Article anterior:
Cerca i neutralització: la lluita amb drons agafa força. Part 1
El dron Zephyr amb energia solar va ser desenvolupat per Airbus DS. Pot romandre en l'aire durant mesos
Està clar que la proliferació d’un nombre creixent de drons petits que es poden comprar fàcilment i econòmicament, són fàcils d’utilitzar i proporcionar, tot i que són rudimentàries, però continuen tenint en compte les capacitats de vaga i reconeixement, que preocupen molt per garantir la seguretat nacional o combatre les amenaces que sorgeix al camp de batalla. Per descomptat, aquestes amenaces es poden contrarestar mitjançant l’ús de noves tecnologies o la millora de les existents, però els UAV cada cop més complexos i els principis del seu ús en combat ja s’albiren a l’horitzó i, molt probablement, en el futur es convertiran en una realitat mal de cap per als sistemes defensius.
De fet, ja existeixen UAV més grans, que van des de sistemes tàctics utilitzats a nivell de brigada, per exemple, Shadow de Textron Systems, plataformes de mitjana altitud amb llarga durada de vol de la categoria MALE, per exemple MQ-9 Reaper de General Atomics Els sistemes aeronàutics i que acaben amb plataformes a gran altitud amb vols de la categoria HALE de llarga durada com el RQ-4 Global Hawk de Northrop Grumman poden suposar un problema per als sistemes de defensa antiaèria.
Tot i que les característiques de vol d’aquests avions no tripulats (velocitat i maniobrabilitat) no els permeten evitar mesures defensives amb seguretat, molts d’ells tenen firmes radars i tèrmiques relativament febles i, en el cas de les plataformes de la categoria HALE, poden funcionen a la gamma extrema de molts radars i míssils. No obstant això, probablement és més important que la funcionalitat i l'eficàcia de la càrrega a bord que poden transportar aquests sistemes augmentin cada cop més, cosa que els permet realitzar, en particular, les seves tasques de reconeixement a distàncies i alçades fora de l'abast de la defensa antiaèria. armes, tant en termes de detecció com en termes de destrucció …
El radar SPEXER 500 (a sobre) i la càmera infraroja Z: NightOwl, desenvolupada per Airbus DS, estan dissenyats per combatre els drons
Els vehicles aeris no tripulats (UAV) poden crear problemes significatius per als sistemes de defensa antiaèria i, si es tracten de la mateixa manera que els vehicles tripulats de l’última i la següent generació, pot resultar que són més difícils de detectar i destruir; el disseny no preveu la col·locació de pilots i això permet reduir la mida de les plataformes i augmentar la seva maniobrabilitat.
Els nous prometedors drons ultra-HALE són encara més problemàtics. El dron Zephyr d’energia solar d’Airbus DS té una durada de vol mesurada en mesos i pot volar a una altitud superior als 21 quilòmetres. Tot i la seva envergadura de 23 metres, l’embarcació composta té una petita àrea de reflexió efectiva (EIR) perquè el seu sistema de propulsió solar té una signatura tèrmica feble i, per tant, és difícil de detectar.
Algunes forces armades reconeixen que molts sistemes antiaeris són capaços de detectar, rastrejar i colpejar eficaçment els UAV de la generació actual i, per tant, estan buscant maneres de derrotar aquests sistemes a causa dels enginyosos principis de combat que utilitzen molts sistemes del mateix tipus a el mateix temps.
Per exemple, l'anomenat "eixam" de sistemes, quan un gran nombre de drons treballen junts per assolir el seu objectiu, pot crear grans problemes per a la gran majoria dels sistemes defensius.
Des del principi, aquest enfocament, basat en un atac massiu amb drons, es basava en el fet que moltes plataformes serien sacrificades per assolir els objectius de la missió de combat.
En el marc del programa LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology), l’Oficina d’Investigació Naval dels Estats Units (ONR) està desenvolupant una tecnologia per a la col·laboració de molts drons. El llançador de contenidors ferroviaris tubulars llançarà drons petits en ràpida successió des de vaixells, vehicles de combat, vehicles tripulats o altres plataformes deshabitades. Després de llançar un "eixam" (o, si ho preferiu, un "ramat"), l'UAV funciona de manera independent, els drons intercanvien informació entre ells per completar la tasca assignada.
Vídeo de demostració del projecte LOCUST. Vol coordinat de nou drons
Actualment, l’ONR utilitza el UAV Coyote com a model de prova. Aquesta unitat té ales plegables per facilitar el seu emmagatzematge i transport. A principis de 2015, es van realitzar vols de demostració en diversos rangs de proves, durant els quals es van dur a terme els llançaments d’un vehicle equipat amb diverses càrregues útils. En una altra demostració d’aquesta tecnologia, nou drons es van sincronitzar independentment i van completar un vol en grup.
