Předchozí článek:
Hledejte a neutralizujte: Boj dronů nabírá na obrátkách. Část 1
Solární dron Zephyr byl vyvinut společností Airbus DS. Může zůstat ve vzduchu několik měsíců
Je zřejmé, že šíření stále většího počtu malých bezpilotních prostředků, které lze snadno a levně zakoupit, snadno se používají a poskytují, ačkoliv jsou primitivní, ale stále mají schopnost zasáhnout a průzkum, je velkým problémem při zajišťování národní bezpečnosti nebo v boji proti hrozbám, které vzniknout na bojišti. Těmto hrozbám lze samozřejmě čelit použitím nových technologií nebo zlepšováním těch stávajících, ale na obzoru se již rýsují stále složitější UAV a principy jejich bojového využití a s největší pravděpodobností se v budoucnosti stanou skutečnými bolest hlavy pro obranné systémy.
Skutečně ještě větší UAV, které již existují, od taktických systémů používaných na úrovni brigád, například Shadow od Textron Systems, platformy pro střední nadmořskou výšku s dlouhým letem kategorie MALE, například MQ-9 Reaper od General Atomics Letecké systémy a končící vysokohorskými plošinami s dlouhodobými lety kategorie HALE, jako je RQ-4 Global Hawk společnosti Northrop Grumman, mohou představovat problém pro systémy protivzdušné obrany.
Navzdory skutečnosti, že letové vlastnosti těchto dronů - rychlost a manévrovatelnost - jim neumožňují vyhnout se obranným opatřením, mnoho z nich má relativně slabé radarové a tepelné podpisy a v případě platforem kategorie HALE jsou schopny operují v extrémních rozsazích mnoha radarů a raket. komplexů. Je však pravděpodobně důležitější, aby se funkčnost a účinnost palubního nákladu, který tyto systémy unesou, stále více zvyšoval, což jim umožňuje plnit zejména své průzkumné úkoly na vzdálenosti a výšky mimo dosah protivzdušné obrany zbraní, a to jak z hlediska detekce, tak z hlediska ničení …
Radar SPEXER 500 (výše) a infračervená kamera Z: NightOwl, vyvinutá společností Airbus DS, jsou navrženy pro boj s drony
Bezpilotní vzdušné prostředky (UAV) mohou způsobit značné problémy systémům protivzdušné obrany a pokud se s nimi bude zacházet stejně jako s lidskými vozidly nejnovější a příští generace, může se ukázat, že je obtížnější je odhalit a zničit - jejich konstrukce nezajišťuje umístění pilotů, a to umožňuje zmenšení platforem a zvýšení jejich ovladatelnosti.
Nové slibné drony ultra-HALE jsou ještě problematičtější. Solární dron společnosti Airbus DS má dobu letu měřenou v měsících a může létat ve výškách nad 21 kilometrů. Navzdory svému rozpětí křídel 23 metrů má kompozitní plavidlo malou efektivní odrazovou plochu (EIR), protože jeho sluneční pohonný systém má slabý tepelný podpis, a proto je obtížné jej detekovat.
Některé ozbrojené síly uznávají, že mnoho protiletadlových systémů je schopno účinně detekovat, sledovat a zasáhnout UAV současné generace, a proto hledají způsoby, jak takové systémy porazit díky důmyslným zásadám boje s využitím mnoha systémů stejného typu na stejný čas.
Například takzvané „rojení“systémů, kdy velké množství dronů spolupracuje na dosažení svého cíle, může velké většině obranných systémů způsobit velké problémy.
Tento přístup, založený na masivním útoku dronů, byl od samého začátku založen na skutečnosti, že pro dosažení cílů bojové mise bude obětováno mnoho platforem.
