Украіна праспала дронавую рэвалюцыю? Чаму оптавалаконныя дроны мяняюць усё на полі бою
Расійскія вайскоўцы пачалі актыўна выкарыстоўваць на полі бою маленькія квадракоптары, якія амаль немагчыма абясшкодзіць. Яны грунтуюцца на даволі старой тэхналогіі перадачы інфармацыі па оптавалакне, якая, аднак, нечакана атрымала «новае дыханне» на полі бою ў расійска-ўкраінскай вайне, піша Украінская служба Бі-бі-сі.
01.11.2024 / 22:12
Калаж: Бі-бі-сі/ЕРА/Getty Images
Відэазапісы паражэння ўкраінскай тэхнікі і вайскоўцаў расійскімі FPV-дронамі на оптавалакне пачалі з'яўляцца ў канцы лета. Ужо восенню такія кадры расійскія Z-паблікі ў тэлеграме публікуюць амаль штодня.
Часцей за ўсё такія беспілотнікі выкарыстоўваюцца ў Курскай вобласці, але ёсць таксама зафіксаваныя выпадкі іх выкарыстання на Данеччыне і ў Запарожскай вобласці.
Расійскія крыніцы часцей за ўсё ўжываюць такую назву оптавалакновага дрона, як «Князь Вандал Наўгародскі». Гэта выраб ад навукова-прамысловага цэнтра «Ушкуйнік» з Вялікага Ноўгарада.
Расейскі FPV-дрон «Князь Вандал Наўгародскі», захоплены як трафей украінскімі войскамі. Знізу апарата можна ўбачыць шпульку з оптавалаконным кабелем. Фота: Сяргей «Флэш»
Яго ўпершыню выкарысталі ў баі 13 жніўня гэтага года на Куршчыне. З тых часоў сапраўды з'явіліся дзясяткі ці нават сотні фота і відэапацвярджэнняў трапляння «Вандала» ва ўкраінскія танкі, бронемашыны і бліндажы.
Кіраўнік кампаніі, якая вырабляе «Вандал», Аляксей Чадаеў называе тэхналогію ягонай працы «рэвалюцыйнай».
«Цяпер ужо ёсць статыстыка з амаль тысячы выкарыстанняў. Яна вельмі нядрэнная: адзін-два абрывы на 10 пускаў, будзем зніжаць гэты паказчык. Далей усё залежыць ад аператара. Так, дрон цяжкі, непаваротлівы, паколькі нясе на сабе і катушку, і баявую частку. Але, калі прыстасавацца, вельмі дакладны», — сказаў ён у інтэрв'ю ТАСС.
Што ж такога «рэвалюцыйнага» ў гэтай распрацоўцы?
Новае-старое вынаходніцтва
Для кіравання такім дронам, гэта значыць перадачы інфармацыі ад аператара да самога беспілотніка, выкарыстоўваецца не радыёхваля, а светлавы прамень, які ідзе па спецыяльным звыштонкім кабелі са шкла.
Ідэя перадачы інфармацыі з дапамогай светлавых хваляў была прыдуманая фізікамі амаль 170 гадоў таму ў віктарыянскай Англіі. Брытанскі фізік Джон Тындал правёў эксперымент, падчас якога перадаваў святло ўздоўж струменя падаючай вады, дэманструючы перадачу сігналу шляхам поўнага ўнутранага адбіцця.
Аднак тэхналогіі для практычнага ўвасаблення гэтых ідэй з'явіліся толькі ў 1930-х гадах. У 1934 годзе амерыканскі інжынер Норман Фрэнч атрымаў патэнт на аптычную тэлефонную сістэму, маўленчыя сігналы ў якой перадаваліся з дапамогай святла па стрыжнях з чыстага шкла. Праз 20 гадоў амерыканская кампанія ўпершыню выкарыстала тэрмін «валаконная оптыка» (fiber optics).
