Как беспилотники-камикадзе долетают до Москва-Сити и почему РЭБ не поможет
После недавних атак беспилотниками небоскребов Москва-Сити появились новости о том, что крупные компании с офисами там задумываются о своих решениях по защите от подобных налетов и нанимают специалистов по РЭБ.
Чтобы лучше понять масштаб проблемы, давайте разберемся, какие бывают беспилотники, как они управляются и наводятся, а также какие бывают системы противодействия, и какова их эффективность.
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые применяются на данный момент на Украине можно классифицировать следующим образом:
Микро БПЛА
Вес обычно не превышает 5 кг, радиус действия ограничен и составляет примерно 10-50 км. Данные дроны дешевы, в массе своей разработаны на основе компонентов для хобби (привет Алиэкспресс), и коммерческих компонентов нижнего ценового диапазона, соответственно используют гражданские каналы управления и навигации. Могут быть самолетного типа, квадрoкоптеры, VTOL и др.
Мини БПЛА
Вес этих аппаратов до 50 кг, радиус действия может достигать 500 км. Данная категория обычно использует компоненты верхнего коммерческого либо военного уровня для навигации и управления.
Средние БПЛА (тактические)
Беспилотные летательные аппараты весом до 1000 кг, радиус действия может достигать 2000 км и более. Могут подниматься на высоту более 10 км и нести серьезные нагрузки. Используют компоненты военного назначения.
Тяжелые БПЛА (стратегические)
Вес более тонны. Могут подниматься на высоту 20 километров и более.
Как видим, достигать Москвы здесь могут только дроны из категории Средние либо Тяжелые. Последнюю категорию можно отбросить, в нее входит только американский GlobalHawk, который применяется НАТО для разведки Крыма и сопредельных территорий. Остается категория “Средние”, мы на ней и сосредоточимся. Здесь надо также отметить, что в этой категории есть БПЛА низколетящие (например Герань), и обычные / высотные (Байрактар).
Методы борьбы с БПЛА
Рассмотрим методы борьбы с беспилотниками. В основном в настоящее время используются два метода: ПВО и РЭБ.
Начнем с ПВО, которое бывает разных типов, пройдемся по основным в порядке возрастания дальности действия:
Пулеметы и малокалиберные автоматические пушки (Шилка, Тунгуска).
ПЗРК (портативные зенитно-ракетные комплексы) (Игла, Верба).
- Комплексы малого радиуса (Панцирь, Тор)
Комплексы среднего радиуса (Бук, Печора)
Комплексы большого радиуса (С-300, С-400)
В рамках данной статьи ПВО мы детально рассматривать не будем. Вкратце можно сказать, что против БПЛА категории “Средние” наиболее эффективно применяются зенитные комплексы малого радиуса (Панцирь, Тор).
Они очень хорошо работают по высотным целям типа Байрактара, но с низколетящими БПЛА они справляются с трудом, и их эффективный радиус значительно снижается до единиц км. Причина в том, что радар, который эти комплексы используют для обнаружения целей находится на самих машинах на уровне земли, соответственно чем ниже летит цель, тем ближе она может подлететь без риска быть обнаруженной.
Отчасти эта проблема решается самолетами с системами радиолокационного обнаружения, которые находясь высоко от земли, могут своими радарами контролировать низколетящие цели на значительной дальности и передавать целеуказание системам ПВО на земле, но таких самолетов немного, и постоянно в воздухе находится они не могут.
Еще одна проблема это материалы, из которых БПЛА изготовлен. Часто подбираются неметаллические материалы, плохо видимые радарами, что создает сложности для обнаружения подобных целей и дополнительно снижает эффективный радиус действия ПВО.
Поэтому, для того, чтобы полностью прикрыть границу от подобных низколетящих БПЛА, понадобится огромное количество систем ПВО, и на данный момент это сделать малореально. С экономической точки зрения здесь тоже есть проблемы - т.е. условный БПЛА-камикадзе типа Герани может стоить значительно дешевле, чем затраты на Панцирь или Тор его сбивающие. Комплексы среднего и большого радиуса типа С-400 тоже могут применяться, но это как стрельба из пушки по воробьям, экономически совершенно неоправданно.
Вывод: низколетящие БПЛА это очень сложная цель для ПВО. Неудивительно, что Москву атаковали именно низколетящие украинские БПЛА типа «Бобер».
Перейдем к РЭБ. Основной вопрос: как именно работают системы РЭБ и какова их эффективность в противостоянии с БПЛА?
