Часть 3-2. Беспилотники
В статье использованы мои и других авторов материалы, разработанные для компании ADJ Consulting c разрешения компании.
Средства нападения.
Речь только о дальних БПЛА, наносящих удары в глубине территории России
Информации для вас столько, что… Ну не Чехов я! Буду ужимать каждую букву, однако пару абзацев на исторический экскурс выделю.
Дроны появились не вчера. И даже не десять лет назад. Я взялся было писать про них цикл статей «Так ли страшен дрон, как его малюют» но началась СВО и время понеслось вскачь, так и не закончил.
Первыми дронами, наверное, следует признать запускавшиеся в 1849 году австрийские «бомбардировочные аэростаты» с часовым механизмом для борьбы с восставшей против империи Венецией. Из двухсот применённых только два аппарата смогли поразить город зажигательными бомбами.
Историки считают, что следующий (по мнению многих из них, первый) шаг в создании беспилотников сделал Т. А. Эдисон. В 1878 году он запатентовал, а в 1892 году сконструировал управляемую по проводам торпеду, но флот США не принял её на вооружение.
Вызов бывшего работодателя принял Никола Тесла. В 1898 году в Нью-йорке на международной электрической выставке в Медисон-сквер-гардене он представил публике своё новое изобретение - "devil automata" (автоматический дьявол). Это была примитивная радиоуправляемая модель лодки. Она под управлением (RC как сейчас бы сказали) с берега плавала в пруду, совершала маневры, включала и выключала лампочки.
"devil automata" Николы Теслы
Потом появилась «воздушная торпеда» Чарльза Кеттеринга
Реплика «Летающей торпеды» Чарльза Кеттеринга. На этом аппарате устанавливался часовой механизм, который, как предполагалось, в нужный момент должен был дать команду на складывание крыльев. Но это же никак не назовёшь системой управления. Куда направится «торпеда» и над чужим или своим городом сложит крылышки предсказать было трудно. Хотя с другой стороны, часовой механизм можно считать исполнителем программы полёта.
Дальше проекты посыпались как из рога изобилия. Они рождались по всему миру, в том числе и в Советском Союзе. У нас ещё в 1921 году постановлением Совета Труда и Обороны подписанным его председателем В. Ульяновым (Лениным), было создано Остехбюро – особое техническое бюро под руководством Бекаури. В его состав входили поначалу три основных научно-технических отдела, которые занимались разработкой морского, самолётного и радиотелемеханического вооружения для армии и флота. Бюро занималось множеством проектов, но к теме статьи можно отнести развёрнутый Бекаури широкий фронт работ по радиоуправлению. За короткий срок были созданы радиоуправляемые: танки ТТ-18, ТТ-26 и А-7 в вариантах оснащения: дымообразующей аппаратурой, мощным фугасом, системой пуска отравляющего вещества или огнемётом; управляемые с самолёта торпеды «Акула-1» и Акула-2, торпедные катера и сверхмалые подводные лодки.
Разработка Остехбюро. АПСС (Аэро-подводный самоходный снаряд) Пигмей. Снято в Феодосии в 1942 году.
На этой мини-подводной лодке установлена телемеханическая аппаратура и либо заряд ВВ 360кг, либо две 457мм торпеды. Управление должно было осуществляться с «самолёта-водителя». Глубина погружения 10 м.
В 1932 в Остехбюро были начаты работы по «телемеханическому самолёту». Его делали на базе снимаемого с вооружения бомбардировщика ТБ-1. И это был фактически первый в мире БПЛА-камикадзе. Аппаратура управления двумя ТБ-1 устанавливалась на борту более нового ТБ-3. Однако в 1937-м Бекаури расстреляли и всё начало разваливаться. Было создано только два звена – камикадзе, теперь уже ТБ3, и командный ДБ-3Ф (позже назван Ил-4). В ВОВ их пытались использовать, но без успеха. Один беспилотник сгорел на аэродроме от детонации подвесок на соседней стоянке, второй пытались применить для бомбардировки ЖД станции Вязьма, но зенитки перебили на командном самолёте тросик антенны радиоуправления и ТБ-3 навсегда ушел в облака.
Первым же принятым на вооружение серийным и практически применяемым БПЛА стал DH82 Queen Bee, (Королева Пчел). Это был 1933 год, Британия.
DH82 Queen Bee на стартовой катапульте. Пуск ожидают У. Черчиль «с группой товарищей».
