Основные неисправности квадрокоптеров и методы их устранения - РабочаяТехника

Анализ факторов, влияющих на безопасность полета беспилотных летательных аппаратов. причины авиационных происшествий беспилотных летательных аппаратов и способы их предотвращения

НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ МГТУ ИМ. Н. Э. БАУМАНА

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Эл № ФС77 • 48211. Государственная регистрация №0421200025. ISSN 1994-0408

электронный научно-технический журнал

Анализ факторов, влияющих на безопасность полета

беспилотных летательных аппаратов.

Причины авиационных происшествий беспилотных

летательных аппаратов и способы их предотвращения

# 12, декабрь 2023

Б01: 10.7463/1212.0500452

Гулевич С. П., Веселов Ю. Г., Прядкин С. П., Тырнов С. Д.

УДК 629.7.067

Россия, МГТУ им. Н.Э. Баумана Россия, ОАО «Камов»

Россия, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и

Ю.А. Гагарина»

Россия, Радиотехнический институт им. академика А.Л. Минца

[email protected]

Вопросы безопасности применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) во всем фазовом пространстве ожидаемых условий эксплуатации (ОУЭ) представляют серьезную научно-техническую проблему. Один из аспектов данной проблемы – обеспечение безаварийного применения БЛА, исключающего неконтролируемое падение БЛА на землю и связанное с этим непреднамеренное нанесение ущерба жизни, здоровью людей и их имуществу на земле.

Решение данной проблемы рассмотрим на примере летной эксплуатации трансзвуковых БЛА на режимах полета близким к предельно допустимым по условиям безопасности полета.

Важнейшими особенностями летной эксплуатации БЛА на данных режимах полета являются [1, 2]:

– полная автономность полета БЛА от момента старта до посадки. Данное обстоятельство предопределяет невозможность какого-либо вмешательства в траекторное управление беспилотным летательным

аппаратом в процессе полета, то есть невозможность коррекции введенной на земле в навигационно-пилотажный комплекс (НПК) БЛА заданной программы полета;

– преобладание неустановившихся режимов полета;

– значительное расширение диапазона эксплуатационных углов атаки и знакопеременных перегрузок;

– выполнение полетов на максимальную практическую дальность полета на предельно малой возможной высоте.

Для определения возможных путей решения проблемы обеспечения безаварийного применения БЛА необходимо, прежде всего, провести системный анализ факторов, влияющих на безопасность полета БЛА, сформировать перечень аварийноопасных режимов полета БЛА.

Основными причинами авиационного происшествия БЛА (аварии, катастрофы) являются:

1 Отказ маршевого двигателя или его систем, вследствие чего произойдет неконтролируемое падение БЛА на землю.

2 Отказ (сбой) бортовой системы управления (вычислитель, доплеровский измеритель скорости и угла сноса, радиовысотомер малых высот) БЛА, следствием чего будет невыполнение полетного задания (отклонение от заданного путевого угла, нарушение пространственно-временного прохождения промежуточных пунктов маршрута, отклонение от заданной высоты полета и т.п.) и посадка БЛА в нерасчетном районе, что может привести к частичному (или полному) разрушению БЛА.

3 Превышение основных ограничений для БЛА, связанных, в основном, с летной эксплуатацией БЛА в условиях сильной турбулентности атмосферы, а также в режиме полета с огибанием горного сложно-пересеченного рельефа местности, несоблюдение которых недопустимо по условиям безопасности полета при исправной работе систем и оборудования.

3.1 Ограничения по углу атаки или коэффициенту подъёмной силы.

Ограничения по углу атаки а или коэффициенту подъёмной силы Су

осуществляется в целях предотвращения выхода БЛА на большие углы атаки, на которых:

– нарушается плавность обтекания, и наступает срыв потока с несущих поверхностей, что сопровождается потерей устойчивости и управляемости БЛА («сваливание в штопор»);

– происходит потеря газодинамической устойчивости компрессора маршевого двигателя БЛА («помпаж»).

3.2 Ограничения по минимальному скоростному напору. Ограничение по минимальному скоростному напору осуществляется в целях спасения

БЛА (ввод в действие парашютно-реактивной системы посадки) при

величине динамического скоростного напора д меньшей нижнего эксплуатационного предела. Дальнейшее уменьшение д привело бы к невозможности полёта БЛА без превышения ограничения по Ядоп.

3.3 Ограничения по максимальной скорости (числу М полёта, динамическому скоростному напору). При выборе ограничений по максимальной скорости (числу М полёта, динамическому скоростному напору) учитываются в основном следующие факторы: прочность или жёсткость конструкции; вибрации; устойчивость и управляемость летательного аппарата (в основном потеря эффективности элевонов, возрастание потребной мощности рулевых машин); характеристики системы управления (передаточные числа автопилота и т.д.).

Следствием превышения основных ограничений, связанных с эксплуатацией БЛА может быть авиационное происшествие, заключающееся в разрушении БЛА в воздухе или неконтролируемым его падении на землю.

4 Некорректный учет комплекса случайных факторов, влияющих на практическую дальность полета [3], при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полета (РДП).

К случайным факторам, вызывающим возможное отклонение (увеличение) фактических характеристик расхода топлива БЛА от принятых при РДП, относятся [4, 6]:

– отклонение аэродинамических характеристик БЛА в процессе изготовления и эксплуатации планера БЛА от характеристик, принятых, по результатам испытаний в аэродинамических трубах и уточненных на этапе летных испытаний;

– отличие значений балансировочного отклонения элевонов от значений, полученных при летных испытаниях;

– отклонение фактической величины тяги маршевого двигателя в процессе его изготовления и эксплуатации от величины, принятой по результатам стендовых испытаний маршевого двигателя;

– отличие расходных характеристик маршевого двигателя от характеристик, полученных при летных испытаниях БЛА;

– отличие фактического распределения температуры воздуха от принятого при расчетах дальности и продолжительности полета;

– отличие фактического распределения атмосферного давления по высоте от принятого при расчетах дальности и продолжительности полета;

– отличие фактических значений скорости и направления ветра по маршруту полета от прогнозируемого;

– навигационные погрешности;

– погрешность стабилизации заданного высотно-скоростного режима полета;

– характер («волнистость») микрорельефа восходящего ската рельефа горной местности. При огибании микрорельефа возрастает среднее значение силы лобового сопротивления БЛА из-за колебаний нормальной перегрузки за счет увеличения индуктивного сопротивления, величина которого пропорциональна квадрату нормальной перегрузки. Увеличение силы лобового сопротивления БЛА вызывает пропорциональное увеличение потребной тяги и, следовательно, часового расхода топлива. Поскольку

система управления БЛА стабилизирует его скорость (ибо при постоянных значениях давления и температуры на высоте полета, то есть в данных конкретных условиях, стабилизация скоростного напора и числа М полета означают стабилизацию воздушной скорости), увеличение часового расхода топлива будет соответствовать пропорциональному увеличению километровых расходов топлива;

– отличие величины располагаемого запаса топлива от принятого при расчетах дальности и продолжительности полета (технологический разброс емкости топливных баков при их изготовлении, разброс по времени работы маршевого двигателя на земле).