Вкратце: комплексы РЭБ создают радиоэлектронные помехи определенных частот и форм, нарушая работу тех узлов БПЛА, которые зависимы от радиосвязи.
В каких приборах БПЛА обычно используются радиоволны?
- Управление беспилотным летательным аппаратом и получение информации с него (видео, телеметрия, итп). Сигналы управления от оператора передаются на БПЛА с помощью радиоволн, так же происходит передача информации с БПЛА оператору.
- Спутниковая навигация (GPS, Glonass итп). БПЛА принимает радиоволны от спутников навигации, для того, чтобы определить свое местонахождение.
Казалось бы - задача достаточно простая: нужно всего лишь производить помехи на частотах управления, а также спутниковой навигации, и мы заставим беспилотник упасть. Но есть следующие проблемы в порядке увеличения сложности:
БПЛА среднего класса обычно работают на частотах и протоколами, которые заранее неизвестны противнику, в отличие от коммерческих дронов, где все параметры стандартизированы, общеизвестны и поэтому легко обнаруживаются и глушатся. Надо отметить, что даже на этой, наименее сложной проблеме уже оказываются бесполезны абсолютное большинство коммерческих глушилок (антидроновые ружья и подобные).
БПЛА среднего класса обычно используют компоненты военного назначения, которые неплохо защищены от помех. Для защиты они могут использовать множество методов. Например, быстро перестраивать радиочастоты обмена в хаотичном порядке, чтобы РЭБ не успевал их обнаруживать и глушить. Этот метод называется ППРЧ (псевдослучайная перестройка частоты). Либо более продвинутый метод это “размазывание” сигнала по широкому интервалу частот (прямое расширение спектра).
- На дальних расстояниях БПЛА среднего класса обычно используют спутниковую связь. Ее достаточно сложно заглушить, так как антенна смотрит вверх на спутник, поэтому ее можно защитить металлическим экраном (упрощенно) от помехи с земли. Более того, спутниковая связь Starlink например использует специальные антенны с фазированной антенной решеткой (ФАР). Подобные антенны создают узкие лучи сигнала, которые можно мгновенно переориентировать на разные спутники, и подавить подобный сигнал с земли крайне сложно.
- БПЛА могут обойтись совсем без связи, т.е. действовать автономно по заданной программе. Например, достичь заданной координаты и уничтожить там цель. Казалось бы - давайте подавим сигналы спутниковой навигации, и дрон собьется с пути. Но подавить сигналы GPS с земли не так легко, так как на подобных БПЛА используются специальные направленные вверх антенны GPS, которые малочувствительны к помехе с земли. Более того, они зачастую используют технологии навигации по топографическим картам (т.е. сканируют поверхность земли камерами и радарами и сравнивают с картами в памяти), в случае чего спутниковая навигация совсем не требуется.
Учитывая вышесказанное, если используется условный БПЛА среднего класса с полностью автономным наведением по картам, то глушить там нечего, соответственно сбить его с помощью РЭБ даже в теории невозможно, остается надежда только на ПВО.
Более того, когда появятся рои дронов (а это дело ближайшего времени), с ними справиться уже будет практически нереально даже с помощью современного ПВО.
Что же делать?
Нужно разрабатывать новые классы ПВО, рассчитанные именно на борьбу с БПЛА. Все ПВО, которые стоят сейчас на вооружении разрабатывались для борьбы с самолетами, вертолетами, крылатыми ракетами, поэтому они заведомо не рассчитаны для борьбы с дронами.
Здесь есть широкое пространство для новых идей: можно применять дроны-киллеры в качестве дешевых перехватчиков, можно использовать дирижабли с радарами для наблюдения за вражескими беспилотниками в режиме 24/7, системы автоматического наблюдения с искусственным интеллектом, которые сами обнаруживали и классифицировали бы летающие объекты, возможны даже экзотические системы типа лазеров и генераторов мощных электромагнитных импульсов. Естественно, сбрасывать РЭБ со счетов нельзя, и подобные комплексы тоже требуется развивать с учетом текущих реалий.
Данная статья задумывалась как научно-популярная с минимумом технической информации. Если какие-либо из технологий, о которых шла в статье речь вас интересуют, дайте знать в комментариях, и я постараюсь написать более углубленную статью на эту тему.
О нас: более 10 лет лет занимаемся разработкой радиоэлектронных систем, в частности систем защищенной связи, роботизированных комплексов, и программного обеспечения для них.