Forrige artikkel:
Søk og nøytraliser: Dronekampen får fart. Del 1
Den soldrevne Zephyr-dronen ble utviklet av Airbus DS. Kan holde seg i luften i flere måneder
Det er klart at spredningen av et økende antall små UAV -er som enkelt og billig kan kjøpes, er lett å bruke og gir, selv om det er rudimentære, men fortsatt streik- og rekognoseringsevner, som er av stor bekymring for å sikre nasjonal sikkerhet eller motvirke trusler som oppstå på slagmarken. Selvfølgelig kan disse truslene motvirkes ved å bruke ny teknologi eller forbedre eksisterende, men mer og mer komplekse UAVer og prinsippene for deres kampbruk er allerede truende i horisonten, og mest sannsynlig vil de i fremtiden bli en reell hodepine for defensive systemer.
Faktisk, enda større UAVer som allerede finnes, alt fra taktiske systemer som brukes på brigadenivå, for eksempel Shadow fra Textron Systems, plattformer med middels høyde med lang flytur i kategorien MALE, for eksempel MQ-9 Reaper fra General Atomics Aeronautical Systems, og som ender med høyhøyde plattformer med flyvninger i HALE-kategorien med lang varighet, slik som Northrop Grummans RQ-4 Global Hawk, kan utgjøre et problem for luftforsvarssystemer.
Til tross for at fly -egenskapene til disse dronene - hastighet og manøvrerbarhet - ikke tillater dem å unngå defensive tiltak sikkert, har mange av dem relativt svake radar- og termiske signaturer, og når det gjelder plattformer i HALE -kategorien, kan de operere på ekstreme områder av mange radarer og missiler. komplekser. Imidlertid er det sannsynligvis viktigere at funksjonaliteten og effektiviteten til lasten ombord som disse systemene kan bære øker mer og mer, noe som gjør at de spesielt kan utføre sine rekognoseringsoppgaver på avstander og høyder utenfor rekkevidde for luftforsvar våpen, både når det gjelder deteksjon og når det gjelder ødeleggelse …
SPEXER 500 -radaren (ovenfor) og Z: NightOwl infrarødt kamera, utviklet av Airbus DS, er designet for å bekjempe droner
Ubemannede luftfartøyer (UAV) kan skape betydelige problemer for luftvernsystemer, og hvis de blir behandlet på samme måte som de bemannede kjøretøyene i den siste og neste generasjonen, kan det godt vise seg at de er vanskeligere å oppdage og ødelegge - deres design gir ikke plassering av piloter, og dette gjør at plattformene kan reduseres i størrelse og øke deres manøvrerbarhet.
De nye lovende ultra-HALE-dronene er enda mer problematiske. Airbus DSs soldrevne Zephyr-drone har flyvningstid målt i måneder og kan fly i høyder over 21 kilometer. Til tross for sitt 23 meters vingespenn, har komposittfartøyet et lite effektivt refleksjonsområde (EIR) fordi dets solfremdriftssystem har en svak termisk signatur og derfor er vanskelig å oppdage.
Noen væpnede styrker erkjenner at mange luftfartøyersystemer effektivt er i stand til å oppdage, spore og slå UAV-er fra den nåværende generasjonen, og leter derfor etter måter å beseire slike systemer på grunn av de geniale kampprinsippene ved å bruke mange systemer av samme type på samme tid.
For eksempel kan den såkalte "svermingen" av systemer, når et stort antall droner jobber sammen for å nå målet, skape store problemer for de aller fleste defensive systemer.
Helt fra begynnelsen var denne tilnærmingen, basert på et massivt droneangrep, basert på det faktum at mange plattformer ville bli ofret for å nå målene med kampoppdraget.
