CC BY
195
Маркович Игорь Ильич - Научное конструкторское бюро цифровой обработки сигналов Южного федерального университета; e-mail: marko@sfedu.ru; г. Таганрог, Россия; тел.: 88634394055; директор-главный конструктор; к.т.н.; с.н.с.
Завтур Евгений Евгеньевич - e-mail: zavtur90@mail.ru; тел.: 88634393075; начальник сектора.
Панычев Андрей Иванович - Южный федеральный университет; e-mail: aipanychev@sfedu.ru; г. Таганрог, Россия; тел.: 88634371634; к.т.н.; доцент.
Markovich Igor Il'ich - Research and Design Bureau of Digital Signal Processing Southern Federal University; e-mail: marko@sfedu.ru; Taganrog, Russia; phone: +78634394055; cand. of eng. sc.; senior fellow; director-chief designer.
Zavtur Evgeny Evgenevich - e-mail: zavtur90@mail.ru; phone: +78634393075; head of section.
Panychev Andrey Ivanovich - Southern Federal University; e-mail: aipanychev@sfedu.ru; Taganrog, Russia; phone: +78634371634; cand. of eng. sc.; associate professor.
УДК 629.7:531.55:004.94 DOI 10.18522/2311-3103-2022-1-17-29
Н.А. Соколов, Д.А. Рябухин
К ПРОБЛЕМЕ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТАМ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННЫХ РЕСУРСОВ. ОПЫТ
КАРАБАХА
На основе исследования опыта вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе выявлены некоторые основные тенденции развития тактики применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и определены возможные варианты противодействия в интересах повышения живучести подразделений тактического звена. Проведен анализ состояния вопроса разработки современных средств противовоздушной обороны (ПВО) в задачах борьбы с БЛА, в том числе малоскоростных и малоразмерных, способных осуществлять активное маневрирование и применяемых группами. Выявлены противоречия в требованиях скорейшей разработки специализированных средств (комплексов) противодействия БЛА и реальным, продолжительным временем на их разработку (5-15 лет), а также необходимыми затратами на создание, постановку серийного производства, закупку, и поставку в войска перспективных специализированных комплексов. Для решения тактических задач прикрытия от атак БЛА опорных пунктов отдельных подразделений, выполняющих задачи в отрыве от основных сил, предложено применение имеющихся в наличии инженерных боеприпасов - осколочных мин направленного поражения МОН-90, МОН-200. Проведено моделирование ситуации атаки малоразмерных низколетящих БЛА, и расчёт вероятности поражения БЛА инженерными осколочными минами, который показал приемлемую вероятность поражения низколетящих БЛА при их нахождении в секторе подрыва и разлета облака поражающих элементов мин.
Беспилотная авиационная система; беспилотный летательный аппарат; противодействие беспилотным летательным аппаратам.
N.A. Sokolov, D.A. Ryabukhin
TO THE PROBLEM OF COUNTERING UNMANNED AERIAL VEHICLES IN CONDITIONS OF LIMITED RESOURCES. THE KARABAKH EXPERIENCE
Based on the study of the experience of the armed conflict in Karabakh, some main trends in the development of tactics for the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) have been identified and possible counteraction options have been identified in the interests of increasing the surviva-bility of tactical units. The analysis of the state of the issue of the development of modern means of air defense in the tasks of combating UAVs, including low-speed and small-sized, capable of active maneuvering and used by groups. Contradictions have been revealed in the requirements for the early development of specialized means (complexes) of countering UAVs and the real, long time
for their development (5-15 years), as well as the necessary costs for the creation, serial production, purchase, and delivery of promising specialized complexes to the troops. To solve the tactical tasks of covering the strongholds of individual units performing tasks in isolation from the main forces from UAV attacks, the use of available engineering ammunition - directed fragmentation mines MON-90, MON-200 is proposed. A simulation of the attack situation of small-sized low-flying UAVs was carried out, and the probability of hitting UAVs with engineering fragmentation mines was calculated, which showed an acceptable probability of hitting low-flying UAVs when they were in the sector of detonation and scattering of a cloud of damaging elements of mines.
Unmanned aircraft system; unmanned aerial vehicle; countering unmanned aerial vehicles.
Актуальность. Вооруженные конфликты последних лет (Сирия, Ливия, Нагорный Карабах и др.) продемонстрировали возрастание роли беспилотной авиации среди средств воздушного нападения. В боевых действиях на территории Нагорного Карабаха в сентябре-ноябре 2020 года беспилотные летательные аппараты (БЛА - по ГОСТ Р 57258-2016 [1]) фактически выполняли задачи оперативно-тактической пилотируемой авиации. Относительно низкая стоимость производства, эксплуатации и обслуживания БЛА в сравнении с пилотируемой авиацией обусловили их массовое применение. Динамика изменения способов ведения боевых действий вызывает необходимость оперативной систематизации опыта современных вооруженных конфликтов и его внедрения в практическую деятельность подразделений своих войск.
Вместе с тем, как показал боевой опыт, в борьбе с БЛА важны не только современные комплексы ПВО, но и системная организация противодействия [2].