V rámci programu LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology) vyvíjí americký úřad pro námořní výzkum (ONR) technologii pro spolupráci mnoha dronů. Odpalovač trubkových kolejových kontejnerů bude rychle dronovat malé drony z lodí, bojových vozidel, vozidel s posádkou nebo jiných neobydlených platforem. Po spuštění „roje“(nebo chcete -li „hejna“) funguje UAV samostatně, drony si mezi sebou vyměňují informace za účelem splnění zadaného úkolu.
Video ukázka projektu LOCUST. Koordinovaný let devíti dronů
V současné době ONR používá Coyote UAV jako testovací model. Tato jednotka má sklopná křídla pro snadné skladování a přepravu. Na začátku roku 2015 byly provedeny předváděcí lety v několika testovacích rozsazích, během nichž byly provedeny starty vozidla vybaveného různými užitečnými zatíženími. V další ukázce této technologie devět dronů nezávisle synchronizovalo a dokončilo skupinový let.
Klíčovou schopností projektu LOCUST je vysoká úroveň autonomie hejna, která jim umožňuje provádět úkoly bez zásahu operátora, a tím čelit jakémukoli rušení komunikace, které lze proti nim použít.
Podle ONR se navíc roj bude moci „samoléčit“, to znamená samostatně se přizpůsobit a konfigurovat, aby dále plnil úkol. Aktuálním cílem programu je postupně spustit 30 UAV za 30 sekund. ONR hodlá v polovině roku 2016 provést námořní zkoušky hejna LOCUST v Mexickém zálivu.
V srpnu 2015 zahájila svůj program Gremlins také Agentura pro obranné pokročilé výzkumné projekty (DARPA) amerického ministerstva obrany. Tento projekt počítá s nasazením skupin malých UAV z velkých letadel, jako jsou bombardéry nebo dopravní letouny, stejně jako z stíhaček a dalších malých letadel, a to ještě před vstupem do dosahu nepřátelských systémů protivzdušné obrany.
Program Gremlins vyvíjí Agentura pro pokročilý výzkum a vývoj amerického ministerstva obrany (DARPA)
Tento program počítá s tím, že po dokončení mise by transportní letoun C-130 ve vzduchu mohl vzít takzvané „Gremlins“zpět na palubu. Plánuje se, že pozemní týmy je budou moci připravit na další operaci do 24 hodin od jejich návratu.
DARPA řeší především technické problémy spojené se spolehlivým a bezpečným leteckým startem a návratem mnoha dronů.
Program je navíc zaměřen na získání nejen nových operačních schopností a rozvoj nového typu letového provozu, ale také dlouhodobě a na získání výrazného ekonomického efektu. Podle mluvčího FDA si program také klade za cíl "prodloužit životnost dronů Gremlin na přibližně 20 misí".
Systém AUDS společnosti Blighter Surveillance Systems využívá pozemní přehledový radar ve spojení s optoelektronickou stanicí a elektronickou rušičkou
Další funkce
Když se vrátíme k Airbus DS, poznamenáváme, že jeho vývojový plán UAV zahrnuje zlepšení přesnosti systémů a zavedení nových funkcí, jako jsou funkce typu „přítel nebo nepřítel“, které mohou být užitečné při snižování frekvence falešných poplachů a jsou atraktivní pro operátory využívající systém ve složitém vzdušném prostoru. Společnost také zvažuje použití méně pokročilých systémů ke snížení nákladů a rozšíření potenciální zákaznické základny, i když v tomto případě se přesnost platforem pravděpodobně sníží.
RADA Electronic Industries zaměřila své úsilí UAV na vývoj programovatelného řešení založeného na stávajících radarech.