Innenfor rammen av LOCUST-programmet (Low-Cost UAV Swarming Technology) utvikler US Office of Naval Research (ONR) en teknologi for samarbeid mellom mange droner. Containeroppskytteren for tubular rail vil lansere små droner i rask rekkefølge fra skip, kampbiler, bemannede kjøretøyer eller andre ubebodde plattformer. Etter å ha lansert en "sverm" (eller, hvis du foretrekker, en "flokk"), fungerer UAV uavhengig, dronene utveksler informasjon med hverandre for å fullføre den tildelte oppgaven.
Videodemonstrasjon av LOCUST -prosjektet. Koordinert flytur med ni droner
For tiden bruker ONR Coyote UAV som en testmodell. Denne enheten har sammenleggbare vinger for enkel lagring og transport. I begynnelsen av 2015 ble det gjennomført demonstrasjonsflyvninger ved flere testområder, hvor lanseringer av et kjøretøy utstyrt med forskjellige nyttelaster ble utført. I en annen demonstrasjon av denne teknologien synkroniserte og fullførte ni droner uavhengig av hverandre en gruppeflukt.
En sentral evne til LOCUST -prosjektet er et høyt nivå av flokkautonomi, som gjør at de kan utføre oppgaver uten operatørinnblanding og dermed motvirke eventuelle kommunikasjonsstopp som kan brukes mot dem.
I tillegg vil svermen ifølge ONR kunne "selvmedisinere", det vil si uavhengig tilpasse og konfigurere seg selv for å utføre oppgaven videre. Det nåværende målet med programmet er å lansere 30 UAVer i sekvens på 30 sekunder. ONR har til hensikt å gjennomføre sjøforsøk av LOCUST-flokken i Mexicogolfen i midten av 2016.
I august 2015 lanserte Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) i det amerikanske forsvarsdepartementet også sitt Gremlins -program. Dette prosjektet sørger for distribusjon av grupper av små UAV fra store fly, for eksempel bombefly eller transportfly, samt fra jagerfly og andre små fly, selv før de kommer inn i rekkevidden til fiendtlige luftforsvarssystemer.
Gremlins -programmet utvikles av US Department of Defense Advanced Research and Development Agency (DARPA)
Dette programmet gir at etter at oppdraget er fullført, kan C-130 transportfly i luften ta de såkalte "Gremlins" tilbake ombord. Det er planlagt at bakketeamene skal kunne forberede dem til neste operasjon innen 24 timer etter hjemkomsten.
DARPA løser hovedsakelig de tekniske problemene knyttet til pålitelig og trygg luftoppskyting og retur av mange droner.
I tillegg er programmet rettet mot å oppnå ikke bare nye operasjonelle evner og utvikling av en ny type luftoperasjoner, men også på lang sikt og for å oppnå en betydelig økonomisk effekt. Programmet tar også sikte på å "forlenge levetiden til Gremlin -droner til omtrent 20 oppdrag," ifølge en FDA -talsmann.
AUDS -systemet til Blighter Surveillance Systems bruker en jordovervåkingsradar i forbindelse med en optoelektronisk stasjon og en elektronisk jammer
Tilleggsfunksjoner
Når vi går tilbake til Airbus DS, merker vi at dets UAV -utviklingsplan inkluderer forbedring av nøyaktigheten til systemer og introduksjon av nye funksjoner, for eksempel funksjoner av typen "venn eller fiende", som kan være nyttig for å redusere hyppigheten av falske alarmer og er attraktiv for operatører som bruker systemet i komplekst luftrom. Selskapet vurderer også å bruke mindre avanserte systemer for å redusere kostnader og utvide sin potensielle kundebase, men i dette tilfellet er det sannsynlig at nøyaktigheten til plattformene reduseres.
RADA Electronic Industries har fokusert sin UAV -innsats for å utvikle en programmerbar løsning basert på eksisterende radarer.