В качестве мишени для корабельной зенитной артиллерии этот ДПЛА применялся с 1933 по 1943 годы. Всего было переоборудовано 405 самолётов. Видимо от него и пошло название «дрон». Но Queen Bee – пчеломатка, а Drone – Тру́тень — самец общественных пчёл (Apidae sociales)
Drone (в переводе с англ. трутень)
Во второй мировой с переменным успехом применялись разные аппараты и боеприпасы, которые прямо или с некоторой натяжкой можно отнести к БПЛА. Ну или к крылатым ракетам, как разновидности БПЛА. От американского беспилотного бомбардировщика Interstate TDR-1 до немецких управляемых бомб и крылатых ракет ФАУ-1, японских огненных воздушных шаров Фу-Го.
Беспилотный бомбардировщик Interstate TDR-1
Хотя сейчас такие виды оружия к БПЛА не относят, но оно полностью соответствует большинству (а их множество) определений БПЛА. Авиационный принцип полёта, применение сначала дистанционного управления по радиоканалу, а затем и полноценной системы наведения инерциального типа. Немцы создали в 1939 году первую в мире управляемую авиабомбу – она полностью соответствовала термину ДПЛА, как и современные КАБ с телевизионным или лазерным наведением. Это была Henschel Hs 293. Родоначальница управляемых авиабомб и противокорабельных ракет.
Управляемая авиабомба Henschel Hs 293. БЧ массой 500 кг
Эта бомба после сброса на расстоянии около 8 км от корабля, наводилась на него по радиоканалу оператором, который с борта самолёта следил за ней по факелу двигателя, а когда он отрабатывал, то по специальному трассёру в хвосте. Этой бомбой были потоплены или повреждены более тридцати британских, американских и даже один канадский кораблей. От шлюпа до линкора и госпитального судна. Но в 1944 году англичане начали постановку активных помех (вот вам и РЭБ!) против её радиоканала управления и применять её стало невозможно.
Всё это и послевоенное продолжение, но более подробно, описано в моём цикле статей «Так ли страшен дрон, как его малюют» При чтении сделайте скидку на время его публикации – 2021-й год. Вскоре после окончания Второй Карабахской войны, когда все «эксперты» взахлёб вещали про «конец ПВО» и принципиальную непобедимость дронов.
Однако, сэкономлю буквы и перейду уже к войне во Вьетнаме.
Американские ВВС широко применяли БПЛА в боевых действиях во время Вьетнамской войны в период 1964-1973 годов. Основным их типом был BQM-34 «Firebee». Они выполняли разведывательные, отвлекающие, демонстративные действия, постановку помех. Как ударные не применялись, что называется, на рожон не лезли. Тем не менее было потеряно 578 аппаратов всех типов. Основная часть сбитых БПЛА на счету ЗРК С-75 и истребителей МиГ-21. Это для любителей сравнивать стоимость зенитной ракеты и беспилотника. Здесь беспилотник был дороже ЗУР.
BQM-34 «Firebee».
Признание высоких боевых свойств технологии БЛА пришло после разгрома Израилем сирийской группировки ПВО «Феда» (зонтик) в долине Бекаа в 1982 году. В этой операции беспилотники выполнили бо́льшую часть функций по разведке, демонстративным действиям, постановке помех, целеуказанию для ракет и управляемых бомб. В ходе операции «Арцав 19» («Медведка 19») силы ЦАХАЛ уничтожили 21 из 24 зенитных ракетных дивизионов ЗРК С-75, С-125 и «Квадрат», большинство РЛС и зенитной артиллерии. Широкое применение БПЛА стало ключевым фактором операции.
В итоге с 1982 года Израиль считался лидером в технологиях разведывательных беспилотников, что привело к закупкам образцов практически всеми странами и их копированию, в том числе, в России.
Прототип – израильский БПЛА IAI Searcher
Копия – российский БПЛА Форпост
После успеха ударно-разведывательных аппаратов Bayraktar TB-2 во второй Карабахской войне 2020 года, важность БПЛА как ударного оружия получила широкое признание.
Однако, успех БПЛА в Карабахе объясняется отсутствием у Армении современных зенитно-ракетных комплексов. Основу её ПВО составляли ЗРК Оса с верхней границей зоны поражения 5 км. Турецкие БПЛА бомбили их с высоты 6-8 км, не входя в зону поражения.
