Мало бомбити — треба влучати: як підвищити ефективність ударних дронів

💡 Усі статті, обговорення, новини про оборонні технології — в одному місці. Приєднуйтесь до DefTech спільноти!

Вітаю, я Олександр Квятковський — інженер, член правління ГО «Аеророзвідка», ветеран АТО. Інженер із практичним бойовим досвідом.

Мої перші проєкти були пов’язані з розгортанням систем відеоспостереження вздовж лінії бойового зіткнення — цей досвід ліг в основу першого прототипу DELTA. У 2019 році брав участь в експедиції на станцію «Академік Вернадський» (Антарктида), де допомагав налагодити зв’язок із «великою землею» та IT-інфраструкторою станції. У 2022-му брав участь у звільненні Київщини та Херсонщини.

Бойовий досвід прищепив мені простий принцип: мало просто завдавати ударів — треба влучати. Тому моя остання розробка була спрямована на підвищення ефективності ударних дронів та точності ураження. Поєдную інженерний підхід із реаліями фронту: техніка має бути не футуристичною, а прикладною, щоб підрозділ міг застосувати її тут і зараз.

Еволюція ударних дронів: чому потрібно розвивати технологію керованого боєприпасу

Ударні дрони вже давно перестали бути екзотикою, інновацією, перейшовши до категорії незамінних інструментів сучасної війни. Утім наявні практики застосування далеко не завжди дають потрібну точність і ефективність: безконтрольні скиди боєприпасів призводять до ресурсів, підвищеного ризику для операторів і збільшення побічних втрат.

У цій колонці розбираємося, чому розвиток саме керованих боєприпасів для ударних дронів — перспективний і необхідний напрямок розвитку українського DefenceTech.

Коли інновація лише зароджувалася

Аеророзвідка стояла біля витоків створення першого ударного дрона-бомбера. Ми бачили потребу у точному ураженні ще з 2014 року, коли традиційні засоби ведення війни продемонстрували свої обмеження в умовах гібридного конфлікту. Врешті-решт перший R-18 з’явився за ініціативи Аеророзвідки, ставши піонером у сфері вітчизняних ударних безпілотників.

Це дозволило відкрити цілу нішу застосування роботизованих технологій та у 2022-2023 році навіть отримати ситуаційну перевагу над ворогом, в тому числі й тому, що ми влучніше (за наявні тоді засоби) вражали російську техніку. В той період, коли традиційна артилерія стикалася з проблемами контрбатарейної боротьби, авіація не могла ефективно працювати через насичену систему ППО противника, дрони-бомбери стали незамінним інструментом точкових ударів.

Саме тоді я отримав безпосередній досвід застосування бомберів і на власні очі побачив, наскільки багато залежить від пілота. Адже кожен політ — це складна координаційна операція, що вимагає синхронізації між розвідувальними підрозділами, операторами дронів та піхотними підрозділами на землі.

Проблематика сучасного застосування

Коли пілот робить скиди боєприпасів, багато з них можуть бути неточними: іноді боєприпас падає зовсім поруч із ціллю, але при цьому не завдає критичної шкоди. Суб’єктивно, ефективність влучання стандартних скидних боєприпасів складає приблизно 40-60% при ідеальних погодних умовах і може знижуватися до 15-25% при несприятливих факторах. Наприклад, якщо це кумулятивний заряд і він влучає у 50 см від броні — техніку не буде уражено. Тому важлива висока точність, а для її досягнення потрібна значна майстерність оператора.

До того ж завжди є зовнішні фактори, які впливають на результативність: вітрові навантаження на різних висотах, видимість цілі, радіоелектронна протидія противника. Критичними є погодні умови: при вітрі понад 8 м/с точність скидання знижується в рази, а при поривчастому вітрі ще більше.

В сучасних умовах виліт дрона можливий при взаємодії великої кількості людей, це справді багато роботи та ризику: розвідати ціль, підготувати й заїхати на позиції, увійти у взаємодію з сусідніми підрозділами. Типова операція вимагає залучення мінімум 2-3 осіб: оператора дрона, штурмана, сапера. Кожен з цих людей ризикує життям, особливо на етапі розгортання обладнання та під час самого польоту.

Уявіть, яким є результат цієї роботи, якщо пілот не влучив. А це цілком реальний сценарій, бо дрон нестабільний від вітру та відсутності супутникового сигналу. При цьому по ньому може вестись вогонь зі стрілецької зброї з землі, тому висоту хочеться тримати якомога більшу, а більша висота — менше шансів влучити. Це замкнене коло, яке може бути розірване технологічним рішенням.

Технологічне розв’язання проблеми

Ударний безпілотник — це дуже корисно, але його потенціал можна розкрити повніше, якщо на борту з’являться керовані боєприпаси. Це зміна парадигми: від «скинути та сподіватися на результат» до «скинути та гарантовано влучити».

