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Buscar y neutralizar: la lucha con drones está ganando impulso. Parte 1
El dron Zephyr de energía solar fue desarrollado por Airbus DS. Puede permanecer en el aire durante meses.
Está claro que la proliferación de un número cada vez mayor de vehículos aéreos no tripulados pequeños que se pueden comprar fácil y económicamente, son fáciles de usar y proporcionar, aunque rudimentarios, pero aún con capacidades de ataque y reconocimiento, son de gran preocupación para garantizar la seguridad nacional o contrarrestar las amenazas que Levántate en el campo de batalla. Por supuesto, estas amenazas se pueden contrarrestar utilizando nuevas tecnologías o mejorando las existentes, pero UAVs cada vez más complejos y los principios de su uso de combate ya se vislumbran en el horizonte y, muy probablemente, en el futuro se convertirán en un verdadero dolor de cabeza para los sistemas defensivos.
De hecho, incluso UAV más grandes que ya existen, que van desde sistemas tácticos utilizados a nivel de brigada, por ejemplo, Shadow de Textron Systems, plataformas de altitud media con larga duración de vuelo de la categoría MALE, por ejemplo MQ-9 Reaper de General Atomics. Sistemas aeronáuticos, y terminar con plataformas de gran altitud con vuelos de categoría HALE de larga duración, como el RQ-4 Global Hawk de Northrop Grumman, pueden representar un problema para los sistemas de defensa aérea.
A pesar de que las características de vuelo de estos drones - velocidad y maniobrabilidad - no les permiten evitar las medidas defensivas con seguridad, muchos de ellos tienen firmas térmicas y de radar relativamente débiles, y en el caso de las plataformas de categoría HALE, son capaces de operan en los rangos extremos de muchos radares y complejos de misiles. Sin embargo, probablemente sea más importante que la funcionalidad y efectividad de la carga a bordo que pueden transportar estos sistemas esté aumentando cada vez más, lo que les permite realizar, en particular, sus tareas de reconocimiento a distancias y alturas fuera del alcance de la defensa aérea. armas, tanto en términos de detección como en términos de destrucción …
El radar SPEXER 500 (arriba) y la cámara infrarroja Z: NightOwl, desarrollada por Airbus DS, están diseñados para combatir drones.
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) pueden crear problemas importantes para los sistemas de defensa aérea y si se tratan de la misma manera que los vehículos tripulados de la última y la próxima generación, puede resultar que sean más difíciles de detectar y destruir: su El diseño no prevé la colocación de pilotos, lo que permite reducir el tamaño de las plataformas y aumentar su maniobrabilidad.
Los nuevos drones ultra-HALE prometedores son aún más problemáticos. El dron Zephyr de Airbus DS, que funciona con energía solar, tiene una duración de vuelo medida en meses y puede volar a altitudes superiores a 21 kilómetros. A pesar de su envergadura de 23 metros, la nave compuesta tiene un área de reflexión efectiva (EIR) pequeña porque su sistema de propulsión solar tiene una firma térmica débil y, por lo tanto, es difícil de detectar.
Algunas fuerzas armadas reconocen que muchos sistemas antiaéreos son capaces de detectar, rastrear y golpear de manera efectiva los UAV de la generación actual y, por lo tanto, están buscando formas de derrotar dichos sistemas debido a los ingeniosos principios de combate que utilizan muchos sistemas del mismo tipo en al mismo tiempo.
Por ejemplo, el llamado "enjambre" de sistemas, cuando un gran número de drones trabajan juntos para lograr su objetivo, puede crear grandes problemas para la gran mayoría de sistemas defensivos.
Desde el principio, este enfoque, basado en un ataque masivo de drones, se basó en el hecho de que se sacrificarían muchas plataformas para lograr los objetivos de la misión de combate.
En el marco del programa LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology), la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos (ONR) está desarrollando una tecnología para la colaboración de muchos drones. El lanzador de contenedores de riel tubular lanzará pequeños drones en rápida sucesión desde barcos, vehículos de combate, vehículos tripulados u otras plataformas deshabitadas. Después de lanzar un "enjambre" (o, si lo prefiere, una "bandada"), el UAV funciona de forma independiente, los drones intercambian información entre sí para completar la tarea asignada.
Video de demostración del proyecto LOCUST. Vuelo coordinado de nueve drones
Actualmente, ONR está utilizando el UAV Coyote como modelo de prueba. Esta unidad tiene alas plegables para un fácil almacenamiento y transporte. A principios de 2015, se llevaron a cabo vuelos de demostración en varios campos de prueba, durante los cuales se llevaron a cabo lanzamientos de un vehículo equipado con diversas cargas útiles. En otra demostración de esta tecnología, nueve drones sincronizaron de forma independiente y completaron un vuelo grupal.