Дзяўчына глядзіць на ўзор звыштонкага оптавалакна, прадстаўлены ў 2023 годзе на тэхналагічнай выставе ў кітайскім Шанхаі. Кітай з'яўляецца сусветным лідэрам у вытворчасці гэтай прадукцыі. Фота: Getty images
Яшчэ праз 20 гадоў кампанія Rediffusion разгарнула першую камерцыйную оптавалаконную сістэму для перадачы аналагавых тэлевізійных сігналаў. З тых часоў пачалося камерцыйнае распаўсюджванне оптавалаконных сістэм сувязі.
Праўда, яго адразу ж паспрабавалі выкарыстоўваць і ў вайсковых мэтах. У 1973 годзе вайскова-марскія сілы ЗША ўпершыню ўкаранілі валаконна-аптычную лінію на борце карабля Little Rock. У СССР першыя валаконна-аптычныя лініі сувязі на некалькіх аб'ектах з'явіліся ў канцы 1980-х гадоў.
Пасля ў іншых краінах папулярнасць набыло прымяненне такіх тэхналогій у процітанкавых комплексах (ПТРК). Тут можна ўспомніць ізраільскі Spike і яго нямецкую мадэрнізаваную версію Mells, якія маюць магчымасць карэктаваць палёт ракеты з дапамогай далучанага да яе оптавалакна. Далёкасць дзеяння такой зброі — да 4-5 км.
Які прынцып дзеяння оптавалакна
Усё гучыць даволі проста: электрычны сігнал на адной прыладзе праз спецыяльны канвертар ператвараецца ў святло, якое рухаецца па кабелі да іншага прыёмніка, дзе зноў канвертуецца ў электрасігнал. Крыніцай гэтага святла з'яўляецца паўправадніковы мікралазер або святлодыёд. Кадаванне робіцца за кошт змены інтэнсіўнасці святла.
Перадача інфармацыі такім спосабам ніжэйшая за хуткасць святла (гэта звязана з магутнасцю мікралазераў і праламленнем прамянёў), але ўсё адно значна вышэйшая, чым іншыя спосабы. Спыніць такую сувязь можна толькі фізічна, напрыклад, моцна пашкодзіўшы оптавалаконны кабель.
На практыцы гэта выглядае так, што дрон лётае нібы прывязаны да тоненькай нітачкі, іншы край якой змяшчаецца на пульце аператара. Гэтая оптавалаконная нітка паступова раскручваецца са шпулькі, далучанай да квадракоптара. Гэта кардынальна адрозніваецца ад таго, як цяпер працуюць дроны на фронце. Інфармацыю з пульта кіравання яны атрымаюць з дапамогай радыёхваль.
Тэхналогію перадачы інфармацыі светлавымі хвалямі адкрылі яшчэ ў XIX стагоддзі, але на практыцы пачалі выкарыстоўваць у сярэдзіне мінулага стагоддзя. На фота — фабрыка па вытворчасці оптавалакна ў Паўночнай Караліне, ЗША. Фота: Getty images
Усталяваўшы радыёперашкоды на пэўнай частаце, на якой працуе дрон, можна яго нейтралізаваць. Гэта ўласна і ёсць асноўная задача сродкаў РЭБ (радыёэлектроннай барацьбы).
Мінулыя тры гады поўнамаштабнай вайны характарызаваліся пастаянным супрацьстаяннем РЭБу і дронаў. Вытворцы FPV пераходзілі на новыя дыяпазоны частот, радыёэлектроншчыкі павінны былі аператыўна на гэта рэагаваць. Такая «вайна частот» магла працягвацца яшчэ вельмі доўга.
Беспілотнікі на оптавалакне кардынальна мяняюць усё. З гэтага часу ніводзін РЭБ або іншы сродак электрамагнітнага ўзаемадзеяння не акажа ніякага ўплыву на смяротныя дроны. Трэба тэрмінова шукаць абсалютна новае рашэнне, лічаць спецыялісты.
Самае крыўднае для Украіны, што першай гэты рэвалюцыйны крок павінна была зрабіць менавіта яна, а не праціўнік: усе перадумовы для гэтага былі, адзначаюць спецыялісты з галіны.
Дроны «без перспектывы»
«Першы такі дрон быў распрацаваны намі — увага — паўтара года таму!» — малады ўкраінскі інжынер Максім Шарамет, які ўзначальвае арганізацыю «Дранарня», не хавае свайго абурэння.