Авторами не рассматриваются вопросы применения систем ПВО против БЛА, т.к. имеется достаточно исследований по данной теме. Вместе с тем, следует отметить, что известные системы ПВО предназначены и, как правило, применяются для защиты наиболее крупных стационарных объектов (объекты промышленной инфраструктуры, аэродромы, командные пункты, узлы связи и т.п.) или воинских группировок сил и средств. И в обозримом будущем маловероятна возможность прикрытия от БЛА новейшими комплексами ПВО каждого опорного пункта или блок-поста, при том, что их живучесть на тактическом уровне является определяющим фактором контроля над территорией в современных вооруженных конфликтах. В этом отношении анализ опыта вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе (сентябрь-ноябрь 2020 г.) и других конфликтов последнего времени является актуальным для выявления современного развития тактики противодействия БЛА. Следует отметить, что предлагаемые решения не являются абсолютной защитой, рассматриваются как дополнение к существующим методам и средствам в условиях ограниченных временных, материальных ресурсов, и требуют от личного состава высокого уровня дисциплины применения и строгого соблюдения требований безопасности.
Состояние вопроса. На основе исследования опыта вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе выявлены некоторые основные тенденции развития тактики применения БЛА и определены варианты противодействия в интересах повышения живучести подразделений тактического звена.
Прежде всего, отмечаются следующие особенности данного вооруженного конфликта: ведение боевых действий в условиях горной местности, существенное различие уровней оснащенности воинских формирований современными средствами вооружённой борьбы и, соответственно, боевых возможностей противоборствующих сторон [3].
Особенностью тактики воинских формирований Азербайджана стало широкое применение разведывательно-ударных комплексов, созданных на основе беспилотной авиации. В составе смешанных групп для ведения разведки и нанесения ударов совместно с разведывательно-ударными БЛА (Bayraktar-TB2) также применялись ударные БЛА типа «барражирующий боеприпас» (SkyStriker, Harop, ОгЬйег) [4].
Турецкий БЛА Bayraktar-TB2 (Tactical Block 2) был принят на вооружение Турции в 2016 году. БЛА Harop был показан израильской компанией IAI в 2009 году. Основные технические параметры характерных БЛА представлены в табл. 1 [5, 2].
Таблица 1
Основные технические параметры БЛА
БЛА Bayraktar-TB2 Harop Orbiter-1K Orbiter-2M SkyStriker
Длина, м 6,5 2,5 1,2 1 1,5
Ширина, м 12 3 2,9 3 3
Скорость (крейсерская), км/ч 130 185 140 130 150
Взлетная масса, кг 500 135 13 10 35
Масса боевой нагрузки, кг 150 23 3 1,5 5
Также отмечаются такие характерные черты вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе, как: рейдовые действия для овладения господствующими высотами, узлами дорог и опорными пунктами при поддержке ударными БЛА. Беспрепятственные групповые удары БЛА по сосредоточению в опорных пунктах и на позициях мотострелковых, танковых и артиллерийских подразделений наносили значительные потери и способствовали снижению морально-психологического состояния личного состава еще до вступления в бой [3].
Ударные БЛА (в основном израильского, турецкого, китайского производства) также активно применялись в Ливии и Сирии, в том числе против зенитных комплексов советского и российского производства в экспортном исполнении, как устаревших (зенитно-ракетный комплекс (ЗРК) «Оса»), так и считающихся современными (зенитный ракетно-пушечный комплекс (ЗРПК) «Панцирь») [5]. В последнее время в Сирии отмечается изменение тактики применения БЛА. Вместо одиночного применения или применения нескольких БЛА с одного направления террористы стали использовать их массировано с разных направлений и высот, преимущественно по заранее запрограммированным маршрутам [6].
Анализ публикаций в области противодействия БЛА, показывает, что в исследованиях по данной тематике встречаются диаметрально противоположные мнения, в ряде работ в этой области преобладают оптимистические выводы относительно успешности поражения всех видов БЛА существующими отечественными средствами ПВО или же глубокое убеждение авторов в неограниченных возможностях средств радиоэлектронного подавления (РЭП) и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) [7].
В зарубежной научной печати введены относительно устоявшиеся термины, а также определены основные направления исследований. В предметной области: «противодействие БЛА» - используются такие термины, как «C-UAV», «CUAV», «C-UAVs», «CUAVs» (Counter Unmanned Aerial Vehicles). В области «системы противодействия БЛА» - используются такие термины, как «C-UAS», «CUAS» (Counter Unmanned Aircraft Systems), «C-UAV system», «CUAV-system», «AUDS» (Anti-UAV Defense System), Counter-Drone Systems. В направлении «технологии противодействия БЛА» - используются такие термины, как «AntiDrone Technologies» и «Counter-UAVs Technologies» [8].
При этом, если на начальном этапе появления задачи противодействия БЛА (в начале 2000-х гг.), эта задача решалась исключительно средствами поражениями (ракетами и снарядами) ЗРК ПВО, то в настоящее время специалисты осознали [8],
что прямое отражение массированного налета БЛА средствами ЗРК ПВО, во-первых, неоправданно экономически из-за использования дорогостоящих ракет по большому числу относительно дешевых БЛА, а во-вторых, это ведет к быстрому исчерпанию боевого ресурса ЗРК и последующей их неспособности отразить удар уже пилотируемой авиации, а также крылатых ракет высокоточного оружия (ВТО).