Una capacidad clave del proyecto LOCUST es un alto nivel de autonomía de las parvadas, lo que les permite realizar tareas sin la intervención del operador y, por lo tanto, contrarrestar cualquier interferencia de las comunicaciones que puedan usarse en su contra.
Además, según ONR, el enjambre podrá "automedicarse", es decir, adaptarse y configurarse de forma independiente para seguir realizando la tarea. El objetivo actual del programa es lanzar secuencialmente 30 UAV en 30 segundos. La ONR tiene la intención de realizar pruebas en el mar de la bandada de LOCUST en el Golfo de México a mediados de 2016.
En agosto de 2015, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del Departamento de Defensa de EE. UU. También lanzó su programa Gremlins. Este proyecto prevé el despliegue de grupos de pequeños UAV desde grandes aviones, como bombarderos o aviones de transporte, así como de cazas y otros pequeños aviones, incluso antes de entrar al alcance de los sistemas de defensa aérea enemigos.
El programa Gremlins está siendo desarrollado por la Agencia de Investigación y Desarrollo Avanzado del Departamento de Defensa de EE. UU. (DARPA)
Este programa prevé que, tras la finalización de la misión, el avión de transporte C-130 en el aire podría llevar de nuevo a bordo a los denominados "Gremlins". Está previsto que los equipos de tierra puedan prepararlos para la próxima operación dentro de las 24 horas posteriores a su regreso.
DARPA resuelve principalmente los problemas técnicos asociados con el lanzamiento y devolución aéreos confiables y seguros de muchos drones.
Además, el programa tiene como objetivo la obtención no solo de nuevas capacidades operativas y el desarrollo de un nuevo tipo de operaciones aéreas, sino también a largo plazo y obtener un efecto económico significativo. El programa también apunta a "extender la vida útil de los drones Gremlin a aproximadamente 20 misiones", según un portavoz de la FDA.
El sistema AUDS de Blighter Surveillance Systems utiliza un radar de vigilancia terrestre junto con una estación optoelectrónica y un bloqueador electrónico.
Características adicionales
Volviendo a Airbus DS, observamos que su hoja de ruta de desarrollo de UAV incluye mejorar la precisión de los sistemas e introducir nuevas características, como funciones de tipo "amigo o enemigo", que pueden ser útiles para reducir la frecuencia de falsas alarmas y son atractivas para los operadores que utilizan el sistema en un espacio aéreo complejo. La compañía también está considerando usar sistemas menos avanzados para reducir costos y expandir su base de clientes potenciales, aunque en este caso, es probable que la precisión de las plataformas disminuya.
RADA Electronic Industries ha centrado sus esfuerzos en UAV para desarrollar una solución programable basada en radares existentes.
“Hemos diseñado un radar que puede detectar objetos muy pequeños, que van desde velocidades muy bajas, velocidades Doppler, hasta objetivos de alta velocidad que vuelan a la velocidad del sonido y más. Este radar puede detectar personas, automóviles, UAV, cazas, misiles, depende del modo de radiofrecuencia que establezcas, explicó el responsable de desarrollo comercial de esta empresa, Dhabi Sella. - En el caso de nuestro radar programable multitarea, esto significa que solo presiona un botón y no es necesario cambiar el software. Al establecer los parámetros adecuados, obtiene lo que necesita.
Los radares semiconductores AFAR de RADA están diseñados para aplicaciones estacionarias y móviles. La compañía ofrece dos familias: radares hemisféricos compactos CHR (Compact Hemispheric Radar) para detección e instalación de corto alcance en vehículos y radares hemisféricos multitarea MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) para instalación fija.
Familia de radares MHR de RADA Electronic Industries
La compañía también actualizó la familia MHR, que incluye los radares RPS-42, RPS-72 y RPS-82, también conocidos como pMHR (portátil), eMHR (mejorado) e ieMHR (mejorado mejorado). Según la empresa, el radar ieMHR más avanzado es capaz de detectar mini-UAV a una distancia de 20 km.
Sella dijo que encontrar y rastrear un UAV no es tarea fácil. “No es sencillo … encontrar morteros, armas pequeñas o juegos de rol e incluso puede ser más difícil, pero lo hicimos bien. Las contramedidas de los UAV están dentro de las capacidades de estos sistemas de radar. En cualquier caso, los UAV son objetivos específicos con características únicas, que denotamos con la abreviatura en inglés LSS (bajo, pequeño y lento - bajo, pequeño, lento). Es un problema identificar objetos muy pequeños con muy poco EPO volando muy bajo y cerca del ruido de fondo de la superficie terrestre. A veces vuelan tan rápido como viajan otros vehículos, como los automóviles. Es una tarea difícil encontrarlos entre todos los obstáculos. Otro problema es que vuelan como pájaros, se les percibe como pájaros y el usuario suele querer distinguir entre lo que llamamos objetivos molestos.