Це дозволить працювати з більшої висоти, збільшить тривалість життя дрона, підвищить безпеку платформи та може знизити час для підготовки екіпажу. Операції з висоти 300-1000 метрів зможуть стати стандартною практикою, що виведе дрони з зони ефективного вогню стрілецької зброї. Це також дозволить одному дрону виконувати декілька бойових завдань за один виліт, що підвищить ефективність використання ресурсів.

Але для цього власне потрібно мати можливість точно наводити боєприпас на ціль. На жаль, готових рішень для цього поки не існувало, принаймні таких, що відповідали б нашим специфічним потребам та фінансовим можливостям.

Ми в ГО «Аеророзвідка» прагнемо, аби в Україні з’явилась ціла номенклатура керованих боєприпасів для ударних безпілотників. Що міститиме різні типи боєприпасів для різних завдань: від легких 1-кілограмових для простіших цілей до важких 10-кілограмових для захищених об’єктів.

Ми також спільно з одним відомим військовим підрозділом розробляємо такий боєприпас, але разом з тим закликаємо й інші команди долучатися до розвитку цієї спроможності: адже мало бомбити — треба ще й влучати. Конкуренція в цій сфері лише прискорить розвиток технологій і знизить вартість кінцевого продукту.

Тож закликаємо інженерів, виробників долучатися до цього процесу. І звернути свій технічний інтерес у сферу розвитку керованого боєприпасу.

Завдяки грантовій підтримці Brave1 наша команда отримала підтримку для розвитку і тестування цієї технології.

Міжнародний досвід та аналоги

Керовані боєприпаси почали з’являтись ще під час Другої світової війни, коли німецькі інженери експериментували з радіокерованими планерними бомбами. Хоча ці ранні зразки мали посередню (м’яко кажучи) ефективність через недосконалість систем наведення, вони заклали основи для майбутнього розвитку «розумних» боєприпасів.

Станом на зараз існує величезна кількість видів від відносно простих з напівавтоматичним наведенням, наприклад, такі, які тримаються у лазерному промені, типу APKWS (Hydra 70) від BAE Systems або ПТРК "Корсар"/"Стугна" від КБ «Луч», до складних систем типу GBU-53B StormBreaker від Raytheon, які реалізують повністю автономне наведення за декількома сенсорами одночасно.

APKWS є прикладом успішної модернізації наявних некерованих ракет. Додавання лазерного наведення до стандартних 70-мм ракет Hydra підвищило їх точність з 50-100 метрів до 1-2 метрів. Вага складає 15 кг. Їх розробляли для запуску з гелікоптерів на невеликі відстані.

Складніші системи, як-от StormBreaker, демонструють майбутнє керованих боєприпасів. Ця ракета може працювати за будь-яких погодних умов, включаючи густий туман і високу хмарність, завдяки комбінації інфрачервоного, міліметрового радара та оптичного наведення. Вона здатна уражати рухомі цілі навіть після втрати зв’язку з носієм.

Аналіз ворожого досвіду

Приклад вдалого керованого боєприпасу для традиційної авіації — російський УМПК. Відомі нам «КАБи» , це додатковий модуль, який складається з крил, керованого хвостового оперення та обчислювального модуля з GNSS приймачем. Він кріпиться до наявних авіаційних боєприпасів ФАБ-250/500/1500.

Це відносно нескладна, але успішна розробка ворога, яку модифікували у вигляді УМПБ-30д та інших, збільшивши дальність ураження до 100 км. Російські літаки можуть скидати ці боєприпаси з відстані, що виводить їх за межі дії українських ППО. Простота конструкції дозволяє росіянам виробляти тисячі таких комплектів щомісячно.

Її слабким місцем є система наведення, яка залежить від сигналу супутникової навігації і хоч і має інерційну складову, але з досить низькою точністю. Коли сигнал GNSS глушиться або спотворюється, точність цих боєприпасів знижується до 100 метрів, що робить їх малоефективними проти точкових цілей, але за рахунок великої маси і потужності вибуху вони завдають багато шкоди. Хоч був період коли ми ефективно спотворювали супутникові сигнали як для керованих авіабомб, так і для Шахедів, але наразі ворог застосовує 16-елементні CRPA антени, для боротьби з якими потрібно мати таку ж кількість джерел протидії, що проблематично.

В України, наскільки мені відомо, поки що немає готового аналогічного рішення, хоч роботи й ведуться в приватних компаніях.

Економічні аспекти

Можливість точно вразити ціль до появи FPV-дронів коштувала дорого. Наприклад, ракета до «Стугни» коштує від 10 тисяч доларів, APKWS — 22 тисяч, а керований боєприпас MAM-L для Bayraktar — 60-100 тисяч, і це ще вважається доступною ціною у світі guided munition. Для порівняння, американська ракета AGM-114 Hellfire коштує близько 120 тисяч доларів за одиницю, а високоточна GBU-39 Small Diameter Bomb — понад 250 тисяч.

