Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему

Способы противодействия беспилотным летательным аппаратам

Зюбанов В.А.

Взвод 321-20

Содержание

Оглавление

• Введение
• Требования
• Слабости БПЛА
• Варианты исполнения
• Перспективы развития
• Заключение
• Список используемой литературы

Введение

Беспилотные летательные аппараты нашли свое место в вооруженных силах разных стран и прочно заняли его, «освоив» несколько специализаций. Подобная техника применяется для решения самых разных задач в различных условиях. Вполне ожидаемо, что развитие беспилотных систем стало специфическим вызовом, требующим ответа. Для противодействия противнику, имеющему на вооружении беспилотные системы различного назначения, требуются средства, способные находить подобную угрозу и избавлять от нее. Как следствие, в последнее время при создании новых систем защиты особое внимание уделяется противодействию БПЛА.

Под беспилотниками обычно понимают большие аппараты с ракетным вооружением. Однако даже самодельный дрон, собранный из находящихся в свободной продаже комплектующих, вполне может быть эффективно использоваться в качестве оружия. Следует отметить, что в некоторых случаях атака небольшого беспилотного аппарата с воздуха гораздо эффективнее любых других способов нападения. Малые размеры позволяют оставаться незаметным, а эффект неожиданности делает атаку дрона, начиненного, например, пластидом и металлическими шариками разрушительной мощности. В данном случае традиционные меры безопасности совершенно бесполезны.

Наиболее очевидным и эффективным способом противодействия БПЛА выглядит обнаружение подобной техники с последующим уничтожением. Для решения такой задачи могут использоваться как существующие образцы военной техники, доработанные соответствующим образом, так и новые системы. К примеру, отечественные комплексы ПВО последних моделей в ходе разработки или обновления получают возможность отслеживания не только самолетов или вертолетов, но и беспилотных аппаратов.

Требования

Одним из главных вопросов при уничтожении техники противника является ее обнаружение с последующим сопровождением. В состав современных зенитных комплексов большинства типов входят радиолокационные станции обнаружения с различными характеристиками. Вероятность обнаружения воздушной цели зависит от некоторых параметров, прежде всего от ее эффективной площади рассеяния (ЭПР). Сравнительно крупные БПЛА отличаются большей ЭПР, что облегчает их обнаружение. В случае с малогабаритными аппаратами, в том числе построенными с широким использованием пластиков, ЭПР уменьшается, а задача обнаружения серьезно усложняется.

Однако при создании перспективных средств противовоздушной обороны принимаются меры, направленные на повышение характеристик обнаружения.

Последние отечественные и зарубежные ЗРК и иные системы ПВО получают возможность борьбы не только с крупными целями в виде пилотируемых летательных аппаратов, но и с беспилотниками.

После обнаружения потенциально опасной цели следует произвести ее опознавание и определить, какой объект вошел в воздушное пространство. Правильное решение такой задачи позволит определить необходимость атаки, а также установить характеристики цели, необходимые для выбора правильного средства поражения. В ряде случаев правильный выбор средства поражения может быть связан не только с излишним расходом неподходящих боеприпасов, но и с негативными последствиями тактического характера.

После успешного обнаружения и опознавания вражеской техники комплекс ПВО должен выполнять атаку и уничтожать ее. Для этого следует использовать вооружение, соответствующее типу обнаруженной цели. К примеру, крупные БПЛА разведывательного или ударного назначения, находящиеся на большой высоте, следует поражать при помощи зенитных ракет. В случае с маловысотными и низкоскоростными аппаратами легкого класса имеет смысл использовать ствольное вооружение с соответствующими боеприпасами. В частности, большой потенциал в деле борьбы с БПЛА имеют артиллерийские системы с управляемым дистанционным подрывом.

Интересной особенностью современных беспилотных летательных аппаратов, которую следует учитывать при противодействии подобным системам, является прямая зависимость размеров, радиуса действия и полезной нагрузки. Так, легкие аппараты могут работать на дистанциях не более нескольких десятков или сотен километров от оператора, а их полезная нагрузка состоит лишь из аппаратуры разведывательного назначения. Тяжелые аппараты, в свою очередь, способны уходить на большее расстояние и нести не только оптико-электронные системы, но и вооружение.

Как следствие, достаточно эффективным средством противодействия беспилотной технике противника оказывается эшелонированная система противовоздушной обороны, способная прикрывать крупные районы при помощи набора зенитных средств с разными параметрами и различными радиусами действия. В таком случае ликвидация крупных аппаратов станет задачей комплексов большой дальности, а системы малого радиуса смогут защитить прикрываемый район от легких БПЛА.