С началом СВО противник возлагал на Bayraktar TB-2 большие надежды. Эти БЛА имели некоторый успех на раннем этапе. Однако поражения колонн наших войск были связаны с недостатками в организации ПВО, точнее просто с отсутствием её в некоторых случаях. Там, где колонны сопровождались комплексами "Панцирь-С1", "Тор-М2" и "Бук-М3", этим БЛА класса TUAV (По классификации минобороны США, до 600 кг) ничего сделать не удавалось. За короткий срок они были практически полностью уничтожены в воздухе или на аэродромах.
Большие беспилотники, аналогичные БПЛА MQ-9 Reaper США (класс MALE по классификации МО США, более 600 кг) не предназначены для прорыва сильной ПВО.
MQ-9 Reaper. Уже почти полтора десятка таких БПЛА сбиты хуситами над Йеменом.
Если аппараты класса TUAV (по классификации МО США, до 600 кг) имеют шансы проникнуть в прикрытую зону и даже совершить рейд в глубину территории противника, используя прорехи в радиолокационном поле на малых и предельно малых высотах, то такие действия аппаратов классов MALE и HALE (более 600 кг) маловероятны. БПЛА этих классов сравнимы по размерам и ЭОП с истребителем поколения 4. Им не помогут ни режим огибания рельефа, ни, наоборот, большая высота и скорость.
Боевые действия на Украине привели к резкому ускорению прогресса беспилотных технологий. Беспилотники изменили парадигму вооружённой борьбы на ЛБС, а также обеспечили беспрецедентные возможности по проникновению в глубину территорий обеих сторон для поражения критически важных объектов и нанесения деморализующего ущерба.
Потребность преодоления сильной эшелонированной ПВО для поражения объектов в глубине территории противника привела к резкому ускорению развития технологий БЛА. Основные технические новинки возникли в областях навигации, связи и управления.
Далее текст сильно высушен, неэмоционален, но максимально информативен. Почти канцелярит. Взято из моих материалов для ADJ Consulting и немного))) сокращено.
Настоящее и будущее развития технологий БПЛА.
Навигация
Основные достижения в это области связаны с широким использованием спутниковых систем позиционирования, а также уже развёрнутых гражданских систем телекоммуникаций:
· Интеграция многосистемной спутниковой навигации (GPS, Galileo, ГЛОНАСС, BeiDou) для повышения точности и надёжности;
· Использование системы спутниковой связи Starlink («Старлинк») как для связи и управления, так и для навигации;
Квадрокоптер с антенной Старлинк. Посажен военнослужащими РФ где-то на ЛБС
· Использование инерциальных измерительных блоков и алгоритмов навигации на основе фильтров Калмана для автономной навигации;
· Применение технологий "сенсорной" навигации с использованием лидаров, радаров и компьютерного зрения;
· Использование SIM-карт местных (в районе цели) операторов связи и их сервисов по определению местоположения устройства с такой картой, например:
o Сервис «Радар» от «МегаФона». Позволяет определять координаты до пяти абонентов «МегаФона», МТС или Tele2, видеть маршрут их перемещений, задавать области на карте и получать уведомления о входе или выходе из них;
o Геолокационный сервис «МТС Кто/Где». Приложение доступно абонентам любых российских мобильных операторов, передаёт информацию о перемещении пользователей в режиме реального времени на карте;
o Онлайн-сервис Locate Cellular Device Online на сайте phone-location.info – определение местоположения любого гаджета с SIM;
Особенно опасно с точки зрения возможности преодоления средств ПВО:
· внедрение технологии полёта с огибанием рельефа местности на основе лазерных высотомеров. Сегодня 99% «дальних» БЛА летают на высотах 200-300 м, а над сильно пересечённой местностью и выше, поскольку используют измерение высоты полёта либо по спутниковым системам глобального позиционирования, либо по барометрическим высотомерам. Внедрение лазерных высотомеров позволит снизить эту высоту до 30-50 м, что ещё больше затруднит работу ПВО по ним. При этом режим нулевого излучения в радиодиапазоне не будет нарушаться;
· Использование систем компьютерного зрения, что позволит аппаратам автономно ориентироваться по оптически различаемым элементам местности – рекам и водоёмам, автомобильным и железным дорогам и пр. Также это позволит резко увеличить точность попадания в конкретную точку прицеливания, определённую при программировании миссии;
· Наведение аппарата на конечном участке с использованием радиомаяков, устанавливаемых завербованными гражданами или диверсантами;
· Передача управления оператору, находящемуся вблизи целевого для БПЛА объекта.
