Чем бороться с беспилотниками
Чем победить беспилотник?
Наши СМИ так синхронно заговорили на тему того, что Саудовская Аравия оказалась неспособна защитить свои НПЗ и скважины от полуграмотных боевиков, что поневоле стоит задуматься.
Причем не только на тему того, чем саудиты пытались там защититься, но и вообще над темой защиты от этих самопальных БЛА и таких же «крылатых» ракет.
Основной мотив – повторение слов Путина, дескать, были бы на вооружении не американские «Пэтриоты», а российские С-400, было бы вам счастье.
Этот вопрос мы решили рассмотреть с привлечением специалиста. Наш специалист – бывший сотрудник одного из военных НИИ. То есть человек, который работал именно в направлении того, чтобы как можно эффективнее приговорить беспилотник противника.
И для начала мы попробуем ответить на вопрос, так ли важно, какими комплексами ПВО пытались защититься саудиты. И насколько реально важна замена «Пэтриота» на «Триумф».
Не важна совершенно.
Нет, купить С-400 вместо «Пэтриота» — это полезно. Особенно для российского бюджета, так что в этом плане мы только приветствуем. Но по сути…
И у американского комплекса, и у российского в нашем случае будет одна проблема: они одинаково плохо будут работать по малоразмерным низколетящим целям. Что С-300 (а С-400 это все-таки модификация С-300ПМ3), что MIM-104 «Пэтриот» разрабатывались не для работы по таким целям. В 70-е годы прошлого века беспилотники если и были, то пилотникам размерами если уступали, то немного.
Конечно, модификации есть, и за днем сегодняшним гнаться приходится, однако, по нашему мнению, ПВО пока проигрывает БЛА. Те становятся все быстрее, малозаметнее, и прибить их становится все сложнее.
Размах крыла в 4 метра, бензиновый моторчик от триммера в 4-5 лошадиных сил, например, XAircraft или по нищете KapteinKuk в качестве базы полетного контроля и «Ардуинка» в качестве процессора для всего остального.
В общем, себестоимость в 200 долларов на выходе (с «Капитаном»). И это сооружение вполне может утащить на себе до 10 кг полезного груза. Пересчитываем в «Си-4» или что-то из этой оперы, и получаем весьма широкий диапазон возможностей в плане нанесения ущерба. Тем более что «Ардуин» вполне в состоянии активировать детонатор.
И что самое неприятное – это сооружение почти незаметно для радаров. А если будет лететь на высоте 50-100 метров, да с огибанием ландшафта – так и вообще печально все для ПВО.
У саудитов были «Пэтриоты» и совсем уж старые комплексы «Хок». Если сравнивать с сирийцами – это С-300 и С-125. То есть запустить можно, вопрос только в эффективности. Примерно одинакова будет, то есть ниже средней. Что-то да пролетит через такую защиту.
Между тем фотографии повреждений комплексов показали, что дело-то было сделано на «отлично». Нефтяные резервуары на Абкайке, да огромные цистерны, промазать сложно, но в каждом из восьми пораженных зияли ровные пробоины от попавших в них боевых частей крылатых ракет или дронов.
Можно сказать, что саудиты столкнулись с проблемой, но вообще-то это проблема столкнулась с нефтяными танками Саудовской Аравии.
И можно сколько угодно критиковать «Пэтриоты» и восхвалять С-400, мы уверены, что, окажись на месте наши ЗРК, результат, возможно, был бы менее печален, но полный успех более чем сомнителен.
Кстати, с такими летающими изделиями мир сталкивается не впервые. А хвост тянется еще из прошлого века, ибо в первую кампанию в Заливе иракцы применяли нечто такое, не совсем вписывающееся в каноны. А уж во вторую кампанию там начали использовать все, что под руку подворачивалось. То есть могло лететь и взрываться.
Наверное, именно потому сразу после победоносного окончания войны в Заливе в США начали всерьез готовиться к тому, что все «неразвитые страны» начнут пробовать изготавливать недорогие, но простые и доступные эрзац-ракеты. Крылатые, понятное дело.
