Гражданский VS. Военный беспилотник
Как работает бытовой беспилотник, похожий на тот, что показали Порошенко, из моей предыдущей статьи.
- Прежде всего связь между пультом и дроном. Самые распространённые, это на самой бытовой области частот 2,4 ГГц - на ней и наши любимые WiFi, и более экзотические протоколы вроде ZigBee, беспилотники используют свой протокол и систему каналов на этих частотах, но есть и другие разрешенные частоты.
- Если радиочастота экзотическая, то придется пройти жернова Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ), и получить разрешение на использование (иначе мужики с погонами всё конфискуют, заведут дело..)
- И следует помнить, что даже гражданский передатчик на разрешенной частоте имеет ограничение на мощность сигнала. На всё, что мощнее 400 mW ЕМНИП, нужно идти кланяться в РосСвязьНадзор, получать разрешение и лицензию. (иначе мужики с погонами.. ну вы поняли)
- И да, идти придется. По просторам нашей страны, если даже вы не замечаете этого, но как и во "времена тоталитарного СССР" катаются машины радиоразведки, контроля и мониторинга радиоэфира, и еще всякие разные. Засекут, и тогда мужики с погонами...
- Если вы захотите увеличить мощность передатчика пульта нештатным образом с помощью паяльника и знаний, чтобы увеличить радиус действия беспилотника, то вам также придется увеличить и мощность передатчика на самом беспилотнике: он ведь должен передавать телеметрию, свои координаты на большее расстояние.
Беспилотник это не только приёмник сигнала. Но, бортовая батарея от этого станет садиться еще быстрее, и беспилотник станет сильно менее эффективным, овчинка выделки обычно не стоит. А вот, что есть в загашниках у военных, чего нет у бытовых беспилотников.
(в силу просто бытовой бессмысленности и лавинного удорожания изделия)
Это только опции, набор из которых составляет то или иное военное изделие, поскольку за гранью бытового использования начинается баланс между взаимоисключающими характеристиками. Сильно взаимоисключающими:
1. Размер
2. Время работы
3. Вес с наличием доп.оборудования
4. Температура (и электроника с оптикой, требующие радиаторов, и двигатели)
5. Цена
Итак, опции (перечислю только основную часть, которая не является секретом)
1. Тепловая незаметность и элементы радио-локационной незаметности. Для второго это отсутствие в геометрии корпуса перпендикулярных линий, параллельных линий в сочетаниями с линиями под 45° и т.д. Почему?
Достаточно почитать что такое уголковый отражатель.
Благодаря установленным уголковым отражателям на советском Луноходе и миссий Аполлон наши астрономы могут с помощью лазера с точностью до сантиметров в каждый момент времени знать расстояние от Земли до Луны и контролировать прецессию.
На этом этапе обычно отсеиваются из армейского применения все квадрокоптеры и мультикоптеры, потому-что они заметные для систем наведения, их проще сбить ракетой, а военное изделие обычно очень много денег стоит.
Ракета правда тоже немалых денег стоит, но тупо арифметически ПЗРК в армиях больше, чем беспилотников.
2. Инерциальная система координатной привязки. Тем, кто не имеет отношения к ракетной технике в двух словах. Вот, допустим, вы встали от компьютера, подошли к двери из комнаты и остановились. Вы пользовались навигационной системой - глазами.
Но, если вы закроете глаза, встанете и отсчитаете пять шагов чтобы остановиться у двери - это уже инерциальная система координат, поскольку вы знаете, что до двери вам пять шагов.
Именно подсознательной инерциальной системой наведения вы руководствуетесь с самого детства и по сей день, когда сонные встаёте ночью и идёте в темноте в туалет. Задумайтесь об этом ))
3. Топографическая система координатной привязки. И проще, и сложнее одновременно.
Процессор анализирует визуальную картинку с камеры и сравнивает её с загруженной в память картинкой (о которой есть точные данные по координатам) на предмет визуального соответствия, и таким образом понимает где он находится и куда летит.
Одновременно, выявляет попиксельные несоответствия, которые могут оказаться танками, или прочими элементами военного пейзажа.
4. Возможность автономной работы в полном радиомолчании. Да, бытовые беспилотники сейчас имеют режим Fly-By-Point. На карте им задаешь точки, которые нужно пролететь, и дальше они летят сами, даже вне зоны действия командного пульта, автономно.