Sella explicó que un método para determinar si una pista es un dron es enfocar la energía del radar para determinar si un objetivo tiene hélices, y agregó que, además del hardware, el procesamiento de señales y el desarrollo de algoritmos son clave para las capacidades de los sistemas.
El SRC con sede en Syracuse combina una gama de sistemas de guerra electrónica probados en el campo en su enfoque de línea de base combinado para proporcionar capacidades de contraataque tanto para la defensa de zona como para el combate ágil. Aunque estos últimos ahora se consideran a menudo una tarea secundaria para los sistemas anti-UAV, su importancia aumenta constantemente.
"Los vehículos aéreos no tripulados pequeños tendrán la capacidad de realizar recopilación de información o explosivos aéreos", explicó David Bessie, director de desarrollo comercial de SRC. "Los UAV enemigos no identificados por el sistema de defensa aérea pueden afectar la operación de combate, o proporcionarán al enemigo información sobre sus posiciones, o atacarán su infraestructura o fuerzas de maniobra".
“Nuestro enfoque utiliza tecnologías existentes probadas en el campo, así como software que las integra en un sistema base único. La ventaja de este enfoque es que podemos utilizar los sistemas de nuestros clientes que ya están en funcionamiento para reducir el costo total de propiedad. Proporcionamos guerra electrónica y sistemas de radar probados en el campo y pronto podremos ofrecer una estación de radiogoniometría complementaria”, dijo Bessie.
“Creemos que los sistemas de guerra electrónica son esenciales para combatir los UAV. Nuestros sistemas de guerra electrónica pueden detectar, rastrear y clasificar sistemas no tripulados y luego neutralizarlos automáticamente. Si se requiere identificación visual para determinar la identidad del objetivo, entonces se le puede transferir una cámara. Podemos mejorar aún más nuestras capacidades de detección, seguimiento y clasificación con nuestro radar de vigilancia del espacio aéreo LSTAR. También se recomienda agregar sensores optoelectrónicos de alta resolución para una identificación visual de largo alcance”.
El radar de vigilancia del espacio aéreo LSTAR realiza tareas de seguridad muy reales. En la foto de arriba, un radar protege la calma de la cumbre del G8 celebrada en el verano de 2013 en Irlanda.
Ligero y fácil de transportar, el radar de vigilancia SR Hawk, parte de la familia LSTAR de radares de vigilancia aerotransportada, que cuentan con escaneo electrónico 3D de 360 °, proporciona escaneo sectorial y de 360 °. El radar multitarea OWL presenta una vista hemisférica de -20 ° a 90 ° en elevación y 360 ° en acimut. Tiene una antena no giratoria controlada electrónicamente y un modo de procesamiento de señal Doppler avanzado que permite que los UAV sean detectados y rastreados mientras se pueden librar batallas contra la batería.
Además de las soluciones basadas en radar y tecnologías optoelectrónicas, también se están desarrollando sistemas basados en otros principios. Northrop Grumman ha comenzado a utilizar la tecnología LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) para contrarrestar los UAV en su sistema Venom.
La compañía probó el sistema Venom como un caza con drones en el ejercicio del Experimento Integrado de Maniobra-Fuego (MFIX) del Ejército de los EE. UU. En Fort Silla en 2015. El sistema Venom se instaló en un vehículo blindado M-ATV de la categoría MRAP y se llevó a cabo con éxito la identificación, el seguimiento y la designación del objetivo del UAV.
Venom con tecnología LLDR se monta en una plataforma versátil y estabilizada por giro. Durante las pruebas, se probó Venom como un sistema para combatir UAV desde dos máquinas. El sistema recibió comandos de designación de objetivos externos, capturó objetivos y rastreó pequeños drones de vuelo bajo. El sistema Venom también se demostró en movimiento con control de sensor desde el interior del automóvil.
Vale la pena señalar que el designador láser LLDR2 se usó ampliamente en operaciones en Irak y Afganistán.
Deteccion visual
Para cumplir con los requisitos del Ministerio de Defensa israelí, la empresa israelí Controp Precision Technologies ha desarrollado un sistema de detección de UAV basado exclusivamente en tecnologías optoelectrónicas e infrarrojas.