"Navrhli jsme radar, který dokáže detekovat velmi malé objekty, od velmi nízkých rychlostí, dopplerovských rychlostí až po vysokorychlostní cíle létající rychlostí zvuku a vyšší." Tento radar dokáže detekovat lidi, auta, bezpilotní prostředky, stíhačky, rakety, záleží na vysokofrekvenčním režimu, který nastavíte, - vysvětlil vedoucí rozvoje obchodu této společnosti Dhabi Sella. - V případě našeho víceúlohového programovatelného radaru to znamená, že stačí stisknout tlačítko a software není třeba měnit. Nastavením příslušných parametrů získáte to, co potřebujete. “
Polovodičové radary AFAR od RADA jsou určeny pro stacionární a mobilní aplikace. Společnost nabízí dvě rodiny: kompaktní polokulové radary CHR (Compact Hemispheric Radar) pro detekci a instalaci na krátkou vzdálenost do vozidel a víceúlohové polokulové radary MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) pro pevnou instalaci.
Rodina radarů MHR společnosti RADA Electronic Industries
Společnost také upgradovala rodinu MHR, která zahrnuje radary RPS-42, RPS-72 a RPS-82, známé také jako pMHR (přenosné), eMHR (vylepšené) a ieMHR (vylepšené vylepšené). Podle společnosti je nejmodernější radar ieMHR schopen detekovat mini-UAV na vzdálenost 20 km.
Sella řekl, že nalezení a sledování UAV není snadný výkon. "Není to jednoduché … najít minomety, ruční palné zbraně nebo RPG a může to být dokonce těžší, ale pochopili jsme to správně." Protiopatření UAV jsou v možnostech těchto radarových systémů. V každém případě jsou UAV specifické cíle s unikátními vlastnostmi, které označujeme anglickou zkratkou LSS (low, small, and slow - low, small, slow). Je problém identifikovat velmi malé objekty s velmi malým EPO létajícím velmi nízko a blízko hluku pozadí zemského povrchu. Někdy létají tak rychle, jako cestují jiná vozidla, například auta. Najít je mezi všemi překážkami je obtížný úkol. Dalším problémem je, že létají jako ptáci, jsou vnímáni jako ptáci a uživatel obvykle chce rozlišovat mezi tím, čemu říkáme otravné cíle. “
Sella vysvětlil, že jedním ze způsobů určení, zda je dráha dron, je zaměření radarové energie na určení, zda má cíl vrtule, a dodal, že kromě hardwaru je pro schopnosti systémů klíčové také zpracování signálu a vývoj algoritmů.
SRC na bázi Syracuse kombinuje řadu v praxi osvědčených systémů elektronického boje ve svém kombinovaném základním přístupu, aby poskytoval schopnosti protiraketové obrany jak pro zónovou obranu, tak pro agilní boj. Ačkoli jsou tyto systémy nyní často považovány za sekundární úkol pro systémy anti-UAV, jejich význam neustále roste.
„Malé UAV budou mít schopnost provádět shromažďování informací nebo letecké výbušniny,“vysvětlil David Bessie, ředitel rozvoje obchodu v SRC. "Nepřátelské bezpilotní prostředky, které systém protivzdušné obrany neidentifikuje, mohou ovlivnit bojovou operaci, nebo poskytnou nepříteli informace o vašich pozicích, nebo provedou letecký úder na vaši infrastrukturu nebo manévrovací síly."
"Náš přístup využívá stávající, v oboru osvědčené technologie, stejně jako software, který je integruje do jednoho základního systému." Výhodou tohoto přístupu je, že můžeme použít systémy našich zákazníků, které jsou již v provozu, abychom snížili celkové náklady na vlastnictví. Poskytujeme osvědčené elektronické válčení a radarové systémy a brzy budeme moci nabídnout doplňkovou stanici pro vyhledávání směru, “řekla Bessie.
"Věříme, že systémy elektronického boje jsou pro boj s UAV zásadní." Naše systémy elektronického boje dokážou detekovat, sledovat a klasifikovat bezpilotní systémy a poté je automaticky neutralizovat. Pokud je pro určení identity cíle vyžadována vizuální identifikace, lze na ni přenést kameru. Naše detekční, sledovací a klasifikační schopnosti můžeme dále vylepšit pomocí našeho radaru pro sledování vzdušného prostoru LSTAR. Doporučuje se také přidat optoelektronické senzory s vysokým rozlišením pro vizuální identifikaci na dlouhou vzdálenost. “
Radar LSTAR pro sledování vzdušného prostoru plní velmi skutečné bezpečnostní úkoly. Na fotografii výše radar chrání klid summitu G8, který se konal v létě 2013 v Irsku.
