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Pesquisar e neutralizar: a luta dos drones está ganhando força. Parte 1
O drone Zephyr movido a energia solar foi desenvolvido pela Airbus DS. Pode ficar no ar por meses
É claro que a proliferação de um número crescente de pequenos UAVs que podem ser comprados com facilidade e baixo custo, são fáceis de usar e fornecer, embora rudimentares, mas ainda com capacidades de ataque e reconhecimento, são de grande preocupação para garantir a segurança nacional ou combater ameaças que surgir no campo de batalha. Claro, essas ameaças podem ser combatidas usando novas tecnologias ou melhorando as existentes, mas UAVs cada vez mais complexos e os princípios de seu uso de combate já estão aparecendo no horizonte e, muito provavelmente, no futuro eles se tornarão uma realidade dor de cabeça para sistemas defensivos.
Na verdade, UAVs ainda maiores que já existem, variando de sistemas táticos usados no nível de brigada, por exemplo, Shadow da Textron Systems, plataformas de média altitude com longa duração de vôo da categoria MASCULINO, por exemplo MQ-9 Reaper da General Atomics Sistemas Aeronáuticos e terminando com plataformas de alta altitude com voos de longa duração da categoria HALE, como o RQ-4 Global Hawk da Northrop Grumman, podem representar um problema para os sistemas de defesa aérea.
Apesar de as características de voo desses drones - velocidade e manobrabilidade - não permitirem com certeza evitar medidas defensivas, muitos deles possuem radar e assinaturas térmicas relativamente fracas e, no caso das plataformas da categoria HALE, são capazes de operar nos limites extremos de muitos radares e mísseis. No entanto, é provavelmente mais importante que a funcionalidade e eficácia da carga a bordo que esses sistemas podem transportar estejam aumentando cada vez mais, o que lhes permite realizar, em particular, suas tarefas de reconhecimento a distâncias e alturas fora do alcance da defesa aérea. armas, tanto em termos de detecção como de destruição …
O radar SPEXER 500 (acima) e a câmera infravermelha Z: NightOwl, desenvolvida pela Airbus DS, são projetados para combater drones
Os veículos aéreos não tripulados (UAVs) podem criar problemas significativos para os sistemas de defesa aérea e, se forem tratados da mesma forma que os veículos tripulados da última geração, podem acabar sendo mais difíceis de detectar e destruir - seus o projeto não prevê a colocação de pilotos, o que permite que as plataformas tenham seu tamanho reduzido e aumentem sua manobrabilidade.
Os novos drones ultra-HALE promissores são ainda mais problemáticos. O drone Zephyr movido a energia solar da Airbus DS tem a duração do voo medida em meses e pode voar em altitudes superiores a 21 quilômetros. Apesar de sua envergadura de 23 metros, a nave composta tem uma pequena área de reflexão efetiva (EIR) porque seu sistema de propulsão solar tem uma assinatura térmica fraca e, portanto, é difícil de detectar.
Algumas forças armadas reconhecem que muitos sistemas antiaéreos são capazes de efetivamente detectar, rastrear e atingir UAVs da geração atual e, portanto, estão procurando maneiras de derrotar tais sistemas devido aos engenhosos princípios de combate usando muitos sistemas do mesmo tipo em o mesmo tempo.
Por exemplo, o chamado "enxame" de sistemas, quando um grande número de drones trabalham juntos para atingir seu objetivo, pode criar grandes problemas para a grande maioria dos sistemas defensivos.
Desde o início, esta abordagem, baseada em um ataque maciço de drones, foi baseada no fato de que muitas plataformas seriam sacrificadas para atingir os objetivos da missão de combate.
No âmbito do programa LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology), o Escritório de Pesquisa Naval dos EUA (ONR) está desenvolvendo uma tecnologia para a colaboração de muitos drones. O lançador de contêineres tubulares ferroviários lançará pequenos drones em rápida sucessão de navios, veículos de combate, veículos tripulados ou outras plataformas desabitadas. Depois de lançar um "enxame" (ou, se preferir, um "bando"), o UAV trabalha de forma independente, os drones trocam informações entre si para completar a tarefa atribuída.
Vídeo-demonstração do projeto LOCUST. Voo coordenado de nove drones
Atualmente, o ONR está usando o Coyote UAV como modelo de teste. Esta unidade possui asas dobráveis para fácil armazenamento e transporte. No início de 2015, foram realizados voos de demonstração em várias pistas de teste, durante os quais foram efectuados os lançamentos de uma viatura equipada com várias cargas úteis. Em outra demonstração dessa tecnologia, nove drones sincronizaram de forma independente e completaram um vôo em grupo.
