Довольно длительное время в небе вблизи линии боевого соприкосновения разворачиваются настоящие воздушные баталии в духе Первой мировой войны. Однако в век беспилотных технологий и искусственного интеллекта воздушный бой стал соответствующим: беспилотным, с применением ИИ.
FPV-перехватчик в объективе разведывательного БПЛА (изображение из архива компании)
В то, что беспилотники станут одним из атрибутов современного поля боя, не верили только очень консервативные аналитики. Но даже самые оптимистичные прогнозы пятилетней давности не предполагали, насколько смертоносными станут относительно небольшие разведывательные и ударные БПЛА. Этому способствовали массовость их выпуска, мобильность расчётов и сложность обнаружения.
Разведывательный беспилотник, будь то коптер или самолёт, стал предвестником очень плохих новостей для тех, над чьими позициями или техникой он появился: жди прилёта ударных дронов, ракеты, артобстрела. Скрыть перемещение техники и личного состава стало очень проблематично. Вести огонь даже при помощи РСЗО и САУ на колёсной базе стало крайне рискованным занятием для артиллерийских расчётов. Только очень плохая, по-настоящему нелётная погода в некоторых случаях могла стать союзником.
Надо сказать, что с БПЛА противника боролись и продолжают бороться традиционными методами противовоздушной обороны. Используются мобильные огневые группы, оснащённые тепловизорами и пулемётами, стационарные пулемётные и пушечные позиции, переносные зенитно-ракетные комплексы и даже серьёзные зенитно-ракетные системы, предназначенные для перехвата крылатых ракет и «большой авиации». В случае со стрелково-пушечным вооружением это не очень эффективно, а в случае с зенитно-ракетными комплексами — очень дорого.
Невозможно не упомянуть отдельные попытки использования спортивных самолётов, которые отсылают к воздуху над полями Первой мировой войны. Эта аналогия продиктована прежде всего наличием на таких самолётах бортового стрелка, который пытается из личного оружия сбить вражеский разведчик, пока лётчик старается удерживать большой самолёт в непосредственной близости от малого БПЛА. Это сопряжено с большим риском для экипажа такого «истребителя-перехватчика» и, как правило, неэффективно.
Импровизированный перехватчик на базе Як-52 (изображение из интернета).
FPV-перехватчики
Решение не заставило себя долго ждать: появились дроны-перехватчики. В обиход операторов БПЛА прочно вошло слово «таран», обозначающее класс FPV-коптеров и лёгких самолётов, предназначенных для перехвата вражеских разведывательных и ударных беспилотников.
Поначалу, приём Петра Николаевича Нестерова действительно стал основным способом прекращения полета разведывательного «крыла» (так сокращённо называли сначала аппараты схемы «летающее крыло», а затем данный термин распространился на все БПЛА самолётного типа) или тяжелого мультироторного аппарата по типу «Бабы Яги» (тоже стало термином для тяжелых коптеров-носителей боеприпасов и мин).
Таран изделия противника зачастую позволяет нанести повреждения силовой установке БПЛА и прежде всего воздушному винту, что приводит к потере тяги и падению. Но ювелирный таран часто требует очень хороших навыков управления, а также запаса аккумуляторной батареи для повторного захода в случае промаха.
Из-за этого стали появляться и альтернативные методы:
- сброс предмета (вплоть до бутылок воды), боеприпаса или сетки со своего коптера на висящий на более низкой высоте вражеский мультироторный БПЛА;
Заход на коптер сверху для уничтожения посредством сброса (изображение из интернета).
- воздушный подрыв в непосредственной близости от летящего вражеского беспилотного самолёта;
Подрыв перехватчика, заснятый на камеру разведывательного БПЛА (изображение из архива компании)
.
- барражирующие носители коптеров-перехватчиков с большим временем полёта, дежурящие в наиболее вероятных районах появления воздушных целей.
FPV-коптер под крылом носителя (изображение из интернета)
Одним из ключевых факторов успешного применения дешёвых перехватчиков стала эшелонированная система обнаружения. Существует множество вариаций с различными сенсорами, но основной принцип выглядит так: средства радиотехнической разведки фиксируют активность вражеских БПЛА в районе, затем небо сканируется мобильными радиолокационными станциями (радарами), а при обнаружении вражеского дрона взлетает группа перехвата.
Мобильная радиолокационная станция (изображение из интернета)
В случае с дальнобойными БПЛА-камикадзе сигналом для групп перехвата стали сообщения с мест в мониторинговых ресурсах, а подспорьем послужил громкий звук двигателей внутреннего сгорания у ударных аппаратов, летящих на малой высоте.
Некоторое время перехваты производились преимущественно в дневное время, но и это продолжалось недолго. Дело не только в оперативном оснащении мобильных огневых групп прожекторами.
Появились ночные версии FPV-перехватчиков, оснащённые камерами с сенсорами, позволяющими работать ночью почти как приборы ночного видения ранних поколений, а также дешёвыми тепловизорами. Разумеется, стали появляться перехватчики, оснащённые системами технического зрения, в том числе на основе ИИ-алгоритмов.