“Vi har designet en radar som kan oppdage svært små objekter, alt fra svært lave hastigheter, dopplerhastigheter, til høyhastighetsmål som flyr med lydens hastighet og over. Denne radaren kan oppdage mennesker, biler, UAV -er, jagerfly, missiler, det avhenger av radiofrekvensmodusen du angir, - forklarte lederen for forretningsutviklingen for dette selskapet Dhabi Sella. - Når det gjelder vår flerfunksjons programmerbare radar, betyr dette at du bare trykker på en knapp, og det er ikke nødvendig å endre programvaren. Ved å angi riktige parametere får du det du trenger."
Halvleder AFAR -radarer fra RADA er designet for stasjonære og mobile applikasjoner. Selskapet tilbyr to familier: kompakte hemisfæriske radarer CHR (Compact Hemispheric Radar) for kortdistansdeteksjon og installasjon på kjøretøyer og multitasking halvkuleformede radarer MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) for fast installasjon.
RADA Electronic Industries 'MHR -familie av radarer
Selskapet oppgraderte også MHR-familien, som inkluderer radarene RPS-42, RPS-72 og RPS-82, også kjent som pMHR (bærbar), eMHR (forbedret) og ieMHR (forbedret forbedret). Ifølge selskapet er den mest avanserte radaren ieMHR i stand til å oppdage mini-UAV på en rekkevidde på 20 km.
Sella sa at det ikke er lett å finne og spore en UAV. “Det er ikke greit … å finne mørtel, håndvåpen eller rollespill, og det kan til og med være vanskeligere, men vi gjorde det riktig. UAV -mottiltak er innenfor disse radarsystemene. UAV er i alle fall spesifikke mål med unike egenskaper, som vi betegner med den engelske forkortelsen LSS (low, small, and slow - low, small, slow). Det er et problem å identifisere svært små objekter med svært lite EPO som flyr veldig lavt og nær bakgrunnsstøyen fra jordoverflaten. Noen ganger flyr de like fort som andre kjøretøyer, for eksempel biler, reiser. Det er en vanskelig oppgave å finne dem blant alle hindringene. Et annet problem er at de flyr som fugler, de oppfattes som fugler og brukeren ønsker vanligvis å skille mellom det vi kaller irriterende mål."
Sella forklarte at en metode for å bestemme om et spor er en drone, er å fokusere radarenergi for å avgjøre om et mål har propeller, og legger til at i tillegg til maskinvare er signalbehandling og algoritmeutvikling nøkkelen til systemets evner.
Syracuse-baserte SRC kombinerer en rekke feltprøvde elektroniske krigsføringssystemer i sin kombinerte grunnlinjemetode for å gi mot-drone-evner for både soneforsvar og smidig kamp. Selv om sistnevnte nå ofte blir ansett som en sekundær oppgave for anti-UAV-systemer, øker deres betydning jevnt og trutt.
"Små UAVer vil ha muligheten til å utføre innsamling av informasjon eller eksplosiver fra luften," forklarte David Bessie, direktør for forretningsutvikling ved SRC. "Fiendtlige UAVer som ikke er identifisert av luftforsvarssystemet kan påvirke kampoperasjonen, eller de vil gi fienden informasjon om posisjonene dine, eller de vil slå et luftangrep på infrastrukturen eller manøvreringsstyrkene dine."
Vår tilnærming bruker eksisterende, feltprøvde teknologier, samt programvare som integrerer dem i et enkelt basesystem. Fordelen med denne tilnærmingen er at vi kan bruke kundens systemer som allerede er i drift for å redusere de totale eierkostnadene. Vi tilbyr feltbevist elektronisk krigføring og radarsystemer, og vi vil snart kunne tilby en utfyllende retning for å finne retning,”sa Bessie.
