Исследование основных типов угроз для БЛА коптерного типа и их классификация



С ростом популярности беспилотных летательных аппаратов (БЛА) коптерного типа в различных сферах применения возникает необходимость и вызовы в области их безопасности и защиты. Количество случаев применения БЛА в вооружённых конфликтах для доставки медицинских грузов первой помощи, гуманитарных грузов мирному населению, а также их применение в различных сферах повседневной деятельности будет увеличиваться.

Однако, основной проблемой при выполнении гуманитарных и боевых миссий с использованием БЛА является опасность их уничтожения с помощью наземных средств, систем ПВО, а также создания других препятствий для срыва выполнения задач.

Чтобы повысить вероятность успешного выполнения различных миссий БЛА, необходимо разработать специализированное бортовое и наземное оборудование, а также совершенствовать тактики применения.

Ключевые слова: БЛА коптерного типа, классификация типов угроз, способы воздействия, обнаружение, поражение, противодействие.

Цель данной статьи — провести обзор существующих методов обнаружения БЛА коптерного типа, выявить актуальные угрозы и методы противодействия БЛА для того, чтобы в дальнейшем определить перспективные технологии, применение которых позволит повысить безопасность и эффективность использования БЛА.

В статье рассмотрены основные типы угроз для БЛА, проведена их классификация.

Основные способы обнаружения БЛА

1. Радиочастотное обнаружение (сканирование радиоэфира) — является одним из основных методов обнаружения. Данный метод основан на выявлении и детектировании характерных радиосигналов, используемых для управления БЛА, что позволяет их обнаруживать на расстоянии 1,5 км и более.

Недостатком данного способа является невозможность обнаружения БЛА в режиме радиомолчания.

2. Радиолокационные станции (РЛС) — это устройства, работа которых основана на излучении радиоволн и обнаружении объектов по отраженному сигналу. Расстояние до объекта определяется по времени задержки между излучением и приемом отраженного сигнала.

РЛС имеют различные характеристики, такие как частота излучения, мощность излучения, угол обзора, минимальная и максимальная дальность обнаружения.

РЛС позволяют обнаруживать БЛА на расстояниях от 0,2 км до 10 км в зависимости от высоты полета и размера летательного аппарата.

Основным недостатком радиолокационных систем является сложность в обнаружении низколетящих объектов.

3. Лидар (лазерный радар) — это прибор, который использует лазерный луч для обнаружения и измерения расстояния до объектов по времени задержки между излучением и приемом отраженного от объекта лазерного импульса. По данным лидара вычисляется скорость и направление движения БЛА.

В последнее время лидары стали использоваться для обнаружения БЛА. Это связано с тем, что на близком расстоянии РЛС не всегда могут обнаружить малоразмерные и медленно летящие цели, а также имеют высокую стоимость.

Достоинства: возможность обнаружения объектов на близкой дистанции в режиме радиомолчания.

Недостатки: заметность в оптическом спектре, малая дальность обнаружения (не более 1 км).

4. Оптико-электронные системы (ОЭС) (визуальное обнаружение) — это оптические устройства, в основе которых лежит ПЗС-матрица высокого разрешения и специализированное программное обеспечение. Данные устройства позволяют обнаруживать малоразмерные воздушные цели в автоматическом режиме и выполняют распознавание с помощью базы данных.

Основными характеристиками ОЭС являются: разрешение, дальность обнаружения, угол обзора, скорость обработки данных.

Дальность обнаружения малогабаритных объектов, не более 30 см, составляет до 1,2 км.

5. Звуковое обнаружение (аудиоаналитика) — это способ обнаружения, работающий на регистрации звуковых волн, излучаемых БЛА. Принцип работы устройства звукового обнаружения основан на выделении и анализе звуковых волн, которые производит БЛА во время полета.

Устройство звукового обнаружения может иметь несколько микрофонов, расположенных в разных местах и связанных в единую систему.

Достоинства: возможность обнаружения БЛА в пассивном режиме.

Недостатки: малая дальность обнаружения — десятки, сотни метров.

Основные способы физического воздействия на БЛА

1. Стрелковое вооружение — является эффективным способом борьбы с БЛА, на расстоянии от 0 м до 50 м (дробь, картечь), от 0 м до 300 м (пули разного калибра), например, в случае, когда БЛА находится на высоте единиц метров и не может быть сбито ракетами или другими средствами ПВО.