Una capacitat clau del projecte LOCUST és un alt nivell d’autonomia del ramat, que els permet realitzar tasques sense la intervenció de l’operador i, així, contrarestar qualsevol bloqueig de comunicacions que es puguin utilitzar contra ells.
A més, segons ONR, l'esquadró podrà "automedicar-se", és a dir, adaptar-se i configurar-se independentment per realitzar la tasca. L'objectiu actual del programa és llançar seqüencialment 30 UAV en 30 segons. L'ONR té intenció de realitzar proves marítimes del ramat de LOCUST al golf de Mèxic a mitjan 2016.
L’agost de 2015, la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) del Departament de Defensa dels Estats Units també va llançar el seu programa Gremlins. Aquest projecte preveu el desplegament de grups de drons petits d’avions grans, com ara bombarders o avions de transport, així com de caces i altres avions petits, fins i tot abans d’entrar a l’abast dels sistemes de defensa antiaèria enemics.
El programa Gremlins està sent desenvolupat per l'Agència de Recerca i Desenvolupament Avançat del Departament de Defensa dels Estats Units (DARPA)
Aquest programa preveu que després de la finalització de la missió, l'avió de transport C-130 a l'aire podria portar a bord els anomenats "Gremlins". Està previst que els equips de terra els puguin preparar per a la propera operació en un termini de 24 hores després del seu retorn.
DARPA soluciona principalment els problemes tècnics associats amb el llançament i el retorn aeri fiables i segurs de molts drons.
A més, el programa té com a objectiu obtenir no només noves capacitats operatives i el desenvolupament d’un nou tipus d’operacions aèries, sinó també a llarg termini i obtenir un efecte econòmic significatiu. El programa també pretén "ampliar la vida útil dels drons Gremlin a aproximadament 20 missions", segons un portaveu de la FDA.
El sistema AUDS de Blighter Surveillance Systems utilitza un radar de vigilància terrestre juntament amb una estació optoelectrònica i un embús electrònic.
Característiques adicionals
Tornant a Airbus DS, observem que el seu full de ruta de desenvolupament d'UAV inclou millorar la precisió dels sistemes i introduir noves funcions, com ara funcions tipus "amic o enemic", que poden ser útils per reduir la freqüència de falses alarmes i que resulten atractives per als operadors que utilitzen el sistema en espai aeri complex. La companyia també està considerant l’ús de sistemes menys avançats per reduir costos i ampliar la seva base de clients potencials, tot i que en aquest cas és probable que disminueixi la precisió de les plataformes.
RADA Electronic Industries ha centrat els seus esforços en UAV per desenvolupar una solució programable basada en els radars existents.
"Hem dissenyat un radar que pot detectar objectes molt petits, que van des de velocitats molt baixes, velocitats Doppler, fins a objectius d'alta velocitat que volen a la velocitat del so i per sobre. Aquest radar pot detectar persones, cotxes, drons, caces, míssils, depèn del mode de radiofreqüència que configureu - va explicar el cap de desenvolupament de negoci d'aquesta empresa Dhabi Sella. - En el cas del nostre radar programable multitasca, això significa que només heu de prémer un botó i no cal canviar el programari. En establir els paràmetres adequats, obtindreu el que necessiteu."
Els radars AFAR semiconductors de RADA estan dissenyats per a aplicacions estacionàries i mòbils. L’empresa ofereix dues famílies: radars semiesfèrics compactes CHR (Compact Hemispheric Radar) per a la detecció i instal·lació a curt abast en vehicles i radars semiesfèrics multitarea MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) per a instal·lació fixa.
Família de radars MHR de RADA Electronic Industries
La companyia també va actualitzar la família MHR, que inclou els radars RPS-42, RPS-72 i RPS-82, també coneguts com pMHR (portàtil), eMHR (millorat) i ieMHR (millorat millorat). Segons la companyia, el radar més avançat ieMHR és capaç de detectar mini-UAV a un abast de 20 km.
Sella va dir que trobar i rastrejar un UAV no és una cosa fàcil. “No és senzill … trobar morters, armes petites o jocs de rol i fins i tot pot ser més difícil, però ho hem encertat. Les contramesures dels UAV estan dins de les capacitats d’aquests sistemes de radar. En qualsevol cas, els UAV són objectius específics amb característiques úniques, que denotem amb l’abreviatura anglesa LSS (baix, petit i lent - baix, petit, lent). És un problema identificar objectes molt petits amb molt poca EPO que volen molt baix i a prop del soroll de fons de la superfície terrestre. De vegades volen tan ràpid com altres vehicles, com els cotxes, viatgen. És difícil trobar-los entre tots els obstacles. Un altre problema és que volen com ocells, es perceben com ocells i l'usuari sol distingir entre el que anomenem objectius molestos.
