CC BY
52
Лазерные системы для борьбы с беспилотными летательными аппаратами: преимущества и недостатки
ШАЙДАЕВ МИРЗАБЕК ШАЙДАЕВИЧ,
кандидат юридических наук, старший научный сотрудник отдела координации и внедрения научно-технической продукции Центра сопровождения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области информационных технологий Научно-исследовательского института специальной техники
ФКУ НПО «СТиС» МВД России Российская Федерация, 111024, г. Москва, ул. Пруд Ключики, д. 2 E-mail: mirzabek2008@rambler.ru
Laser Systems for Combating Unmanned Aeriae Vehicbes: Advantages and Disadvantages
SHAIDAEV MIRZABEK SHAIDAEVICH,
Candidate of Law, Senior Researcher of the Department of Coordination and Implementation of Scientific and Technical Products of the Center for Support of Research and Development Works in the Field of Information Technologies of the Research Institute of Special Equipment FGI SPA SET of the MIA RF Russian Federation, 111024, Moscow, Pond Klyuchiki St., 2 E-mail: mirzabek2008@rambler.ru
УДК 623.094
Аннотация. В статье рассмотрены мировые разработки лазерных систем, различные системы их базирования, возможности использования в качестве средства нейтрализации беспилотных летательных аппаратов.
Ключевые слова и словосочетания: беспилотные летательные аппараты; средства обнаружения; средства нейтрализации; лазерные установки.
Annotation. The article discusses the world developments of laser systems, various systems of their basing, the possibilities of using as a means of neutralizing unmanned aerial vehicles.
Keywords and phrases: unmanned aerial vehicles; detection means; neutralization means; laser installations.
Беспилотные летательные аппараты (далее — БПЛА) в настоящее время получили во всем мире самое широкое применение, в первую очередь благодаря своим преимуществам перед человеком . Они в разы выносливее
человека, способны выполнять свои функции круглосуточно без перерыва на отдых и сон, бесперебойно функционировать в условиях высоких перегрузок . К тому же подавляющее большинство из них находятся в свободной продаже
или могут быть собраны умельцами-любителями . Аналитики утверждают, что в 2022 г . объемы продаж беспилотников достигли 15 миллиардов долларов[2] .
БПЛА по своей конструкции различаются . Наиболее известны беспилотники:
— самолетного вида;
— мультикоптеры с более чем двумя пропеллерами;
— вертолетного варианта;
— конвертопланы, взлетающие в режиме вертолета, в процессе полета переходят на самолетный тип;
— планеры (могут оснащаться двигателем);
— тейлситтеры, умеющие в процессе полета разворачиваться вертикально;
— привязные, подпитывающиеся по проводу и принимающие по нему наземные команды;
— амфибии, умеющие садиться и взлетать с водного пространства [6] .
Изначальной целью создания БПЛА было использование их возможностей для решения повседневных задач в самых разных сферах, например для доставки еды или почты, в экстренных случаях для доставки медицинских и лекарственных средств, в тушении пожаров и спасении утопающих, в наблюдении за опасными объектами и т д
Вместе с тем доступность некоторых видов БПЛА, а также простота применения привели к тому, что их стали намного чаще использовать для совершения противоправных и даже преступных действий Например, уже известно их участие в актах вандализма, контрабанде, незаконной аэросъемке, создании помех воздушному движению . Есть случаи их применения в террористических целях А с недавних пор БПЛА стали высокоэффективным инструментом ведения боевых или военных действий, в связи с чем представляют реальную угрозу для боевой техники и личного состава
В связи с этим вполне оправдано сосредоточение усилий ведущими компаниями мира по созданию технических систем (устройств) для эффективного противодействия противоправному использованию БПЛА. Разработка таких систем идет по двум направлениям: создание средств обнаружения БПЛА и создание средств противодействия (нейтрализации) им . Вне зависимости от того, на каких физических принципах работают созданные системы, каждая из них имеет свои преимущества и недостатки
На сегодняшний день эффективными системами обнаружения являются радарные системы, оптические системы с инфракрасными технологиями, акустические средства, радиочастотные средства
В части, касающейся систем противодействия (нейтрализации) БПЛА, их условно можно разделить на физические и высокотехнологичные системы
К первому виду относятся беспилотни-ки-перехватчики, в том числе оборудованные специальными устройствами, например сетями для нейтрализации беспилотников-нару-шителей. К перехвату БПЛА в некоторых государствах планируют привлечь и специально обученных хищных птиц . Кроме того, применяются и традиционные средства поражения, например огнестрельное оружие, пушки, выстреливающие дробью или сетями [5].