Вероятность поражения БЛА стрелковым вооружением может быть повышена за счет увеличения плотности огня.

2. Пушечное вооружение представляет собой еще один способ воздействия на БЛА.

Эффективность воздействия на БЛА пушечным вооружением зависит от различных факторов, в том числе от расстояния до БЛА, его скорости и маневренности. В настоящее время эффективность показали только снаряды с управляемым подрывом. Недостатком является возможность поражения наземных объектов.

3. ЗУР (зенитно-управляемая ракета) — обладает рядом преимуществ по сравнению с пушечным вооружением. ЗУР обладает большей дальностью применения, управляется с помощью наземных средств или головок самонаведения, при этом ЗУР имеет ограничения по минимальной дальности применения.
4. Противотанковая управляемая ракета (ПТУР), оснащенная неконтактным датчиком цели, может быть применена по низколетящим воздушным целям, скорость которых не превышает до 60 км/ч.
5. РЭБ (радиоэлектронная борьба) — это система, предназначенная для подавления или нарушения работы радиоэлектронного оборудования противника. Принцип действия РЭБ заключается в использовании различных методов и средств для создания помех или блокировки радиосигналов, используемых БЛА для связи, навигации и управления.
6. Поражение интенсивным лазерным излучением — развивающийся метод воздействия на БЛА и его оптические средства.
7. Поражение БЛА электромагнитным импульсом является перспективной технологией противодействия БЛА. Электромагнитный импульс может быть создан как наземным оборудованием, так и боевой частью средства поражения.
8. Одним из способов физического воздействия на БЛА являются выбрасываемые сети и ленты, которые предназначены для создания препятствия вращению винтов и полету БЛА. Недостатком данных устройств является малая дальность воздействия на БЛА.
9. Популярным способом препятствия боевому применению БЛА является создание различных преград таких как сети, защитные экраны, деревянные щиты, обваловка, заглубление.

Рассмотренные выше способы обнаружения и физического воздействия являются дискретными элементами (угрозами) противодействия БЛА и по отдельности применяются крайне редко, однако их классификация важна для рассмотрения и построения комплексов ПВО таких как ПЗРК, ЗРК, ЗРПК, РЭБ.

В Таблице 1 представлена классификация элементов противодействия БЛА.

Таблица 1

Классификация элементов противодействия БЛА

№ п/п	Типы угроз	Зона эффективной работы — дальность обнаружения/поражения		Оценка (порядок) стоимости, млн. руб.
		Минимальная	Максимальная
Обнаружение (пассивная угроза)
1	Лидар	5 м	300 м	5
2	Звуковое обнаружение	0 м	100 м	2
3	ОЭС	10 м	1200 м	20
4	Радиочастотное обнаружение	0 м	1000 м	30
5	РЛС	0,2 км	10 км	100
Поражение (активная угроза)
6	Пассивная защита	0	0	0,1–1
7	Ударный БЛА перехватчик	2 м	20 м	3
8	Комплексы активной защиты (КАЗ):	2 м	50 м	10
9	Средства сковывания движений (устройства для метания сети)	10 м	50 м	3
10	Дробь	1 м	20 м	0,01–0,1
11	Картечь	1 м	50 м	0,01–0,1
12	Пули	1 м	500 м	0,3–0,5
13	Электромагнитный импульс	1 м	1000 м	200
14	Пушечное вооружение	100 м	2000 м	5
15	ПТУР	100 м	2000 м	5
16	Лазерные установки	10 м	1000 м	300
17	ЗУР	100 м	15000 м	15
Вмешательство в связь и управление
18	Постановка помех в канале навигации	50 м	1500 м	10
19	Постановка помех в канале передачи данных	50 м	1500 м	10
20	Постановка радиопомех в канале управления	50 м	1500 м	10
Физические преграды и препятствия
21	Стационарные сети или покрытия	0	0	0,5
22	Природные преграды	0	0	–
23	Здания и сооружения	0	0	–
24	Дымовая завеса	0	50 м	0,3

Составляющие (компоненты) комплексов противодействия БЛА

Рассмотрим типовую последовательность действий комплексов противодействия БЛА и других средств поражения (см. Рисунок 1).

