Ожидайте, что в ближайшем будущем каждый грузовик, танк и транспортное средство будут выглядеть как мачта военного корабля.
Ниже приведен практический анализ того, как защищаться от оптоволоконных дронов. Защита от любого и всех небольших дешевых дронов основана на первентивном их обнаружении/ощущении. Все дело в датчиках. Здесь нет новых технологий. У нас есть все, что нужно, чтобы обнаружить дрон достаточно быстро, чтобы сбить его. Как и во всем остальном, масштабируемо ли это? Да. Я думаю, да. Есть ли что-то на рынке сейчас? Нет, но многие системы проходят испытания. Существует много систем для сбивания крылатых ракет и шахедов. Но пока нет ничего модульного для хорошей защиты точек и конвоев от небольших дешевых дронов. Почему у нас этого еще нет на поле боя? До сих пор РЭБ работала очень хорошо. Волоконные дроны изменили это.
На современных полях сражений дроны с опто-волоконным управлением представляют собой одну из самых сложных задач обнаружения, с которой сталкиваются обороняющиеся. Эти дроны не излучают радиочастотные сигналы, что делает их невидимыми для стандартных систем радиоэлектронной борьбы, которые полагаются на обнаружение и глушение радиочастот. Управляемые с помощью сверхтонкого кабеля, они летают низко, используют рельеф местности для укрытия и используют пробелы в обычных сенсорных системах. И Украина, и Россия развернули эти «неподдающиеся глушению» дроны для разведки и точных ударов.
Обнаружение оптоволоконных дронов требует многоуровневого подхода. Ни один датчик не может охватить все слабости, которые используют эти дроны. Решение заключается в объединении акустических, радиолокационных и оптических датчиков в единую систему. Каждый тип датчика имеет свои сильные и слабые стороны, но вместе они могут компенсировать друг друга и создать жизнеспособный зонтик обнаружения.
Акустические датчики улавливают шум двигателей и пропеллеров дронов. Опто-волоконным дронам часто требуется немного больше тяги, чтобы нести вес своего троса, что делает их несколько шумнее стандартных дронов. Микрофонные решетки, иногда с десятками микрофонов, могут слушать эти звуки, даже когда дрон скрыт рельефом или летит за препятствиями. Эти решетки используют формирование луча для вычисления пеленга дрона, а иногда и высоты. Однако их дальность ограничена, обычно всего несколько сотен метров. Фоновый шум от полей сражений, ветра, транспортных средств или даже далеких вертолетов может подавлять акустическую сигнатуру дрона.
Радарные системы обеспечивают самые большие дальности обнаружения, иногда превышающие 1–3 километра в зависимости от мощности радара и размера дрона. В отличие от акустических систем, радар работает в любую погоду и при любых условиях освещения. Современные радары используют микро-доплеровскую обработку для идентификации дронов по уникальным вращающимся сигнатурам их пропеллеров, отличая их от птиц или мусора. Но для радара требуется прямая видимость, а дроны, летящие близко к особенностям рельефа, могут маскироваться в помехах на земле, из-за чего радары пропускают их до самого конца их приближения.
Оптические и инфракрасные камеры обеспечивают самое четкое подтверждение и идентификацию. Камера может визуально подтвердить, является ли объект дроном, и даже идентифицировать полезную нагрузку. Тепловидение может обнаруживать тепловые сигнатуры от двигателей и батарей, особенно ночью. Одна из новых технологий, находящихся в стадии разработки, предполагает использование инфракрасных лазерных осветителей для сканирования неба. Опто-волоконные кабели могут отражать этот ИК-свет, делая невидимый трос видимым для датчиков. Однако оптические системы страдают от тумана, дождя и дыма и часто имеют ограниченное поле зрения. Обычно они получают сигналы от радаров или акустических датчиков, чтобы сосредоточиться на предполагаемом месте, а не сканировать вслепую.