Связь
Каналы связи между оператором и БЛА стали естественной целью воздействия РЭБ, что привело к комплексному применению новых технологий обеспечения устойчивости связи, включая:
· Переход на защищённые цифровые каналы связи с использованием криптографических методов;
· Внедрение технологий расширения полосы пропускания, таких как MIMO (многоантенная передача) и SDR (программно-определяемое радио);
· Развитие систем ретрансляции сигнала для увеличения дальности связи;
· Использование SIM-карт местных операторов сотовой связи;
· Развитие систем ретрансляции сигнала на самолётах и космических аппаратах для увеличения дальности связи;
Антенна спутниковой связи на MQ-9Reaper. Направлена вверх, подавить такой канал связи очень сложно, воздействовать нужно не на БПЛА, а на спутник.
· Повышение устойчивости к помехам: Разработка технологий, позволяющих БЛА эффективно справляться с радиоэлектронной борьбой и помехами;
· Увеличение помехозащищённости: Использование новых алгоритмов кодирования и модуляции для улучшения качества связи в сложных условиях;
· Автономные системы управления: Внедрение технологий, позволяющих БПЛА самостоятельно управлять связью в зависимости от текущих условий, таких как изменение местоположения или наличие помех;
Управление
Устойчивость управления обеспечивается, в частности, связными технологиями, но за последнее время резко выросла роль автономизации систем управления, позволяющей достигать цели применения БЛА без активного участия оператора:
· Совершенствование автопилотирования и алгоритмов автономного принятия решений;
· Внедрение технологий искусственного интеллекта и машинного обучения для адаптивного управления;
· Передача связи и управления местному оператору, находящемуся вблизи цели;
· Использование компьютерного зрения для выбора точки прицеливания;
· Использование пассивных радиолокационных головок самонаведения для поражения излучающих в радиодиапазоне объектов.
· Разработка технологий "роевого управления" (swarm intelligence), для управления несколькими дронами одновременно, используя алгоритмы для оптимизации их поведения и взаимодействия.
Противодействие средствам РЭБ
Одно из наиболее комплексных направлений, которое потребовало внесения в практику применения БЛА большого числа инноваций:
· Быстрая перестройка частот в каналах управления и телеметрии: БЛА могут использовать технологии динамического управление частотами, чтобы быстро менять рабочую частоту, что затрудняет подавление сигнала со стороны средств РЭБ.
· Агильные технологии: Использование адаптивных систем, которые могут изменять параметры работы в зависимости от внешних условий и характеристик помех:
o Алгоритмы адаптивной модуляции и кодирования — позволяют изменять параметры передачи в зависимости от качества канала;
o Многоантенные системы (MIMO) — использование нескольких антенн для увеличения устойчивости связи и пропускной способности;
o Спектральный доступ — технологии, позволяющие использовать свободные частоты в зависимости от текущей обстановки.
· Избыточность коммуникаций: Внедрение нескольких каналов связи (например, комбинирование радиосигналов с GPS и альтернативными методами связи), что позволяет сохранить управление аппаратом даже при подавлении одного из каналов;
· Технологии помехозащищённости: Использование методов цифровой обработки сигналов и кодирования, позволяющих защитить передаваемую информацию от перехвата и дезинформации;
· Автономные системы управления: Разработка БПЛА, которые могут выполнять задачи автономно в случае потери связи, используя датчики и алгоритмы навигации;
· Маскировка и скрытность: Применение технологий, снижающих радиолокационную и акустическую заметность аппаратов, чтобы уменьшить вероятность обнаружения средствами РЭБ и акустическими детекторами;
· Использование спутниковой связи: Альтернативные методы связи через спутники могут снизить зависимость от наземных систем и повысить устойчивость к РЭБ;
· Развитие тактики применения: Изменение тактики полёта и маршрутов, использование групповых операций для снижения рисков воздействия РЭБ.
Надеюсь, вы пробились сквозь канцелярит. В следующей статье про тактику действий БПЛА при прорыве и атаке, в том числе про роИ.
Предыдущая статья цикла "Почему они прорываются" "Беспилотники часть 1" ошибочно выложена на резервном канале. Перенести её в основной канал невозможно, так что читайте по этой ссылке.
Подписавшиеся на мой ТГ канал получают оповещение о новых статьях независимо от настроения Дзена
А в чате ТГ канала собрались адекватные и образованные люди, с которыми можно поговорить о многом.