Результаты исследований [6] возможностей обнаружения и уничтожения мини и микро БЛА средствами войск ПВО свидетельствует о том, что обнаружение малоразмерных целей радиолокационными станциями частей и подразделений войск ПВО малоэффективно. Существующие проблемы в обнаружении и подавлении мини и микро БЛА, обусловлены тем, что они являются нехарактерными целями для зенитных ракетных комплексов, т.к. они имеют малые значения эффективной отражающей поверхности и скоростей [6]. Групповое применение БЛА уже сегодня является серьёзным фактором для достижения военного превосходства малыми затратами. Дальнейшее развитие технологии группового применения БЛА существенно усложняет условия функционирования комплексов ПВО и потребует кардинального пересмотра идеологии создания систем ПВО [9].
Применение нескольких эшелонов налётов групп малых и относительно дешёвых БЛА может парализовать любую ПВО [9]. В связи с этим, в настоящее время широко исследуются дополнительные способы противодействия БЛА, в том числе такие, как применение средств РЭП, а также средств направленного излучения энергии - лазерного оружия [8].
Также в рамках проводимых исследований [3] даются рекомендации по совершенствованию способов противодействия БЛА. Предлагается создание в тактическом звене качественно подготовленной помехоустойчивой системы ПВО, хорошо защищенной от ударов сил и средств воздушно-космического нападения противника. В составе данной системы ПВО предусматривается применение роботизированных средств, которые смогут быть эффективны для уничтожения малоразмерных воздушных целей на небольших высотах, в том числе путем устройства противовоздушных засад на труднодоступной местности [3].
Известные исследования [10] методов и средств нейтрализации БЛА определяют требования к системе противодействия БЛА. Она должна быть высокоэффективной при любых погодных условиях, оперативно развертываемой, простой в применении и обслуживании, готовой к многократному применению.
Среди методов противодействия выделяются контактные (обученные животные, противодроны, сети, кинетическое оружие и шрапнельные выстрелы) и бесконтактные (акустическое, лазерное, микроволновое воздействие, средства РЭБ). Из анализа методов противодействия БЛА делается вывод в приоритетности применения в условиях вооруженных конфликтов физических методов воздействия [10].
Для решения задачи своевременного обнаружения и противодействия мини и микро БЛА предприятиями оборонно-промышленного комплекса (ОПК) разрабатывается ряд перспективных средств [6]. Формируются предложения по повышению эффективности средств ПВО при их применении против БЛА:
♦ создание многофункциональной системы противодействия БЛА;
♦ модернизация существующих средств ПВО;
♦ оснащение существующих комплексов ПВО средствами РЭП;
♦ разработка нового комплекса ПВО, ориентированного на противодействие именно БЛА.
В работах [11, 12] предлагается адаптировать устаревшие образцы зенитных установок (ЗУ), например, таких как С-60, ЗУ-23-2 и КС-19, к борьбе с БЛА за счет оснащения их современными средствами разведки, точного целеуказания, автоматизированного управления процессами подготовки и ведения стрельбы, более
мощными боеприпасами с программируемым в процессе выстрела временем подрыва, адаптивной к параметрам движения цели областью разлета поражающих элементов и т.д.
Таким образом, на сегодняшний день, уже предложено множество путей решения проблемы противодействия БЛА, однако они не учитывают реалии текущей экономической ситуации и технологической стороны вопроса, и скорее направлены на далекую перспективу. Потому, что при разработке технических предложений и тактических приемов надо также учитывать и временной фактор, так как от волевого решения до появления конечного изделия может пройти от 5 до 15 лет [13].
Технические предложения. Исходя из конструктивных особенностей БЛА, можно выделить две зоны поражения (рис. 1), попадание снаряда в которые приводит к различным последствиям [9].
Первая зона - область гарантированного поражения. Это область, попадание снаряда в которую приводит к неизбежному разрушению конструкции БЛА. Например, для многодвигательного БЛА со взлётной массой 100-150 кг диаметр этой зоны составляет 0,95 м [9], а для БЛА классической компоновки самолетного типа, аналогичной массы (см. табл. 1) - может составлять 1-2 м.
Вторая зона - область возможного поражения, которая обусловлена низкой конструктивной плотностью БЛА, что существенно снижает вероятность попадания снаряда в какой-либо значимый элемент конструкции с последующим его разрушением. При этом надо иметь в виду, что разрушение периферийного элемента конструкции может привести к нарушению его целостности и потере функциональной работоспособности, но не всегда может привести к такому же эффекту для всего БЛА. Например, поражение лопасти и её разрушение одного из воздушных винтов малого БЛА (при количестве винтов не менее 4) приведёт к полной утрате функциональной работоспособности одного винта, а для всего БЛА это приведёт лишь к снижению его эксплуатационных возможностей [9].
б
Рис. 1. Зоны поражения БЛА [9, 14]: а - БЛА типа квадрокоптер, б - БЛА самолетного типа
Вероятность поражения БЛА Рпор можно оценить в соответствии с выражением [14]:
Рпор 1 (1 Рпоп Рпор1)
(1)
где Рпоп - вероятность попадания снаряда в область гарантированного поражения БЛА; Рпор1 - вероятность поражения БЛА одним снарядом; N - количество снарядов, выпущенных по БЛА.
При этом, как показано в работе [14], вероятность поражения БЛА для отечественных ЗАК и ЗРПК составляет Рпор = 0,6.. .0,9, для случаев, когда БЛА с ЭПР не менее 0,5 м2 оказывается в зоне поражения соответствующих комплексов.
