Tidigare artikel:
Sök och neutralisera: Drönarkampen tar fart. Del 1
Den soldrivna Zephyr-drönaren utvecklades av Airbus DS. Kan stanna i luften i månader
Det är klart att spridningen av ett ökande antal små UAV som enkelt och billigt kan köpas är lätt att använda och tillhandahålla, även om det är rudimentärt, men fortfarande strejk- och spaningskapacitet, som är av stor oro för att säkerställa nationell säkerhet eller motverka hot som uppstå på slagfältet. Naturligtvis kan dessa hot motverkas genom att använda ny teknik eller förbättra befintliga, men mer och mer komplexa UAV: er och principerna för deras stridsanvändning är redan på väg att hamna i horisonten, och sannolikt kommer de i framtiden att bli en verklig huvudvärk för defensiva system.
Faktum är att ännu större UAV som redan finns, allt från taktiska system som används på brigadnivå, till exempel Shadow från Textron Systems, plattformar på medellång höjd med lång flygtid för kategorin MALE, till exempel MQ-9 Reaper från General Atomics Aeronautical Systems, och som slutar med plattformar på hög höjd med långvariga HALE-kategoriflygningar som Northrop Grummans RQ-4 Global Hawk kan utgöra ett problem för luftförsvarssystem.
Trots att flygningskaraktäristiken hos dessa drönare - hastighet och manövrerbarhet - inte tillåter dem att undvika defensiva åtgärder säkert, har många av dem relativt svaga radar- och termiska signaturer, och för HALE -kategori -plattformar kan de arbeta på extrema avstånd från många radar och missiler. komplex. Det är dock troligen viktigare att funktionaliteten och effektiviteten hos den inbyggda lasten som dessa system kan bära ökar mer och mer, vilket gör att de kan utföra särskilt sina spaningsuppgifter på avstånd och höjder utom räckhåll för luftvärn vapen, både när det gäller upptäckt och när det gäller förstörelse …
SPEXER 500 radar (ovan) och Z: NightOwl infraröd kamera, utvecklad av Airbus DS, är utformade för att bekämpa drönare
Obemannade flygbilar (UAV) kan skapa betydande problem för luftförsvarssystem och om de behandlas på samma sätt som de bemannade fordonen i den senaste och nästa generationen kan det mycket väl visa sig att de är svårare att upptäcka och förstöra - deras design ger inte plats för piloter, och detta gör att plattformarna kan minskas i storlek och öka deras manövrerbarhet.
De nya lovande ultra-HALE-drönarna är ännu mer problematiska. Airbus DS: s soldrivna Zephyr-drönare har flygtider mätt i månader och kan flyga på höjder över 21 kilometer. Trots sitt vingspann på 23 meter har kompositbåten ett litet effektivt reflektionsområde (EIR) eftersom dess solldrivningssystem har en svag termisk signatur och därför är svår att upptäcka.
Vissa väpnade styrkor inser att många luftvärnssystem effektivt kan upptäcka, spåra och träffa UAV: er för den nuvarande generationen, och letar därför efter sätt att besegra sådana system på grund av de geniala principerna för strid med många system av samma typ vid samtidigt.
Till exempel kan den så kallade "svärmningen" av system, när ett stort antal drönare arbetar tillsammans för att uppnå sitt mål, skapa stora problem för de allra flesta defensiva system.
Redan från början var detta tillvägagångssätt, baserat på en massiv droneattack, baserat på det faktum att många plattformar skulle offras för att uppnå målen för stridsuppdraget.
Inom ramen för LOCUST-programmet (Low-Cost UAV Swarming Technology) utvecklar US Office of Naval Research (ONR) en teknik för samarbete mellan många drönare. Den tubulära järnvägscontainerlanseringen kommer att skjuta upp små drönare i snabb följd från fartyg, stridsfordon, bemannade fordon eller andra obebodda plattformar. Efter att ha startat en "svärm" (eller, om du föredrar, en "flock"), fungerar UAV självständigt, drönarna utbyter information med varandra för att slutföra den tilldelade uppgiften.
Videodemonstration av LOCUST -projektet. Samordnad flygning av nio drönare
För närvarande använder ONR Coyote UAV som en testmodell. Denna enhet har vikbara vingar för enkel förvaring och transport. I början av 2015 genomfördes demonstrationsflygningar vid flera testområden, under vilka lanseringar av ett fordon utrustat med olika nyttolaster genomfördes. I en annan demonstration av denna teknik synkroniserade nio drönare oberoende och genomförde en gruppflygning.