Uma capacidade chave do projeto LOCUST é um alto nível de autonomia do rebanho, o que permite que eles executem tarefas sem a intervenção do operador e, assim, neutralizem qualquer interferência de comunicações que possam ser usadas contra eles.
Além disso, de acordo com o ONR, o enxame será capaz de se "automedicar", ou seja, se adaptar e se configurar de forma independente para realizar a tarefa posteriormente. O objetivo atual do programa é lançar sequencialmente 30 UAVs em 30 segundos. ONR pretende realizar testes de mar do rebanho LOCUST no Golfo do México em meados de 2016.
Em agosto de 2015, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) do Departamento de Defesa dos EUA também lançou seu programa Gremlins. Este projeto prevê a implantação de grupos de pequenos UAVs de aeronaves de grande porte, como bombardeiros ou aeronaves de transporte, bem como de caças e outras aeronaves de pequeno porte, antes mesmo de entrarem no alcance dos sistemas de defesa aérea inimigos.
O programa Gremlins está sendo desenvolvido pela Agência de Pesquisa e Desenvolvimento Avançada do Departamento de Defesa dos EUA (DARPA)
Esse programa prevê que, após o término da missão, o avião de transporte C-130 no ar possa levar de volta a bordo os chamados "Gremlins". Está previsto que as equipes de solo serão capazes de prepará-los para a próxima operação dentro de 24 horas de seu retorno.
O DARPA resolve principalmente os problemas técnicos associados ao lançamento e retorno aéreos confiáveis e seguros de muitos drones.
Além disso, o programa visa não só a obtenção de novas capacidades operacionais e o desenvolvimento de um novo tipo de operações aéreas, mas também a longo prazo e a obtenção de um efeito econômico significativo. O programa também visa "estender a vida útil dos drones Gremlin para aproximadamente 20 missões", de acordo com um porta-voz da FDA.
O sistema AUDS da Blighter Surveillance Systems usa um radar de vigilância terrestre em conjunto com uma estação optoeletrônica e um jammer eletrônico
Características adicionais
Voltando ao Airbus DS, notamos que seu roteiro de desenvolvimento de UAV inclui o aprimoramento da precisão dos sistemas e a introdução de novos recursos, como funções do tipo "amigo ou inimigo", que podem ser úteis na redução da frequência de alarmes falsos e são atraentes para os operadores que usam o sistema em espaço aéreo complexo. A empresa também está considerando o uso de sistemas menos avançados para reduzir custos e expandir sua base de clientes potenciais, embora, neste caso, a precisão das plataformas provavelmente diminua.
RADA Electronic Industries concentrou seus esforços em UAV para desenvolver uma solução programável baseada em radares existentes.
“Projetamos um radar que pode detectar objetos muito pequenos, variando de velocidades muito baixas, velocidades Doppler, a alvos de alta velocidade voando na velocidade do som e acima. Este radar pode detectar pessoas, carros, UAVs, caças, mísseis, depende do modo de frequência de rádio que você definir, - explicou o chefe de desenvolvimento de negócios desta empresa Dhabi Sella. - No caso do nosso radar programável multitarefa, isso significa que você apenas pressiona um botão e não há necessidade de alterar o software. Ao definir os parâmetros apropriados, você obtém o que precisa."
Os radares semicondutores AFAR da RADA são projetados para aplicações estacionárias e móveis. A empresa oferece duas famílias: radares hemisféricos compactos CHR (Compact Hemispheric Radar) para detecção de curto alcance e instalação em veículos e radares hemisféricos multitarefa MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) para instalação fixa.
Família de radares MHR da RADA Electronic Industries
A empresa também atualizou a família MHR, que inclui os radares RPS-42, RPS-72 e RPS-82, também conhecidos como pMHR (portátil), eMHR (aprimorado) e ieMHR (aprimorado). De acordo com a empresa, o radar mais avançado ieMHR é capaz de detectar mini-UAVs em um alcance de 20 km.
Sella disse que encontrar e rastrear um UAV não é tarefa fácil. “Não é fácil … encontrar morteiros, armas pequenas ou RPGs e pode ser ainda mais difícil, mas acertamos. As contra-medidas de UAV estão dentro das capacidades desses sistemas de radar. Em qualquer caso, UAVs são alvos específicos com características únicas, que denotamos pela abreviatura em inglês LSS (baixo, pequeno e lento - baixo, pequeno, lento). É um problema identificar objetos muito pequenos com muito pouco EPO voando muito baixo e perto do ruído de fundo da superfície da Terra. Às vezes, eles voam tão rápido quanto outros veículos, como carros, viajam. É uma tarefa difícil encontrá-los entre todos os obstáculos. Outro problema é que voam como pássaros, são percebidos como pássaros e o usuário geralmente deseja distinguir entre o que chamamos de alvos irritantes."