К известным, нашедшим применение высокотехнологичным системам относятся:
— системы с акустическими технологиями — позволяют при направлении звуковой волны на цель вызывать резонанс механической части бортового гироскопа БПЛА;
— микроволновые системы (СВЧ) — используют направленное СВЧ-излучение на цель, которое повреждает бортовую систему управления БПЛА;
— системы радиоэлектронной борьбы (РЭБ) — в настоящее время являются самым распространенным средством нейтрализации БПЛА, обеспечивающим направленную постановку помех с целью нарушения работы канала дистанционного управления беспилотником
Свою нишу в противодействии БПЛА заняли и лазерные системы
Пик первоначального интереса к разработке боевых лазеров пришелся на конец 1980-х — 1990-е годы, когда высокоэнергетические лазеры наземного, воздушного и космического базирования рассматривались многими военными экспертами в качестве важных элементов перспективных систем эшелонированной противоракетной обороны
Экспериментальный опыт применения лазеров выявил ряд их недостатков, сказавшихся на дальнейших темпах создания и развития лазерных систем Во-первых, это потребность в мощных источниках энергии, резко увеличивающих себестоимость лазерных систем Во-вторых, ограниченность траектории выстрела лучом лазера только прямой линией В-третьих, зависимость эффективности применения лазера от погодных условий, будь то дождь, снегопад, пыльная буря или сильный туман, в которых применение лазера становится почти бесполезным При этом даже в идеальных погодных условиях луч лазера рассеивается в атмосфере и теряет мощность [4].
Несмотря на имеющиеся недостатки, перспективы применения боевых лазеров рассматриваются по нескольким направлениям:
— уничтожение самолетов;
— вывод из строя оптико-электронного оборудования;
— поражение средств морского базирования;
— разрушение защитных конструкций;
— подрывы при разминировании;
— борьба с разведывательными спутниками и орбитальными космическими аппаратами;
— развертывание лазерных комплексов в космосе и т . д .
Отдельное направление разработок лазерных систем в последние годы связывается с поиском новых систем противодействия противоправному применению БПЛА, в связи с чем все больше стран начали вести работы по созданию мобильных боевых лазерных установок, предназначенных для поражения (нейтрализации) беспилотников
Этому способствовал также ряд преимуществ лазерных систем . Во-первых, низкая стоимость выстрела, так как источником стрельбы является вырабатываемая энергия, что исключает необходимость в изготовлении боеприпасов Во-вторых, разнонаправленность воздействия лазера, когда наряду с физическим воздействием на БПЛА может быть поражена и оптика, что в любом случае приведет к его нейтрализации. В-третьих, лазер обладает демаскирующими свойствами, такими как отсутствие отдачи при выстреле и практическая невидимость луча лазера, что защищает саму лазерную установку от обнаружения В-четвертых, урон, сопутствующий при поражении лазером цели, настолько незначителен, что позволяет использовать его в том числе и в городских условиях . В-пятых, с переходом в последние годы на использование пластика и легких композиционных материалов при изготовлении БПЛА возрастает эффективность их поражения боевыми лазерами за счет их свойств прожигать пластик [4].