а
Следует отметить, что активное поражение БЛА существующими зенитными средствами возможно лишь с большими ограничениями по обнаружению и обстрелу целей с ЭПР не менее 0,01 м2. Эффективная боевая работа по целям с меньшими ЭПР современными зенитными комплексами практически невозможна ввиду указанных выше ограничений. Для повышения эффективности поражения малоразмерных БЛА зенитным огнем необходима разработка специализированных систем зенитного оружия [7].
Обобщая, вышеизложенное можно сделать выводы о том, что основными причинами низкой эффективности средств ПВО при стрельбе по БЛА являются [9]:
♦ для зенитных ракет: высокая скорость полёта средства поражения и невозможность управления ею при наведении на БЛА;
♦ для зенитной артиллерии: низкая плотность средств поражения (снарядов, пуль) в объёме пространства, внутри которого находится БЛА из-за рассеивания, обусловленного колебаниями ствола, платформы, на которой установлена установка, и зависимостью внутренней баллистики от состояния и температуры ствола.
В работе [11] для создания высокой плотности зенитного огня при стрельбе предлагается применять скорострельные зенитные артиллерийские автоматы. Эту роль должны выполнять 4-8 зенитных стволов, размещенных на одной платформе (лафете, установке). Скорострельность зенитных автоматов должна достигать значений не менее 4000-4500 выстр./мин. Снаряды предлагаемого в [11] перспективного комплекса ПВО должны обладать повышенной пробивной и разрушающей способностью за счет увеличения числа поражающих элементов (около 100-150 в каждом снаряде), с поражающими элементами в виде игл, осколков, сетки-паутины и др. При этом облако осколков должно формироваться с учетом размеров и параметров движения малоразмерной цели, обеспечивая ее гарантированное поражение [11].
В отечественной истории не раз возникали ситуации, когда требовалось решать сложные задачи «здесь и сейчас» при ограниченных материальных, технических и временных ресурсах. Как было отмечено в [9, 11], в основе принципа перехвата зенитных средств положено поражение целей облаком осколков за счет создания высокой плотности огня. Такие средства имеются в инженерных войсках, кроме того, находятся в достаточном количестве на складах хранения - это инженерные боеприпасы класса осколочных мин направленного поражения. Более того, в свое время разрабатывались специальные инженерные боеприпасы для поражения низко летящих вертолетов [15].
Для целей поражения БЛА целесообразно рассмотреть осколочные мины М0Н-200, М0Н-100, М0Н-90, М0Н-50. Поражение при взрыве мин наносится готовыми поражающими элементами (ПЭ) в виде цилиндров с размерами 10х10 мм. Основные тактико-технические характеристики (ТТХ) мин представлены в табл. 2 [16-18].
Таблица 2
Основные ТТХ осколочных мин направленного поражения [16-18]
Мина М0Н-200 М0Н-100 М0Н-90 М0Н-50
Масса мины, кг 25 5 12,1 2
Масса взрывчатки, кг 12 2 6,2 0,7
Дальность сплошного поражения (вероятность поражения 0,9), м 200 115 80 50
Дальность разлета ПЭ (вероятность поражения 0,2), м 250 160 110 85
Количество готовых ПЭ, шт. 900 400 2000 485-540
Размер зоны сплошного 14х8 10х6 60х8 50х4
поражения, м
Осколочные мины М0Н-200, М0Н-100, М0Н-90, МОН-50 (рис. 2) предназначены для поражения живой силы противника, в том числе находящегося в грузовом и легковом транспорте, подрыв мин производится в управляемом варианте от электродетонатора.
а б в г
Рис. 2. Осколочные мины направленного поражения: а - МОН-200, б - МОН-100, в - МОН-90, г - МОН-50
По методике, представленной в работе [14] проведено моделирование поражения БЛА инженерными осколочными минами с учетом выражения (1). Моделировалась тактическая ситуация атаки БЛА типа ОгЬйег-1К (табл. 1), летящего на высоте 100 м, для случая нахождения БЛА в секторе поражения на дальности разлета ПЭ мин в соответствии с их ТТХ (табл. 2).
За исходные технические данные приняты характеристики мин (дальности поражения, количество ПЭ), представленные в табл. 2.
Моделировалась ситуация худших условий при вероятности попадания ПЭ в область гарантированного поражения БЛА Рпоп = 0,1; вероятность поражения БЛА одним ПЭ на максимальной дальности Рпор1 = 0,2; вероятность поражения БЛА одним ПЭ на дальности сплошного поражения Рпор1 = 0,5; количество ПЭ N - в соответствии с ТТХ мин (табл. 2).
Результаты расчетов поражения БЛА осколочными минами для случая нахождения БЛА в секторе поражения на дальности разлета ПЭ представлены в табл. 3.
Таблица 3
Результаты моделирования поражения БЛА осколочными минами
Мина МОН-200 МОН-100 М0Н-90 М0Н-50
Вероятность поражения БЛА Рпор на дальности сплошного поражения 0,999 0,999 1 0,999
Вероятность поражения БЛА Рпор на максимальной дальности 0,999 0,99 0,999 0,99
Анализ данных моделирования показывает, что в случае попадания БЛА в зону разлета ПЭ осколочных мин, даже на максимальной дальности разлета ПЭ, обеспечивается его поражение с вероятностью не хуже 0,99. При этом количество атакующих БЛА не имеет значения, т.к. вероятность ситуации, при которой количество атакующих БЛА в зоне поражения превысит или сравняется с количеством ПЭ одной мины стремится к нулю. А для противодействия БЛА необходимо групповое применение осколочных мин направленного поражения.