Lehký a snadno transportovatelný radar SR Hawk Surveillance Radar, který je součástí řady leteckých sledovacích radarů LSTAR, které všechny disponují 360 ° 3-D elektronickým skenováním, poskytuje 360 ° i sektorové skenování. Víceúlohový radar OWL nabízí polokulový pohled od -20 ° do 90 ° ve výšce a 360 ° v azimutu. Má elektronicky řízenou nerotující anténu a pokročilý režim zpracování signálu Doppler, který umožňuje detekci a sledování UAV, zatímco lze bojovat proti bateriovým bitvám.
Kromě řešení založených na radarových a optoelektronických technologiích se vyvíjejí také systémy založené na jiných principech. Společnost Northrop Grumman začala používat technologii LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) k potlačení UAV ve svém systému Venom.
Společnost testovala systém Venom jako stíhací letoun dronů v rámci cvičení MFIX (Maneuver-Fires Integrated Experiment) americké armády ve Fort Silla v roce 2015. Systém Venom byl nainstalován na obrněné vozidlo M-ATV kategorie MRAP a úspěšně provedl identifikaci, sledování a určení cíle UAV.
Venom s technologií LLDR se montuje na univerzální platformu stabilizovanou gyroskopem. Během testů byl Venom testován jako systém pro boj s UAV ze dvou strojů. Systém přijímal příkazy pro vnější určení cílů, zachytil cíle a sledoval malé nízko letící drony. Systém Venom byl také předveden v pohybu se senzorovým ovládáním zevnitř vozu.
Stojí za zmínku, že laserový značkovač LLDR2 byl široce používán v operacích v Iráku a Afghánistánu.
Vizuální detekce
Aby byly splněny požadavky izraelského ministerstva obrany, izraelská společnost Controp Precision Technologies vyvinula detekční systém UAV založený výhradně na optoelektronických a infračervených technologiích.
Lehké, rychle skenující infračervené zařízení společnosti Tornado využívá chlazenou středovlnnou termokameru (specifikace matrice nebyla zveřejněna) upevněnou na 360 ° otočné desce. Systém může poskytovat panoramatické pokrytí od úrovně země až po 18 ° nad horizontem.
Aby bylo možné identifikovat potenciální cíle, softwarové algoritmy systému detekují sebemenší změny v prostředí. Podle společnosti vám umožňují automaticky sledovat jakékoli létající vozidlo po jeho trajektorii, létající různými rychlostmi jen pár metrů nad zemí. Systém má nepřetržité zvětšení pro jasný obraz a může poskytnout stopu pro každý cíl.
Podle společnosti Controp může Tornado monitorovat zastavěné oblasti s mnoha rušivými ozvěnami, přestože nezveřejňují podrobné informace o charakteristikách, kromě toho, že malé UAV lze detekovat v rozsazích měřených ve stovkách metrů, zatímco velké cíle jsou detekovány za desítky kilometrů.
Pomocí zvukových a obrazových signálů je systém schopen automaticky poskytnout operátorovi upozornění, že létající objekt vstoupil do předem určené „bezpilotní“zóny. Systém lze ovládat lokálně nebo vzdáleně z velitelského centra, může fungovat jak v samostatném režimu, tak jako integrovaný systém, který přijímá data z jiných senzorů.
Izraelská společnost Controp Precision Technologies dává systému detekce dronů označení Tornado
Standardní senzorová jednotka Tornado váží 16 kg, má průměr 30 cm a výšku 48 cm; ačkoli se také plánuje vývoj menšího bloku o rozměrech 26x47 cm a hmotnosti 11 kg.