Было кем-то посчитано, что для того, чтобы такая ракета смогла взлететь, пройти по маршруту в соответствии с рельефом местности на основе данных GPS и просто спикировать на цель, нужны мощности 486 процессора, 16 Мб оперативной памяти и 1Гб памяти на жестком диске. Ну и простейший GPS-приемник.
Сегодня все это можно устроить с помощью контроллера Rapsberry Pi или Arduino, который за каких-то 35 долларов «Алиэкспресс» рад предложить всем желающим.
Сейчас у всех в головах и на устах РЭБ. Всесильный и всемогущий. Порадуем, да, у нас успехи в этом направлении поболее чем у остальных будут.
Цифры понятны. Если БЛА будет красться на высоте менее 100 метров, то даже новейший «Силок» сможет его обнаружить на расстоянии менее километра.
«Силок» в состоянии перехватить управление, если дроном управляют с земли вручную, или создать помеху во всём диапазоне радиочастот. В последнем случае БПЛА просто теряет управление и падает. В первом случае необходимо, чтобы дрон работал в режиме автоответчика, т.е. выдавал не только видео информацию оператору, но и сообщал свои координаты.
Если БЛА не отвечает этим критериям, то есть идет по программе…
Есть у нас «Шиповник-АЭРО». Станция пока еще находится в стадии доработки, но проект выглядит многообещающим.
Станция, может ставить шумовые помехи как в рамках диапазона, так и узконаправленные. После глушения сигнала управления в беспилотниках обычно срабатывает программа по возвращению аппарата в точку запуска. Чтобы предотвратить это, «Шиповник-АЭРО» создает ложное навигационное поле (время на создание — несколько минут), меняя динамические координаты, в результате чего БПЛА уводится в сторону и в конечном счете может приземлиться там, где необходимо нам, а не противнику.
Но тоже не без нюансов, для четкой работы необходимо знать параметры БЛА, то есть предварительно собрать информацию. На это не всегда есть время, да и собранные в сарайных условиях БЛА могут разительно отличаться от обычных.
И здесь у нас появилась идея, которая многим не понравится.
БЛА, который идет по маршруту с помощью инерциальной системы отчета. Допустим, собранная на элементарных потрохах из Китая. А что, компас – никаких проблем. Гирокомпас? Да гиростабилизатор от видеокамеры решит вопрос ничуть не хуже. Датчики скорости и прочего берутся от любого детского коптера. И на коленке собирается система, по которой аппарат, условно не пользуясь спутниковой навигацией, сможет пролететь из точки А в точку В. По памяти.
В точке Б начинаются серьезные дела. Включается навигационная система, аппарат производит точное наведение, после чего атакует цель. Сколько на это нужно времени? Немного. Но до этого момента БЛА можно сколько угодно пытаться подавить. Но невозможно дать беспилотнику по мозгам или отобрать управление, если этого просто нет.
Сейчас люди умные скажут: а кто этим рукоблудам напишет программу? У нас ответ будет такой: поскольку в деньгах господа что из террористических организаций, что из стран Ближнего Востока, мягко говоря, не нуждаются, то уж программу найдется кому написать. За чемоданчик «зелени» — найдется.
Покрутив идею под разными ракурсами, мы признали ее неприятной, но имеющей право на жизнь. Хорошо, что пока ядерные заряды в мире под замком. Вроде бы.
А что делать, если такая точка С находится у нас? И туда что-то полетит?
Вопрос, как говорится, конечно, интересный. И пойдем мы отвечать сверху вниз.
Да, у нас есть С-400. Весьма неплохой комплекс, так скажем, с изрядной долей уверенности. Но насколько целесообразно выставлять его против дрона весом в 50 кг?
Самая маленькая ракета для С-400, а именно 9М96Е2, имеет длину почти 6 метров и массу 240 кг. Да, активное радиолокационное самонаведение присутствует. Это все хорошо, но насколько сможет сманеврировать ракета в случае чего? И насколько легко ей будет навестись на цель, в которой металла чуть больше 10% от общей массы?