Рис. 1. Типовая последовательность действий при поражении БЛА

Приведем примеры состава типовых зенитных комплексов и систем противодействия БЛА:

1. ЗРПК (зенитный ракетно-пушечный комплекс) состоит из следующих элементов обнаружения и воздействия:

– радиолокационная станция обнаружения и сопровождения целей;

– ОЭС — используется оператором для слежения и наведения на цель, а также принятия решений;

– ЗУР — используется для поражения воздушных целей на дальних дистанциях;

– пушечное вооружение — используется для поражения воздушных целей на ближних дистанциях;

– пункт управления — осуществляет управление и координацию действий ЗРПК, принимает данные о целях от радиолокационной станции и передает команды на наведение ракет на цели;

– автоматизированные системы управления — обеспечивают автоматическое управление процессом обнаружения, сопровождения и поражения целей, а также обмен информацией между элементами ЗРПК.

2. ЗРК (зенитный ракетный комплекс) состоит из следующих элементов обнаружения и воздействия:

– радиолокационная станция обнаружения и сопровождения целей;

– ОЭС — используется оператором для слежения и наведения на цель, а также принятия решений;

– ЗУР — используются для поражения воздушных целей на дальних дистанциях;

– пункт управления — осуществляет управление и координацию действий ЗРПК, принимает данные о целях от радиолокационной станции и передает команды на наведение ракет на цели.

3. РЭБ состоят из:

– радиотехнические разведывательные средства — используются для обнаружения и определения параметров радиотехнических средств противника;

– средства подавления — используются для подавления или искажения работы радиотехнических средств противника;

– средства активной защиты — предназначены для обнаружения и уничтожения радиоэлектронных средств противника;

– системы управления — обеспечивают управление процессом обнаружения и воздействия, а также обменом информацией между элементами комплекса РЭБ.

4. Система пассивной защиты включает в себя:

– углубление;

– обваловка;

– защитный экран;

– сетка;

– маскировка.

Выводы

В ходе исследования были рассмотрены основные элементы противодействия БЛА, проведена их классификация с оценкой зоны их эффективной работы, а также типовые составляющие комплексов противодействия БЛА.

Рассмотрен типовой алгоритм работы различных комплексов противодействия БЛА, состав которых может быть сформирован из различного набора элементов противодействия.

Исследование показывает, что для повышения живучести и вероятности выполнении миссий БЛА необходимо учитывать все возможные угрозы и виды воздействия. Анализ типов угроз, в зависимости от выполняемых БЛА задач, показывает направления, которые необходимо совершенствовать для обеспечения соответствующих мер защиты. При этом важно учитывать, что защита БЛА должна быть комплексной и включать в себя не только технические средства, позволяющие повысить эффективность бортового и наземного оборудования, но и обучение операторов различным тактикам, позволяющим снизить вероятность поражения БЛА и/или минимизировать угрозы.

Дальнейшие исследования в области систем защиты БЛА, позволят определить перспективные методы и технологии, способные повысить эффективность применения БЛА в условиях противодействия.

Литература:

1. Оптико-электронные системы для робототехнических комплексов, Шкадаревич А. П., Петрович И. П., Рудиков С. И., НТЦ «ЛЭМТ», Минск, Республика Беларусь.
2. Антенны и радары с электронным управлением лучом / Под ред. А. И. Синани, Г. В. Каймана. — М.: Радиотехника, 2016.
3. Радиолокационные системы: как они работают и где применяются? https://www.karneev.com/stati/radiolokatsionnye-sistemy/
4. Стрельба сетью: Тактическое оружие https://forum.guns.ru/forummessage/51/658262.html
5. Зонтик для бронетехники — активная защита. От КАЗ «Дрозд» до «Афганита» https://naukatehnika.com/zontik-dlya-bronetexniki- %E2 %80 %94-aktivnaya-zashhita.-ot-kaz-drozd-do-afganita.html
6. Средства борьбы с беспилотниками https://www.karneev.com/stati/sredstva-borby-s-bespilotnikami/
7. Система обнаружения и подавления БПЛА https://glory-air.ru/uav-detection
8. Противодействие БПЛА. Защита от дронов и квадрокоптеров https://www.ao-avtomatika.ru/media/blog/protivodeystvie-bpla-zashchita-ot-dronov-i-kvadrokopterov/