Článek zvažuje zahrnutí funkce vizuální detekce a sledování do systému a také možnost jeho připojení k některým systémům anti-UAV. "Náš systém Tornado dokáže detekovat UAV pouze pomocí infračervené kamery." bez použití jakýchkoli radiofrekvenčních systémů. Hlavní výhodou Tornada oproti RF systémům je, že radary budou dobře fungovat v oblastech bez rušení, ale když jste v oblasti s budovami a jinou infrastrukturou, mají radary problémy s detekcí malých UAV. Náš systém se skládá ze dvou hlavních komponent, první je infračervená kamera, která snímá 360 ° a poskytuje panoramatický obraz, druhá jsou algoritmy, které vám umožňují detekovat malé cíle, když jsou v pohybu, vysvětlil viceprezident marketingu ve společnosti Controp Johnny Carney. „Vyvinutí algoritmu je obtížné, protože chcete detekovat pohybující se cíl, ale vyloučit například mraky a jiné pohybující se objekty.“
Typický displej operátora Tornado zobrazující panoramatický infračervený snímek (nahoře), panoramatický snímek z infračervené kamery (vlevo dole) a satelitní snímek odpovídající pozemní oblasti (vpravo dole)
Tornado je sledovací systém, a pokud chcete sledovat systém a získávat údaje o poloze a dosahu, musíte přepnout na jiný systém, abyste vykonali část práce … a pokud chcete sledovat cíl a vidět více Podrobnosti, pak musíte použít více. jeden optoelektronický systém pro příjem nepřetržitého video streamu, “vysvětlil Carney.
Velkou nevýhodou systému však je, že nedokáže odlišit například ptáky velikosti dronu od skutečných cílů, k tomu je potřeba operátor.
Carney věří, že bylo vyvinuto několik účinných řešení, která mohou poskytnout všechny aspekty detekce a sledování, které potenciální zákazníci potřebují, a zároveň dodává, že v požadavcích na systémy existují extrémy. Od jednotlivců, kteří chtějí přijímat varovné signály o létání UAV nad jejich majetkem, až po ochranu národní infrastruktury a zařízení na bojišti. "Některá vojska například chtějí systémy, které by mohly zabránit létání UAV nad jejich bojovými vozidly." Existují různé způsoby, jak splnit požadavky, záleží také na finančních zdrojích, které můžete utratit, a to je jeden z mnoha problémů. Samozřejmě, pokud chcete nejlepší ochranu, musíte pro detekci použít kombinaci radaru a infračerveného záření a pro sledování infračervenou a polovodičovou kameru (CCD kameru). “
Carney věří, že je možné povolit analytiku, která by mohla automaticky určit typ cíle, ale dodal, že nikdy nedosáhne 100% přesnosti, protože vždy existuje možnost „narazit“na dron, který vypadá jako pták, a tudíž pomoci operátorům bude vždy potřebovat pokročilé sofistikované rozpoznávací algoritmy.
Systém CACI SkyTracker je navržen tak, aby poskytoval pasivní detekci prostřednictvím toho, co společnost popisuje jako „elektronický perimetr“. Tento systém může fungovat nepřetržitě za každého počasí.
Rozhraní systému SkyTracker
Systém SkyTracker používá několik senzorů, které dokážou detekovat, identifikovat a sledovat UAV přes jejich rádiové řídicí kanály. Použití více senzorů umožňuje určit polohu UAV díky metodě triangulace a přesné geolokaci. SkyTracker navíc dokáže určit umístění operátorů UAV.
Jak již bylo uvedeno, malá velikost, slabý tepelný podpis, okolní prostor se spoustou interferencí a složité dráhy letu činí z boje proti UAV velmi obtížný úkol.