Это будет нереально. В обоих случаях. Но есть еще и третий нюанс.
Не так давно, рассказывая о ночных истребителях, я писал, как немцы, доведенные до истерики тем беспределом, который творили экипажи По-2 по ночам, специально для борьбы с этим самолетом запилили специальный ночной истребитель из «Фокке-Вульфа-189», то есть из «рамы». Почему?
Да потому, что он не был быстрым и мог взять сперва локатор, а потом, когда немцы поняли, что По-2 не «светится», то поставили предка нынешних тепловизоров.
Ракета С-400 предназначается для самолета, который представляет из себя контрастную цель. Он из металла, металла там много, его видно. Он, самолет, быстр.
А дрон? 90-100 км/ч – это куда? А минимум металла – это как?
И потом, нет данных о стоимости одной ракеты, но думаем, что подороже, чем у «Панциря» будут. А вот по ракетам к «Панцирю-1С» данные есть. Около 10 млн за одну 57Э6Е.
Да, есть «Панцирь-1С». С пушками и ракетами.
Ракеты 57Э6Е хороши. Берут любую летающую цель, и берут уверенно, если возьмет РЛС. Но опять же, сравниваем параметр цена/качество и понимаем, что, отстреливая такими ракетами дронов-бомбоносцев, можно обанкротить какую угодно страну, пожалуй, кроме США и Саудовской Аравии.
И снова: радиус работы весьма невелик.
Если бы нас поставили охранять танки с нефтью от дронов, то нам видится вот такой вариант: сперва решить проблему обнаружения. Визуальное – на 100-150 метрах по высоте уже ничего не видно и почти не слышно, но с РЛС все еще печальнее. Так что принцип старых добрых постов ВНОС вполне может сработать.
РЛС, способная засекать малоразмерные и низкоскоростные цели на расстоянии свыше километра, к сожалению, существует пока только на словах или бумаге. Даже у «Панциря-1С» это делается через оптику и визуально. Физику и крайне малый ЭПР не отменит никто, а все заверения, что наши системы «берут» уверенно цели с ЭПР 0,1-0,3 кв. м, – это, знаете… 30 х 30 см квадратик металла с расстояния в километр…
Кстати, очень часто с такой дистанции такой ЭПР обладают… гуси! А что, электролит в их кровеносной системе и вода в организме порой дают такие картинки…
Итак, посты визуального наблюдения. На таком отдалении, чтобы можно было эффективно предупредить об атаке и дать возможность подготовиться к отражению.
Мнения разошлись. Первоначально вроде бы «Панцирь» казался вполне себе, но вот потом мы вспомнили мучения расчетов в Алабино, когда они из пушек пытались сбить именно дрон-цель…
И «Шилка», хоть у нее стволов больше, а калибр меньше, выглядит лучше, но не идеально. По тем же причинам.
Если бы мы решали, чем валить, то – не смейтесь – ШКАС! Ну или что-то подобное. Спарка MG-34 или MG-42, но лучше ШКАС.
Идеальное противодроновое средство: авиационный пулемет винтовочного калибра.
В общем, с теорией вероятности и ШКАСом вполне можно.
Кто-то может сказать, что это несерьезно. Ну, говорите. На самом деле. Серьезно то, что мы видим в Саудовской Аравии. Серьезно то, что сегодня пока ничего нельзя противопоставить небольшому аппарату, который плохо обнаруживается современными средствами наблюдения, а потому его сложно уничтожить.
Можно только сделать предварительный вывод о том, что на сцене появился очень серьезный противник для ПВО – малоразмерный дрон-камикадзе. Плохо обнаруживаемый и сложно уничтожаемый.
Что ж, вывод такой: ждем нового витка развития ПВО во всем мире. Антидроновое направление уже сегодня запаздывает в своем развитии.