El dispositivo infrarrojo de escaneo rápido y liviano Tornado de la compañía utiliza una cámara termográfica de onda media enfriada (no se dieron a conocer las especificaciones de la matriz) montada en un plato giratorio de 360 °. El sistema puede proporcionar una cobertura panorámica desde el nivel del suelo hasta 18 ° sobre el horizonte.
Para identificar posibles objetivos, los algoritmos de software del sistema detectan los más mínimos cambios en el entorno. Según la compañía, le permiten rastrear automáticamente cualquier vehículo volador a lo largo de su trayectoria, volando a varias velocidades a solo unos metros del suelo. El sistema tiene un aumento continuo para una imagen clara y puede proporcionar un seguimiento para cada objetivo.
Según Controp, el Tornado puede monitorear áreas construidas con muchos ecos interferentes, aunque no revelan información detallada sobre las características, excepto que los UAV pequeños pueden detectarse en rangos medidos en cientos de metros, mientras que los objetivos grandes se detectan más allá de las decenas. de kilómetros.
Usando señales de audio y video, el sistema puede proporcionar una notificación automática al operador de que un objeto volador ha entrado en una zona predeterminada "no tripulada". El sistema se puede controlar de forma local o remota desde el centro de comando, puede funcionar tanto en modo autónomo como como un sistema integrado que recibe datos de otros sensores.
La empresa israelí Controp Precision Technologies otorga al sistema de detección de drones la designación Tornado
La unidad de sensor Tornado estándar pesa 16 kg, tiene un diámetro de 30 cm y una altura de 48 cm; aunque también está previsto desarrollar un bloque más pequeño de 26x47 cm y un peso de 11 kg.
El artículo considera la inclusión de la función de detección y seguimiento visual en el sistema, así como la posibilidad de su conexión a algunos sistemas anti-UAV. “Nuestro sistema Tornado solo puede detectar UAV con una cámara infrarroja. sin utilizar ningún sistema de radiofrecuencia. La principal ventaja del Tornado sobre los sistemas de RF es que los radares funcionarán bien en áreas sin interferencias, pero cuando estás en un área con edificios y otra infraestructura, los radares tienen problemas para detectar UAV pequeños. Nuestro sistema consta de dos componentes principales, el primero es una cámara infrarroja que escanea 360 ° y brinda una imagen panorámica, el segundo son algoritmos que permiten detectar pequeños objetivos cuando están en movimiento, explicó el vicepresidente de marketing de la empresa. Controp Johnny Carney. "Desarrollar un algoritmo es difícil porque desea detectar un objetivo en movimiento, pero excluir, por ejemplo, las nubes y otros objetos en movimiento".
Pantalla de operador típica de Tornado que muestra una imagen panorámica de infrarrojos (arriba), una instantánea de la cámara panorámica de infrarrojos (abajo a la izquierda) y una imagen de satélite del área de tierra correspondiente (abajo a la derecha)
“Tornado es un sistema de rastreo, y si desea rastrear el sistema y obtener datos de ubicación y alcance, entonces debe cambiar a otro sistema para hacer parte del trabajo … y si desea rastrear el objetivo y ver más detalles, entonces tienes que usar más de un sistema optoelectrónico para recibir un flujo de video continuo”, explicó Carney.
Sin embargo, el gran inconveniente del sistema es que no puede distinguir, por ejemplo, aves del tamaño de un dron de objetivos reales, para ello se necesita un operador.
Carney cree que se han desarrollado pocas soluciones efectivas que puedan proporcionar todos los aspectos de detección y seguimiento que necesitan los clientes potenciales, al tiempo que agrega que existen extremos en los requisitos de los sistemas. Desde personas que desean recibir señales de advertencia de vehículos aéreos no tripulados que sobrevuelan su propiedad, hasta la protección de la infraestructura y las instalaciones nacionales en el campo de batalla. “Por ejemplo, algunos militares quieren sistemas que puedan evitar que los UAV vuelen sobre sus vehículos de combate. Hay diferentes formas de cumplir con los requisitos, también depende de los recursos económicos que puedas gastar, y este es uno de los muchos problemas. Por supuesto, si desea la mejor protección, debe utilizar una combinación de radar e infrarrojos para la detección, y una cámara de infrarrojos y semiconductores (cámara CCD) para el seguimiento.
Carney cree que es posible habilitar analíticas que podrían determinar automáticamente el tipo de objetivo, pero agregó que nunca obtendría el 100% de precisión, ya que siempre existe la posibilidad de "toparse" con un dron que parece un pájaro, y por lo tanto Para ayudar, los operadores siempre necesitarán algoritmos de reconocimiento avanzados y sofisticados.