Sella explicou que um método para determinar se uma pista é um drone é concentrar a energia do radar para determinar se um alvo tem hélices, acrescentando que, além do hardware, o processamento de sinais e o desenvolvimento de algoritmos são fundamentais para as capacidades dos sistemas.
O SRC baseado em Siracusa combina uma variedade de sistemas de guerra eletrônicos comprovados em campo em sua abordagem de linha de base combinada para fornecer recursos de contra-drones para defesa de zona e combate ágil. Embora o último seja agora frequentemente considerado uma tarefa secundária para sistemas anti-UAV, sua importância está aumentando continuamente.
"Pequenos UAVs terão a capacidade de realizar coleta de informações ou explosivos aéreos", explicou David Bessie, diretor de desenvolvimento de negócios da SRC. "Os UAVs inimigos não identificados pelo sistema de defesa aérea podem afetar a operação de combate, ou fornecerão ao inimigo informações sobre suas posições, ou farão um ataque aéreo em sua infraestrutura ou forças de manobra."
“Nossa abordagem usa tecnologias existentes e comprovadas em campo, bem como software que as integra em um único sistema de base. A vantagem dessa abordagem é que podemos usar os sistemas de nossos clientes que já estão em operação para reduzir o custo total de propriedade. Nós fornecemos sistemas de radar e guerra eletrônicos comprovados em campo e em breve seremos capazes de oferecer uma estação complementar de localização de direção”, disse Bessie.
“Acreditamos que os sistemas de guerra eletrônica são essenciais para combater os UAVs. Nossos sistemas de guerra eletrônicos podem detectar, rastrear e classificar sistemas não tripulados e, em seguida, neutralizá-los automaticamente. Se a identificação visual for necessária para determinar a identidade do alvo, uma câmera pode ser transferida para ele. Podemos aprimorar ainda mais nossas capacidades de detecção, rastreamento e classificação com nosso radar de vigilância do espaço aéreo LSTAR. Também é recomendado adicionar sensores optoeletrônicos de alta resolução para identificação visual de longo alcance.”
O radar de vigilância do espaço aéreo LSTAR executa tarefas de segurança muito reais. Na foto acima, um radar protege a calma da cúpula do G8 realizada no verão de 2013 na Irlanda.
Leve e fácil de transportar, o SR Hawk Surveillance Radar, parte da família LSTAR de radares de vigilância aerotransportados, todos com varredura eletrônica 3-D de 360 °, fornecem varredura de 360 ° e setorial. O radar multitarefa OWL apresenta uma visão hemisférica de -20 ° a 90 ° em elevação e 360 ° em azimute. Ele tem uma antena não giratória controlada eletronicamente e um modo de processamento de sinal Doppler avançado que permite que os UAVs sejam detectados e rastreados enquanto batalhas contra-bateria podem ser travadas.
Além de soluções baseadas em tecnologias de radar e optoeletrônicas, sistemas baseados em outros princípios também estão sendo desenvolvidos. A Northrop Grumman começou a usar a tecnologia LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) para combater os UAVs em seu sistema Venom.
A empresa testou o sistema Venom como um caça drone no exercício Maneuver-Fires Integrated Experiment (MFIX) do Exército dos EUA no Fort Silla em 2015. O sistema Venom foi instalado em um veículo blindado M-ATV da categoria MRAP e realizou com sucesso a identificação, rastreamento e designação de alvo do UAV.
Venom com tecnologia LLDR é montado em uma plataforma versátil e giroestabilizada. Durante os testes, o Venom foi testado como um sistema de combate a UAVs de duas máquinas. O sistema recebeu comandos de designação de alvos externos, alvos capturados e rastreados pequenos drones voando baixo. O sistema Venom também foi demonstrado em movimento com controle de sensor de dentro do carro.
É importante notar que o designador de laser LLDR2 foi amplamente usado em operações no Iraque e no Afeganistão.
Detecção visual
Para atender aos requisitos do Ministério da Defesa de Israel, a empresa israelense Controp Precision Technologies desenvolveu um sistema de detecção de UAV baseado exclusivamente em tecnologias optoeletrônicas e infravermelho.