Технологии борьбы с беспилотниками (Часть 1)
Израильская компания IAI недавно разработала несколько наземных систем DRONE GUARD (на фото) для обнаружения, слежения и выведения из строя (глушения) беспилотников в ответ на растущие глобальные озабоченности в сфере безопасности, связанные с всё большим распространением недорогих и простых в эксплуатации дистанционно управляемых летательных аппаратов
Компания Rafael Advanced Defence Systems недавно представила свою IRON BEAM HEL в качестве системы для перехвата неуправляемых ракет, артиллерийских снарядов и мин и борьбы с беспилотниками. Помимо разработки систем борьбы с беспилотниками, подразделение противовоздушной борьбы PATRIOT израильских ВВС меняет свои учебные программы с целью подготовки к этой новой угрозе
Учитывая разнообразие возможных угроз и сценариев, в которых человек не принимает прямого участия, технологии борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) все больше интересуют вооруженные силы, силы безопасности, полицию и даже частные охранные структуры, поскольку растущее использование и доступность БЛА вызывает озабоченности у высшего военного руководства, органов безопасности и правоохранительных органов.
Нашумевшие события в разных странах мира, связанные с БЛА, от падения беспилотника на лужайку Белого дома до мистических аппаратов, летавших вокруг Эйфелевой башни, вывели технологию БЛА и некоторые связанные с ними риски в центр всеобщего внимания. Мы являемся свидетелями резкого подъема интереса к решениям в сфере борьбы с беспилотниками (далее противобеспилотные решения), так как потенциальные угрозы варьируются от мини-БЛА (менее 20 кг) и малоразмерных БЛА (20-150 кг) и до тактических БЛА. Доступность небольших БЛА создает проблемы с безопасностью, поскольку они уже временами мешают повседневной деятельности аэропортов, создают угрозу важной инфраструктуре и общественным мероприятиям, либо в связи с безответственным поведением операторов, либо в качестве средства преднамеренного нанесения вреда.
Квадрокоптеры для доставки товаров Prime-Air Delivery и PaketKopter (внизу)
Великобритания приняла эту угрозу столь серьезно, что в 2012 году британские ВВС и компания Selex-ES (в настоящее время Finmeccanica Airborne & Space Systems) разработали и развернули интегрированную противобеспилотную систему в Лондоне для защиты Олимпийского стадиона. Эта система была в дальнейшем усовершенствована и использовалась для защиты лидеров стран на саммите G8 в 2013 году в Северной Ирландии и затем на саммите НАТО в 2014 году в Уэльсе.
Важно отметить, что различные сценарии оказывают огромное влияние на возможные решения. В то время как тактические беспилотники не так уж сильно отличаются от обычных самолетов и вертолетов и, как правило, борьбу с ними можно вести традиционными противовоздушными средствами, БЛА Class-I меньшего размера определяют совершенно иной набор требований. Реализуются зачастую два разных подхода: либо отнесение БЛА к тому же большому семейству небольших винтокрылых аппаратов (по зарубежной классификации LSS – low slow small – низколетящий медленнолетящий небольшой), либо вместо этого применение методики, так или иначе связанной с перехватом неуправляемых ракет, артиллерийских снарядов и мин C-RAM (Counter-Rockets, Artillery, Mortar).
Рабочая группа НАТО SG-170 провела ряд исследований на тему «Перехват наземной ПВО низколетящих и медленнолетящих малоразмерных воздушных целей», последнее из которых было опубликовано в 2013 году. В нем оцениваются доступные средства обнаружения, классификации и исполнительные компоненты, позволяющие справляться с подобными целями (подробнее см. ниже).
Триангулируй и отслеживай
Небольшим БЛА присуща малая заметность и очень ограниченные сигнатуры в большинстве сфер: оптической, акустической, радиолокационной и инфракрасной. Определение этих сигнатур может быть реализовано за счет электронного наблюдения за частотами, используемыми для контроля беспилотника или для передачи видеосигнала с его камеры. В действительности, переполненный электромагнитный спектр, зачастую встречающийся в городах, серьезно осложняет процесс распознавания. Меры противодействия могут включать как функциональное поражение (глушение канала управления, глушение или имитация сигнала GPS, ослепление сенсоров или нарушение работы электроники), так и прямое поражение (луч лазера или перехват огнем из пушки или ракетой).