Слабости БПЛА

Среди основных способов взлома БПЛА можно перечислить следующие:

1. Взлом шифрованного канала или подмена данных авторизации и получение за счет этого доступа к управлению дроном.

2. Использование уязвимостей программного обеспечения, в том числе переполнение буфера.

3. Использование интерфейсов и каналов данных оригинального программного обеспечения для "протаскивания" стороннего кода.

Существуют всего две основные уязвимости, благодаря которым возможен угон БПЛА.

Для связи по Wi-Fi между модулем контроля беспилотного аппарата и устройством управления как правило используется очень слабое шифрование, так как известно, что WEP (Wired Equivalent Privacy) можно взломать за несколько секунд. Причем атакующий может достаточно просто внедриться в соединение между дроном и оператором, находясь на расстоянии порядка ста метров, и послать БПЛА ложную команду или отключить его от исходной сети.

Чип Xbee, который используется многими моделями дронов, небезопасен. Несмотря на то, что Xbee поддерживает шифрование, но из-за проблем с производительностью и для исключения задержек между командами оператора и реакцией БПЛА, оно просто отключено. Вследствие чего злоумышленник имеет возможность осуществить атаку man-in-the-middle (Атака посредника, то есть, когда злоумышленник тайно ретранслирует и при необходимости изменяет связь между двумя сторонами), находясь на расстоянии двух километров от дрона. Атакующий может перенаправить пакеты, заблокировать настоящего оператора, или пропускать все пакеты через себя, но большинство атакующих предпочитают похищение дронов.

Варианты исполнения

Более сложной целью являются беспилотники легкого класса, отличающиеся малыми размерами и низкой ЭПР. Тем не менее, уже существуют некоторые системы, способные бороться с такой техникой, производя обнаружение и атакуя ее. Один из новейших образцов подобных систем - зенитный ракетно-пушечный комплекс «Панцирь-С1». Он имеет несколько различных средств обнаружения, наведения и вооружения, которые обеспечивают уничтожение воздушных целей, в том числе малоразмерных, представляющих особую сложность для зенитных систем.

Боевая машина «Панцирь-С1» несет РЛС раннего обнаружения 1РС1-1Е на основе фазированной антенной решетки, способную следить за всем окружающим пространством. Также имеется станция сопровождения цели 1РС2-Е, задачей которой является постоянное слежение за обнаруженным объектом и дальнейшее наведение ракеты. При необходимости может использоваться оптико-электронная станция обнаружения, которая способна обеспечивать обнаружение и сопровождение целей.

По имеющимся данным, ЗРПК «Панцирь-С1» способен производить обнаружение крупных воздушных целей на дистанциях до 80 км. В случае, если цель имеет ЭПР на уровне 2 кв.м, обнаружение и взятие на сопровождение обеспечивается на дальностях 36 и 30 км соответственно. Для объектов с ЭПР 0,1 кв.м дальность поражения достигает 20 км. Сообщается, что минимальная эффективная площадь рассеяния цели, при которой РЛС «Панциря-С1» способны производить обнаружение, достигает 2-3 кв.см, однако при этом дальность работы не превышает нескольких километров.

Вооружение комплекса "Панцирь-С1". В центре РЛС сопровождения, по бокам от нее 30-мм пушки и контейнеры (пустые) управляемых ракет.

После определения параметров цели и принятия решения о ее уничтожении расчет комплекса имеет возможность выбрать наиболее эффективное средство поражения.

В теории противодействие беспилотникам, в том числе легким, может осуществляться при помощи иных зенитных систем ближнего действия. В случае необходимости имеющийся комплекс может быть модернизирован с применением новых средств обнаружения и сопровождения, характеристики которых обеспечивают работу с БПЛА. Тем не менее, в настоящее время предлагается не только совершенствовать существующие системы, но и создавать совершенно новые, в том числе основанные на необычных для вооруженных сил принципах работы.