Таким образом, моделированием вероятности поражения подтверждается целесообразность применения инженерных боеприпасов указанного класса в целях поражения низко летящих БЛА.
Следующим этапом необходимо выбрать наиболее подходящий боеприпас, обосновать рациональное количество и расположение мин для противодействия БЛА, которое будет определяться величиной зоны поражения на требуемой дальности. Для сравнения на рис. 3 показаны размеры зон сплошного поражения осколочных мин направленного действия в соответствии с их ТТХ (табл. 2).
О 5 10 15 20 25 30 35 м
Рис. 3. Зоны сплошного поражения (Рпор=0,9) осколочных мин направленного
поражения
Из анализа параметров зон поражения можно сделать вывод, что наибелее подходящим инженерным боеприпасом исходя из соотношения дальности и величины зоны поражения для целей противодействия БЛА будет являтся мина МОН-90. Дополнительно, с учетом самой большой дальности поражения, возможно прицельное применение мины М0Н-200.
Для обоснования рационального количества и расположения мин МОН-90 (МОН-200) для противодействия БЛА по опыту вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе выбрана наиболее характерная тактическая ситуация действий сторожевой заставы (опорного пункта) мотострелкового взвода в горных условиях.
В соответствии с боевым уставом [19] при подготовке и ведении обороны в горных районах учитывается возможность создания устойчивой обороны меньшими силами, сложность маневра войсками по фронту и из глубины. Оборона в горных районах строится отдельными опорными пунктами, подготовленными к круговой обороне и находящимися в огневой связи между собой. Промежутки между ними прикрываются огневыми засадами и инженерными заграждениями. Огневые средства располагаются ярусами на обратных скатах на удалении 100-200 м от топографического гребня высот. Система огня отделений при этом организуется таким образом, чтобы они находились в огневой связи между собой, обеспечивали круговую оборону и возможность сосредоточения огня основных средств на угрожаемом направлении в короткие сроки.
Соответственно, исходя из положений боевого устава [19] можно определить рациональное количество и расположение мин. Мины МОН-90 следует располагать по периметру опорного пункта с интервалом 50 м, обеспечивающим перекрытие зон поражения. Мины, в отличие от штатной установки, необходимо устанавливать на грунт боевой частью с надписью «к противнику» вверх (рис. 3). Безопасное расстояние от своих позиций определяется ТТХ мины [16, 17, 18] - не менее 50 м. С учетом требований [19] организации круговой обороны в горных районах для прикрытия опорного пункта взвода 200х200 м потребуется 16-20 мин МОН-90 (в зависимости от рельефа местности). Для прикрытия наиболее вероятных направлений или объектов (контрольно-пропускной пункт, позиции огневых средств) атаки БЛА следует прицельно применять мины М0Н-200, обеспечивающие в два раза большую дальность поражения. Возможна эшелонированная установка мин с раздельным или одновременным подрывом для отражения нескольких налетов или массированных атак БЛА. Вариант установки мин М0Н-90, М0Н-200 с целью противодействия БЛА для случая прикрытия опорного пункта взвода показан на рис. 4
Обнаружение воздушного противника, атакующих или разведывательных БЛА организуется и непрерывно ведется методом визуального наблюдения. Разведка противника и местности в горных районах организуется большим, чем в обычных условиях, количеством наблюдателей [19].
Для разведки воздушного противника во взводе выставляется наблюдатель. В отделении наблюдение за противником ведется дежурным огневым средством. В ходе боя разведка наземного и воздушного противника ведется всем личным составом. Ночью и в других условиях ограниченной видимости наблюдение ведется с использованием приборов ночного видения, средств освещения и дополняется подслушиванием. Наблюдательный пост (наблюдатель) располагается в боевых порядках подразделений в местах, обеспечивающих наилучший просмотр противника. Пост оснащается приборами наблюдения, средствами связи, подсветки, подачи сигналов оповещения о воздушном противнике [19].
Рис. 4. Вариант установки мин МОН-90, МОН-200 с целью противодействия БЛА
Для удобства наблюдения и последовательного осмотра местности сектор наблюдения по глубине разбивается на зоны с привязкой к ориентирам: ближнюю - глубиной до 400 м; среднюю - от 400 м до 800 м и дальнюю - от средней зоны на глубину видимости. Наблюдение за воздушным противником ведется последовательным просмотром воздушного пространства, начиная от горизонта. Обнаружив воздушную цель, в том числе места раскрытия кассетных боевых частей ракет (бомб), наблюдатель немедленно подает сигнал оповещения, определяет характер воздушной цели, направление и высоту полета и докладывает командиру (старшему поста). Далее дается команда на подрыв мин в зоне поражения которых ноходится БЛА или по всему периметру, в зависимости от обстановки.
Кроме того, систему разведки БЛА должны дополнять силы и средства артиллерийской разведки, а также сеть постов визуального наблюдения, которая достаточно эффективна при обнаружении низколетящих малоразмерных целей. В состав средств визуального наблюдения таких постов следует включать средства оптико-электронной разведки круглосуточного наблюдения, способные обнаруживать малоразмерные, малоконтрастные цели [11, 20, 21]. Такие средства и комплексы уже имеются и производятся серийно предприятиями ОПК (рис. 5) [22].
Данные системы имеют в своем составе тепловизионный прибор, лазерный дальномер и сверхконтрастную камеру видимого диапазона, позволяющие получить максимальный объем информации о воздушной цели в оптическом диапазоне, кроме того они являются пассивными в режиме наблюдения, тем самым не привлекая внимания противорадиолокационных средств противника.