Sella va explicar que un mètode per determinar si una pista és un dron és centrar l'energia del radar per determinar si un objectiu té hèlixs, i va afegir que, a més del maquinari, el processament de senyal i el desenvolupament d'algoritmes són claus per a les capacitats dels sistemes.
SRC amb seu a Syracuse combina una gamma de sistemes de guerra electrònica provats en el camp en el seu enfocament combinat de base per proporcionar capacitats contra-drons tant per a la defensa de zones com per al combat àgil. Tot i que aquests darrers es consideren sovint una tasca secundària per als sistemes anti-UAV, la seva importància augmenta constantment.
"Els UAV petits tindran la capacitat de recollir informació o explosius aeris", va explicar David Bessie, director de desenvolupament de negocis de SRC. "Els UAV enemics no identificats pel sistema de defensa antiaèria poden afectar l'operació de combat o proporcionaran a l'enemic informació sobre les vostres posicions o atacaran la vostra infraestructura o forces de maniobra".
“El nostre enfocament utilitza tecnologies existents provades en el camp, així com programari que les integra en un sistema base únic. L’avantatge d’aquest enfocament és que podem utilitzar els sistemes dels nostres clients que ja estan en funcionament per reduir el cost total de propietat. Oferim sistemes de radar i de guerra electrònics provats al camp i aviat podrem oferir una estació complementària de recerca de direcció”, va dir Bessie.
“Creiem que els sistemes de guerra electrònica són essencials per combatre els UAV. Els nostres sistemes de guerra electrònica poden detectar, rastrejar i classificar sistemes no tripulats i neutralitzar-los automàticament. Si es necessita una identificació visual per determinar la identitat de l'objectiu, es pot transferir una càmera. Podem millorar encara més les nostres capacitats de detecció, seguiment i classificació amb el nostre radar de vigilància de l’espai aeri LSTAR. També es recomana afegir sensors optoelectrònics d'alta resolució per a la identificació visual a llarg abast.
El radar de vigilància de l’espai aeri LSTAR realitza tasques de seguretat molt reals. A la foto superior, un radar protegeix la calma de la cimera del G8 celebrada l’estiu de 2013 a Irlanda.
Lleuger i fàcil de transportar, el radar de vigilància SR Hawk, que forma part de la família de radars de vigilància aerotransportats LSTAR, que inclouen escaneig electrònic en 3D de 3 ° D, proporciona escaneig de 360 ° i sectorial. El radar multitarea OWL presenta una visió semiesfèrica des de -20 ° fins a 90 ° en elevació i 360 ° en azimut. Té una antena no rotativa controlada electrònicament i un avançat mode de processament de senyal Doppler que permet detectar i fer un seguiment dels UAV mentre es poden lluitar contra les bateries.
A més de solucions basades en radar i tecnologies optoelectròniques, també s’estan desenvolupant sistemes basats en altres principis. Northrop Grumman ha començat a utilitzar la tecnologia LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) per contrarestar els UAV del seu sistema Venom.
L’empresa va provar el sistema Venom com a combatent de drons a l’exercici de l’experiment integrat Maneuver-Fires (MFIX) de l’exèrcit dels Estats Units a Fort Silla el 2015. El sistema Venom es va instal·lar en un vehicle blindat M-ATV de la categoria MRAP i va dur a terme amb èxit la identificació, seguiment i designació de l'objectiu de l'UAV.
Venom amb tecnologia LLDR s'instal·la en una plataforma versàtil i estabilitzada per giroscopi. Durant les proves, Venom es va provar com un sistema per combatre els UAV de dues màquines. El sistema va rebre ordres de designació de destinació externa, va capturar objectius i va fer un seguiment de petits drons de baix vol. El sistema Venom també es va demostrar en moviment amb el control del sensor des de l'interior del cotxe.
Val a dir que el designador làser LLDR2 va ser àmpliament utilitzat en operacions a l'Iraq i l'Afganistan.
Detecció visual
Per tal de satisfer els requisits del Ministeri de Defensa israelià, l'empresa israeliana Controp Precision Technologies ha desenvolupat un sistema de detecció d'UAV basat exclusivament en tecnologies optoelectròniques i d'infrarojos.