“Vi tror at elektroniske krigføringssystemer er avgjørende for å bekjempe UAV -er. Våre elektroniske krigføringssystemer kan oppdage, spore og klassifisere ubemannede systemer og deretter automatisk nøytralisere dem. Hvis det er nødvendig med visuell identifikasjon for å bestemme identiteten til målet, kan et kamera overføres til det. Vi kan forbedre oppdagelses-, sporings- og klassifiseringsmulighetene våre ytterligere med vår LSTAR luftromovervåkingsradar. Det anbefales også å legge til høyoppløselige optoelektroniske sensorer for visuell identifikasjon over lang avstand.”
LSTAR -luftromsovervåkingsradaren utfører veldig reelle sikkerhetsoppgaver. På bildet ovenfor beskytter en radar roen på G8 -toppmøtet sommeren 2013 i Irland.
SR Hawk Surveillance Radar er lett og lett å transportere, en del av LSTAR-familien av luftbårne overvåkingsradarer, som alle har 360 ° 3-D elektronisk skanning, og gir både 360 ° og sektoriell skanning. OWL multitasking -radaren har en halvkuleformet visning fra -20 ° til 90 ° i høyden og 360 ° i asimut. Den har en elektronisk kontrollert ikke-roterende antenne og en avansert Doppler-signalbehandlingsmodus som gjør at UAVer kan oppdages og spores mens kamper mot batterier kan utkjempes.
I tillegg til løsninger basert på radar og optoelektronisk teknologi, utvikles også systemer basert på andre prinsipper. Northrop Grumman har begynt å bruke LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) -teknologi for å motvirke UAV i sitt Venom -system.
Selskapet testet Venom-systemet som en dronefighter i den amerikanske hærens Maneuver-Fires Integrated Experiment (MFIX) -øvelse på Fort Silla i 2015. Venom-systemet ble installert på et M-ATV-pansret kjøretøy i kategorien MRAP og utførte vellykket identifisering, sporing og målbetegnelse på UAV.
Venom med LLDR-teknologi festes på en allsidig, gyrostabilisert plattform. Under testene ble Venom testet som et system for å bekjempe UAV fra to maskiner. Systemet mottok kommandoer for ekstern målbetegnelse, fanget mål og sporet små lavflygende droner. Venom -systemet ble også demonstrert i bevegelse med sensorkontroll fra innsiden av bilen.
Det er verdt å merke seg at LLDR2 -laserdesignatoren ble mye brukt i operasjoner i Irak og Afghanistan.
Visuell deteksjon
For å oppfylle kravene til det israelske forsvarsdepartementet, har det israelske selskapet Controp Precision Technologies utviklet et UAV -deteksjonssystem som utelukkende er basert på optoelektronisk og infrarød teknologi.
Selskapets Tornado lett, hurtigskannende infrarød enhet bruker et avkjølt mellombølget termisk bildebehandler (matrisespesifikasjoner ble ikke avslørt) montert på en 360 ° dreieskive. Systemet kan gi panoramadekning fra bakkenivå til 18 ° over horisonten.
For å identifisere potensielle mål, oppdager systemets programvarealgoritmer de minste endringene i miljøet. Ifølge selskapet lar de deg automatisk spore et flygende kjøretøy langs banen, og flyr i forskjellige hastigheter bare noen få meter over bakken. Systemet har kontinuerlig forstørrelse for et klart bilde og kan gi et spor for hvert mål.
I følge Controp kan Tornado overvåke bebygde områder med mange forstyrrende ekko, selv om de ikke avslører detaljert informasjon om egenskapene, bortsett fra at små UAV-er kan oppdages i områder målt i hundrevis av meter, mens store mål oppdages utover titalls av kilometer.
Ved hjelp av lyd- og videosignaler kan systemet gi operatøren automatisk melding om at et flygende objekt har kommet inn i en forhåndsbestemt "ubemannet" sone. Systemet kan styres lokalt eller eksternt fra kommandosenteret, det kan fungere både i frittstående modus og som et integrert system som mottar data fra andre sensorer.