Рис. 5. Комплекс оптико-электронной разведки
Кроме физического поражения БЛА также необходимо принимать меры пассивной защиты. Места размещения личного состава и расположения боевой техники следует тщательно маскировать. Вблизи боевых машин (бронетранспортеров), танков следует оборудовать ложные позиции с устанавкой тепловых имитаторов.
Выводы. Обобщая изложенный материал, можно сделать вывод о том, что современные средства ПВО слабо приспособлены к борьбе против БЛА, особенно малоскоростных и малоразмерных, способных осуществлять активное маневрирование и применяемых группами [7]. Разработка специализированных средств (комплексов) противодействия БЛА занимает продолжительное время (5-15 лет) и потребует значительных затрат на создание, постановку серийного производства, закупку, поставку в войска и обучение личного состава.
Вместе с тем, для решения тактических задач прикрытия от атак БЛА опорных пунктов отдельных подразделений, выполняющих задачи в отрыве от основных сил, возможно применение имеющихся в наличии инженерных боеприпасов -осколочных мин направленного поражения МОН-90, МОН-200. Обеспечивающих приемлемую вероятность поражения низколетящих БЛА при их нахождении в секторе подрыва и разлета облака поражающих элементов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ Р 57258-2016. Системы беспилотные авиационные. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2018. - 22 с.
2. Мураховский В. Небо Карабаха // Арсенал Отечества. - 2020. - № 6 (50). - С. 14-17.
3. Дульнев П.А., Сычев С.А., Гарвард А.В. Основные направления развития тактики Сухопутных войск (по опыту вооруженного конфликта в Нагорном Карабахе) // Военная мысль. - 2021. - № 11. - С. 49-62.
4. Афонин И.Е., Макаренко С.И., Петров С.В., Привалов А.А. Анализ опыта боевого применения групп беспилотных летательных аппаратов для поражения зенитных ракетных комплексов системы противовоздушной обороны в военных конфликтах в Сирии, Ливии и Нагорном Карабахе // Системы управления, связи и безопасности. - 2020. - № 4. - С. 163-191.
5. Мураховский В., Леонков А. Учить тому, что нужно на войне // Арсенал Отечества.
- 2021. - № 1 (51). - С. 12-16.
6. Шпигарь Н., Олейник А., Спичак Е. Обнаружение и подавление БпЛА // Арсенал Отечества. - 2021. - № 1 (51). - С. 18-23.
7. Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам: монография.
- СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. - 204 с.
8. Макаренко С.И., Тимошенко А.В. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Ч. 2. Огневое поражение и физический перехват // Системы управления, связи и безопасности. - 2020. - № 1. - С. 147-197.
9. Ростопчин В.В. Ударные беспилотные летательные аппараты и противовоздушная оборона - проблемы и перспективы противостояния // Беспилотная авиация. - 2019. - URL: https://www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_bespilotnye_letatelnye_apparat y_i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_protivostoama (дата обращения: 20.01.2022).
10. Скиба В.А., Кузьмин А.А. Анализ методов и средств противодействия беспилотным летательным аппаратам в интересах Ракетных войск стратегического назначения // Военная мысль. - 2021. - № 11. - С. 104-114.
11. Еремин Г.В., Гаврилов А.Д., Назарчук И.И. Организация системы борьбы с малоразмерными БПЛА // Арсенал Отечества. - 2014. - № 6 (14). - URL: http://arsenal-otechestva.ru/new/389-antidrone (дата доступа 20.01.2022).
12. Тимохин А. Решение проблемы «насыщающих» атак ПВО // Военное обозрение. - 2019.
- URL: https://topwar.ru/157073-reshenie-problemy-nasyschajuschih-atak-pvo-ono-est-i-nad-nim-rabotajut.html (дата доступа 20.01.2022).
13. Веремеенко С. Обнуление цифровой электроники // Арсенал Отечества. - 2021. - № 1 (51). - С. 38-40.
14. Лопаткин Д.В., Савченко А.Ю., Солоха Н.Г. К вопросу о борьбе с тактическими беспилотными летательными аппаратами // Военная мысль. - 2014. - № 2. - С. 41-47.
15. Российские противовертолетные мины и зарубежная реакция // Военное обозрение.
- URL: https://topwar.ru/188195-rossijskie-protivovertoletnie-miny-i-zarubezhnaja-reakcija.html (дата доступа 20.01.2022).
16. Колибернов Е.С., Корнев В.И., Сосков А.А. Справочник офицера инженерных войск / под ред. С.Х. Аганова. - М.: Воениздат, 1989. - 432 с.
17. МОН-100. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/МОН-100 (дата доступа 20.01.2022).
18. МОН-50. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/МОН-50(дата доступа 20.01.2022).
19. Боевой устав по подготовке и ведению общевойскового боя. Ч. 3. Взвод, отделение, танк. - М.: Воениздат, 2005. - 201 с.
20. Бодров В.Н., Прудников Н.В., Панков С.Е. Многоканальные «смотрящие» ОЭС кругового и секторного обзора с высоким угловым разрешением и быстродействием // Технологии и материалы для экстремальных условий (прогнозные исследования и инновационные разработки): Матер. всероссийской научной конференции. - Звенигород: Межведомственный центр аналитических исследований в области физики, химии и биологии при Президиуме РАН, 2018. - С. 324-337.