Случайные факторы, влияющие на дальность полета, учитываются, при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полета, величиной гарантийного технического запаса топлива.

Гарантийный технический запас топлива – масса топлива, учитывающая возможное отклонение (увеличение) фактических характеристик расхода топлива БЛА от принятых при РДП, обусловленное комплексом случайных факторов.

Следствием некорректного учета величины гарантийного технического запаса топлива при проведении РДП может быть авиационное происшествие, заключающееся в неконтролируемом падении БЛА на землю по израсходованию всего объема располагаемого запаса топлива.

5 Некорректный учет факторов, влияющих на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности или искусственных сооружений.

Важнейшим эксплуатационным фактором, определяющим безопасность полета БЛА в режиме полета с огибанием рельефа, является минимально-допустимая безопасная высота полета, рассчитываемая при проведении инженерно-штурманского расчета [5].

Минимально-допустимая безопасная высота полета БЛА, рассчитываемая из условия нестолкновения БЛА с землей, зависит от показателей эксплуатационной маневренности летательного аппарата, определяющих характер изменения кривизны траектории полета БЛА в плоскости симметрии летательного аппарата, в частности от предельно возможных и допустимых величин перегрузок, быстроты создания перегрузок, а также от диапазона допустимых скоростей полета:

Hmin = f (П ПЭ t aV )

Зад J уа.распУ y.max.’ пу у’

уа.расп.’ у.max.’ ny ‘

где Пуа -располагаемое значение нормальной составляющей

перегрузки, определяется предельным значением подъемной силы, которую можно создать при данных мгновенных значениях высоты и скорости полета;

Пу max _ максимальная эксплуатационная перегрузка (предельно

допустимая по прочности летательного аппарата), определяется максимально допустимой величиной подъемной силы, которая является постоянной для данного типа летательного аппарата;

tny – время создания нормальной перегрузки;

А V – диапазон скоростей полета.

Время создания нормальной перегрузки tпу (время выхода на

нормальную перегрузку) вместе с располагаемыми для данного типа БЛА значениями пУ характеризует возможности выполнения резких маневров, требующих быстрого изменения кривизны траектории полета в плоскости симметрии БЛА, что особенно важно при облете горного сложно-пересеченного рельефа местности.

Время создания нормальной перегрузки t и характер зависимости

АПу = f (t) зависит от: момента инерции летательного аппарата

относительно его поперечной оси; демпфирующего момента; моментов статической устойчивости, эффективности «руля высоты», инерционности звеньев канала управления продольным движением БЛА.

Следует отметить, что одним из факторов, влияющих на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности, является турбулентность атмосферы в горных районах, для которых характерна неустойчивая метеорологическая обстановка, особенно в осенние и зимние месяцы. Вблизи скатов гор наблюдаются сильные восходящие и нисходящие потоки воздуха со скоростью 10-20 м/с. Они вызывают сильную болтанку летательного аппарата, которая сказывается на точности выдерживания заданного режима полета [7]. Турбулентность атмосферы в горных районах вызывается деформацией воздушного потока при обтекании возвышенностей.

Восходящие воздушные потоки образуются с наветренной стороны гор и вызывают непроизводные взмывание летательного аппарата. С подветренной стороны гор образуются нисходящие воздушные потоки, иногда очень большой мощности, которые вызывают опасные броски летательного аппарата вниз [7].

При облете БЛА горного рельефа в условиях сильной турбулентности наиболее значимыми факторами, вызываемыми болтанкой летательного аппарата, являются:

– потеря устойчивости БЛА из-за превышения допустимых углов атаки, особенно при малых скоростях полета и больших высотах;

– разрушение конструкции БЛА из-за превышения допустимой нормальной и поперечной перегрузки, особенно при больших скоростях полета и малых высотах;

– опасные отклонения БЛА вниз от заданной высоты полета.

Следует также учитывать возможное уменьшение геометрической

высоты полета над рельефом местности, обусловленное большими положительными температурами, при которых, из-за недостаточной тяги

маршевого двигателя набор высоты может сопровождаться уменьшением скорости и, как следствие, увеличением угла атаки. Для предотвращения выхода угла атаки за допустимое значение, система управления БЛА уменьшает значения заданного угла тангажа, что приведет к уменьшению угла наклона траектории и скороподъемности летательного аппарата. Для предотвращения столкновения БЛА с землей необходимо увеличить значения минимально-допустимой высоты полета.

Факторы, влияющие на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности, учитываются путем рационального выбора минимальной безопасной высоты полета при РДП БЛА.

Следствием некорректного учета факторов, влияющих на рациональное определение минимально-допустимой безопасной высоты полета БЛА, может быть авиационное происшествие, заключающееся в столкновении БЛА с рельефом или искусственными сооружениями.

На основании анализа основных факторов, влияющих на безопасность полета БЛА, можно сформировать перечень наиболее аварийноопасных режимов их полета:

– полет БЛА на максимальную практическую дальность на минимально-возможной высоте полета;

– полет БЛА в режиме огибания рельефана минимально-возможной безопасной высоте при управлении высотой полета по информации от высотомера малых высот;

– полет БЛА на максимальную практическую дальность на минимально-возможной безопасной высотев режиме огибания рельефа при управлении высотой полета по информации от высотомера малых высот.

Способы предотвращения авиационного происшествия БЛА (или минимизация его последствий) заключаются, прежде всего, в:

– резервировании контура управления БЛА, то есть комплексировании систем ориентации и навигации различных типов. Причем комплексируются

не только системы, но и отдельные датчики первичной информации, измеряющие одни и теже параметры. При этом неисправность какой-то системы ориентации и навигации БЛА (или датчиков первичной информации) не приведет к аварии или катастрофе;

– разработке рационального алгоритма функционирования НПК БЛА не допускающего превышение основных ограничений (по углу атаки или коэффициенте подъемной силы, максимальной скорости или числу М полета, динамическому скоростному напору) для БЛА, связанных с эксплуатацией БЛА в целом, при исправной работе систем и оборудования;

– введении в действие парашютно-реактивной системы посадки при

отказе маршевого двигателя или его систем, при величине динамического

скоростного напора q меньшей нижнего эксплуатационного предела;

– в рациональном учете комплекса случайных факторов, влияющих на практическую дальность полета, при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полета (РДП);

-в рациональном учете факторов, влияющих на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности или искусственных сооружений, при определении безопасной высоты полета.

Причины, следствие авиационного происшествия и способы его предотвращения (минимизации) представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Причины, следствие авиационного происшествия и способы его предотвращения (минимизации)

Причины авиационного происшествия (авария, катастрофа) Следствие авиационного происшествия Способы предотвращения (минимизации) авиационного происшествия

1 Отказ маршевого двигателя или его системы. Неконтролируемое падение БЛА на землю с полным его разрушением. Ввод в действие парашютно-реактивной системы посадки при величине динамического скоростного * напора д меньшей нижнего эксплуатационного предела (ограничение по минимальному скоростному напору).