Сапраўды, яшчэ ў сакавіку 2024 года ў СМІ выйшлі публікацыі пра ягоную вынаходку — дрон на оптавалакне пад назвай «Бандэрык-стужка». У гэтага першага ўзору быў тактычны радыус дзеяння каля 1 км, час у паветры 15 хвілін, а несці ён мог да 3 кг карыснай нагрузкі.
Летась «Бандэрык» паспяхова прайшоў дзяржаўныя выпрабаванні Міністэрства абароны, але ў серыю так і не пайшоў. Вынаходнік кажа, што вайсковае кіраўніцтва заявіла яму пра «неактуальнасць» гэтай тэхналогіі.
«Нам смяяліся ў твар і казалі, што гэта не актуальна, гэта не мае права на жыццё. Яны казалі: Навошта нам такое, калі ўжо ёсць дроны, якія і так лётаюць?»
Максім Шарамет (справа) узначальвае валанцёрскую арганізацыю «Дранарня» і кампанію па вырабе беспілотнікаў і станцый да іх. Ён кажа, што БПЛА на оптавалакне яны зрабілі яшчэ 1,5 гады таму, але ён не зацікавіў Генштаб УСУ. Фота: «Дранарня»
Ягоныя словы пацвярджае вядомы ўкраінскі спецыяліст і кансультант у галіне вайсковых радыётэхналогій Сяргей Бяскрэстнаў (пазыўны «Флэш»).
«Першыя палёты на оптавалакне паказалі вайскоўцам нашыя ўкраінскія хлопцы яшчэ ў 2022 годзе. Цікавасці гэтае рашэнне тады не выклікала», — паведаміў ён.
Ужо ў гэтым годзе як мінімум дзве групы ўкраінскіх распрацоўшчыкаў узяліся зноў за гэтую тэму і давялі свае вырабы да патэнцыйнай гатоўнасці да серыі, дадаў «Флэш».
«А ў серыю і ў масавае прымяненне на фронце выраб запусціў праціўнік. На жаль, гэта трэнд усёй вайны. Мы першыя прыдумляем, яны хутчэй маштабуюць», — дадаў ён.
Бяскрэстнаў таксама паведаміў, што пасля пачатку актыўнага прымянення расіянамі оптавалаконных дронаў да яго звярнуўся «афіцэр з Генштаба УСУ» з просьбай «тэрмінова прыдумаць нешта супраць гэтых дронаў».
Але менавіта з вынаходкай сродкаў для супрацьдзеяння гэтым няўразлівым беспілотнікам і ёсць галоўная праблема. Гатовага рашэння па стане на цяпер не мае ніводзін з бакоў.
Плюсы і мінусы дронаў на оптавалакне
«Можна называць гэтыя дроны вясельнымі, хобійнымі, турыстычнымі, кухоннымі або «нітачнымі». Але той, хто хоць раз у жыцці бачыў паспяховае прымяненне ўдарных дронаў — разумее, наколькі гэта сур'ёзная зброя ў правільных руках», — заклікае валанцёр і кіраўнік «Цэнтра падтрымкі аэраразведкі» Марыя Берлінская.
Праўда, не ўсе лічаць оптавалакновыя дроны сапраўды «рэвалюцыйным прарывам» у гэтай вайне. Эксперт інфармацыйна-кансалтынгавага агенцтва Defense Express Іван Кірычэўскі кажа, што выкарыстанне оптавалаконнага кабеля — гэта толькі адзін з магчымых шляхоў эвалюцыі беспілотнікаў.
«Наяўнасць оптавалакна не дадае яму плюс 100500 балаў да ўдарнай магчымасці, не робіць яго баявую частку больш магутнай і не робіць яго няўразлівым для збіцця, напрыклад, з драбавікоў», — кажа ён Украінскай службе Бі-бі-сі.
Украінскі дрон на оптавалакне «Бандэрык-стужка», прадстаўлены ў сакавіку 2024 года. Фота: «Дранарня»
Паводле ягоных слоў, цяпер абодва бакі эксперыментуюць з рознымі мадыфікацыямі БПЛА — усталёўваюць оптавалакно або машынны зрок і выяўляюць, што лепш працуе ва ўмовах рэальных баявых дзеянняў.