Одним из недостатков у дронов является конструктивная уязвимость гироскопов. Без этого устройства не обходится практически ни одни дрон - без него невозможен устойчивый полет, и оно отвечает за изменения в пространственной ориентации. Гироскоп, как механическая система имеет резонансную частоту, если ее подобрать, то устройство войдет в резонанс и будет выдавать неверные показания, которые приведут к аварии. Гироскопы имеют различные конструкции, соответственно у них и различные резонансные частоты, находящиеся в очень широких пределах от слышимого диапазона волн до ультразвука. После проверки исследователями пятнадцати наиболее популярных типов гироскопов, которые применяются в хобби-дронах было выявлено, что семь из них имеют уязвимость к акустической атаке. Эксперимент проводился в тестовой камере и показал, что в каждом случае достаточно десяти секунд, чтобы вывести дрон из строя. По расчетам ученых атака мощностью 140 дБ вполне достаточна, чтобы сбивать дрон на расстояниях до сорока метров. Однако не все гироскопы идентичны, в некоторых из-за конструктивных особенностей резонанс перекрывает только канал ориентации относительно горизонтальной оси и этого может быть недостаточно для аварии дрона, так как обычно в БЛА используется также магнитометр, который может обеспечить ориентацию по горизонтали. В 2014 году ВМС США и компания Kratos Defense & Security Solutions провели модернизацию десантного корабля USS Ponce (LPD-15), в ходе которой он получил новое вооружение и сопутствующее оборудование. На корабле была смонтирована лазерная зенитная система AN/SEQ-3 Laser Weapon System или XN-1 LaWS. Основным элементом нового комплекса является твердотельный инфракрасный лазер регулируемой мощности, способный «выдавать» до 30 кВт.

Предполагается, что комплекс XN-1 LaWS может использоваться кораблями военно-морских сил для самообороны от беспилотных аппаратов и малых надводных целей. За счет изменения энергии «выстрела» может регулироваться степень воздействия на цель. Так, маломощные режимы смогут на время вывести из строя системы наблюдения вражеского аппарата, а полная мощность позволяет рассчитывать на физическое повреждение отдельных элементов цели. Таким образом, лазерная система способна защитить корабль от различных угроз, отличаясь определенной гибкостью применения.

Примечательно, что лазерные системы борьбы с БПЛА заинтересовали не только ВМС, но и сухопутные войска США. Так, в интересах армии компанией Boeing разрабатывается экспериментальный проект Compact Laser Weapon Systems (CLWS). Задачей этого проекта является создание малогабаритной лазерной системы вооружения, которую можно будет транспортировать при помощи легкой техники или силами расчета из двух человек. Итогом проектных работ стало появление комплекса, состоящего из двух основных блоков и источника питания.

Комплекс CLWS оснащается лазером мощностью всего 2 кВт, что позволило достигнуть приемлемых боевых характеристик при компактных размерах. Тем не менее, несмотря на меньшую мощность в сравнении с другими аналогичными комплексами, система CLWS способна решать поставленные боевые задачи. Возможности комплекса по борьбе с беспилотными аппаратами была подтверждена на практике в 2015 году.

Существует еще один способ борьбы с беспилотниками, не подразумевающий уничтожения техники. Современные аппараты с дистанционным управлением поддерживают двухстороннюю связь по радиоканалу с пультом оператора. В таком случае работа комплекса может быть нарушена или вовсе исключена при помощи систем радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Современные системы РЭБ могут находить и подавлять при помощи помех каналы связи и управления, после чего беспилотный комплекс теряет возможность полноценной работы. Такое воздействие не приводит к уничтожению техники, однако не дает ей работать и выполнять поставленные задачи. На такую угрозу БПЛА могут ответить лишь несколькими способами: защитой канала связи при помощи перестройки рабочей частоты и использованием алгоритмов автоматической работы на случай потери связи.

В некоторых дронах предусмотрен вариант обрыва связи с оператором. В этом случае, если канал связи потерян, дрон переходит в соответствующий режим работы - автоматика перестает реагировать на все сигналы извне и, согласно заданной программе, ведет БПЛА к заранее определенному месту посадки, используя систему GPS или ГЛОНАСС. Аппарат использует спутниковую навигацию и определяет свое местоположение, направление движение, расстояние до оператора или точки посадки, чтобы иметь возможность вернуться на базу. Чтобы не допустить «эвакуацию» дрона, средства радиоэлектронной борьбы должны подавлять не только канал управления, но и сигналы навигационной системы. В результате успешного «глушения» всех этих сигналов противник, с высокой вероятностью, лишится техники, попавшей в зону действия РЭБ

Стоит выделить мобильные РЭБ «Автобаза» и «Красуха», которые уже несколько лет успешно используются в военной сфере. Существующие разработки позволяют создавать зоны, недоступные для современных управляемых дронов, используя системы подавления и перехвата вокруг них, но существует опасность развертывания устройства непосредственно в самой зоне.