2 Отказ (сбой) бортовой системы управления (вычислитель, доплеровский измеритель скорости и угла сноса, радиовысотомер малых высот) БЛА. Невыполнение полетного задания (отклонение от заданного путевого угла, нарушение пространственно-временного прохождения промежуточных пунктов маршрута, отклонение от заданной высоты полета и т.п.) и посадка БЛА в нерасчетном районе, что может привести к частичному (или полному) разрушению БЛА. Ввод в действие парашютно-реактивной системы посадки при отклонении БЛА от линии заданного пути на установленную величину (обычно 5-10о). При отказе (сбое) функционирования радиовысотомера малых высот управление высотой полета БЛА осуществляется от барометрического корректора. При отказе (сбое) функционирования доплеровского измерителя скорости и угла сноса (ДИСС) управление БЛА в горизонтальной плоскости выполняется от устройства-имитатора ДИСС, выдающего вычислитель сигнал, пропорциональный средней путевой скорости БЛА.

3 Превышение основных ограничений для БЛА, связанных с эксплуатацией БЛА в целом, несоблюдение которых недопустимо по условиям безопасности полета при исправной работе систем и оборудования. Разрушение БЛА в воздухе или неконтролируемое его падение на землю.

3.1Ограничения по углу атаки или коэффициенту подъёмной силы. Ограничения по углу атаки а или коэффициенту подъёмной силы Су осуществляется в целях предотвращения выхода БЛА на большие углы атаки, на которых: – нарушается плавность обтекания, и наступает срыв потока с несущих поверхностей, что сопровождается потерей устойчивости и управляемости БЛА («сваливание в штопор»); На некоторых типах БЛА не превышение углов атаки и перегрузки обеспечивается выбранными параметрами системы управления. Непосредственно контроль перегрузок или углов атаки не применяется. На других типах БЛА система управления контролирует в полёте величину нормальной перегрузки пу и не допускает её превышения над величиной пу.огр., соответствующей допустимому углу атаки адоп. и вычисляемой в навигационно-пилотажном комплексе (НПК) по текущим величинам скоростного напора q и отклонения элевонов ¿>в.

– происходит потеря газодинамической устойчивости компрессора маршевого двигателя БЛА («помпаж»). Величина пу.огр. определяется в соответствии с выражением: ( С66 Л адоп. Са6в к V Су п =—— , уогр mg ‘ с; q 8 * где q – скоростной напор; 8 – площадь крыла; С6, Сау – частные производные коэффициента подъемной силы по углам Идоп. и <5в.; mg – сила тяжести; К – коэффициент пропорциональности; Причем, при малых скоростных напорах действует ограничение по перегрузке из условия не превышения ад()п,, при больших скоростных напорах – ограничение непосредственно по перегрузке (из условия ограничений по прочности).

3.2 Ограничения по минимальному скоростному напору. Ограничение по минимальному скоростному напору осуществляется в целях спасения Ввод в действие парашютно-реактивной системы посадки при величине динамического * скоростного напора q меньшей нижнего эксплуатационного предела.

БЛА при величине динамического * скоростного напора д меньшей нижнего эксплуатационного предела. * Дальнейшее уменьшение д привело бы к невозможности полёта БЛА без превышения ограничения по адоп. 3.3 Ограничения по максимальной скорости (числу М полёта, динамическому скоростному напору). При выборе ограничений по максимальной скорости (числу М полёта, динамическому скоростному напору) учитываются в основном следующие факторы: прочность или жёсткость конструкции; вибрации; устойчивость и управляемость летательного аппарата (в основном потеря эффективности элевонов, возрастание потребной мощности рулевых машин); характеристики На некоторых типах БЛА установлено ограничение по максимальному динамическому скоростному напору, при превышении которого НПК выдаёт команду на введение в действие парашютно-реактивной системы посадки. На других типах БЛА система управления не допускает превышения расчётного предельно допустимого числа М посредством управления заданным углом тангажа $ при снижении, когда маршевый двигатель работает на режиме минимальной тяги и, следовательно, возможности уменьшения тяги исчерпаны.Для ограничения числа М полёта при снижении или полёте БЛА вдоль нисходящего ската рельефа в

системы управления (передаточные числа автопилота и т.д.). продольном канале управления БЛА вводится цепь регулирования ограничения заданного угла & на пикирование, включающаяся при превышении числа М и уменьшающая заданный угол & на пикирование по определенному закону.

4 Некорректный учет комплекса случайных факторов, влияющих на практическую дальность полета, при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полета (РДП). Неконтролируемое падение БЛА на землю по израсходованию всего объема располагаемого запаса топлива. Случайные факторы, влияющие на дальность полета, учитываются, при проведении инженерно-штурманского расчета дальности и продолжительности полета (РДП), величиной гарантийного технического запаса топлива, Гарантийный технический запас топлива – масса топлива, учитывающая возможное отклонение (увеличение) фактических характеристик расхода топлива БЛА от принятых при РДП, обусловленное комплексом случайных факторов. Величина гарантийного технического запаса топлива задается в Руководстве по расчету дальности и продолжительности полета в процентном отношении от располагаемого запаса топлива и является конкретной для каждого типа БЛА.

5 Некорректный учет факторов, влияющих на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности или искусственных сооружений. Столкновение БЛА с рельефом или искусственными сооружениями. Факторы, влияющие на безопасность маневров в вертикальной плоскости при огибании БЛА рельефа местности или искусственных сооружений учитываются при инженерно-штурманском расчете путем выбора безопасной высоты полета над рельефом местности. Величина безопасной высоты полета над рельефом местности определяется в соответствии с выражением, удобном для практического использования,: н min = нРВ H РВ (t T) ^t2. где HPB – геометрическая высота полета;

T -постоянная времени; Ди^-приращение нормальной перегрузки; g-ускорение свободного падения.

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований. Проект № 11-08-00292.

Список литературы

1. Мосов С.П. Беспилотная разведывательная авиация стран мира: история создания, опыт боевого применения, современное состояние, перспективы развития: монография. Киев: Румб, 2008. 160 с.

2. Лифанов Ю.С. История создания БПЛА ScanEagle компанией 1шйи // Об экономическом, научно-техническом и военном потенциале государств-участников СНГ и технических средствах его выявления. Серия: «Техническое оснащение спецслужб зарубежных государств». М.: ВИНИТИ РАН, 2009. № 12. С 15-18.

3. Меньшаков Ю.К. Виды и средства иностранных технических разведок. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 655 с.

4. Гулевич С.П., Исаев С.А. Методика определения гарантийного технического запаса топлива и практической дальности полета беспилотного летательного аппарата // Проблемы безопасности полетов. 2000. № 5. С. 1421.

5. Гулевич С.П. Обеспечение безаварийного применения беспилотных летательных аппаратов в условиях горного рельефа местности // Проблемы безопасности полетов. 2003. № 9. С. 20-26.

6. Гулевич С.П., Александровский Б.В. Обеспечение безаварийного применения беспилотного летательного аппарата по топливу при выполнении полетов в условиях холмистой местности // Проблемы безопасности полетов. 2001. № 7. С. 13-17.