En nyckelfunktion för LOCUST -projektet är en hög grad av flockautonomi, som gör att de kan utföra uppgifter utan operatörens ingripande och därmed motverka eventuell störning av kommunikation som kan användas mot dem.
Dessutom, enligt ONR, kommer svärmen att kunna "självmedicinera", det vill säga självständigt anpassa och konfigurera sig för att utföra uppgiften ytterligare. Det nuvarande målet med programmet är att sekventiellt starta 30 UAV på 30 sekunder. ONR avser att genomföra havsförsök av LOCUST-flocken i Mexikanska golfen i mitten av 2016.
I augusti 2015 lanserade även Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) från det amerikanska försvarsdepartementet sitt Gremlins -program. Detta projekt möjliggör utplacering av grupper av små UAV från stora flygplan, till exempel bombplan eller transportflygplan, samt från krigare och andra små flygplan, även innan de når fiendens luftförsvarssystem.
Gremlins -programmet utvecklas av US Department of Defense Advanced Research and Development Agency (DARPA)
Detta program föreskriver att efter uppdraget kan C-130 transportflygplan i luften ta ombord de så kallade "Gremlins". Det är planerat att marklagen ska kunna förbereda dem för nästa operation inom 24 timmar efter återkomsten.
DARPA löser huvudsakligen de tekniska problemen som är förknippade med pålitlig och säker antennlansering och retur av många drönare.
Dessutom syftar programmet till att inte bara erhålla nya operativa möjligheter och utvecklingen av en ny typ av flygoperationer, utan också på lång sikt och för att få en betydande ekonomisk effekt. Programmet syftar också till att "förlänga livslängden för Gremlin -drönare till cirka 20 uppdrag", enligt en FDA -talesman.
AUDS -systemet för Blighter Surveillance Systems använder en markövervakningsradar i kombination med en optoelektronisk station och en elektronisk jammer
Ytterligare egenskaper
När vi återvänder till Airbus DS noterar vi att dess färdplan för UAV -utveckling inkluderar att förbättra systemens noggrannhet och introducera nya funktioner, till exempel funktioner av "vän eller fiende", som kan vara användbara för att minska frekvensen av falska larm och är attraktiv för operatörer som använder systemet i komplext luftrum. Företaget överväger också att använda mindre avancerade system för att minska kostnaderna och utöka sin potentiella kundbas, men i det här fallet kommer plattformarnas noggrannhet sannolikt att minska.
RADA Electronic Industries har fokuserat sina UAV -insatser för att utveckla en programmerbar lösning baserad på befintliga radar.
”Vi har konstruerat en radar som kan upptäcka mycket små föremål, allt från mycket låga hastigheter, dopplerhastigheter, till höghastighetsmål som flyger med ljudets hastighet och högre. Denna radar kan upptäcka människor, bilar, UAV, krigare, missiler, det beror på det radiofrekvensläge som du ställer in, - förklarade chefen för affärsutveckling för detta företag Dhabi Sella. - När det gäller vår multitasking programmerbara radar betyder det att du bara trycker på en knapp och det är inte nödvändigt att ändra programvaran. Genom att ställa in lämpliga parametrar får du det du behöver."
Halvledar AFAR -radar från RADA är utformade för stationära och mobila applikationer. Företaget erbjuder två familjer: kompakta hemisfäriska radarer CHR (Compact Hemispheric Radar) för kortdistansdetektering och installation på fordon och multitasking hemisfäriska radar MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) för fast installation.
RADA Electronic Industries MHR -radarfamilj
Företaget uppgraderade också MHR-familjen, som inkluderar RPS-42, RPS-72 och RPS-82 radar, även känd som pMHR (bärbar), eMHR (förbättrad) och ieMHR (förbättrad förbättrad). Enligt företaget är den mest avancerade radaren ieMHR kapabel att detektera mini-UAV vid en räckvidd på 20 km.