Дакладнасць трапляння дрона, падкрэслівае Кірычэўскі, шмат у чым залежыць не толькі ад стабільнасці яго кіравання, але і ад аэрадынамічных характарыстык апарата і майстэрства аператара. Таму казаць пра «рэвалюцыйнасць» даўно вядомай тэхналогіі, на ягоную думку, заўчасна.
«Гэта праява стандартных эмацыйных арэляў ва ўкраінцаў. То мы смяемся з расіян, то, наадварот, надаем нейкую неверагодную сілу іх узбраенню, — кажа ён. — А гэта проста чарговы віток у развіцці тэхналогій і ўзбраення».
Што тычыцца канкрэтных заўваг, то эксперты звяртаюць увагу на тры ключавыя акалічнасці.
Па-першае, гэта манеўранасць дрона. Сапраўды, выглядае так, што БПЛА, «прывязаны» на тоненькім шнурочку да аператара, з'яўляецца вельмі далікатнай канструкцыяй, і любы слуп або дрэва лёгка яго нейтралізуюць. Таму, маўляў, лётаць такі апарат можа толькі не кароткія адлегласці і толькі ўздоўж дарог, каб не было фізічных перашкод.
Інжынер Максім Шарамет, які неаднаразова кіраваў такім дронам, называе гэта сцвярджэнне «бязглуздзіцай».
Максім Шарамет паказвае оптавалакно, якое выцягваецца са шпулькі ягонага дрона «Бандэрык-стужка». Фота: «Дранарня»
Паводле яго слоў, кабель падчас палёту сам паступова размотваецца і спакойна кладзецца зверху на дрэвы або іншыя перашкоды. Абарваць яго вельмі цяжка. Адзіная засцярога — непажадана рэзка разварочвацца або зніжацца, а затым падымацца, каб не перакруціць оптавалакно.
«Кіраваць FPV на оптыцы нашмат прасцей. Таму што ў аператара не знікае карцінка, няма неабходнасці ў навыках пралятаць па зоне РЭБ, няма неабходнасці разумення прынцыпаў радыёгарызонта», — дадае ён.
Другая прычына для скепсісу экспертаў — гэта высокі кошт оптавалакна. Сапраўды, кажа Шарамет, гэта было адной з галоўных засцярог украінскага Генштаба, калі ён казаў пра «неактуальнасць» оптавалаконных дронаў. Па стане на мінулы год толькі шпулька на 10 км з такім кабелем каштавала каля 3 тысяч даляраў. Гэта амаль у 10 разоў даражэй за звычайны маленькі FPV-квадракоптар.
Расійскі дрон на оптавалакне атакуе ўкраінскую вайсковую машыну ў Курскай вобласці Расіі. Карцінка ў такім БПЛА пастаянна выразная, не знікае і дазваляе аператару лепш прыцэліцца. Фота: НПЦ «Ушкуйнік»
Але, адзначае кіраўнік «Дранарні», цяпер парадак лічбаў на цану оптавалакна істотна змяніўся. Гэта звязана з вялікай колькасцю кітайскай прадукцыі на рынку і з пачаткам яго вырабу ўжо ва Украіне. Цяпер, кажа Шарамет, удалося знізіць кошт з 3 тысяч да 100 даляраў. У такім выпадку кошт гатовага БПЛА будзе каля 1 тысячы даляраў.
І, нарэшце, трэцяя прэтэнзія да валаконна-аптычнага беспілотніка — гэта невялікая карысная нагрузка, якую ён можа несці. Гэтая праблема на самай справе існуе, паколькі такі БПЛА, акрамя боепрыпасу, яшчэ павінен несці на сабе даволі цяжкую шпульку з кабелем. Такая шпулька на 10 км важыць каля 1,2 кг, а на 15 км — каля 2 кг. Такім чынам, 10-дзюймовы FPV-дрон, які мае карысную нагрузку 3-4 кг, зможа ўзяць «на борт» невялікі боепрыпас вагой каля 1,5 кг.