7. Черный М.А., Кораблин В.И. Воздушная навигация. М.: Транспорт, 1983. 384 с.

SCIENTIFIC PERIODICAL OF THE RAIJMAN MS TU

SCIENCE and EDUCATION

EL № FS77 – 48211. №0421200025. ISSN 1994-0408

electronic scientific and technical journal

Analysis of factors affecting safety of flight of unmanned aerial vehicles (UAV). Causes of accidents of UAVs and methods of preventing them # 12, December 2023 DOI: 10.7463/1212.0500452

Gulevitch S., P., Veselov Yu., G., Pryadkin S.P., Tyrnov S.D.

Russia, Bauman Moscow State Technical University

Russia, JSC “Kamov”

Russia, Air Force Academy named after Professor NE Zhukovsky and Y. Gagarin

Russia, Radio Engineering Institute named A.L. Mintz

[email protected]

The authors analyzed characteristics of flight operation of unmanned aerial vehicles (UAV) in the whole phase space of expected operating conditions. They consider basic aspects of the providing trouble-free use of unmanned aerial vehicles which exclude their uncontrolled fall to the ground and the resulting unintended damage to human life, health and their property on the ground. Factors that affect safety of flight of unmanned aerial vehicles were analyzed. The authors identified the causes and consequences of an air crash and proposed methods of preventing it.

Publications with keywords: unmanned aerial vehicle, trouble-free use, modes of flight, engineering and navigational calculations

Publications with words: unmanned aerial vehicle, trouble-free use, modes of flight, engineering and navigational calculations

References

1. Mosov S.P. Bespilotnaia razvedyvatel’naia aviatsiia stran mira: istoriia sozdaniia, opyt boevogo primeneniia, sovremennoe sostoianie, perspektivy razvitiia [Unmanned reconnaissance aircraft of the countries of the world: the history of creation, the experience of combat application, current state and prospects of development]. Kiev, Rumb, 2008. 160 p.

2. Lifanov Iu.S. Istoriia sozdaniia BPLA ScanEagle kompaniei Insitu [The history of the creation of unmanned aircrafts ScanEagle by Insitu Inc.]. Ob ekonomicheskom, nauchno-tekhnicheskom i voennom potentsiale gosudarstv-uchastnikov SNG i tekhnicheskikh sredstvakh ego vyiavleniia. Seriia: «Tekhnicheskoe osnashchenie spetssluzhb zarubezhnykh gosudarstv» [On economic, scientific-technical and military capabilities of CIS member states and the technical means to

detect it. Series: “The Technical equipment of the secret services of foreign states”]. Moscow, VINITI RAN Publ., 2009, no. 12, pp. 15-18.

3. Men’shakov Iu.K. Vidy i sredstva inostrannykh tekhnicheskikh razvedok [Types and means of foreign technical intelligence services]. Moscow, Bauman MSTU Publ., 2009. 655 p.

4. Gulevich S.P., Isaev S.A. Metodika opredeleniia garantiinogo tekhnicheskogo zapasa topliva i prakticheskoi dal’nosti poleta bespilotnogo letatel’nogo apparata [The methodology of determining the warranty technical reserve of fuel and practical flight range unmanned aerial vehicle]. Problemy bezopasnostipoletov [Problems of flight safety], 2000, no. 5, pp. 14-21.

5. Gulevich S.P. Obespechenie bezavariinogo primeneniia bespilotnykh letatel’nykh apparatov v usloviiakh gornogo rel’efa mestnosti [Ensuring accident-free use of unmanned aerial vehicles in the conditions of mountain terrain]. Problemy bezopasnosti poletov [Problems of flight safety], 2003, no. 9, pp. 20-26.

6. Gulevich S.P., Aleksandrovskii B.V. Obespechenie bezavariinogo primeneniia bespilotnogo letatel’nogo apparata po toplivu pri vypolnenii poletov v usloviiakh kholmistoi mestnosti [Ensuring accident-free use of unmanned aerial vehicle (of fuel) in flight operations in a hilly terrain]. Problemy bezopasnosti poletov [Problems of flight safety], 2001, no. 7, pp. 13-17.

7. Chernyi M.A., Korablin V.I. Vozdushnaia navigatsiia [Air navigation]. Moscow, Transport, 1983. 384 p.

Борьба с бла без косвенных потерь, или как хакнуть дрона

Удивительно, но в наши дни системы управления многих коммерческих беспилотников относительно легко взламываются. Многочисленные компании разрабатывают устройства и пишут программы с целью занять места в первых рядах быстро растущего рынка неразрушающих решений борьбы с дронами. Заглянем в этот мир.

Как бы заманчиво не было, но обращаться с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) как с надоедливыми насекомыми и бороться с ними таким же образом, как с комарами – просто уничтожая их, было бы ошибкой. Несмотря на это, кажется, что именно подобное представление, модное в настоящее время, стоит за некоторыми разработками в области борьбы с БЛА.

Сбивание беспилотников в полете – во многих случаях не самый лучший вариант. На людной городской улице или многолюдном массовом мероприятии дождь из осколков дрона определенно не может сравниться по последствиям с обычным раздражением от досаждающего присутствия незваного гостя.

На поле боя, которым всё чаще будут становиться населенные пункты вследствие распространения террористических ячеек среди гражданского населения, стрельба по дрону может спровоцировать небольшой взрыв. В октябре 2023 года курдские повстанцы на севере Ирака сбили небольшой беспилотник, запущенный боевиками Исламского государства (запрещено в РФ), который они сочли разведывательным. Когда они начали его осматривать, произошел взрыв, и двое солдат погибли. ИГ много раз пыталось использовать малоразмерные дроны для проведения атак и поэтому в контингенте американских войск была выпущена директива, в которой военнослужащим предписывалось рассматривать любой небольшой летательный аппарат в качестве потенциального взрывного устройства. По мнению одного из ведущих экспертов мира по вопросам безопасности Питера Сингера, «мы должны были быть готовы к этому, а мы не были готовы».

В бюджетном запросе министерство обороны запросило у Конгресса начальное финансирование в размере 20 миллионов долларов на «определение, закупку, интеграцию и испытания» технологий, которые помогут в борьбе с угрозой БЛА, представляющей серьезную проблему для американских военных. В запросе заявлено, что «небольшие тактические БЛА, снаряженные самодельными взрывными устройствами (СВУ), представляют прямую угрозу войскам США и коалиционным силам».

Управление перспективных оборонных исследований DARPA, также разрабатывающее концепцию использования «роев» дронов для подавления сил противника, выпустило запрос информации с целью определения «новых, гибких и мобильных систем многоуровневой обороны и соответствующих технологий для решения всё более актуальной проблемы малоразмерных БЛА, а также традиционных угроз». По мнению Жана Леде, руководителя программ в этом Управлении, «Мы ищем масштабируемые, модульные и доступные по средствам подходы, которые могли бы быть развернуты в последующие три-четыре года и могли бы быстро развиваться вслед за развитием угроз и тактических приемов».