Комплекс пассивной локации «Автобаза-М» предназначен для обнаружения, классификации и последующего траекторного сопровождения воздушных и морских целей по излучению установленных на них радиоэлектронных средств (процесс пассивной радиолокации). Наземный комплекс радиотехнической разведки «Автобаза-М» позволяет осуществлять мониторинг координат и других основных параметров целей и в автоматическом режиме осуществлять их передачу на командные пункты подразделений противовоздушной обороны. Наземный комплекс радиотехнической разведки «Автобаза-М» включает в свой состав 4 станции обнаружения и пеленгации (СОП) и станцию обработки информации (СОИ).

Чувствительные датчики СОП в состоянии улавливать излучение летательных аппаратов, отправляя информацию на центральный пост -- СОИ, где данные обрабатываются и выводятся на экран монитора, формируя картину воздушной обстановки. В радиусе действия комплекса становится понятно, кто и куда летит.

По некоторым данным, в настоящее время на теоретическом уровне изучается возможность использования против беспилотников электромагнитных систем, поражающих цель мощным импульсом. Имеются упоминания разработки подобных комплексов, хотя подробные сведения о таких проектах, равно как о возможности их применения против БПЛА, пока отсутствуют.

Английская компания OpenWorks Engineering представила систему SkyWall 100 - одну из последних разработок в области противодействия дронам. Устройство представляет собой “умный гранатомет”, выстреливающий в сторону беспилотника сеть. Радиус эффективного действия устройства - до 100 метров. Разработанное устройство захватывает цель и помогает оператору навести на неё метательное устройство с помощью системы наведения, которая оценивает расстояние и вектор движения дрона. Сеть с захваченным дроном затем опускается на парашюте. Существует также более дальнобойная система SkyWall 200, которая требует установку на специальной треноге.

Существует и SkyWall 300 - дистанционно управляемая стационарная турель.

Силовые структуры, а также полиция могут использовать дроны/противодроны, оснащенные и более мощными дизельными дронами. Такие модели отличаются более высокой защитой корпуса и в них предусмотрены устройства защиты от атак других дронов, находящихся, например, над территорией, где запрещены полеты или нелегально запущенных. Существуют дроны-перехватчики. Они могут автоматически наводиться, реагируя на шум двигателей преследуемого дрона или ориентироваться по заложенному в памяти изображению системы "компьютерного зрения" дрона-перехватчика. Дрон-перехватчик может быть оснащен сетью для обезвреживания дрона-нарушителя, как это было применено в Японии

Перспективы развития

Прогресс в области беспилотных летательных аппаратов значительно опередил разработки систем противодействия такой технике. В настоящее время на вооружении разных стран состоит определенное количество зенитных комплексов «традиционных» классов, способных засекать и поражать беспилотники разных классов с различными характеристиками. Также имеется определенный прогресс в части систем РЭБ. Нестандартные и необычные системы перехвата, в свою очередь, пока не могут выйти из стадии испытаний опытных образцов.

Беспилотные технологии не стоят на месте. Во множестве стран мира ведется разработка подобных систем всех известных классов, а также создается задел для появления новых необычных комплексов. Все эти работы в будущем приведут к перевооружению группировок БПЛА улучшенной техникой, в том числе совершенно новых классов. К примеру, прорабатывается создание сверхмалых аппаратов размером не более нескольких сантиметров и весом в граммы. Подобное развитие техники, равно как и прогресс в иных областях, предъявляют особые требования к перспективным системам защиты. Конструкторам средств противовоздушной обороны, радиоэлектронной борьбы и других комплексов теперь необходимо учитывать в своих проектах новые угрозы.

Заключение

беспилотный летательный аппарат

Подводя итог применяемым методам и способам противодействия, можно дать достаточно высокую оценку существующей в России возможности противостоять дронам.

Список используемой литературы

1) https://topwar.ru/27302-rossiya-vooruzhilas-novym-kompleksom-reb-krasuha.html

2) https://topwar.ru/98134-o-borbe-s-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami.html

3) https://russiandrone.ru/publications/sposoby-obnaruzheniya-i-borby-s-malogabaritnymi-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami/

4) https://techcrunch.com/2016/03/04/the-skywall-100-bazooka-captures-drones-with-a-giant-net/?guccounter=1

5) https://drone1.ru/news/britanskie-inzenery-predstavili-obnovlennuu-sistemu-poimki-dronov-skywall300.html

6) Тикшаев, В.Н. Проблема борьбы с беспилотными летательными аппаратами и возможные пути её решения / В.Н. Тикшаев, В.В. Барвиненко // Военная мысль. - 2021. - . - № 1. - С. 125-132

Размещено на Allbest.ru