Але, па-першае, чым большы дрон, тым больш карысная нагрузка, а па-другое, нават такі боепрыпас можа наносіць сур'ёзныя пашкоджанні тэхніцы, улічваючы, што БПЛА будзе атакаваць цэль бесперашкодна, а аператар пастаянна будзе бачыць праціўніка на відэа высокай якасці, якое забяспечвае оптавалакно.
Як процідзейнічаць
Як нейтралізаваць оптавалаконны БПЛА — пытанне адкрытае.
«Супрацьдзеянне такім дронам — гэта адна з самых актуальных і сур'ёзных тэм, над чым ламаюць галаву ўсе вытворцы», — кажа інжынер Максім Шарамет.
Апытаныя Бі-бі-сі эксперты адзначаюць такія варыянты вырашэння складанай задачы.
Па-першае, каб знішчыць беспілотнік, яго трэба спачатку выявіць. Стандартныя сродкі радыёэлектроннай разведкі (РЭР) тут бяссільныя, паколькі, відавочна, такі дрон і пульт кіравання ім не выкарыстоўваюць радыёсувязь.
Застаюцца іншыя спосабы выяўлення. Самы просты — візуальны, то-бок аптычная дэтэкцыя. Для гэтага можна ўсталяваць на бранятэхніку спецыяльныя модулі з відэакамерамі, якія будуць у пастаянным рэжыме выяўляць такія аб'екты ў небе.
Па-другое, ёсць верагоднасць выяўлення гэтых дронаў з дапамогай ультрагукавых або інфрачырвоных сэнсараў.
Па-трэцяе, гэтыя беспілотнікі можа выявіць акустычны сэнсар. Аднак гэта ўсё толькі «сырыя ідэі», якія патрабуюць дбайнай прапрацоўкі, а самае галоўнае — практычнай праверкі на полі бою.
Вытворца расійскага оптавалаконнага дрона «Князь Вандал Наўгародскі» Аляксей Чадаеў сцвярджае, што за два месяцы выкарыстання гэтыя беспілотнікі знішчылі ўкраінскай вайсковай тэхнікі «на амаль мільярд даляраў». Фота: НПЦ «Ушкуйнік»
Другі аспект нейтралізацыі оптавалаконнага дрона — гэта непасрэдна яго знішчэнне. Тут усё адначасова больш зразумела, але і складанейшае ў рэалізацыі. Відавочна, адзіны шлях перашкодзіць паражэнню — гэта збіць такі дрон пасля выяўлення пры набліжэнні да цэлі. Для гэтага могуць быць выкарыстаныя сеткамёты, якія ўжо часам выкарыстоўваюць на поле бою абодва бакі, а таксама драбавік з карцеччу.
Яшчэ варыянт — нацягваць над пазіцыямі і месцамі стаянкі тэхнікі спецыяльныя непрыкметныя сеткі, напрыклад, з трывалай лёскі. Дрон заблытаецца ў ёй і можа заўчасна здэтанаваць або ўпасці.
У кожным разе, ужо цяпер дзяржава і найлепшыя тэхналагічныя розумы Украіны павінны тэрмінова працаваць у кірунку стварэння ўласных оптавалаконных БПЛА, кажа Максім Шарамет.
На яго думку, наступны год можа стаць рэвалюцыйным прарывам ва ўжыванні менавіта такой тэхнікі на полі бою, як калісьці ў 2022-23 гадах адбылося з FPV-дронамі. Спачатку іх не ўспрымалі сур'ёзна, а цяпер яны сталі ледзь не асноўнай зброяй і іх выкарыстанне ўжо лічыцца на мільёны з абодвух бакоў.
Дроны на оптавалакне — яшчэ больш смяротная зброя. Перш за ўсё таму, што супраць яе дагэтуль няма «супрацьяддзя».
«Баба Яга» атакуе бомбамі з лазерным навядзеннем, гэта мяняе правілы гульні ва Украіне
Новая тэхналогія робіць дроны няўразлівымі для глушылак
Беспілотнікі паралізуюць поле бою ў вайне ва Украіне
Украінскія дальнабойныя дроны маюць сістэму навядзення як у крылатых ракет
«Расія — гэта бензакалонка з арміяй. І мы маем намер знішчыць гэтую бензакалонку»