DARPA забрасывает большие неводы, запрашивая концепции «из всех доступных источников», включая компании, физические лица, университеты, исследовательские институты, государственные лаборатории и даже «иностранные организации».

В DARPA отмечают, что размеры и низкая стоимость малоразмерных БЛА (мБЛА) «позволяет задействовать новые концепции применения, которые станут проблемой для нынешних систем обороны. Эти нарождающиеся нестандартные системы и принципы боевого применения в различных оперативных условиях требуют развития технологий для быстрого обнаружения, идентификации, слежения и нейтрализации мБЛА при одновременном снижении косвенного ущерба и обеспечения гибкости операций во множестве боевых условий».

Проверка новых технологий в реальных условиях

«Black Dart», ежегодное двухнедельное мероприятие Пентагона по тестированию новых технологий борьбы с БЛА, получило восьмикратную прибавку в финансировании в 2023 году, 4,8 миллиона долларов по сравнению с 600 тысячами в 2023 году. Мероприятие проводится под эгидой JIAMDO (Joint Integrated Air and Missile Defense Organization – Организация по совместной комплексной ПВО и ПРО). В нем приняли участие 1200 участников и обозревателей, более 20 государственных организаций, включая Министерство национальной безопасности, ФБР и Федеральное управление гражданской авиации, которое ведет работу по созданию систем защиты гражданских авиалиний и поисково-спасательных вертолетов от опасного вторжения дронов.

Место испытаний было перенесено с военно-морской базы в Калифорнии на авиабазу Эглин во Флориде. «Эглин позволяет нам предоставить дополнительную неопределенность, обеспечить множество мест запуска БЛА на различные дистанции, поэтому мы можем изучать комплексную природу угрозы и комплексную природу оборонных возможностей, – сказал руководитель учений Райан Лири. – На перешейке штата Флорида условия весьма разнообразны. Местность негористая, но для наших операций мы имеем значительную часть сухопутного полигона, также в нашем распоряжении два корабля на рейде с системой AEGIS. То есть мы можем запускать беспилотники как над сушей, так и над морем».

«Другое направление, которое мы изучаем, – это слияние данных». Лири заметил, что военные хотят избежать «слишком большого доверия к одному человеку в одном месте, они хотят видеть несколько экранов с разных источников и только тогда принимать решения».

В учениях приняли участие более 50 систем борьбы с БЛА от 10 разных производителей, варьирующихся от стартапов до крупных оборонных компаний, с упором на «некинетическое и неразрушительное воздействие на угрожающий БЛА». «Подопытные» дроны имели разные размеры, массой менее 9 кг, летающие ниже 350 метров и медленнее 160 км/ч, вплоть до аппаратов массой до 600 кг с высотами ниже 5500 метров и со скоростью не более 400 км/ч.

Для того чтобы обнаруживать малоразмерные, медленно и низколетящие воздушные цели, компания Israel Aerospace Industries (IAI) ELTA адаптировала под эту специфическую задачу свои трехкоординатные радары, а именно модели ELM-2026D, ELM-2026B и ELM-2026BF ближнего (10 км), среднего (15 км) и дальнего (20 км) радиуса действия соответственно, интегрировав в них специальные алгоритмы обнаружения и сопровождения дронов, а также объединив их с оптико-электронными сенсорами для визуальной идентификации объектов. С целью дезорганизации работы враждебных БЛА компания ELTA разработала продвинутые системы постановки помех, которые могут использоваться совместно с сенсорами обнаружения и идентификации или в качестве отдельной системы непрерывного действия. Глушение нарушает полет дрона и может заставить его либо вернуться к месту старта (функция «возвращение домой»), либо заглушить двигатель с последующей аварийной посадкой

Финансируемая из бюджета некоммерческая исследовательская организация MITRE организовала испытания противодроновых систем в августе 2023 года, сосредоточившись при этом на трех направлениях: обнаружение и определение, воспрещение и комплексные решения. MITRE выбрала из 42 участников восемь финалистов, представляющих 8 стран. Оценка реальных полетов проводилась на базе морской пехоты в Квантико.

На этом мероприятии демонстрации возможностей противодроновых систем участников просили определить решения, которые могли бы: 1) обнаруживать небольшие дроны (до 2,3 кг с ЭПО (эффективная площадь отражения) 0,006 м2) во время полета на дистанции до 6 км и определять тип угрозы на основе географических координат и траектории полета; и 2) перехватывать небольшие БЛА, воспринимаемые в качестве угрозы, заставляя их возвращаться в безопасную зону.

Искомые технологии включают автоматическое слежение за несколькими обнаруженными объектами, цветные/ИК-камеры с увеличением на поворотном устройстве для идентификации обнаруженных объектов, а также охлаждаемые и неохлаждаемые тепловизоры. Меры противодействия дроном могут быть следующими:
• Дистанционное глушение частот: покрытие диапазонов частот всех коммерчески доступных гражданских дронов
• Глушение GSNS (Global Satellite Navigation System – глобальная спутниковая навигационная система)
• Различная выходная мощность для блокирования дронов с 100 метров до нескольких километров
• Всенаправленные или направленные антенны
• Направленные антенны с большим коэффициентом усиления, устанавливаемые на поворотные платформы, для отслеживания дрона и передачи сигнала помехи в его направлении.

Потенциальное применение подобных систем включает защиту важной инфраструктуры (правительственные здания, атомные станции, аэропорты), обеспечение безопасности в интересах военных и военизированных структур, защита от шпионских атак, защита тюрем от контрабанды оружия и наркотиков, и охрана границ.

Лучшей комплексной системой и лучшей системой определения/обнаружения в соревновании MITRE Challenge стала DroneRanger. Лучшей системой изоляции и противодействия стала система SKYWALL 100.

Система DroneRanger, разработанная Van Cleve and Associates, предназначена для обнаружения БЛА любых размеров, от микродронов до больших беспилотников. Микродроны, как правило, определяются в радиусе 2-4 км. DroneRanger включает радар кругового сканирования и систему позиционирования, в которой интегрированы дневные и тепловизионные камеры и радиочастотные глушители. Радар определяет дроны, постановщики помех глушат радиочастоты, используемые для их дистанционного контроля, а также блокируют частотные диапазоны спутников GSNS, позволяющие летать дронам на автопилоте. Глушение частот может быть реализовано посредством направленных или всенаправленных антенн, а также комбинации ближнего и дальнего радиопокрытия. Диапазоны частот и выходная мощность системы глушения регулируются в зависимости от выполняемой задачи, уровня защиты и географического местоположения. Глушение может производиться автоматически при обнаружении дрона или в ручном режиме.

Компания OpenWorks Engineering защищала 57 министров иностранных дел на встрече ОБСЕ в Берлине в ноябре 2023 года, развернув там свою противодроновую «пушку» SKYWALL 100 «в стратегических местах». В системе SKYWALL, по внешнему виду напоминающей противотанковый гранатомет, для запуска кассеты по нарушителю используется сжатый воздух. Не долетая до дрона, кассета разрывается, выбрасывая сеть, в которой дрон запутывается своими винтами. Парашют затем плавно опускает аппарат на землю.