El sistema SkyTracker de CACI está diseñado para proporcionar detección pasiva a través de lo que la empresa describe como un "perímetro electrónico". Este sistema puede funcionar de forma continua en cualquier clima.
Interfaz del sistema SkyTracker
El sistema SkyTracker utiliza varios sensores que pueden detectar, identificar y rastrear UAV a través de sus canales de control de radio. El uso de múltiples sensores permite determinar la posición del UAV debido al método de triangulación y la geolocalización precisa. Además, SkyTracker puede determinar la ubicación de los operadores de UAV.
Como ya se señaló, el tamaño pequeño, la firma térmica débil, el espacio circundante con mucha interferencia y las rutas de vuelo complejas hacen que la lucha contra los UAV sea una tarea muy difícil.
La tecnología LLDR de Venom se monta en una plataforma versátil giroscópica
A esto hay que agregar un posible concepto de uso en combate. “El problema con los vehículos aéreos no tripulados pequeños es que pueden despegar y aterrizar en el área que desea proteger. Por ejemplo, desde el punto de vista de la guerra, siempre debes defender el frente; no quieres que el vehículo enemigo, que aún no está sobre tu cabeza, vuele hacia tu territorio. Y si hablamos de garantizar la seguridad nacional, entonces, en este caso, es posible que los UAV pequeños ya estén en el área que desea proteger”, dijo Carney.
Si bien el énfasis en la lucha contra los vehículos aéreos no tripulados está en abordar la amenaza de los drones individuales, los sofisticados ataques de "manada" desarrollados por los militares pueden plantear desafíos importantes para los sistemas de defensa.
Muchas de las soluciones propuestas incluyen la capacidad de detectar y rastrear múltiples objetivos. Pero la principal dificultad, muy probablemente, será evitar que decenas de drones alcancen su objetivo. Incluso con un número suficiente de elementos neutralizantes, las defensas pueden "romperse" simplemente a expensas de números superiores, especialmente si la bandada es "inteligente" y puede adaptarse a la reacción de los sistemas defensivos.
Es probable que la naturaleza física de las soluciones propuestas y desarrolladas también desempeñe un papel importante en la determinación de su eficacia. Debido a la alta maniobrabilidad de las amenazas, debido a que no están atadas a ciertos lugares (incluso los UAV tácticos pueden funcionar con una infraestructura mínima), los sistemas de defensa también deben ser igualmente móviles y esto debe tenerse en cuenta. Por ejemplo, se pueden instalar grandes sistemas como los radares Giraffe de Saab en vehículos para aumentar la movilidad. En general, muchas de las soluciones complejas desarrolladas fueron diseñadas originalmente para ser transportadas, configuradas y ensambladas con una cantidad mínima de personal.
“Una característica clave de nuestro sistema AUDS es que se despliega rápidamente y simplemente se colapsa y se vuelve a desplegar sin problemas, es decir, se pliega en un vehículo y se transfiere rápidamente a otra posición. Ninguna parte pesa más de 2,5 kg”, dijo Redford.
También se tienen en cuenta las distancias relativamente pequeñas entre el lanzamiento del dron y el lugar de su neutralización. “Asumimos hace unos años, cuando comenzamos a desarrollar nuestro sistema, que estas amenazas altamente maniobrables podrían ser neutralizadas con medios altamente maniobrables y móviles … las distancias son cercanas y cualquier destrucción ocurrirá a lo sumo varios kilómetros, a veces varios cientos metros, y por lo tanto no necesita fondos caros., grandes y estables. Creo que este es un factor negativo en este tipo de guerra”, dijo el Sr. Sella de RADA Electronic Industries.
conclusiones
La amenaza que representan los UAV desplegados por grupos terroristas y otras organizaciones ilegales ahora es ampliamente reconocida. Los objetivos civiles y militares pueden ser atacados por drones, puede ser un ataque contra la infraestructura o la entrega de sustancias tóxicas o un simple "ataque primitivo".
En el campo de batalla, es posible que las fuerzas militares ya no dependan de ser el único operador de drones a medida que surgen sistemas más eficaces entre los grupos rebeldes y otras organizaciones paramilitares.
En ambas esferas, la seguridad nacional y las formaciones de batalla, las medidas anti-UAV efectivas se consideran actualmente como una parte integral de la estrategia general. Su implementación aún se encuentra en la etapa de comprensión y comprensión. La solución más sencilla y fiable (al menos en un futuro próximo) es utilizar y modificar sistemas diseñados para otros fines. Sin embargo, en un futuro lejano, a medida que las amenazas se vuelvan más complejas, puede que sea necesario seguir desarrollando tecnologías especiales para combatir los vehículos aéreos no tripulados.