Впрочем, обнаружение и противодействие должны разрабатываться в соответствии с тактическим сценарием. Защита развернутых подразделений в передовом пункте базирования отличается от обеспечения защиты гражданского аэропорта, а решение для переполненного стадиона совсем иное, чем решение для морского судна в море. Постоянная защита важной инфраструктуры требует более сложных решений, чем временная изгородь вокруг политического события на высшем уровне.
Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) в настоящее время направляет силы на обеспечение безопасности аэропортов от потенциально опасных беспилотников. В мае 2015 года компания CACI International получила контракт в рамках программы Pathfinder управления FAA на разработку и демонстрацию системы SKYTRACKER автоматического обнаружения, идентификации и слежения. Система представляет собой набор сенсоров, установленных по периметру охраняемого объекта и определяющих местоположение несанкционированных БЛА, залетающих в запретную зону (5 миль от аэропорта), производит триангуляцию (метод определения положения геодезических пунктов построением на местности систем смежно расположенных треугольников, в которых измеряют длину одной стороны (по базису) и углы, а длины других сторон получают тригонометрически) и отслеживание позиции наземных операторов беспилотников.
Система SKYTRACKER борьбы с беспилотниками
В феврале 2016 года компания CACI на одну неделю развернула для тестирования свою систему SKYTRACKER в международном аэропорту американского города Атланты. Впервые подобная система была развернута в гражданском аэропорту, где были проведены 140 тестовых перехватов различных беспилотников. В компании сообщают, что SKYTRACKER также может заставить упасть незваного гостя без негативного влияния на электронные и коммуникационные системы, что всегда являлось серьезной проблемой для аэропортов.
Обнаружение при помощи комбинации радиолокационных и оптико-электронных средств является еще одним направлением, которое хорошо подходит для открытой местности вне городских застроек. Компания Saab недавно испытала возможности своего мобильного противовоздушного радара GIRAFFE AMB (Agile Multi Beam), который предназначен для борьбы с малоразмерными целями, такими, как БЛА, например. Во время расширенных испытаний в Шотландии в апреле 2015 года режим ELSS (Enhanced LSS – улучшенный LSS) этого радара позволил обнаружить свыше 200 объектов, некоторые с эффективной площадью отражения (ЭПО) всего 0,001 м2 (10 см2!), при этом отличая мини-БЛА от птиц.
Еще один важный шаг – это комбинация обнаружения, классификации и своевременной реакции. Большая часть предлагаемых решений включает систему обнаружения на базе оптико-электронных/инфракрасных сенсоров, зачастую соединенную с РЛС Ku- или X-диапазона, плюс систему радиоэлектронного противодействия для нарушения работы канала управления. Средства противодействия кажутся здесь излишне «мудреными», но в городском сценарии вы не можете просто запустить ракету по БЛА, поскольку это может вызвать панику с далеко идущими последствиями.
Патроны противодронного комплекта ALDA компании Nobel Sport-Securite
Американская армия испытала несколько новых кинетических решений, некоторые из них во время серии учений «Black Dart», для чего запускаемая ракета с вертолета AGM-114 HELLFIRE была специально модифицирована для задач «воздух-воздух» с установкой дистанционного взрывателя.
Во Франции, Японии и Нидерландах были испытаны другие импровизированные решения, например, использование БЛА в качестве охотника за беспилотниками или БЛА, способные преследовать и останавливать чужие беспилотники при помощи улавливающей сети. Эти решения снижают риск косвенного ущерба, но требуют систем раннего обнаружения и классификации, а также задействования достаточно быстрого и маневренного преследующего беспилотника.