В компании заявляют, что SKYWALL может сбить дрона на дистанции до 100 метров. В ней используется лазерная система прицеливания SmartScope, которая показывает дистанцию и включает зеленый светодиод, если прицеливание корректно. Устройство работает почти бесшумно и может быть перезаряжено всего за 8 секунд. В компании также планируют представить в скором времени полустационарную пусковую установку SKYWALL 200, устанавливаемую на треноге, и модель SKYWALL 300 с возможностью дистанционного управления, предназначенную для долговременной установки.

XPELLER разработки компании Airbus DS Electronics and Border Security (EBS), которая вскоре получит новое имя Hensofdt. Система имеет очень высокую эффективность за счет сочетания актуальных сенсорных данных от разных источников и их слияния, анализа сигналов и технологий постановки помех. Она использует радары, оптические и другие сенсоры для обнаружения и идентификации дронов и оценки степени угрозы на дальностях от нескольких сотен метров до нескольких километров в зависимости от типа дрона. Базируясь на расширенной библиотеке угроз и анализе управляющих сигналов в реальном времени, постановщик помех блокирует канал передачи данных между оператором и дроном и/или его навигационной системой

Быстро растущий сегмент рынка

По данным консалтинговой группы «ПрайсуотерхаусКуперс», нишевый рынок противодроновых систем расцвел пышным цветом за счет быстрого расширения военных и коммерческих рынков технологии дронов и, по оценкам, к 2020 году составит 127 миллиардов долларов.

Еще не так давно Соединенные Штаты сохраняли монополию на технологию военных дронов, но в настоящее время 19 стран имеют или разрабатывают вооруженные дроны, известные как ударные БЛА, а 8 стран использовали их в боевых действиях: США, Израиль, Великобритания, Пакистан, Ирак, Нигерия, Иран и Турция плюс негосударственные структуры Хезболла и ИГ. По данным исследовательского центра New America, 86 стран имеют дроны того или иного типа, как вооруженные, так и невооруженные, а в мире реализуется почти 700 программ разработки дронов.

Сегмент систем борьбы с БЛА конечно несколько скромнее. Центр Visiongain ожидает объема 2,483 миллиарда долларов в этом году. Эксперт из Visiongain Софи Хэммонд сообщила: «Развивающийся рынок противодроновых систем напрямую связан с ростом рынка БЛА. Противодроновые системы будут в равной степени привлекательны для заказчиков в гражданских и военных секторах из-за роста угрозы безопасности, создаваемой БЛА. Имеется множество возможностей для компаний, желающих войти на рынок, чтобы предложить существующие или новые продукты борьбы с БЛА».

В докладе этого центра прогнозируются «крупные инвестиции в противодроновые системы из сложившихся рынков БЛА, как военного, так гражданского сегментов, поскольку участившееся применение вооруженных БЛА и малоразмерных БЛА террористическими и преступными группировками серьезно подрывает общественную безопасность».

Analysts Marketsandmarkets видит меньшие затраты, но тем не менее высокий рост: «Глобальный противодроновый рынок, как ожидается, достигнет 1,14 миллиарда к 2023 году при совокупном среднегодовом темпе роста 2389% с 2023 по 2023 год. Дроны становятся легко доступными и представляют новую угрозу для системы безопасности. Обнаружение этих дронов стало важным фактором поддержания безопасности на высоком уровне. Основными драйверами этого роста являются увеличивающаяся брешь в безопасности из-за неопознанных дронов и использование дронов в террористической деятельности».

В сентябре 2023 года на ежегодном немецко-японском форуме по оборонным технологиям в Токио была представлена противодроновая система DroneTracker от немецкой компании Dedrone, использующая системы постановки помех от HP Marketing and Consulting Wust. Эта система способна глушить частоты 2,4 ГГц, 5,8 ГГц и сигналы GPS/GLONASS.

Промышленность достигла значительного прогресса при разработке ряда других решений для обнаружения, слежения и нейтрализации беспилотников. Rheinmetall Defence Electronics разрабатывает UMIT (Universal Multispectral Information and Tracking); фирма DroneDefence, подразделение Corax Concept, разработала Drone Defence Net Gun X1; DroneShield продвигает свое крошечное устройство, которое может быть установлено вблизи внешних и внутренних периметров; Elbit Systems показала систему ReDrone на прошлогодней конференции HLS 8 Cyber Conference; Israel Aerospace Industries (IAI) Elta разработала систему обнаружения и нейтрализации Drone Guard для военного и гражданского применения; MBDA Deutschland успешно испытала новый высокоэнергетический лазер для борьбы с воздушными целями; Telespazio VEGA, подразделение компании Telespazio, которой в свою очередь владеют Leonardo и Thales, принимала участие в исследовании DIDIT (Distributed Detection, Identification and Tracking) для голландского министерства безопасности; Rohde & Schwarz представила свое решение по борьбе с микродронами ARDRONIS на выставке Indo Defence в ноябре 2023 года (см. далее); и, наконец, ESG Elektroniksystem und Logistik GmbH и Diehl Defence продемонстрировали совместно с партнерами свою противодроновую систему, которая обеспечивала защиту саммита G7 в 2023 году. В модульной системе, специально предназначенной для борьбы с мини- и микро-БЛА (менее 25 кг), были объединены технологии обнаружения и нелетальные исполнительные элементы от Rohde and Schwarz, Robin Radar Systems, Diehl Defence и ESG, связанные с сетью оперативного управления TARANIS.

Переносная система ARDRONIS может интегрироваться в более крупные системы

Угрозы с неба: коммерческие дроны и новые задачи обеспечения общественной безопасности

Коммерческие дроны создают угрозу общественной безопасности, поскольку могут брать на борт химические, взрывчатые, биологические или зажигательные вещества. Другие сценарии угроз включают наркотрафик, риски для воздушного движения и промышленный шпионаж. Остановить их – довольно сложная задача, так как они могут избегать полицейские кордоны, стены и изгороди, просто перелетая через них.

Эффективность мер противодействия с использованием визуального и акустического обнаружения порой снижается в связи локальной интерференцией. Для успешной работы системам обнаружения необходимо иметь высокую чувствительность, выдавать раннее предупреждение, но не выдавать ложных тревог. Но обнаружения недостаточно, комплексная система должна также иметь безопасные и надежные средства нейтрализации угроз.

Большая часть систем противодействия (полезных в определенных сценариях) не дотягивает до комплексных решений. Технологии, которые могут уничтожать коммерческие дроны, могут также уничтожать или нарушать работу не относящихся к делу объектов. Возможно, критические недостатки отдельных систем состоят в том, что у них отсутствует немедленное бесшовное взаимодействие между подсистемами обнаружения и противодействия, что критично для успешного выполнения задачи.