Det israelske selskapet Controp Precision Technologies gir Tornado -betegnelse for dronedeteksjonssystem
Standard Tornado -sensorenhet veier 16 kg, har en diameter på 30 cm og en høyde på 48 cm; selv om det også er planlagt å utvikle en mindre blokk som måler 26x47 cm og veier 11 kg.
Artikkelen vurderer inkluderingen av den visuelle deteksjons- og sporingsfunksjonen i systemet, samt muligheten for tilkobling til noen anti-UAV-systemer. “Tornado -systemet vårt kan bare oppdage UAV -er med et infrarødt kamera. uten bruk av radiofrekvenssystemer. Den største fordelen med Tornado fremfor RF -systemer er at radarene vil fungere godt i områder uten forstyrrelser, men når du er i et område med bygninger og annen infrastruktur, har radarene problemer med å oppdage små UAV -er. Systemet vårt består av to hovedkomponenter, den første er et infrarødt kamera som skanner 360 ° og gir et panoramabilde, den andre er algoritmer som lar deg oppdage små mål når de er i bevegelse, forklarte visedirektør for markedsføring i selskapet Controp Johnny Carney. "Å utvikle en algoritme er vanskelig fordi du vil oppdage et mål i bevegelse, men ekskludere for eksempel skyer og andre objekter i bevegelse."
Typisk Tornado -operatørdisplay som viser infrarødt panoramabild (øverst), panoramabilde av infrarødt kamera (nederst til venstre) og satellittbilde av det tilsvarende bakkeområdet (nederst til høyre)
Tornado er et sporingssystem, og hvis du vil spore systemet og få posisjons- og avstandsdata, må du bytte til et annet system for å gjøre noe av arbeidet … og hvis du vil spore målet og se mer detaljer, så må du bruke flere. ett optoelektronisk system for å motta en kontinuerlig videostrøm,”forklarte Carney.
Den store ulempen med systemet er imidlertid at det ikke kan skille for eksempel fugler på størrelse med en drone fra virkelige mål, for dette er en operatør nødvendig.
Carney mener at det er utviklet få effektive løsninger som kan gi alle aspekter av deteksjon og sporing som potensielle kunder trenger, samtidig som de legger til at det er ekstremer i kravene til systemer. Fra enkeltpersoner som ønsker å motta advarselssignaler om UAVer som flyr over eiendommen deres, til beskyttelse av nasjonal infrastruktur og fasiliteter på slagmarken. "For eksempel vil noen militærer ha systemer som kan forhindre at UAV flyr over kampvognene sine. Det er forskjellige måter å oppfylle kravene på. Det avhenger også av de økonomiske ressursene du kan bruke, og dette er et av mange problemer. Selvfølgelig, hvis du vil ha den beste beskyttelsen, må du bruke en kombinasjon av radar og infrarød for deteksjon, og et infrarødt og halvlederkamera (CCD -kamera) for sporing."
Carney mener at det er mulig å aktivere analyser som automatisk kan bestemme typen mål, men la til at han aldri ville få 100% nøyaktighet, siden det alltid er mulighet for å "løpe inn" i en drone som ser ut som en fugl, og derfor for å hjelpe operatører trenger du alltid avanserte sofistikerte gjenkjennelsesalgoritmer.
CACIs SkyTracker -system er designet for å gi passiv deteksjon gjennom det selskapet beskriver som en "elektronisk omkrets". Dette systemet kan fungere kontinuerlig i all slags vær.
SkyTracker systemgrensesnitt
SkyTracker -systemet bruker flere sensorer som kan oppdage, identifisere og spore UAV -er over radiokontrollkanalene. Bruken av flere sensorer gjør det mulig å bestemme posisjonen til UAV på grunn av trianguleringsmetoden og nøyaktig geolokalisering. I tillegg kan SkyTracker bestemme plasseringen av UAV -operatører.
Som allerede nevnt, gjør den lille størrelsen, den svake termiske signaturen, det omkringliggende rommet med mye forstyrrelser og komplekse flyveier kampen mot UAV -er en svært vanskelig oppgave.