Такой подход позволяет с большей вероятностью обнаруживать БПЛА противника и, при достаточном техническом уровне производителя, поражать их в автоматическом режиме после захвата цели оператором.
Уничтожение «Бабы Яги» коптером с тепловизором. (изображение из интернета)
Возник и целый класс дронов, работающих по логике, схожей с применением зенитных ракет. Оператор на земле осуществляет захват, после чего перехватчик автоматически летит к цели и уничтожает её.
Перехватчик с системой наведения (изображение из интернета)
Ещё одной важной особенностью развития перехватчиков стало распространение систем мониторинга и обмена информацией. Координация и передача информации стали одним из основных требований для обеспечения эффективной защиты своего воздушного пространства от вражеских беспилотников. Распространённость, удобство и функционал таких систем, схожих одновременно с сервисами, показывающими положение гражданских летательных аппаратов, и с системами управления боем являются важным фактором для достижения превосходства в «беспилотном» небе.
В ответ на угрозу перехвата стали появляться механизмы защиты. Разберём некоторые из них.
Белый флаг
Различные надписи на поверхности своего БПЛА, апеллирующие к милосердию и пониманию со стороны противника. В основном это просьбы не сбивать, указание на то, что аппарат последний в подразделении, а экипаж пошлют на верную гибель в случае его утраты. Достоверно неизвестно, сколько аппаратов удалось таким способом спасти. Вероятнее всего – ни одного. Зато изображения с такими надписями быстро стали достоянием интернета и играют на руку противнику в информационной войне.
Есть и обратный подход, а именно надписи в духе: «Сбивайте, не жалко, у нас таких ещё много!». Они нацелены на то, чтобы деморализовать оператора перехватчика, указав на тщетность усилий и бессмысленность его работы. Такой подход, как правило, тоже не работает. Даже если вынести за скобки различные мотивационные поощрения за уничтоженную технику противника, азарт и ребячий восторг, который испытывает оператор, поразивший цель, вряд ли заставят его отказаться от воздушной охоты.
Надписи на БПЛА (изображение из интернета).
Камуфляж
Немного более действенный метод. Ещё до массового распространения перехватчиков многие БПЛА стали окрашивать в камуфляж, чтобы усложнить обнаружение. Причём тут тоже пригодился опыт предыдущих конфликтов. Например, можно разбить силуэт, слиться с подстилающей поверхностью при помощи защитной окраски верхней части и с небом при помощи серых и голубых тонов на нижней части БПЛА. В темноте помогает чёрная матовая краска.
Всё это повышает шансы на выживание, но только в строго определённых условиях. Впрочем, данный метод самый «бесплатный» из всех, поэтому вполне имеет право на существование.
Пример камуфляжа на разведывательном беспилотнике
Бортовые системы РЭБ
Действительно, зачастую перехватчик до сих пор управляется оператором до самого поражения цели. Поэтому логичной выглядит установка на борт блока постановки радиопомех в распространённых диапазонах радиочастот. При этом «карманный РЭБ» либо кратковременно лишает управления собственный аппарат, либо работает в обход собственных частот.
Методов глушения тоже много: от постановки постоянной помехи во всём вероятном диапазоне частот управления вражеского перехватчика до передачи мощного аналогового видеосигнала на частоте приёмника вражеского оператора на земле.
Используются и сканеры частот, которые сначала пытаются определить вероятные частоты, чтобы затем глушить именно их. Однако такой подход слабо себя оправдал. Наличие мощных излучателей помех мешает собственному оборудованию, а диапазоны частот, на которых работают перехватчики, очень быстро стали настолько разнообразными, что вероятность заглушить дрон противника резко снизилась.Кроме того, автоматические или частично автоматические методы перехвата снижают эффект от внедрения таких систем.
Высота
Этот метод хорош тем, что усложняет перехват в любом случае. Для подъёма на такую же высоту и активного маневрирования требуется аппарат с большим запасом энергетики. Усложняется и обнаружение. Наконец, увеличивается время реагирования, поскольку требуется больше времени, чтобы достигнуть высоты цели.
Несмотря на то, что для перехватчиков на данный момент практически не существует недостижимых высот, этот метод можно считать рабочим. Тем более что у многих крупносерийных БПЛА вскрылись резервы по максимальной высоте полёта, а новые элементы аккумуляторов позволили не так сильно переживать за энергию, затраченную в ходе набора.
Есть и ещё один негативный нюанс для обороняющейся стороны: с ростом высоты требуется более серьёзная оптика для ведения наблюдения, а ударным БПЛА так или иначе приходится снижаться для атаки целей.
Скорость
Это любимая «игрушка» всех авиаторов. При известном балансе с аэродинамическим качеством скоростные аппараты летают дальше, но не дольше. Разведка иногда требует длительного пребывания над целью, поэтому приходится чем-то жертвовать.