В системе ARDRONIS компании Rohde & Schwarz объединены обнаружение, идентификация и подавление угроз в высоконадежной портативной системе. К ее преимуществам относятся:
• Обнаружение и идентификация сигналов или канала дистанционного управления дроном и определение его направления,
• Технологическое расширение и интеграция с другими сенсорными системами, например, оптоэлектроникой или радаром,
• Комплексная осведомленность: все релевантные частоты сканируется на 360 градусов
• Выборочная нейтрализация угроз: меры противодействия системы R&S ARDRONIS не создают помехи соседним сигналам, например, Wi-Fi или Bluetooth, и
• Гибкость развертывания: R&S ARDRONIS может работать как отдельная стационарная система, как мобильный комплекс или может интегрироваться в более крупные центры безопасности.

Эффективная система противодействия должна предупреждать службу безопасности об угрозе прежде, чем дрон взлетит. В идеале она должна идентифицировать конкретные дроны и указывать точное местоположение операторов для принятия соответствующих мер. Система радиолокационного мониторинга ARDRONIS также соответствует этим критериям.

Система использует радиоканалы контроллеров беспилотника, которые, как правило, работают на частотах 2,4 ГГц или 5,8 ГГц, отведённых для промышленных научных и медицинских целей, или используют частоты 433 МГц или 4,3 ГГц. Мониторинг этих диапазонов и знание электронных «отпечатков пальцев» каждого коммерческого дрона является ключом к успеху системы R&S ARDRONIS.

Расширенная база данных управляющих сигналов позволяет ей обнаруживать и определять коммерческие дроны. Система различает их формы сигналов, позволяя работать своим дронам в этой же зоне. Персонал службы безопасности может немедленно применить меры противодействия и безопасно прекратить вторжение. R&S ARDRONIS создает помехи управляющим сигналам и не дает дрону выполнить свою задачу.

Система R&S ARDRONIS уже была проверена в реальных условиях. На саммите G7 в Германии и во время визита Барака Обамы на Ганноверскую ярмарку в 2023 году система выполняла задачи по обеспечению безопасности этих площадок от проникновения дистанционно управляемых дронов.

В апреле 2023 года компания Rafael Advanced Defense Systems показала новую систему Drone Dome, которая обнаруживает, отслеживает и срывает полеты БЛА. Rafael описывает ее как «комплексную систему, созданную для обеспечения эффективной защиты воздушного пространства от враждебных дронов (микро- и нано-БЛА), используемых террористами для проведения воздушных атак, сбора информации и другой противоправной деятельности». Система кругового обзора использует комбинацию тактического радара воздушного наблюдения RADA RPS-42 и оптико-электронных сенсоров для обнаружения БЛА. При обнаружении объекта она сопровождает и классифицирует его. Система может нарушить полет БЛА за счет создания помех радиочастотным и GNSS сигналам

Обнаружить, определить, вывести из строя

Следующий список определяет всего несколько компаний, крупных и небольших, которые стремятся расширить свой противодроновый бизнес:

MESMER: Это устройство перехвата дронов разработки стартапа Department 13 участвовало в ранее упомянутых соревнованиях «Black Dart» и MITRE Challenge; no сути, она заставляет работать систему управления дроном на себя. Джонатан Хантер, директор компании Department 13, сказал, что они используют открытое программное обеспечение, названное «манипуляции протоколом». MESMER может захватить и декодировать необработанные телеметрические данные и возможно сигналы базовой станции или контроллера. В некоторых случаях оно может захватить даже видео, данные акселерометра, магнетометра и других бортовых систем. «Нам нужен сигнал дрона, не его частоты. Это позволяет контролировать дрон и конкретное воздушное пространство, – заметил Хантер. – Мы не глушим, мы перехватываем сигнал и аккуратно его сажаем. Или мы можем вывести его из зоны за счет реверсивной тяги, то есть не позволить ему летать над запрещенным районом».

Основной блок системы перехвата дронов MESMER

Он пояснил, что компьютеры, дроны и программируемые системы используют несколько уровней коммуникационного протокола. Замена бита с 0 на 1 может изменить сигнал дрона так, что он сможет общаться только со своим новым контроллером. «С манипулированием протоколом у вас полный контроль над дроном. Вы можете его заставить зависнуть, сесть, послать его домой или даже управлять его полетом. Когда вы ставите помехи, вы глушите все частоты, используемые дроном. Мы только лишь изменяем сигнал дрона».

Технология работает на «известных» протоколах дрона, но может быть эффективна и на неизвестных дронах. Хантер заявил, что MESMER может перехватить сигнал, по меньшей мере, 10 дронов, представляющих примерно 75% коммерческого рынка. Компания также разрабатывает каталог дронов вероятных противников. По сообщениям, DARPA и Министерство национальной безопасности в настоящее время пристально следят за разработками устройства MESMER.

DRONE DEFENDER: Компания Drone Defence использует комбинацию своей системы обнаружения и идентификации несанкционированных БЛА Dedrone DroneTracker, затем противодроновые пушки Dynopis E1000MP или NET GUN X1 выводят их из строя. DroneTracker использует акустические, оптические и инфракрасные сенсоры для обнаружения и определения приближающихся БЛА в реальном времени. Система может устанавливаться либо на стационарной позиции, либо использоваться как мобильная установка. Радиус действия системы составляет от 200 метров до 3 километров.

При обнаружении дрона активируется переносной глушитель Dynopis для блокировки его управляющих сигналов, видеосигналов и GPS, и по данным компании, «дрон возвращается на свою стартовую позицию, приземляется или просто улетает в сторону от запрещенной зоны». Система работает на частотах управления большинства коммерческих дронов, включая 2,4 и 5,8 ГГц для видео.

В опциональной пушке NET GUN используется два разных типа сетей захвата с тем, чтобы правоохранители могли заарканить нежелательный дрон на дистанции до 15 метров.

Airbus C-UAV: Компания Airbus DS Electronics and Border Security (EBS), готовящаяся вскоре получить новое имя Hensoldt, сообщает, что ее система может обнаруживать потенциальные угрозы в виде беспилотников на расстоянии 5-10 км и садить их за счет мер радиоэлектронного подавления. В системе для идентификации дронов используется радар, ИК-камеры и радиопеленгаторы. Оператор затем сравнивает данные с библиотекой угроз и проводит в реальном времени анализ управляющих сигналов, после чего решает, глушить ли сигнал и прервать связь между дроном и его оператором. При необходимости оператор может также начать контролируемый перехват. «Умная технология реагирующей постановки помех» гарантирует, что глушатся только сигналы дронов, остальные соседние частоты не затрагиваются.

Кроме того, Airbus DS EBS добавила портативную систему постановки помех к своему семейству противодроновых изделий, которые определяют незаконное вторжение небольших дронов и задействуют электронное противодействие, минимизирующее косвенные потери. После нескольких доработок изделий всё семейство этих систем получило имя XPELLER, «наречение» состоялось на выставке электроники CES в Лас-Вегасе. Последним дополнением к линейке XPELLER является легкая система глушения от южноафриканского подразделения Hensoldt, компании GEW Technologies, дополнившая возможности изделий из существующего портфолио. До настоящего времени семейство модульных систем XPELLER состояло из собственных изделий Hensoldt, радиочастотных детекторов ближнего действия от myDefence и оптико-акустических радиочастотных сенсоров от Dedrone.