Ключом к эффективному обнаружению дронов с помощью оптоволокна является слияние — объединение этих трех типов датчиков в единую интегрированную систему. Когда радар обнаруживает возможный дрон, он может автоматически подать сигнал камерам на увеличение для идентификации. Если акустические массивы улавливают звук от скрытого дрона, они могут подать сигнал радару на более интенсивное сканирование этого сектора. Механизм слияния сопоставляет данные со всех датчиков в режиме реального времени, отфильтровывая ложные сигналы тревоги и создавая единую картину воздушного пространства. Если радар обнаруживает что-то, а акустические датчики также регистрируют шум, похожий на шум дрона, повышается уверенность в том, что это действительная цель. В сочетании с алгоритмами машинного обучения этот мультимодальный подход становится все более надежным.
На основе недавнего боевого опыта и опытно-конструкторских работ были разработаны две практические системы.
Примерно за 500 000 долларов можно развернуть систему, установленную на грузовике, для защиты передовых оперативных баз, конвоев или пограничных секторов. Эти мобильные устройства обычно включают 3D-радар, установленный на подъемной мачте для максимального покрытия, например, Spotter Global AX250 или Blighter A422. Радар передает непрерывные данные о треке в надежную систему управления и контроля (C2) в транспортном средстве. Высококачественные EO/IR-карданы устанавливаются на стабилизированных мачтах, автоматически поворачиваясь для визуального подтверждения целей, идентифицированных радаром. Эти камеры часто включают охлаждаемые средневолновые инфракрасные датчики с дальностью обнаружения до нескольких километров. Акустические массивы, такие как Squarehead Discovair G2, обеспечивают дополнительное близкое покрытие, заполняя слепые зоны, где рельеф может блокировать сигналы радара. Все сигналы датчиков объединяются внутри системы C2 грузовика, которая отображает треки радара, видеопотоки и акустические пеленги в едином интерфейсе. Это позволяет операторам быстро принимать решения и подсказывать возможные контрмеры. Подобные системы уже существуют в активной эксплуатации, например, платформы X-MADIS армии США или LVSS ADA компании Teledyne FLIR.
Примерно за 100 000 долларов можно построить портативную наземную систему для защиты траншей, передовых застав или важных стационарных объектов. В этой конфигурации радар может быть уменьшен до микро-радарных установок, способных обнаруживать беспилотники на расстоянии до 500 метров. Эти меньшие системы могут заимствовать конструкции автомобильных радаров или периметральных радаров безопасности. Акустическое покрытие может быть обеспечено несколькими компактными микрофонными решетками, размещенными вокруг оборонительной позиции, что обеспечивает дальность обнаружения 200–300 метров. Оптическое подтверждение может полагаться на фиксированные тепловизионные камеры или несфокусированные ИК-лазерные осветители, отражающиеся от опто-волоконных кабелей для обнаружения находящихся поблизости беспилотников. Вычислительная мощность обеспечивается защищенным ноутбуком или встроенным мини-ПК, работающим под управлением программного обеспечения с открытым исходным кодом Fusion. NATO Innovation Challenge призвал именно к таким типам модульных систем весом менее 100 кг для использования на передовой, поскольку они позволяют небольшим группам быстро развертывать эффективное обнаружение беспилотников без размера, стоимости или требований к мощности полноценных мобильных платформ.
Обе системы имеют модульную архитектуру. Многие программные алгоритмы, датчики и структуры обработки могут использоваться как в установках на базе грузовиков, так и в портативных установках, что позволяет гибко адаптировать их в зависимости от потребностей миссии и доступных бюджетов.
Реальный боевой опыт подтвердил ценность слияния датчиков. В Украине опто-волоконные беспилотники неоднократно использовали пробелы в обнаружении радиочастот. Ранние попытки решений с одним датчиком давали высокий уровень ложных срабатываний. Птицы активировали только радарные системы. Только акустические установки с трудом справлялись в шумных условиях. Но объединение нескольких датчиков позволило защитникам отфильтровывать ложные цели, проверять реальные угрозы и предоставлять солдатам действенные ранние предупреждения. Даже когда радар на мгновение теряет низколетящий дрон, замаскированный рельефом местности, акустические массивы могут обеспечить секунды предварительного предупреждения — критическое время для защитников, чтобы отреагировать.
По мере распространения и развития оптоволоконных беспилотников обороняющиеся должны продолжать разрабатывать адаптивные модульные платформы слияния датчиков, которые можно развернуть как в высококлассных военных, так и в более суровых условиях фронта. Это хороший способ сказать, что системы должны быть масштабируемыми/доступными и, возможно, даже аттрибутивными.