При создании лазерных установок для нейтрализации БПЛА разработчиками предлагаются различные варианты базирования лазеров . Например, экспериментальная передвижная наземная лазерная система «Афина», представленная в 2017 г . компанией Lockheed Martin, была оснащена опытной демонстрационной гибридной лазерной установкой (твердотельный лазер + оптоволоконная активная среда) с мощностью непрерывного излучения 30 кВт. Установка при тестировании смогла успешно сбить пять задействованных в испытаниях беспилотников, повредив их хвостовые оперения . Радиус эффективного действия при такой мощности лазера достигает полутора километров при отведенном времени на уничтожение от 2 до 5 секунд .
«Афина» стала развитием лазерной системы ПВО ADAM, состоящей из нескольких гибридных лазерных модулей, гибкость активной среды которых позволяет сохранить компактность установки за счет возможности сворачивания лазера в «бухту» подобно канату . Наличие у установки собственной системы наведения на цель, а также возможности координирования нескольких подобных установок для одновременной работы по одной цели приводит к существенному увеличению дальности поражения или скорости уничтожения цели [3].
Для уничтожения беспилотных летательных аппаратов военного класса этой же компанией разработан еще один вид лазерного оружия — 30-киловаттная версия системы ATHENA, которая при помощи гигантского лазера способна буквально взрывать беспилотные летательные аппараты в небе . В будущем ее мощность планируют довести до 120 киловатт [9] .
Попытки оснастить наземную технику боевыми лазерами ведут и другие компании При этом основная проблема, заключающаяся в ограничении предельной мощности лазеров, решается как современным уровнем лазерных технологий, так и возможностями энергосистем, которые могут оставаться мобильными. Так, лазеры мощностью 5 кВт, установленные на прошедших первые испытания в июле 2017 г . бронемашинах Stryker, в перспективе планируется довести до 18 кВт . Для другого лазера HEL MD мощностью 10 кВт, установленного на крыше тактического грузовика, аналогичный показатель может быть доведен до 100 кВт
Кроме перечисленных примеров базирования лазеров на наземной технике, следует упомянуть лазерную систему HELWS, установленную на небольшом вездеходе, способную от одной зарядки от 220-вольтовой сети или генератора производить от 20 до 30 выстрелов [7] .
В 2018 г . испытана разработанная американской корпорацией Raytheon лазерная система борьбы с летающими беспилотниками, установленная на машинах типа багги, нейтрализовавшая 12 беспилотных аппаратов [3] .
Прошли испытания тактического ультракороткого импульсного лазера (UPSL), который, как утверждают разработчики, может быть в миллион раз мощнее любой другой лазерной платформы в мире . Эта система спроектирована так, чтобы обеспечивать мощность в 1 тераватт за 200 фемтосекунд, что достаточно для полного испарения БПЛА или нарушения работы электронных систем Конечной целью является разработка достаточно мощного UPSL с возможностью установки на различных армейских платформах [1] .
Эксперименты с лазерными системами вооружения проводятся также ВМС США, использующими преимущества кораблей, которые располагают высокой энерговооруженностью . В частности, испытывалась установленная на борту морского десантного транспорта твердотельная ИК-лазерная система LaWS, которая при доведении ее мощности до 15—50 кВт обладает эффективностью своего действия до 1,6 км [7].
В американском агентстве передовых оборонных исследовательских проектов DARPA проводят эксперименты с масштабируемыми волоконно-оптическими лазерами, объединенными в блоки. Как ожидается, это позволит достичь мощности в 100 кВт . При этом такие лазеры существенно компактнее и легче твердотельных систем [3].
На тестовом полигоне в Нью-Мексико ВМС США проведены также успешные испытания полупроводникового лазера Lockheed Martin LLD, успешно поразившего крылатую ракету, разрушив ее двигатель . Одновременно с этим продемонстрирована возможность лазерной системы сбивать БПЛА различной конструкции . Оснащенная телескопом с высоким разрешением и системой компьютерного зрения, лазерная система может выявлять и отслеживать цели, а также заблаговременно определять, насколько серьезные повреждения лазер сможет причинить цели Кроме того, мощность излучения может регулироваться в зависимости от поставленной задачи — выведение БПЛА из строя или его уничтожение [3].