Однак в контексті наших умов є важливий нюанс: керований боєприпас для бомберів має коштувати суттєво дешевше. Бо якщо дрон, який нестиме і скидатиме «бімбу», коштує 10-20 тис. доларів, то боєприпас до нього не може коштувати стільки ж. Економічна логіка диктує, що боєприпас повинен коштувати якнайдешевше для забезпечення рентабельності системи.

Що важливо — влучніше ураження техніки з більшої висоти може додати живучість платформі загалом і збільшити кількість вильотів для одного борта, адже дрон буде складніше вразити стрілецькою зброєю.

Шляхи забезпечення доступної ціни

Адекватну ціну можна забезпечити шляхом використання наявної компонентної бази та адаптованого програмного забезпечення. Ключовими факторами зниження вартості є:

1. Використання комерційних компонентів замість військових стандартів — інерційні датчики з мобільної індустрії, камери, процесори з ринку IoT.
2. Масове виробництво — при серійному випуску собівартість може знизитися в декілька разів.
3. Модульна архітектура — використання стандартизованих блоків для різних типів боєприпасів.
4. Відкритий код використання open-source рішень для систем наведення та обробки зображень.

Специфіка завдань для дронів-бомберів

Жоден з озвучених прикладів керованих боєприпасів не підходить для застосування з наших наявних дронів-бомберів без значної модифікації. Тому власна розробка така важлива. Головні відмінності наших вимог:

1. Обмеження по вазі — дрон може нести не більше 10-15 кг корисного навантаження.
2. Близька відстань до цілі — немає потреби в далекобійності декількох кілометрів.
3. Низька швидкість носія — на відміну від реактивної авіації у боєприпасу не буде великих перевантажень, але і горизонтальної швидкості в нього теж не буде.
4. Обмежений бюджет — на порядок нижчий, ніж у військової авіації.

Певним спрощенням, яке полегшує розробку, є особливість застосування: боєприпас може бути запущений з дрона безпосередньо в районі цілі і йому не потрібно долати велику горизонтальну відстань, а лише докеруватись в ціль. Це дозволяє використовувати простіші системи наведення без складних інерційних блоків для дальньої навігації.

Функціональні вимоги та технічні характеристики

Орієнтовні функціональні вимоги виглядають так:

• Вага боєприпасу — 2-10 кг (залежно від типу цілі та завдання).
• Горизонтальна дистанція до цілі до 100 м.
• Висота застосування — від 200 м до 1000 м.
• Робота як у світлу пору доби, так і вночі.
• Точність наведення — не більше 2 метрів відхилення від заданої точки.
• Стійкість до радіоелектронної боротьби.

У початковій ідеї оператор має наводити камеру на потрібний об’єкт, фіксувати ціль і здійснювати скид, а боєприпас вже самостійно донаводитиметься. Це значно спрощує роботу пілота і знижує вимоги до його кваліфікації. Замість складних розрахунків упередження та корекції на вітер оператору достатньо просто «клікнути» на ціль, що відображається на екрані.

Очікувані ефекти від впровадження

У підсумку масове впровадження керованого розумного боєприпасу дасть кілька ключових ефектів:

1. Збільшить результативність застосування.
2. Знизить поріг входження для пілота у використанні боєприпасів: спрощення процедур наведення дозволить швидше готувати операторів і знизить психологічне навантаження.
3. Розширить сфери застосування дронів-бомберів: вони зможуть працювати з більшої висоти вдень і вночі.
4. Зменшить розхід дронів на виконання одного завдання: один дрон зможе виконувати більшу кількість бойових завдань за політ.

Замість висновків. Про перспективи

Розвиток керованих боєприпасів для дронів-бомберів — логічний крок в еволюції оборонної сфери. Для якого і створена технічна база, і якого вимагає ситуація на полі бою. Це перехід від кількісного до якісного підходу, від насичення полі бою звичайними боєприпасами до точкового ураження цілей.

Україна має необхідну базу для створення власної номенклатури таких систем: потужну IT-індустрію, досвідчених інженерів, доступ до сучасної компонентної бази та, найголовніше, реальний досвід бойового застосування дронних технологій.

Успіх в цій сфері не лише підвищить ефективність наших Сил безпеки та оборони, але й створить базу для розвитку високотехнологічної оборонної індустрії загалом. А це, своєю чергою, стане важливим фактором економічного розвитку країни в післявоєнний період.

Сподобалась стаття? Підписуйтесь на автора, щоб отримувати сповіщення про нові публікації на пошту.

Підписуйтеся на WhatsApp-канал DefTech спільноти!