21. Митрофанов Д.Г., Шишков С.В. Инновационный подход к вопросу обнаружения малогабаритных беспилотных летательных аппаратов // Известия ЮФУ. Технические науки.
- 2018. - № 1 (195). - С. 28-40.
22. АО «ЦНИИ «Циклон». Продукция. - URL: http://cyclone.su/ (дата доступа 20.01.2022).
REFERENCES
1. GOST R 57258-2016. Sistemy bespilotnye aviatsionnye. Terminy i opredeleniya [GOST R 57258-2016. Unmanned aviation systems. Terms and definitions]. Moscow: Standartinform, 2018 22 p.
2. Murakhovskiy V. Nebo Karabakha [Sky of Karabakh], Arsenal Otechestva [Arsenal of the Fatherland], 2020, No. 6 (50), pp. 14-17.
3. Dul'nev P.A., Sychev S.A., Garvard A.V. Osnovnye napravleniya razvitiya taktiki Sukho-putnykh voysk (po opytu vooruzhennogo konflikta v Nagornom Karabakhe) [The main directions of the development of tactics of the Ground forces (based on the experience of the armed conflict in Nagorno-Karabakh)], Voennaya mysl' [Military Thought], 2021, No. 11, pp. 49-62.
4. Afonin I.E., Makarenko S.I., Petrov S.V., Privalov A.A. Analiz opyta boevogo primeneniya grupp bespilotnykh letatel'nykh apparatov dlya porazheniya zenitnykh raketnykh kompleksov sistemy protivovozdushnoy oborony v voennykh konfliktakh v Sirii, Livii i Nagornom Karabakhe [Analysis of the experience of combat use of groups of unmanned aerial vehicles to defeat anti-aircraft missile systems of the air defense system in military conflicts in Syria, Libya and Nagorno-Karabakh], Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti [Control systems, communications and security], 2020, No. 4, pp. 163-191.
5. Murakhovskiy V., Leonkov A. Uchit' tomu, chto nuzhno na voyne [Teach what is needed in the war], Arsenal Otechestva [Arsenal of the Fatherland], 2021, No. 1 (51), pp. 12-16.
6. Shpigar' N., OleynikA., SpichakE. Obnaruzhenie i podavlenie BpLA [Detection and suppression of UAVs], Arsenal Otechestva [Arsenal of the Fatherland], 2021, No. 1 (51), pp. 18-23.
7. Makarenko S.I. Protivodeystvie bespilotnym letatel'nym apparatam: monografiya [Countering unmanned aerial vehicles: Monograph]. Saint Petersburg: Naukoemkie tekhnologii, 2020, 204 p.
8. Makarenko S.I., Timoshenko A.V. Analiz sredstv i sposobov protivodeystviya bespilotnym letatel'nym apparatam. Ch. 2. Ognevoe porazhenie i fizicheskiy perekhvat [Analysis of means and methods of countering unmanned aerial vehicles. Part 2. Fire damage and physical interception], Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti [Control, communication and security systems], 2020, No. 1, pp. 147-197.
9. Rostopchin V.V. Udarnye bespilotnye letatel'nye apparaty i protivovozdushnaya oborona -problemy i perspektivy protivostoyaniya [Shock unmanned aerial vehicles and air defense -problems and prospects of confrontation], Bespilotnaya aviatsiya [Unmanned aviation], 2019. Available at: https://www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_bespilotnye_ letatelnye_apparaty_i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_protivostoania (accessed 20 January 2022).
10. Skiba V.A., Kuz'min A.A. Analiz metodov i sredstv protivodeystviya bespilotnym letatel'nym apparatam v interesakh Raketnykh voysk strategicheskogo naznacheniya [Analysis of methods and means of countering unmanned aerial vehicles in the interests of Strategic Missile Forces], Voennaya mysl' [Military thought], 2021, No. 11, pp. 104-114.
11. Eremin G.V., Gavrilov A.D., Nazarchuk I.I. Organizatsiya sistemy bor'by s malorazmernymi BPLA [Organization of a system for combating small-sized UAVs], Arsenal Otechestva [Arsenal of the Fatherland], 2014, No. 6 (14). Available at: http://arsenal-otechestva.ru/new/389-antidrone (accessed 20 January 2022).
12. Timokhin A. Reshenie problemy «nasyshchayushchikh» atak PVO [Solving the problem of "saturating" air defense attacks], Voennoe obozrenie [Military review], 2019. Available at: https://topwar.ru/157073-reshenie-problemy-nasyschajuschih-atak-pvo-ono-est-i-nad-nim-rabotajut.html (accessed 20 January 2022).
13. Veremeenko S. Obnulenie tsifrovoy elektroniki [Zeroing digital electronics], Arsenal Otechestva [Arsenal of the Fatherland], 2021, No. 1 (51), pp. 38-40.
14. Lopatkin D.V., Savchenko A.Yu., Solokha N.G. K voprosu o bor'be s takticheskimi bespilotnymi letatel'nymi apparatami [On the issue of combating tactical unmanned aerial vehicles], Voennaya mysl' [Military thought], 2014, No. 2, pp. 41-47.
15. Rossiyskie protivovertoletnye miny i zarubezhnaya reaktsiya [Russian anti-helicopter mines and foreign reaction], Voennoe obozrenie [Military review]. Available at: https://topwar.ru/ 188195-rossijskie-protivovertoletnie-miny-i-zarubezhnaja-reakcija.html (accessed 20 January 2022).