El dispositiu infraroig lleuger i d’exploració ràpida Tornado de la companyia utilitza un aparell de captació de temperatura d’ona mitjana refredat (no s’han revelat les especificacions de la matriu) muntat en un plat giratori de 360 °. El sistema pot proporcionar cobertura panoràmica des del nivell del terra fins a 18 ° per sobre de l’horitzó.
Per tal d’identificar objectius potencials, els algoritmes de programari del sistema detecten els mínims canvis en l’entorn. Segons la companyia, us permeten rastrejar automàticament qualsevol vehicle volador al llarg de la seva trajectòria, volant a diverses velocitats a pocs metres del terra. El sistema té un augment continu per obtenir una imatge clara i pot proporcionar una pista per a cada objectiu.
Segons Controp, el Tornado pot controlar zones construïdes amb molts ecos interferents, tot i que no revelen informació detallada sobre les característiques, excepte que es poden detectar petits UAV a distàncies mesurades en centenars de metres, mentre que objectius grans es detecten més enllà de les desenes de quilòmetres.
Mitjançant senyals d'àudio i vídeo, el sistema és capaç de proporcionar notificacions automàtiques a l'operador que un objecte volador ha entrat en una zona "no tripulada" predeterminada. El sistema es pot controlar localment o remotament des del centre de comandes, pot funcionar tant en mode autònom com com a sistema integrat que rep dades d'altres sensors.
La companyia israeliana Controp Precision Technologies dóna la designació de tornado al sistema de detecció de drons
La unitat de sensor Tornado estàndard pesa 16 kg, té un diàmetre de 30 cm i una alçada de 48 cm; tot i que també es preveu desenvolupar un bloc més petit de 26x47 cm i 11 kg de pes.
L’article considera la inclusió de la funció de detecció i seguiment visual al sistema, així com la possibilitat de la seva connexió amb alguns sistemes anti-UAV. “El nostre sistema Tornado només pot detectar UAV amb una càmera d'infrarojos. sense utilitzar cap sistema de radiofreqüència. L’avantatge principal dels sistemes Tornado sobre RF és que els radars funcionaran bé en zones sense interferències, però quan es troba en una zona amb edificis i altres infraestructures, els radars tenen problemes per detectar petits UAV. El nostre sistema consta de dos components principals, el primer és una càmera d’infrarojos que escaneja 360 ° i proporciona una imatge panoràmica, el segon són algorismes que permeten detectar objectius petits quan estan en moviment, va explicar el vicepresident de màrqueting de l’empresa. Controp Johnny Carney. "El desenvolupament d'un algoritme és difícil perquè voleu detectar un objectiu en moviment, però excloeu, per exemple, els núvols i altres objectes en moviment".
Pantalla típica de l'operador Tornado que mostra imatge infraroja panoràmica (part superior), instantània de la càmera infraroja panoràmica (part inferior esquerra) i imatge de satèl·lit de la zona del terra corresponent (part inferior dreta)
Tornado és un sistema de seguiment i, si voleu fer un seguiment del sistema i obtenir dades de localització i abast, heu de canviar a un altre sistema per fer una mica de la feina … i si voleu fer un seguiment de l'objectiu i veure'n més detalls, haureu d’utilitzar més: un sistema optoelectrònic per rebre un flux de vídeo continu”, va explicar Carney.
No obstant això, el gran inconvenient del sistema és que no pot distingir, per exemple, les aus de la mida d'un dron dels objectius reals, per a això es necessita un operador.
Carney creu que s'han desenvolupat poques solucions efectives que puguin proporcionar tots els aspectes de detecció i seguiment que necessiten els clients potencials, alhora que afegeix que hi ha extrems en els requisits dels sistemes. Des de persones que volen rebre senyals d’alerta de drons volant sobre la seva propietat, fins a la protecció de les infraestructures i instal·lacions nacionals al camp de batalla. “Per exemple, alguns militars volen sistemes que puguin evitar que els UAV sobrevolin els seus vehicles de combat. Hi ha diferents maneres de complir els requisits, també depèn dels recursos financers que pugueu gastar i aquest és un dels molts problemes. Per descomptat, si voleu obtenir la millor protecció, heu d’utilitzar una combinació de radar i infrarojos per a la detecció i una càmera d’infrarojos i semiconductors (càmera CCD) per al seguiment."
Carney creu que és possible habilitar anàlisis que puguin determinar automàticament el tipus d'objectiu, però va afegir que mai no obtindria una precisió del 100%, ja que sempre hi ha la possibilitat de "topar-se" amb un dron que sembli un ocell i, per tant, per ajudar els operadors sempre necessitaran algorismes de reconeixement sofisticats avançats.