Скорость действительно дала защиту от перехвата: догнать скоростные аппараты труднее. При этом пройденное за короткое время расстояние тоже играет большую роль. Можно выйти из радиуса действия вражеских «таранов» раньше, чем они смогут приблизиться, а иногда — раньше, чем успеют взлететь.
Однако на массовых серийных БПЛА скоростные характеристики зажаты в очень узкие рамки. Добавить 20–30 км/ч на неэкономичном номинальном или взлётном режиме можно, но этого мало. Потребовалось проектирование новых скоростных самолётов и коптеров. В случае с самолётами выросла нагрузка на крыло, усложнилась конструкция, потребовались более ёмкие и дорогие аккумуляторы с низким ресурсом. Да и сами перехватчики не стоят на месте: их возможности по достижению высокой скорости постоянно растут. Тем не менее комбинация высоты и скорости даёт определённое преимущество и затрудняет перехват.
Броня
Ею не пренебрегают и конструкторы современных пилотируемых вертолётов и самолётов. Вот и некоторые БПЛА стали бронировать. В качестве материалов, в частности, применяется сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП). Это действительно повышает вероятность выживания бортовой электроники и источников питания. Однако платой становится самая дорогая в авиации цена: масса, а значит, время полёта и взлётно-посадочные характеристики. Метод можно считать рабочим, но с большими оговорками.
Дооснащенный бронёй БПЛА, переживший множественные осколочные повреждения и вернувшийся на базу (изображение из архива компании)
Манёвр
Пожалуй, самый инженерный метод решения вопроса для БПЛА самолётного типа. Принцип прост: оператор либо системы обнаружения замечают вражеский дрон, и аппарат совершает энергичный манёвр на пределе своих пилотажных возможностей. Завязывается настоящий манёвренный воздушный бой, и зачастую преимущество оказывается на стороне обороняющегося.
Это происходит либо из-за преждевременной команды на подрыв боевой части атакующего БПЛА, либо из-за большего запаса времени полёта аппарата, уклоняющегося от атаки. Перехватчик просто «высаживает» батарею и уже не может продолжать заходы на цель.
В качестве датчиков для автоматического обнаружения угрозы выступают всё те же радиочастотные детекторы и дополнительные широкоугольные камеры с обработкой изображения средствами ИИ. Оба средства имеют свои недостатки и «мертвые зоны», но лучше так, чем никак.
Разведывательный БПЛА в процессе уклонения (изображение из интернета)
Нападение
Это, как сказано, «лучшая защита». Речь здесь о последовательной и сложной работе по снижению возможностей противника по перехвату дружественных аппаратов. Сюда относятся усилия радиоэлектронной разведки, работа дружественных средств РЭБ, а также уничтожение вражеских средств обнаружения, в частности радаров. Этот метод, безусловно, даёт плоды при системной и постоянной работе, а также при совершенствовании собственной технической части.
Отдельно хочется упомянуть установку оборонительного вооружения на БПЛА. Этот способ могут позволить себе «не только лишь все», и в основном он коснулся тяжёлых дальнобойных ударных БПЛА. На них стали ставить авиационные ракеты и переносные зенитно-ракетные комплексы.
Угрозу для таких БПЛА представляют не только FPV-перехватчики, но и авиация противника: самолёты и вертолёты. Оснащённые ракетным вооружением ударные дроны, способные поразить перехватчик, попавший «в захват», не только представляют реальную угрозу для дорогой и малочисленной техники, но и заметно уменьшают пыл пилотирующих их экипажей.
Обнаруженный мобильный радар (изображение из интернета)
Ложные цели
Тоже довольно известный способ. Если у военно-воздушных сил для ухода от автоматических головок самонаведения ракет используются ложные тепловые цели (ИК-ловушки) и дипольные отражатели, то у беспилотников подход иной. Запускаются целые группы дешёвых и простых аппаратов, имитирующих ударные (чаще) и разведывательные (реже) беспилотники.
У этих «мишеней» есть заметное сходство с аппаратами, которые они должны защитить ценой своей гибели. Они зачастую обладают сопоставимой эффективной площадью рассеивания радиоволны, чтобы вводить в заблуждение операторов радаров. Кроме того, они могут работать в близких диапазонах частот. Наконец, такие аппараты стараются имитировать характерные признаки, включая форму и акустическую заметность.
Заключение
Разумеется, перечисленные методы и их комбинации — это не весь список мер, которые уже приняты или появятся в результате поиска. Это касается не только защиты от БПЛА, но и развития средств перехвата.
Одно можно сказать точно: те, кто быстрее учится и внедряет новое, получают преимущество. Гибкость и инновации стали столь же важны, как доблесть и сила. Небо над полем боя уже никогда не будет пустым. Задача военных состоит в том, чтобы чужие беспилотники видели меньше, а свои — больше. Задача разработчиков — придумать, как это обеспечить с технической точки зрения.