В связи с распространением беспилотников компании выделяют ресурсы на технологии, способные бороться с ними. Компания Airbus DS предлагает свои высокоэффективные решения, в которых происходит объединение данных с различных сенсоров, их анализ и выработка решения. В системах идентификации БЛА и оценки потенциала угрозы на дальностях 5-10 км используются радары, инфракрасные камеры и радиопеленгаторы из портфолио этой компании
Система борьбы с беспилотниками AUDS (Anti-UAV Defence System) предназначена для нейтрализации беспилотников и дистанционно управляемых аппаратов, ведущих воздушное наблюдение и готовых нанести ущерб
Электронные лучи
Три небольших британских компании объединились с целью создания эффективной системы борьбы с беспилотниками, получившей обозначение AUDS. Это компании Blighter Surveillance Systems (производитель наземных радиолокационных станций), Chess Dynamics (производитель оптронных систем наблюдения) и Enterprise Control Systems – специалист технологий глушения. Плодом их совместной деятельности стала система борьбы с БЛА, которая использует радар для глушения, оптико-электронные средства для слежения и направленный радиочастотный глушитель, который прерывает полет беспилотника. Система AUDS сканирует в секторе 180 градусов.
После идентификации потенциальной угрозы система глушения нарушает работу канала радиочастотного управления между оператором и беспилотником, позволяя взять его под контроль. Результаты начальных тестов показали, что микро-БЛА могут быть обнаружены примерно в двух километрах, тогда как мини-БЛА могут быть обнаружены на расстоянии 8 км. Хотя система AUDS может нарушать работу только одного БЛА в данный момент времени, но отслеживать может одновременно несколько аппаратов. Хотя система отличается высокой степенью автоматизации в ряде аспектов, особенно при обнаружении и сопровождении, участие человека является ключевым в функционировании AUDS. Окончательное решение нейтрализовывать цель или нет, и в какой степени, целиком ложится на оператора.
В системе FALCON SHIELD компании Selex-ES (в настоящее время Finmeccanica Airborne & Space Systems), предназначенной для обнаружения и нейтрализации микро- и мини-БЛА, используется масштабируемая и модульная архитектура для защиты объектов любого размера. Разработка, финансируемая компанией, заняла более трех лет. В 2015 году на выставке Defence Security Equipment International 2015 в Лондоне была показана противобеспилотная система Falcon Shield от подразделения Selex ES концерна Finmeccanica. Модульная масштабируемая система включает радар и оптоэлектронику для «поиска, обнаружения, сопровождения, идентификации и поражения» ожидаемой угрозы. В состав системы FALCON SHIELD входят семейство продвинутых оптико-электронных станций NERIO дальнего действия, мачтовая комбинированная радиолокационная и оптико-электронная система наблюдения за обстановкой OBSERVER 100, система оперативного управления VANTAGE Framework C2 с человеко-машинным интерфейсом и тепловизионная камера HORIZON HD.
В октябре 2015 года компания Israel Aerospace Industries (IAI) показала новую систему DRONE GUARD для обнаружения, идентификации и создания помех полету беспилотника. В ней используется комбинация трехмерных радаров и оптоэлектроники, что позволяет обнаруживать и идентифицировать объект, после чего система глушения сбивает БЛА с полета по своему курсу. Глушение мешает полету беспилотника так, что он либо автоматически возвращается к месту старта, либо терпит крушение. Компания IAI использует такие пространственные радары, как, например, EL/M-2026D, EL/M-2026B и EL/M-2026BF для обнаружения на ближних (10 км), средних (15 км) и больших (20 км) дальностях. В компании подтверждают, что Drone Guard был «много и успешно испытан против разных дронов и во множестве сценариев, включая одновременное проникновение или атаку нескольких дронов». По словам президента фирмы ELTA: «Мы начали демонстрации новой системы потенциальным заказчикам в ответ на новые угрозы. Мы считаем, что в ближайшем будущем каждый важный объект и общественное место потребует систем безопасности, способных защитить от враждебных дронов».