ICARUS: Компания Lockheed Martin в прошлом году показала свое некинетическое решение для борьбы с дронами под названием ICARUS. В нем используются три сенсора для идентификации беспилотных систем: радиочастотный сенсор для глушения сигналов управления и связи, а также акустические и оптические сенсоры для идентификации беспилотника. Операторы также получают визуальные данные, показывающие объект в контексте локальных географических данных. Операторы могут ставить помехи каналам связи, перехватывать сигналы управления, выводить из строя выбранные системы, например, камеру, нарушать работу электроники для принудительной посадки или крушения дрона.

Рабочее место оператора системы ICARUS

KNOX: Эта система использует обнаружение сигналов управления дроном и «уникальный радар для дронов», который специально создан для обнаружения БЛА и может отличить их от птиц. MyDefence Communication, создатель KNOX, первоначально была сформирована в 2009 году как бизнес-единица шведской оборонной компании Mykonsult AB. По данным компании, «KNOX – это масштабируемая сетевая система с аппаратурой и встроенными программными алгоритмами для обнаружения дронов и нарушения их работы, совмещенная с графическим интерфейсом пользователя». Система «нарушает» связь на точной частоте дрона без интерференции с другими радиочастотными сигналами». Это может заставить дрон приземлиться или вернуться обратно на место взлета.

AUDS: Система AUDS (Anti-UAV Defence System) является результатом сотрудничества трех британских компаний Bliahter Surveillance Svstems. Chess Dynamics и Enterprise Control Systems. В ней совмещены радар с электронным сканированием для обнаружения, оптоэлектроника для отслеживания и классификации и направленное радиочастотное глушение.

Доплеровский радар с непрерывным излучением с частотной модуляцией работает в режиме электронного сканирования и обеспечивает покрытие по азимуту 180° и по углу места 10° или 20° в зависимости от конфигурации. Он работает в диапазоне Ки и имеет максимальную дальность действия 8 км, может определять эффективную площадь отражения размером до 0,01 м2. Одновременно система может захватывать на сопровождение несколько целей.

Обзорно-поисковая система Hawkeye от Chess Dynamics устанавливается в одном блоке с радиочастотным глушителем и состоит из оптико-электронной камеры с высоким разрешением и охлаждаемого средневолнового тепловизора. Первая имеет горизонтальное поле зрения от 0,22° до 58°, а тепловизор от 0,6° до 36°. В системе используется цифровое следящее устройство Vision4ce, обеспечивающее непрерывное сопровождение по азимуту. Система способна непрерывно панорамировать по азимуту и наклоняться от -20° до 60° со скоростью 30° в секунду, сопровождая цели на дистанции около 4 км.

В состав системы AUDS входит радар с электронным сканированием луча (справа), оптико-электронный блок и радиочастотный глушитель

Многополосный радиочастотный глушитель от ECS отличается тремя встроенными направленными антеннами, которые образуют пучок шириной 20°. Компания приобрела большой опыт в разработке технологий борьбы с самодельными взрывными устройствами. Об этом рассказал представитель компании, заметив, что несколько ее систем были развернуты коалиционными силами в Ираке и Афганистане. Он добавил, что в компании ECS знают уязвимости каналов передачи данных и как это использовать.

Сердцем системы AUDS является станция управления оператора, посредством которой можно управлять всеми компонентами системы. В нее входят дисплей слежения, главный экран управления и дисплеи видеозаписи.

DroneGun: Система постановки помех дронам DroneGun массой 6 кг глушит частоты 2,4 и 5,8 ГГц, а также сигналы системы GPS и российской спутниковой системы GLONASS. Вместо сбивания дрона он заставляет его приземлиться или возвратиться на место старта. Австралийская компания DroneShield заявляет, что система обнаруживает дроны за счет акустического распознавания. «Мы записываем шумы в конкретной зоне, убираем фоновые за счет нашей запатентованной технологии и затем можем определить присутствие дрона и какого он типа».

Австралийская компания DroneShield разработала систему постановки помех дронам DroneGun

EXCIPIO: Компания Theiss UAV Solutions, начав с разработки сверхлегкого самолета, разработала «нелетальную, неразрушающую противодроновую систему для «хирургического удаления потенциальной угрозы». Другими словами это сеть, монтируемая на различные платформы самолетного и вертолетного типов. Когда EXCIPIO (латинское «я захватываю») находится над целевым БЛА, она отстреливает сеть по команде оператора. После «поимки» цель может быть медленно опущена или отнесена в желаемое место.

Компания Theiss UAV Solutions разработала противодроновую систему-сетку EXCIPIO (обведена красным)

ОПК: Российская компания «Объединенная приборостроительная корпорация» заявила о завершении создания нового комплекса радиоэлектронной борьбы «Шиповник-АЭРО», предназначенного для срыва работы роев боевых минидронов за счет «поджаривания» их радиоэлектронных систем, что превращает дроны в «бесполезный кусок железа и пластика».

Рабочее место оператора автоматизированного мониторинга комплекса радиоэлектронной борьбы «Шиповник-АЭРО»

Как хакнуть дрона

Нарушение работы дрона за счет взлома его систем не является чем-то сверхсложным. Фактически любой может это сделать. Американский эклектичный журнал «Сделай сам» опубликовал пошаговые инструкции, но с предупреждением, что незаконно получать доступ к компьютерным системам, которыми вы не владеете, повреждать собственность других людей или глушить электронные сигналы.

«Современные дроны, по сути, представляют собой летающие компьютеры и поэтому большинство методов атак, которые были разработаны для традиционных компьютерных систем, также эффективно и против них», – пояснил взломщик дронов Брент Чапмен. WIFI 802.11 является ключевым интерфейсом для многих нынешних квадрокоптеров, включая ВЕВОР и AR.Drone 2.0 от Parrot, которые управляются только по Wi-Fi. По словам Чапмена, AR.Drone 2.0 создает точку доступа, которая открыта по умолчанию и не имеет аутентификации или шифрования. Как только пользователь подсоединяется к точке доступа через смартфон, хакер может запустить приложение для контроля дрона. «AR.Drone 2.0 настолько подвержен взлому, что существуют даже целые сообщества и соревнования по модификации этого конкретного дрона», – заметил он.

«Всегда убеждайтесь, когда вы проводите тесты, что под дроном нет людей или хрупких предметов», – предупредил Чапмен. Время покажет, но уже сейчас отчетливо прослеживается тенденция, которая указывает на то, что технологии борьбы с БЛА активно развиваются не только в военной и правоохранительной сферах, но и в гражданской.

По материалам сайтов:
www.nationaldefensemagazine.org
www.iai.co.il
www.darpa.mil
breakingdefense.com
www.mitre.org
www.vcasecurity.com
openworksengineering.com
www.hensoldt.net
www.rohde-schwarz.com
www.rafael.co.il
department13.com
www.lockheedmartin.com
mydefence.dk
www.theissuav.com
opkrt.ru
diymag.com
www.wikipedia.org
pinterest.com
robotrends.ru