O dispositivo infravermelho de varredura rápida e leve Tornado da empresa usa um termovisor de onda média resfriado (as especificações da matriz não foram divulgadas) montado em uma mesa giratória de 360 °. O sistema pode fornecer cobertura panorâmica desde o nível do solo até 18 ° acima do horizonte.
Para identificar alvos potenciais, os algoritmos de software do sistema detectam as menores mudanças no ambiente. De acordo com a empresa, eles permitem rastrear automaticamente qualquer veículo voador ao longo de sua trajetória, voando em várias velocidades a poucos metros do solo. O sistema tem ampliação contínua para uma imagem nítida e pode fornecer uma trilha para cada alvo.
De acordo com Controp, o Tornado pode monitorar áreas construídas com muitos ecos interferentes, embora não divulguem informações detalhadas sobre as características, exceto que pequenos UAVs podem ser detectados em distâncias medidas em centenas de metros, enquanto grandes alvos são detectados além de dezenas de quilômetros.
Usando sinais de áudio e vídeo, o sistema é capaz de fornecer notificação automática ao operador de que um objeto voador entrou em uma zona "não tripulada" predeterminada. O sistema pode ser controlado localmente ou remotamente a partir da central de comando, podendo funcionar tanto no modo autônomo quanto como um sistema integrado que recebe dados de outros sensores.
A empresa israelense Controp Precision Technologies dá ao sistema de detecção de drones a designação Tornado
A unidade de sensor Tornado padrão pesa 16 kg, tem um diâmetro de 30 cm e uma altura de 48 cm; embora também esteja planejado o desenvolvimento de um bloco menor medindo 26x47 cm e pesando 11 kg.
O artigo considera a inclusão da função de detecção e rastreamento visual no sistema, bem como a possibilidade de sua conexão a alguns sistemas anti-UAV. “Nosso sistema Tornado só pode detectar UAVs com uma câmera infravermelha. sem usar nenhum sistema de radiofrequência. A principal vantagem do Tornado sobre os sistemas de RF é que os radares funcionarão bem em áreas sem interferência, mas quando você está em uma área com prédios e outras infra-estruturas, os radares têm problemas para detectar pequenos UAVs. Nosso sistema é composto por dois componentes principais, o primeiro é uma câmera infravermelha que faz a varredura em 360 ° e fornece uma imagem panorâmica, o segundo são algoritmos que permitem detectar pequenos alvos quando eles estão em movimento, explicou o vice-presidente de marketing da empresa Controp Johnny Carney. "Desenvolver um algoritmo é difícil porque você deseja detectar um alvo em movimento, mas excluir, por exemplo, nuvens e outros objetos em movimento."
Tela do operador Tornado típica mostrando imagem infravermelha panorâmica (parte superior), instantâneo da câmera infravermelha panorâmica (parte inferior esquerda) e imagem de satélite da área de solo correspondente (parte inferior direita)
“Tornado é um sistema de rastreamento, e se você deseja rastrear o sistema e obter dados de localização e alcance, então você tem que mudar para outro sistema para fazer parte do trabalho … e se você quiser rastrear o alvo e ver mais detalhes, então você tem que usar mais. um sistema optoeletrônico para receber um fluxo contínuo de vídeo”, explicou Carney.
No entanto, a grande desvantagem do sistema é que ele não consegue distinguir, por exemplo, pássaros do tamanho de um drone de alvos reais, para isso é necessário um operador.
Carney acredita que poucas soluções eficazes foram desenvolvidas para fornecer todos os aspectos de detecção e rastreamento de que os clientes em potencial precisam, ao mesmo tempo em que acrescenta que existem extremos nos requisitos de sistemas. Desde indivíduos que desejam receber sinais de alerta de UAVs sobrevoando suas propriedades, até a proteção da infraestrutura nacional e instalações no campo de batalha. “Por exemplo, alguns militares querem sistemas que possam evitar que os UAVs sobrevoem seus veículos de combate. Existem diferentes maneiras de atender aos requisitos, também depende dos recursos financeiros que você pode gastar, e este é um dos muitos problemas. Claro, se você deseja a melhor proteção, deve usar uma combinação de radar e infravermelho para detecção e uma câmera infravermelha e semicondutora (câmera CCD) para rastreamento."
Carney acredita que é possível habilitar análises que determinem automaticamente o tipo de alvo, mas acrescentou que nunca obteria 100% de precisão, já que sempre há a possibilidade de "dar de cara com" um drone que se parece com um pássaro e, portanto, para ajudar os operadores sempre precisarão de algoritmos de reconhecimento sofisticados e avançados.