Установка лазерных систем на авиационной технике — следующий возможный вариант базирования лазерных установок Компания Raytheon поставила ВВС США партию высокоэнергетических лазерных систем HELWS для уничтожения беспилотников Указанные лазерные системы, которые по заявлениям разработчиков эффективно могут засекать и отслеживать цели на дальних рубежах, разработаны на основе многоспектральной системы наведения MTS, состоящей из электрооптических и инфракрасных сенсоров После обнаружения цели установка уничтожает ее «в считанные секунды» [7].
Активные разработки лазерных систем вооружения идут также и в других странах . В 2017 г . Китай показал свою систему Silent Hunter (лазерная турель мощностью 50—70 кВт), которая, по утверждению разработчиков, способна уничтожать наземную или воздушную цель размером с беспилотник с расстояния около 4 км . Менее мощные системы лазерного оружия, пригодные
для борьбы с малыми беспилотниками, Китай уже экспортирует в другие страны [3] .
Завершаются испытания портативной системы на автомобильном шасси, оснащенной специальной лазерной пушкой, предназначенной для уничтожения низколетящих беспилотных целей . Изделие, разрабатываемое в Национальной Академии инженерной физики Китая, способно уничтожить цель в течение 5 секунд после ее взлета на удалении до 2 000 метров, на высотах до 500 метров и на скорости до 50 метров в секунду. Эффективность установки настолько высокая, что при одновременном охвате до 30 целей, результативность составила 100 % .
Разработкой собственной лазерной системы мощностью 40 кВт с радиусом действия по БПЛА до 4 км еще в 2015 г . отличилась Германия Проведены испытания лазерного оружия мощностью 1,5 и 10 кВт на бронетранспортерах и мощностью 20 кВт на восьмиколесном грузовике Tatra [3] . В рамках морского базирования разработана антидрон-лазерная система, имеющая четыре установленных на башне или турели высокоэнергетических лазера, предназначенных для одновременной стрельбы по технологии, известной как техника пространственного наложения Излучаясь одновременно, лучи мономощностью в 20 киловатт сводятся на цели в одно пятно, доводя мощность до 80 киловатт .
В Турции разработан лазерный комплекс ALKA в котором используется система радиоэлектронного подавления и лазер на 2,5 кВт, способный сбить БПЛА на расстоянии в полкилометра Большей дальностью поражения обладает опытная лазерная установка мощностью до 50 кВт с возможностью работать от бортового генератора на автомобильном шасси .
В Израиле прошли успешные испытания боевой лазерной установки воздушного базирования . Небольшой винтовой самолет с лазерной системой на борту смог поразить несколько беспилотников, летевших с разной скоростью, на разных высотах и на разном расстоянии от атакующего самолета [3].
Французскими военными для противодействия беспилотникам в море планируется протестировать лазерную систему HELMA-P, состоящую из турели с набором оптических сенсоров и боевого лазера мощностью 2 кВт, предназначенную для поражения цели на расстоянии до одного километра . Основным преимуществом лазерного оружия признается его практически неограниченный боезапас: излучающая установка стреляет до тех пор, пока не перестает получать энергию от источника питания
Разработке высокотехнологичных образцов вооружения уделяется внимание и в нашей стране, в полной мере столкнувшейся с проблемой противодействия БПЛА в зоне проведения специальной военной операции Разработка лазерного оружия в рамках Концепции создания кинетического оружия Министерства обороны Российской Федерации совместно с ведущими предприятиями промышленности начата с 2016 г . и уже отдельные его образцы приняты на вооружение
С 2019 г . на боевом дежурстве находится лазерный комплекс «Пересвет» . В настоящее время выполняются работы по созданию на базе системы «Пересвет» противодронного лазерного оружия для боевых кораблей и сухопутных войск
В 2020 г . холдингом «Росэлектроника» (Госкорпорация «Ростех») представлен многофункциональный мобильный комплекс «Рать» для борьбы с беспилотниками . Комплекс, оснащенный лазером, предназначенным для уничтожения дронов-нарушителей, оборудован на базе специального бронированного автомобиля . В состав комплекса входит полный спектр средств обнаружения, работающих в автоматическом режиме, и средств подавления БПЛА, включая самые современные — СВЧ-излучение и лазер . Другими словами, разработчики создали интегрированную единую интеллектуальную систему сбора, обработки и отображения информации Сигналы от средств обнаружения и наблюдения поступают на центральный пульт управления Далее система обрабатывает параметры цели и предлагает оператору несколько вариантов оптимальных действий Комплекс
«Рать» позволяет обнаруживать БПЛА на расстоянии до 3,5 км . Направленное подавление каналов управления обеспечивается в радиусе до 2,5 км При необходимости управляющий комплексом оператор может уничтожить БПЛА-нарушитель с помощью системы направленного лазерного уничтожения даже в условиях нулевой видимости [8] .
