrie.
Tryskový letoun Mako 6, dlouhý 13 metrů, vyvinutý v roce 2015, je schopen dopravovat roje UAV na místo a koordinovat jejich akce, upravovat jejich úkoly a odesílat informace na pozemní řídicí stanici. 23. ledna 2020 byl na cvičišti Yuma proveden čtvrtý úspěšný let bezpilotního letounu XQ-58A. Testy byly provedeny jako součást programu US Air Force Research Laboratory pro nenákladný technologický demonstrátor s funkcemi LCASD (Low Cost Attritable Strike Demonstrator).
Během testů dokončilo víceúlohové a na dráze nezávislé letadlo XQ-58A všechny své úkoly, včetně letu ve vysoké výšce a sběru dat v reálných podmínkách. Fendley uvedl, že první lety nosných raket s UAV Switchblade by měly být provedeny začátkem roku 2020.
Taková kombinace může výrazně rozšířit provozní efektivitu proudového letounu Switchblade, který má při provozu v jednom režimu maximální dosah 20 km. „V kombinaci s nosnou raketou se rozsah Switchblade zvýší o dalších 270 km, pokud chcete vrátit plavidlo, a 540 km pro misi v jednom směru,“řekl Fendley s tím, že každý Firejet bude schopen nést až čtyři Switchblades. „Tradiční roje lze snáze implementovat pomocí malých systémů a v úmyslu s Firejetem přejít k konceptům rojů.“
Rojové schopnosti
Kratos se také účastní programu Gremlins DARPA, který by mohl poskytnout základ pro desítky konceptů rojového typu, včetně „nasazení vzduchu a velkého opětovného vstupu UAV“.
Na konci roku 2019 provedli Kratos a DARPA první let z letadla C-130, který zatím nebyl odhalen, což je přechodné řešení mezi vozidly Firejet a 167A. Tento neoznačený nosič je vybaven sklopnými křídly, která jej umožňují přepravovat v nákladovém prostoru letadla C-130.
Po splnění úkolu probíhá návrat nosičů zpět do nákladového prostoru pomocí technologie připomínající tankování vzduchu. To umožňuje letounu C-130 „ukotvit“se u nosiče, vrátit jej do prostoru a přesunout do stojanu pro skladování pro opětovné použití.
Kratos také vyvíjí technologii Wolf Cancer pro rojové operace UAV. V rámci konceptu Wolf Pak se studuje komunikační technologie, která umožní zkombinovat více vzduchových systémů do vysokofrekvenční sítě a zlepšit tak kvalitu výměny dat.
Technologie Wolf Pak také umožňuje, aby se roje decentralizovaně přizpůsobily a překonfigurovaly, což umožňuje rojům dronů létat v předem stanovené vzdálenosti od sebe. Tento software je vyvíjen na žádost nezveřejněného zákazníka americké armády. Nebyly poskytnuty žádné další podrobnosti, i když odborníci z oboru naznačují, že by mohl být použit k podpoře řady provozních požadavků od zpravodajských informací až po cílení.
Software Wolf Pak, který je v současné době v hodnocení zákazníků, běží na UWB spojeních, která při použití jediné řídicí stanice snižují elektromagnetický podpis UAV.
Kratos řekl, že řešení Wolf Pak jmenuje „vůdce“, který vzdáleně nebo autonomně ovládá zbytek roje. Systém je také nadbytečný, provoz roje není ovlivněn vypnutím nebo poškozením samostatného dronu. Každý UAV pracuje v roji na vlastním integrovaném softwaru, který se vyhýbá konfliktům s drony a dalšími překážkami.
Podle Kratose je dnes software Wolf Pak schopen ovládat až 10 UAV v jednom roji. Letadla se také mohou odpojit od sítě pro jednotlivé operace, načež se opět mohou připojit k roji. Fendley řekl:
"Wolf Pak umožňuje rychle integrovat týmy UAV pro spolupráci, ačkoli neobsahuje funkce AI ani rozhodování." Wolf Pak dnes nepoužíváme, nicméně prototypový systém byl vytvořen za účelem pochopení, jak by koncept mohl fungovat. Program neobsahuje šifrovaný komunikační kanál, ale v dnešní době je k zajištění sledování v bojové situaci zapotřebí zabezpečený systém. “
Kratos používá dosud nepojmenovaný autonomní systém k podpoře svých aktuálních demonstračních programů a poskytuje společné rozhraní s rojovými bezpilotními prostředky, které lze přizpůsobit integraci konkrétních typů letadel. Obsahuje datové spojení pro dálkové ovládání a monitorování; dodatečný komunikační kanál mezi vozidly létajícími v těsné blízkosti; Software autopilota k zajištění „základního“letového výkonu; stejně jako cílový počítač pro rozhodování na vyšší úrovni. Tato technologie také zahrnuje software AI vyvinutý společností Kratos a dalšími nejmenovanými partnery z civilního sektoru.