O sistema SkyTracker da CACI é projetado para fornecer detecção passiva por meio do que a empresa descreve como um “perímetro eletrônico”. Este sistema pode funcionar continuamente em qualquer clima.
Interface do sistema SkyTracker
O sistema SkyTracker usa vários sensores que podem detectar, identificar e rastrear UAVs em seus canais de controle de rádio. O uso de vários sensores torna possível determinar a posição do UAV devido ao método de triangulação e geolocalização precisa. Além disso, o SkyTracker pode determinar a localização dos operadores de UAV.
Como já observamos, o pequeno tamanho, a fraca assinatura térmica, o espaço circundante com muita interferência e as complexas trajetórias de vôo tornam a luta contra os UAVs uma tarefa muito difícil.
A tecnologia LLDR do Venom é montada em uma plataforma giratória estabilizada versátil
A isso deve ser adicionado um possível conceito de uso em combate. “O problema dos pequenos UAVs é que eles podem decolar e pousar na área que você deseja proteger. Por exemplo, do ponto de vista da guerra, você deve sempre defender a frente - você não quer que o veículo inimigo, que ainda não está sobre sua cabeça, voe para dentro de seu território. E se falamos em garantir a segurança nacional, então, neste caso, pequenos UAVs já podem estar na área que você deseja proteger”, disse Carney.
Embora a ênfase no combate aos UAVs seja no combate à ameaça de drones individuais, os sofisticados ataques de “matilha” desenvolvidos pelos militares podem representar desafios significativos aos sistemas de defesa.
Muitas das soluções propostas incluem a capacidade de detectar e rastrear vários alvos. Mas a principal dificuldade, provavelmente, será evitar que dezenas de drones atinjam seu alvo. Mesmo com um número suficiente de elementos neutralizantes, as defesas podem ser “rompidas” simplesmente às custas de números superiores, especialmente se o rebanho for “inteligente” e puder se adaptar à reação dos sistemas defensivos.
A natureza física das soluções propostas e desenvolvidas também pode desempenhar um papel significativo na determinação de sua eficácia. Devido à alta capacidade de manobra das ameaças, devido ao fato de não estarem presas a determinados locais (mesmo UAVs táticos podem funcionar com infraestrutura mínima), os sistemas de defesa também devem ser igualmente móveis e isso deve ser levado em consideração. Por exemplo, grandes sistemas como os radares Giraffe da Saab podem ser instalados em veículos para aumentar a mobilidade. Em geral, muitas das soluções complexas desenvolvidas foram originalmente projetadas para serem transportadas, configuradas e montadas com um número mínimo de pessoas.
“Uma característica fundamental do nosso sistema AUDS é que ele se desdobra de forma rápida e simples e se desdobra sem problemas, ou seja, dobra-o em um veículo e rapidamente o transfere para outra posição. Nenhuma parte dele pesa mais de 2,5 kg”, disse Redford.
As distâncias relativamente pequenas entre o lançamento do drone e o local de sua neutralização também são levadas em consideração. “Presumimos há alguns anos, quando começamos a desenvolver nosso sistema, que essas ameaças altamente manobráveis poderiam ser neutralizadas com meios altamente manobráveis e móveis … as distâncias são próximas e qualquer destruição ocorrerá no máximo vários quilômetros, às vezes várias centenas metros e, portanto, você não precisa de fundos caros., grande e estável. Acho que este é um fator negativo neste tipo de guerra”, disse o Sr. Sella, da RADA Electronic Industries.
conclusões
A ameaça representada por UAVs implantados por grupos terroristas e outras organizações ilegais é agora amplamente reconhecida. Os alvos civis e militares podem ser atacados por drones, pode ser um ataque contra a infraestrutura ou a entrega de substâncias tóxicas ou um simples “ataque primitivo”.
No campo de batalha, as forças militares não podem mais confiar em ser o único operador de drones à medida que sistemas mais altamente eficazes surgem entre os grupos rebeldes e outras organizações paramilitares.
Em ambas as esferas - segurança nacional e formações de batalha - medidas anti-UAV eficazes são atualmente consideradas como parte integrante da estratégia geral. Sua implementação ainda está em fase de compreensão e compreensão. A solução mais simples e confiável (pelo menos no futuro próximo) é usar e modificar sistemas projetados para outros fins. No entanto, em um futuro distante, à medida que as ameaças se tornam mais complexas, pode ser necessário desenvolver tecnologias especiais para combater os veículos aéreos não tripulados.