Sella sa att hitta och spåra en UAV är ingen lätt grej.”Det är inte enkelt … att hitta murbruk, handeldvapen eller rollspel och det kan till och med vara svårare, men vi fick rätt. UAV -motåtgärder ligger inom dessa radarsystem. UAV är i alla fall specifika mål med unika funktioner, som vi betecknar med den engelska förkortningen LSS (låg, liten och långsam - låg, liten, långsam). Det är ett problem att identifiera mycket små föremål med mycket lite EPO som flyger mycket lågt och nära bakgrundsljudet från jordytan. Ibland flyger de lika snabbt som andra fordon, som bilar, reser. Det är en svår uppgift att hitta dem bland alla hinder. Ett annat problem är att de flyger som fåglar, de uppfattas som fåglar och användaren vill vanligtvis skilja mellan det vi kallar irriterande mål."
Sella förklarade att en metod för att avgöra om ett spår är en drönare är att fokusera radarenergi för att avgöra om ett mål har propellrar, och tillade att, förutom hårdvara, är signalbehandling och algoritmutveckling nyckeln till systemets möjligheter.
Syracuse-baserade SRC kombinerar en rad fältbeprövade elektroniska krigföringssystem i sin kombinerade baslinjemetod för att ge motdrönare kapacitet för både zonförsvar och smidig strid. Även om de senare ofta betraktas som en sekundär uppgift för anti-UAV-system, ökar deras betydelse stadigt.
"Små UAV kommer att ha förmågan att utföra informationsinsamling eller luftsprängämnen", förklarade David Bessie, chef för affärsutveckling vid SRC. "Fientliga UAV: er som inte identifierats av luftförsvarssystemet kan påverka stridsoperationen, eller så kommer de att ge fienden information om dina positioner, eller så kommer de att slå ett luftangrepp på din infrastruktur eller manövreringsstyrkor."
”Vår strategi använder befintlig, beprövad teknik samt programvara som integrerar dem i ett enda bassystem. Fördelen med detta tillvägagångssätt är att vi kan använda våra kunds system som redan är i drift för att sänka den totala ägandekostnaden. Vi tillhandahåller beprövad elektronisk krigföring och radarsystem och vi kommer snart att kunna erbjuda en kompletterande station för att hitta riktningar, säger Bessie.
”Vi anser att elektroniska krigssystem är avgörande för att bekämpa UAV. Våra elektroniska krigföringssystem kan upptäcka, spåra och klassificera obemannade system och sedan automatiskt neutralisera dem. Om visuell identifiering krävs för att bestämma målets identitet, kan en kamera överföras till den. Vi kan ytterligare förbättra vår upptäckt, spårning och klassificering med vår LSTAR luftrumsövervakningsradar. Det rekommenderas också att lägga till högupplösta optoelektroniska sensorer för visuell identifiering över långa avstånd.”
LSTAR luftrumsövervakningsradaren utför mycket verkliga säkerhetsuppgifter. På bilden ovan skyddar en radar lugnet på G8 -toppmötet som hölls sommaren 2013 i Irland.
Lätt och lätt att transportera, SR Hawk Surveillance Radar, en del av LSTAR-familjen av luftburna övervakningsradarer, som alla har 360 ° 3-D elektronisk skanning, ger både 360 ° och sektoriell skanning. OWL multitasking radar har en halvklotformad vy från -20 ° till 90 ° i höjdled och 360 ° i azimut. Den har en elektroniskt styrd icke-roterande antenn och ett avancerat Dopplersignalbearbetningsläge som gör att UAV kan detekteras och spåras medan motbatterier kan utkämpas.
Förutom lösningar baserade på radar och optoelektronisk teknik utvecklas också system baserade på andra principer. Northrop Grumman har börjat använda LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) -teknologi för att motverka UAV i sitt Venom -system.
Företaget testade Venom-systemet som drönare i den amerikanska arméns Maneuver-Fires Integrated Experiment (MFIX) övning vid Fort Silla 2015. Venom-systemet installerades på ett M-ATV-pansarfordon i kategorin MRAP och genomförde framgångsrikt identifiering, spårning och målbeteckning för UAV.
Venom med LLDR-teknik monteras på en mångsidig, gyrostabiliserad plattform. Under testerna testades Venom som ett system för att bekämpa UAV från två maskiner. Systemet mottog kommandon för yttre målbeteckning, fångade mål och spårade små lågflygande drönare. Venom -systemet demonstrerades också i rörelse med sensorkontroll inifrån bilen.
Det är värt att notera att laserbeteckningen LLDR2 användes i stor utsträckning i operationer i Irak och Afghanistan.
Visuell upptäckt
För att uppfylla kraven från det israeliska försvarsdepartementet har det israeliska företaget Controp Precision Technologies utvecklat ett UAV -detektionssystem baserat uteslutande på optoelektronisk och infraröd teknik.