Проблема в том, что бытовые это делают полагаясь на координаты GPS/ГЛОНАС своего приёмника, которые противник может легко испохабить средствами РЭБ. А в некоторых случаях, даже ловко подменить.
Нужен просто более мощный фальшивый сигнал GPS... Например, так Иран угнал американский беспилотник Sentinel и посадил его на свой аэродром. Тут я не удивлён совершенно - советские, а теперь советско-российские разработки инерциальных и топографических систем всегда на голову, и даже на две превосходили НАТО'вские, и до сих пор превосходят. Но НАТО доверяет только GPS.
И в системах РЭБ советско-российские разработки также на две головы впереди американских.
Чему свидетель Дональд Кук, которого "почесали" РЭБ Хибины с борта Су-24, и полный пиздец пришел хвалёной системе Иджис.
При автономной работе у военного беспилотника должны быть отключены все приемники и передатчки, включая GPS/ГЛОНАС, координаты он должен сам получать иными способами, иначе качественная РЭБ его может прикончить без единого выстрела.
5. Управление по радиоканалу. У вояк другие частоты и мощности, а сигнал передаётся одновременно как с частотной, так и с амплитудной модуляцией на спектре в псевдослучайной последовательности с шифрованием.
В целом, это проблема для противника... Если нет очень мощной системы слежения за эфиром (у НАТО например, традиционно на кораблях, ибо весят много), то даже сам факт наличия управляющего сигнала очень сложно обнаружить на фоне естественного шума эфира.
6. Беспилотник может работать в управляемом режиме очень далеко за возможностями передатчика управляющего центра. Там, куда радиосигнал не добивает, слишком далеко, но он, тем не менее, управляется этим радиосигналом.
Как? Просто. Между ним и Центром посередине висит такой же беспилотник, который тупо работает ретранслятором сигнала. Так может быть выстроена цепочка из многих взаимных ретрансляторов, и область действия беспилотников от Центра Управления может быть неописуемо огромной. Будет работать как сеть взаимных ретрансляторов, помогающих друг другу держать связь с Центром. Настолько, что даже потеря одного-двух беспилотников никак не скажется на всей цепочке в сети, просто сигнал пройдет пойдёт по другому пути через ретрансляторы.
7. Радиолокационная система определения координат. Это похоже на триангуляцию см. ссылку, только третий источник сигнала не нужен, поскольку априори известно по какую сторону двух вышек беспилотник находится.
Источником могут быть любые две вышки в разных концах фронта, передающие сигнал на любой частоте. Но если будут дополнительные источники сигнала на "глупых" частотах это увеличит метровую точность при триангуляции.
8. Термитный шнур на электронике на случай суицида. Если процессор поймёт, что его одолела вражеская РЭБ, либо из определенной, никому не известной радиочастоты поступит сигнал, то термитный шнур поджигается и физически выжигает и уничтожает всю электронику и все мозги беспилотника, у врага окажутся только внешний корпус и угольки внутри.
9. Если мозги беспилотника поняли, что они атакуются и вводятся в заблуждение чужой РЭБ, или он напрямую атакован РЭБ (белый шум очень высокой мощности, забивающий вообще весь эфир), то управляемый беспилотник отключает все внешние каналы связи, становится неуправляемым, и возвращается на точку старта в режиме автопилота, пользуясь независимыми системами: инерциальной, топографической, или радиолокационной, или их сочетаниями.
10. Гораздо больше номенклатура внешнего "обвеса" военного беспилотника. Это не просто камеры по типу GoPro. Есть и другие камеры оптического диапазона, но более приспособленные к специфичным армейским условиям с нужными объективами. Есть камеры инфракрасного диапазона (а это уже супердорогой сегмент).
Есть оптикоэлектронные камеры (а как они работают это вообще гос.тайна). Есть целеуказатели на определенной частоте когерентного лазера, для наведения управляемых боеприпасов в точку.
И прочее, например радары или лидары.
11. Внешняя подвеска для несения ударной ракеты, и инфраструктура обеспечивающая её пуск.
12. Много всего еще. Но это уже не так интересно, и я печатать устал.
Проблема в совокупности взаимоисключающих характеристик, описанных выше. Собрать по совокупности эффективный военный аппарат в десятки раз сложнее, чем любой гражданский.
UPDATE: Да, забыл моё самое любимое - самолёт 6-го поколения будет беспилотником. И это хорошо, поскольку сам пилот, его катапультируемое кресло, системы жизнеобеспечения, приборы навигации весят непозволительно много, да еще и перегрузок боятся.