"Naším záměrem je mít otevřená rozhraní a různé přístupy, které se přizpůsobí jakékoli hardwarové / softwarové části." Kratos se chce se všemi sladit a začlenit do našich dronů další řešení. Autonomii lze integrovat do základních systémů s rozhraními, která nám umožňují interakci a koordinaci s autonomními a AI subsystémy jiných vývojářů “, - poznamenal Fendley.
Mezitím evropský výrobce raket MBDA představil několik konceptů a systémů na podporu operací rojů UAV na letecké show v Paříži v létě roku 2019.
Doručení roje
Zástupce společnosti MBDA uvedl, že probíhá aktivní vývoj vlastního konceptu Future Air System a jeho komponentních - rojových schopností. Zejména zahrnuje dodávku roje UAV takzvaným Remote Carrierem, který bude „kompaktní a nenápadný“a bude schopen pracovat ve spojení s jinými platformami a zbraněmi.
"Jak se hrozby vyvíjejí a strategie popírání se stávají sofistikovanějšími, bude nutné vytvořit místní a dočasnou vzdušnou převahu," uvedla společnost v prohlášení. „V těchto bleskově rychlých operacích budou síťové výkonné prvky zabírat významnou část bitevního cloudu a budou si v reálném čase vyměňovat taktické informace a cílové souřadnice s platformami a dalšími síťovými uzly, aby bylo dosaženo požadovaného účinku.“
Společnost MBDA nazývá své dálkové odpalovací zařízení, vypuštěná z bojových a transportních letadel a povrchových lodí, „prodlužovače plošin a zbraní, které je doprovázejí“.
Podle zástupce společnosti zahrnuje projekt „vzdálených médií“síťové infračervené a radiofrekvenční senzory s funkcí fúze dat a automatické identifikace cílů v obtížných prostředích; funkce detekce hrozeb; a vývoj pokročilých plánovacích nástrojů a nástrojů pro rozhodování.
Specifické systémy studované MBDA mají schopnosti taktického úderu s „kompaktními, síťovými zbraněmi rozmístěnými mimo dosah zbraní, schopnými vysoce přesného dopadu a dezorganizací nepřátelské obrany prostřednictvím skupinového a rojového chování“.
Polská společnost WB Electronics také zkoumá schopnosti rojů pro své drony a loiteringovou munici (BB). Společnost hovořila o budoucích plánech pro autonomní platformy pracující v rojových konfiguracích. Podle ředitele WB Electronics Martina Masievského bude budoucí operační úspěch těchto autonomních technologií založen na funkcích, které mohou poskytnout armádě.
Jedná se například o schopnost BB a UAV létat bez GPS signálu a vyměňovat si zprávy s jinými letouny s posádkou i bez posádky během rojových misí.
Masievski uvedl, že společnost WB Electronics vyvíjí rojové technologie, aby splnila potřeby armády pro neobydlené systémy, zejména při podpoře operací v bojových podmínkách, ale nebyla schopna poskytnout podrobnější informace. Poznamenal, že WB Electronics pracuje na propojení až šesti lomiterových střeliv Warmate LM, přestože tento projekt zůstává v raných fázích vývoje. Vyjádřil také svou vizi schopností roje LM, která počítá s využitím až 20 dronů spojených do jediné sítě pro průzkum a shromažďování informací.
Většina dnešních rojových technologií je vyvinuta pro vzdušný prostor. Dlouhodobé plány však mohou být doplněny podobnými schopnostmi pro pozemní i pozemní vozidla.
"Tyto příležitosti ještě nejsou dostatečně rozvinuté." Obchodní rozhodnutí se však nyní zaměřují na letadla, “řekl Masievski. „Ale jak se technologie vyvíjí, zvyšuje se úroveň autonomie a objevuje se umělá inteligence na podporu operací v trojrozměrném prostoru, bude možné je přenést na povrchovou nebo pozemskou sféru.“
"Potenciál je však neuvěřitelně velký, zvláště když se technologie AI vyvíjí a stává se praktičtější." V budoucnu budeme moci vidět úžasné věci, například roj dronů fungující jako hejno ptáků. Potenciál těchto příležitostí je obrovský. “
Kromě schopnosti spouštět a vracet hejna autonomních vozidel by uživatelé měli mít také možnost dálkově ovládat velké množství dronů, pozemních robotů nebo povrchových vozidel.
Operátoři musí být vybaveni softwarem pozemní kontroly příští generace a zařízeními koncových uživatelů, aby mohli optimálně manipulovat s roje a současně snižovat kognitivní zátěž personálu. Za zmínku stojí společnost Pison, která v zájmu amerického MTR vyvíjí technologii ovládání gesty. Umožňuje operátorům ovládat provoz UAV gesty rukou pomocí zařízení, které se nosí na zápěstí. Podle společnosti je další fáze demonstrací naplánována na červen 2020.