Företagets Tornado lätta, snabbskannande infraröda enhet använder en kyld mellanvågs termisk avbildare (matrisspecifikationer avslöjades inte) monterad på en 360 ° skivspelare. Systemet kan ge panoramatäckning från marknivå till 18 ° över horisonten.
För att identifiera potentiella mål upptäcker systemets programvarealgoritmer de minsta förändringar i miljön. Enligt företaget tillåter de dig att automatiskt spåra alla flygande fordon längs banan och flyga i olika hastigheter bara några meter över marken. Systemet har kontinuerlig förstoring för en klar bild och kan ge ett spår för varje mål.
Enligt Controp kan Tornado övervaka bebyggda områden med många störande ekon, även om de inte avslöjar detaljerad information om egenskaperna, förutom att små UAV kan detekteras vid avstånd uppmätta i hundratals meter, medan stora mål detekteras bortom tiotal kilometer.
Med hjälp av ljud- och videosignaler kan systemet automatiskt meddela operatören att ett flygande objekt har gått in i en förutbestämd "obemannad" zon. Systemet kan styras lokalt eller på distans från kommandocentralen, det kan fungera både i fristående läge och som ett integrerat system som tar emot data från andra sensorer.
Israeliska företaget Controp Precision Technologies ger Tornado -beteckningssystem för drönare
Standard Tornado -sensorenhet väger 16 kg, har en diameter på 30 cm och en höjd av 48 cm; även om det också är planerat att utveckla ett mindre block som mäter 26x47 cm och väger 11 kg.
I artikeln behandlas inkluderingen av den visuella detekterings- och spårningsfunktionen i systemet, liksom möjligheten att anslutas till vissa anti-UAV-system.”Vårt Tornado -system kan bara upptäcka UAV -apparater med en infraröd kamera. utan att använda några radiofrekvenssystem. Den största fördelen med Tornado framför RF -system är att radarna fungerar bra i områden utan störningar, men när du befinner dig i ett område med byggnader och annan infrastruktur har radarna problem med att upptäcka små UAV. Vårt system består av två huvudkomponenter, den första är en infraröd kamera som skannar 360 ° och ger en panoramabild, den andra är algoritmer som gör att du kan upptäcka små mål när de är i rörelse, förklarade marknadsdirektör på företaget Controp Johnny Carney. "Att utveckla en algoritm är svårt eftersom du vill upptäcka ett rörligt mål, men utesluta till exempel moln och andra rörliga objekt."
Typisk Tornado -operatörsskärm som visar infraröd panoramabild (överst), panoramavyn för panoramainfraröd kamera (nedre vänster) och satellitbild av motsvarande markområde (nedre högra)
”Tornado är ett spårningssystem, och om du vill spåra systemet och få plats- och avståndsdata måste du byta till ett annat system för att göra en del av arbetet … och om du vill spåra målet och se mer detaljer, då måste du använda mer. ett optoelektroniskt system för att ta emot en kontinuerlig videoström”, förklarade Carney.
Den stora nackdelen med systemet är dock att det inte kan skilja till exempel fåglar på storleken på en drönare från riktiga mål, för detta behövs en operatör.
Carney tror att få effektiva lösningar har utvecklats som kan ge alla aspekter av detektering och spårning som potentiella kunder behöver, samtidigt som de tillägger att det finns extrema krav på system. Från individer som vill ta emot varningssignaler om UAV: er som flyger över deras egendom, till skydd av nationell infrastruktur och anläggningar på slagfältet.”Till exempel vill vissa militärer ha system som kan hindra UAV: er att flyga över sina stridsfordon. Det finns olika sätt att uppfylla kraven, det beror också på de ekonomiska resurser som du kan spendera, och detta är ett av många problem. Naturligtvis, om du vill ha det bästa skyddet måste du använda en kombination av radar och infrarött för detektering och en infraröd och halvledarkamera (CCD -kamera) för spårning."
Carney tror att det är möjligt att aktivera analyser som automatiskt kan bestämma typen av mål, men tillade att han aldrig skulle få 100% noggrannhet, eftersom det alltid finns möjlighet att "stöta på" en drönare som ser ut som en fågel, och därför för att hjälpa operatörer kommer alltid att behöva avancerade sofistikerade igenkänningsalgoritmer.