Venoms LLDR-teknologi monteres på en allsidig gyrostabilisert plattform
Til dette må det legges et mulig begrep om kampbruk. “Problemet med små UAV er at de kan ta av og lande i området du vil beskytte. For eksempel, fra krigssyn, må du alltid forsvare fronten - du vil ikke at fiendens kjøretøy, som ennå ikke er over hodet ditt, skal fly inn på territoriet ditt. Og hvis vi snakker om å sikre nasjonal sikkerhet, så kan det i dette tilfellet allerede være små UAV -er i området du vil beskytte,”sa Carney.
Mens vekten for å motvirke UAV -er er å håndtere trusselen om enkeltdroner, kan de sofistikerte "pakke" -angrepene som militæret utviklet potensielt utgjøre betydelige utfordringer for forsvarssystemene.
Mange av de foreslåtte løsningene inkluderer muligheten til å oppdage og spore flere mål. Men den største vanskeligheten er mest sannsynlig å forhindre at dusinvis av droner når målet sitt. Selv med et tilstrekkelig antall nøytraliserende elementer, kan forsvaret "brytes" ganske enkelt på bekostning av overlegne tall, spesielt hvis flokken er "smart" og kan tilpasse seg reaksjonen til forsvarssystemene.
Den fysiske naturen til de foreslåtte og utviklede løsningene vil også sannsynligvis spille en vesentlig rolle for å bestemme effektiviteten. På grunn av truslens høye manøvrerbarhet, på grunn av at de ikke er knyttet til bestemte steder (selv taktiske UAVer kan fungere med minimal infrastruktur), bør forsvarssystemer også være like mobile, og dette bør tas i betraktning. For eksempel kan store systemer som Saabs Giraffe -radarer installeres i kjøretøyer for å øke mobiliteten. Generelt ble mange av de utviklede komplekse løsningene opprinnelig designet for å transporteres, konfigureres og settes sammen med et minimum antall personell.
En sentral funksjon i vårt AUDS -system er at det distribueres raskt og enkelt kollapser og distribuerer uten problemer, det vil si brette det på et kjøretøy og raskt overføre det til en annen posisjon. Ikke en del av den veier mer enn 2,5 kg, sier Redford.
De relativt små avstandene mellom lanseringen av dronen og stedet for nøytralisering blir også tatt i betraktning. Vi antok for noen år siden, da vi begynte å utvikle systemet vårt, at disse svært manøvrerbare truslene kunne nøytraliseres med svært manøvrerbare og mobile midler … avstandene er nære og enhver ødeleggelse vil skje på det meste flere kilometer, noen ganger flere hundre meter, og derfor trenger du ikke dyre midler., store og stabile. Jeg tror dette er en negativ faktor i denne typen krig, sier Sella fra RADA Electronic Industries.
konklusjoner
Trusselen fra UAV -er utplassert av terrorgrupper og andre ulovlige organisasjoner er nå allment anerkjent. Sivile og militære mål kan angripes av droner, det kan være et angrep mot infrastruktur eller levering av giftige stoffer eller en enkel "primitiv streik".
På slagmarken kan militære styrker ikke lenger stole på å være den eneste droneoperatøren ettersom mer effektive systemer oppstår blant opprørsgrupper og andre paramilitære organisasjoner.
I begge sfærer - nasjonal sikkerhet og kampformasjoner - anses effektive anti -UAV -tiltak for tiden som en integrert del av den overordnede strategien. Implementeringen deres er fremdeles på forståelses- og forståelsesstadiet. Den enkleste og mest pålitelige løsningen (i hvert fall i nær fremtid) er å bruke og modifisere systemer designet for andre formål. Imidlertid, etter hvert som truslene blir mer komplekse, kan det i fremtiden bli nødvendig å videreutvikle spesialteknologi for å bekjempe ubemannede luftfartøyer.