El sistema SkyTracker de CACI està dissenyat per proporcionar detecció passiva a través del que la companyia descriu com a "perímetre electrònic". Aquest sistema pot funcionar contínuament en qualsevol clima.
Interfície del sistema SkyTracker
El sistema SkyTracker utilitza diversos sensors que poden detectar, identificar i rastrejar els UAV a través dels seus canals de radiocontrol. L'ús de múltiples sensors permet determinar la posició del UAV a causa del mètode de triangulació i la geolocalització precisa. A més, SkyTracker pot determinar la ubicació dels operadors UAV.
Com ja es va assenyalar, la petita mida, la feble signatura tèrmica, l’espai circumdant amb molta interferència i els trajectes de vol complexos fan que la lluita contra els UAV sigui una tasca molt difícil.
La tecnologia LLDR de Venom s’instal·la en una versàtil plataforma estabilitzada giroscòpica
A això s’ha d’afegir un possible concepte d’ús de combat. “El problema dels UAV petits és que poden enlairar-se i aterrar a la zona que voleu protegir. Per exemple, des del punt de vista de la guerra, sempre heu de defensar el front, ja que no voleu que el vehicle enemic, que encara no està sobre el vostre cap, passi al vostre territori. I si parlem de garantir la seguretat nacional, en aquest cas és possible que els UAV petits ja siguin a la zona que voleu protegir , va dir Carney.
Tot i que l’èmfasi en la lluita contra els drons està enfrontat a l’amenaça dels drons individuals, els sofisticats atacs de “paquet” desenvolupats pels militars poden suposar desafiaments significatius per als sistemes de defensa.
Moltes de les solucions proposades inclouen la capacitat de detectar i fer un seguiment de múltiples objectius. Però, probablement, la principal dificultat serà evitar que desenes de drons arribin al seu objectiu. Fins i tot amb un nombre suficient d'elements neutralitzadors, les defenses es poden "trencar" simplement a costa d'un nombre superior, especialment si el ramat és "intel·ligent" i es pot adaptar a la reacció dels sistemes defensius.
És probable que la naturalesa física de les solucions proposades i desenvolupades tingui un paper important a l’hora de determinar-ne l’eficàcia. A causa de l’alta maniobrabilitat de les amenaces, pel fet que no estan lligades a determinats llocs (fins i tot els UAV tàctics poden funcionar amb una infraestructura mínima), els sistemes de defensa també haurien de ser igualment mòbils i això s’hauria de tenir en compte. Per exemple, es poden instal·lar sistemes grans com els radars Girafa de Saab en vehicles per augmentar la mobilitat. En general, moltes de les solucions complexes desenvolupades es van dissenyar originalment per transportar-les, configurar-les i muntar-les amb un nombre mínim de personal.
“Una característica clau del nostre sistema AUDS és que es desplega ràpidament i simplement es desploma i es torna a desplegar sense cap problema, és a dir, plegar-lo en un vehicle i transferir-lo ràpidament a una altra posició. Ni una part pesa més de 2,5 kg”, va dir Redford.
També es tenen en compte les distàncies relativament petites entre el llançament del dron i el lloc de la seva neutralització. Assumíem fa uns anys, quan vam començar a desenvolupar el nostre sistema, que aquestes amenaces altament maniobrabils es podrien neutralitzar amb mitjans molt maniobrabils i mòbils … les distàncies són properes i qualsevol destrucció es produirà com a màxim diversos quilòmetres, de vegades diversos centenars metres i, per tant, no necessiteu fons cars., grans i estables. Crec que aquest és un factor negatiu en aquest tipus de guerra”, va dir Sella, de RADA Electronic Industries.
conclusions
L’amenaça que representen els UAV desplegats per grups terroristes i altres organitzacions il·legals és ara àmpliament reconeguda. Els objectius civils i militars poden ser atacats per drons, pot ser un atac contra la infraestructura o el lliurament de substàncies tòxiques o una simple "vaga primitiva".
Al camp de batalla, les forces militars poden deixar de confiar en ser l'únic operador de drons, ja que sorgeixen sistemes més eficaços entre els grups rebels i altres organitzacions paramilitars.
En ambdues esferes (seguretat nacional i formacions de batalla), les mesures efectives contra els UAV es consideren actualment com una part integral de l’estratègia global. La seva implementació es troba encara en la fase de comprensió i comprensió. La solució més senzilla i fiable (almenys en un futur proper) és utilitzar i modificar sistemes dissenyats per a altres propòsits. No obstant això, en un futur llunyà, a mesura que les amenaces esdevinguin més complexes, pot ser necessari desenvolupar tecnologies especials per combatre els vehicles aeris no tripulats.