CACIs SkyTracker -system är utformat för att ge passiv detektering genom vad företaget beskriver som en "elektronisk omkrets". Detta system kan fungera kontinuerligt i alla väder.
SkyTracker -systemgränssnitt
SkyTracker -systemet använder flera sensorer som kan upptäcka, identifiera och spåra UAV över sina radiokontrollkanaler. Användningen av flera sensorer gör det möjligt att bestämma positionen för UAV på grund av trianguleringsmetoden och exakt geolokalisering. Dessutom kan SkyTracker bestämma platsen för UAV -operatörer.
Som redan nämnts gör den lilla storleken, den svaga termiska signaturen, det omgivande rummet med mycket störningar och komplexa flygvägar kampen mot UAV: er en mycket svår uppgift.
Venoms LLDR-teknik monteras på en mångsidig gyrostabiliserad plattform
Till detta måste läggas ett möjligt koncept för stridsanvändning.”Problemet med små UAV är att de kan lyfta och landa i det område du vill skydda. Till exempel, ur krigföringens synvinkel måste du alltid försvara fronten - du vill inte att fiendens fordon, som ännu inte är över huvudet, ska flyga in på ditt territorium. Och om vi pratar om att garantera nationell säkerhet, så kan det i det här fallet redan finnas små UAV: er i det område som du vill skydda, säger Carney.
Medan tyngdpunkten i att motverka UAV ligger på att hantera hotet om enstaka drönare, kan de sofistikerade "pack" -attackerna som utvecklats av militären potentiellt innebära betydande utmaningar för försvarssystemen.
Många av de föreslagna lösningarna inkluderar möjligheten att upptäcka och spåra flera mål. Men den största svårigheten är troligtvis att förhindra att dussintals drönare når sitt mål. Även med ett tillräckligt antal neutraliserande element kan försvaret "brytas" helt enkelt på bekostnad av överlägsna antal, särskilt om flocken är "smart" och kan anpassa sig till reaktionen från försvarssystemen.
De fysiska karaktären hos de föreslagna och utvecklade lösningarna kommer också sannolikt att spela en betydande roll för att bestämma deras effektivitet. På grund av hotens höga manövrerbarhet, på grund av att de inte är knutna till vissa platser (även taktiska UAV: er kan fungera med minimal infrastruktur), bör försvarssystem också vara lika rörliga och detta bör beaktas. Till exempel kan stora system som Saabs Giraffradar installeras i fordon för att öka rörligheten. I allmänhet var många av de utvecklade komplexa lösningarna ursprungligen utformade för att transporteras, konfigureras och monteras med ett minsta antal personal.
”En nyckelfunktion i vårt AUDS -system är att det snabbt distribueras och enkelt kollapsar och distribuerar utan problem, det vill säga att fälla det på ett fordon och snabbt överföra det till en annan position. Inte en del av den väger mer än 2,5 kg, säger Redford.
De relativt små avstånden mellan lanseringen av drönaren och platsen för dess neutralisering beaktas också.”Vi antog för några år sedan, när vi började utveckla vårt system, att dessa mycket manövrerbara hot kan neutraliseras med mycket manövrerbara och mobila medel … avstånden är nära och eventuell förstörelse kommer att ske högst flera kilometer, ibland flera hundra meter, och därför behöver du inte dyra medel., stora och stabila. Jag tror att detta är en negativ faktor i den här typen av krig, säger Sella från RADA Electronic Industries.
Slutsatser
Det hot som UAV utgör av terroristgrupper och andra olagliga organisationer är nu allmänt erkänt. Civila och militära mål kan attackeras av drönare, det kan vara en attack mot infrastruktur eller leverans av giftiga ämnen eller en enkel "primitiv strejk".
På slagfältet kan militära styrkor inte längre förlita sig på att vara den enda droneoperatören eftersom mer effektiva system uppstår bland rebellgrupper och andra paramilitära organisationer.
På båda områdena - nationell säkerhet och stridsformationer - anses effektiva anti -UAV -åtgärder för närvarande vara en integrerad del av den övergripande strategin. Deras genomförande är fortfarande på det stadium av förståelse och förståelse. Den enklaste och mest pålitliga lösningen (åtminstone för en nära framtid) är att använda och modifiera system som är utformade för andra ändamål. Men i den avlägsna framtiden, eftersom hoten blir mer komplexa, kan det bli nödvändigt att vidareutveckla speciell teknik för att bekämpa obemannade flygbilar.