Анализ разработанных и разрабатываемых лазерных установок для противодействия БПЛА позволяет систематизировать их по различным критериям:
— по месту базирования: наземные (автомобильные, железнодорожные), морские, воздушные (авиационные, космические);
— по источнику энергии: (химические, твердотельные, полупроводниковые);
— по мощности: маломощные до 50 кВт, средней мощности 50—100 кВт, сверхмощные свыше 100 кВт;
— по конструкции установки: состоящие из одного лазера, комбинированные (лазер + системы обнаружения);
— по дальности поражения: ближнего до 1 км, среднего до 5 км и дальнего поражения цели свыше 5 км
Таким образом, создание мобильных лазерных установок стало очередным шагом в создании эффективных средств противодействия БПЛА Вместе с тем массовый выпуск различных видов беспилотников, например малых БПЛА-камикадзе, используемых противоборствующими сторонам в условиях ведения боевых или военных действий, может стать дополнительным импульсом по разработке новых совершенных видов мобильных лазеров
Список литературы:
1 . Армия США разрабатывает самый мощный
в мире лазер, который способен полностью испарить дрон и нарушить работу электронных систем // Building-TECH: сайт. URL: https://building-tech . org/Технологии/ (дата обращения: 08 .08 .2023) .
2 . Защита территории и воздушно-
го пространства от квадрокоптеров и БПЛА // АнтиДрон: сайт. URL: https:// anti-dron.ru/blog/sistemy-zashity-ot-besplotnikov-i-dronov (дата обращения: 08 08 2023)
3 . Лазерные противодроновые системы //
RoboTrends: сайт. URL: https://robotrends . ru/robopedia/lazernye-protivodronovye-sistemy (дата обращения: 08 08 2023)
4 . Мобильные лазеры против роя дронов //
Бронетехника // Дзен: сайт. URL: https:// dzen . ru/a/YX1FHqriGmjGggi1?referrer_clid = 1400&sid=161167258125268321 (дата обращения: 08 .08 .2023) .
5 . Преимущества и недостатки систем обнару-
жения дронов // Технологии защиты . 2018 . № 5 . URL: http://www .tzmagazine .ru/jpage . php?uid1=1749&uid2= 1849&uid3=1851 . (дата обращения: 08 08 2023)
6 . Противодействие БПЛА. Защита от дронов
и квадрокоптеров // Концерн Автоматика: сайт. URL: https://www .ao-avtomatika. ru/media/blog/ (дата обращения: 08 .08 .2023) .
7 . Raytheon поставил ВВС США лазеры
для борьбы с дронами // Habr: сайт. URL:
https://habr. com/ru/news/t/473164 (дата обращения: 08 .08 .2023) .
8 . Смотр антидронов . На форуме «Армия — 2020» представлен широкий арсенал средств борьбы с беспилотниками // Армейский стандарт: сайт. URL: https://armystandard . ru/news/2020828934-EQoIJ .html (дата обращения: 08 08 2023)
9 . Средства борьбы с дронами: как истребляют механических птиц // Techinsider: сайт. URL: https://www.techinsider. ru/weapon/768953 (дата обращения: 08 08 2023)