Technologie Venom LLDR se montuje na univerzální gyro-stabilizovanou platformu
K tomu je třeba připočítat možnou koncepci bojového využití. "Problém malých UAV je, že mohou vzlétnout a přistát v oblasti, kterou chcete chránit." Například z hlediska válčení musíte vždy bránit frontu - nechcete, aby vám nepřátelské vozidlo, které ještě nemáte nad hlavou, vletět na vaše území. A pokud mluvíme o zajištění národní bezpečnosti, pak v tomto případě malé UAV již mohou být v oblasti, kterou chcete chránit, “řekl Carney.
Zatímco v boji proti bezpilotním letadlům je kladen důraz na řešení hrozby jednotlivých dronů, sofistikované útoky „smečky“vyvinuté armádou mohou potenciálně představovat značné výzvy pro obranné systémy.
Mnoho z navrhovaných řešení zahrnuje schopnost detekovat a sledovat více cílů. Ale hlavní obtíž bude s největší pravděpodobností zabránit tomu, aby desítky dronů dosáhly svého cíle. I při dostatečném počtu neutralizačních prvků lze obranu „prolomit“jednoduše na úkor vyšších čísel, zvláště pokud je stádo „chytré“a dokáže se přizpůsobit reakci obranných systémů.
Fyzická podstata navrhovaných a vyvíjených řešení bude pravděpodobně také hrát významnou roli při určování jejich účinnosti. Vzhledem k vysoké manévrovatelnosti hrozeb, vzhledem k tomu, že nejsou vázány na určitá místa (i taktické UAV mohou fungovat s minimální infrastrukturou), by obranné systémy měly být také stejně mobilní a s tím je třeba počítat. Například do vozidel lze pro zvýšení pohyblivosti instalovat velké systémy, jako jsou radary Žirafy od Saabu. Obecně mnoho původně vyvinutých komplexních řešení bylo původně navrženo pro přepravu, konfiguraci a montáž s minimálním počtem personálu.
"Klíčovou vlastností našeho systému AUDS je, že se rychle nasazuje a jednoduše se bez problémů sbalí a znovu nasadí, to znamená, že jej složíte na vozidlo a rychle jej přenesete do jiné polohy." Ani jedna jeho část neváží více než 2,5 kg, “řekl Redford.
V úvahu se berou i relativně malé vzdálenosti mezi vypuštěním dronu a místem jeho neutralizace. "Před několika lety, když jsme začali s vývojem našeho systému, jsme předpokládali, že tyto vysoce manévrovatelné hrozby lze neutralizovat vysoce manévrovatelnými a mobilními prostředky … vzdálenosti jsou blízké a jakékoli zničení proběhne nanejvýš několik kilometrů, někdy i několik stovek." metrů, a proto nepotřebujete drahé finanční prostředky., velké a stabilní. Myslím, že to je negativní faktor v tomto druhu války, “řekl pan Sella z RADA Electronic Industries.
závěry
Hrozba, kterou představují bezpilotní prostředky nasazené teroristickými skupinami a dalšími nezákonnými organizacemi, je nyní široce uznávána. Na civilní a vojenské cíle mohou útočit drony, může to být útok proti infrastruktuře nebo dodávka toxických látek nebo prostý „primitivní úder“.
Na bojišti se vojenské síly již nemusí spoléhat na to, že budou jediným operátorem dronů, protože mezi povstaleckými skupinami a dalšími polovojenskými organizacemi se objevují účinnější systémy.
V obou oblastech - národní bezpečnosti a formacích bitev - jsou účinná opatření proti UAV v současné době považována za nedílnou součást celkové strategie. Jejich implementace je stále ve fázi porozumění a porozumění. Nejjednodušším a nejspolehlivějším řešením (alespoň pro blízkou budoucnost) je používat a upravovat systémy určené pro jiné účely. Avšak ve vzdálené budoucnosti, jak budou hrozby stále složitější, bude možná nutné dále rozvíjet speciální technologie pro boj s bezpilotními vzdušnými prostředky.