16. Kolibernov E.S., Kornev V.I., Soskov A.A. Spravochnik ofitsera inzhenernykh voysk [Handbook of an officer of engineering troops], ed. by S.Kh. Aganova. Moscow: Voenizdat, 1989, 432 p.
17. MON-100. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/MON-100 (accessed 20 January 2022).
18. MON-50. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/MON-50 (accessed 20 January 2022).
19. Boevoy ustav po podgotovke i vedeniyu obshchevoyskovogo boya. Ch. 3. Vzvod, otdelenie, tank [Combat regulations for the preparation and conduct of combined arms combat. Part 3. Platoon, squad, tank]. Moscow: Voenizdat, 2005, 201 p.
20. Bodrov V.N., Prudnikov N.V., Pankov S.E. Mnogokanal'nye «smotryashchie» OES krugovogo i sektornogo obzora s vysokim uglovym razresheniem i bystrodeystviem [Multichannel "looking" OES of circular and sector survey with high angular resolution and speed], Tekhnologii i materialy dlya ekstremal'nykh usloviy (prognoznye issledovaniya i innovatsionnye razrabotki): Mater. vserossiyskoy nauchnoy konferentsii [Technologies and materials for extreme conditions (predictive research and innovative developments). Materials of the All-Russian scientific conference]. Zvenigorod: Mezhvedomstvennyy tsentr analiticheskikh issledovaniy v oblasti fiziki, khimii i biologii pri Prezidiume RAN, 2018, pp. 324-337.
21. Mitrofanov D.G., Shishkov S.V.Innovatsionnyy podkhod k voprosu obnaruzheniya malogabaritnykh bespilotnykh letatel'nykh apparatov [An innovative approach to the issue of detecting small-sized unmanned aerial vehicles], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2018, No. 1 (195), pp. 28-40.
22. AO «TSNII «Tsiklon». Produktsiya [JSC "Central Research Institute "Cyclone". Products]. Available at: http://cyclone.su/ (accessed 20 January 2022).
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. И.В. Соколов.
Соколов Николай Александрович - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центральный научно-исследовательский испытательный институт инженерных войск» Минобороны России; e-mail: cniii_iv@mail.ru; Нахабино, Россия; тел.: 89163658920; с.н.с.
Рябухин Денис Алексеевич - e-mail: cniii_iv@mail.ru; тел.: 89160096000; с.н.с.
Sokolov Nikolay Aleksandrovich - Federal State Budgetary Institution "Central Research and Testing Institute of Engineering Troops" of the Ministry of Defense of the Russian Federation; e-mail: cniii_iv@mail.ru; Nakhabino, Russia; phone: +79163658920; senior researcher.
Ryabukhin Denis Alekseevich - e-mail: cniii_iv@mail.ru; phone: +79160096000; senior researcher.
УДК 629.127.4, 623.958.2 DOI 10.18522/2311-3103-2022-1-29-42
Н.А. Соколов, А.В. Рычков
МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ МОРСКИХ
МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ
В работе предложено применение морских мобильных роботов для противодействия минированию, обнаружения, классификации и локализация мин. В соответствии с предназначением выделены поисковые и разведывательные роботы для обследования акваторий, которые способны действовать автономно или в режиме телеуправления с поддержкой принятия решений. Проведен анализ возможностей существующих типов сенсорных систем для обследования акваторий. Представлены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований возможных направлений совершенствования магнитометрических сенсорных систем для морских роботов. Предложено, исходя из критерия обеспечения наибольших возможностей морских роботов по обнаружению и темпу ведения поиска в автономном режиме, при известных массогабаритных ограничениях, построение магнитометрической сенсорной системы с автоматизированным распознаванием взрывоопасных объектов. Для целей автоматизированной классификации объектов поиска предложено воспользоваться преимуществом нейронных сетей, которые, в отличие от традиционного машинного обучения, обеспечивают возможность высокоуровневого абстрактного выражения семантики внутренних связей между данными посредством выбора вариантов архитектурных решений. Получена структура нейронной сети на основе линейной классификации взрывоопасных объектов по двум параметрам обучающей выборки. На основе проверенной обучающей выборки и классифицирующей функции по двум параметрам, для многоканальной магнитометрической системы разработана реализация структуры нейронной сети, учитывающей, кроме ферромагнитной массы и глубины залегания, параметры геометрической формы реальных взрывоопасных объектов. Определены направления совершенствования и увеличения дальности действия феррозондовых сенсоров, как наиболее подходящих для построения магнитометрических систем обнаружения морских мобильных роботов. Предложен способ повышения чувствительности феррозон-довых магнитометрических сенсоров морских роботов за счет применения новых магнитных материалов и схемотехнических решений. Для создания высокочувствительных ферро-зондовых магнитометрических сенсоров предложено применение сердечников из аморфных сплавов на основе кобальта типа АМАГ-170, обеспечивающих потенциальную возможность повышения коэффициента преобразования (чувствительности) сенсорной системы за счет увеличения частоты возбуждения сердечника феррозонда. Представлена функциональная схема макета разработанной магнитометрической феррозондовой сенсорной системы на основе двух стержневых сердечников из аморфного сплава АМАГ-170.
Морские роботы; сенсорные системы; поиск морских мин; магнитометрия; феррозонд; феррозондовые преобразователи магнитного поля; магнитометр.
