От дрона до системы: как строится современная сеть перехвата — эксперт
Перехватчики становятся быстрее, в частности, благодаря появлению решений с реактивными ускорителями. Автоматизация постепенно охватывает весь цикл перехвата — от запуска и выхода в сектор до обнаружения цели и окончательного наведения.
Все это чрезвычайно важные направления развития. Каждое из них повышает вероятность успешного перехвата отдельной цели. Но в ходе работы над Air Baby мы столкнулись с другим вопросом: приближает ли решение каждой из этих задач нас к созданию системы, способной качественно отражать массированные атаки?
Опыт показал, что не всегда. Основные сложности начинают возникать далеко за пределами самого перехватчика: в работе операторов, архитектуре управления, передаче видео и постоянной готовности к запуску.
Каждая из этих задач оказалась не менее важной, чем сам перехватчик. Именно поэтому постепенно наша работа начала выходить за рамки разработки дрона. Так начался путь от Air Baby к Lucky Lady. Не просто нового перехватчика, а сети перехвата.
Проблема № 1. Перехватчиков может быть сто. Операторов — нет
Если мы хотим развернуть десятки пусковых позиций вокруг города, операторы должны иметь возможность управлять ими дистанционно. В противном случае каждая новая позиция автоматически означает новый экипаж, новое рабочее место и дополнительный персонал.
Для расширения масштабов дроновой ПВО оператор должен иметь возможность работать на расстоянии десятков или даже сотен километров от перехватчика. На практике это означает управление через Интернет.
И именно здесь возникает следующая проблема.
Проблема № 2. Удаленное управление начинается с передачи видео через Интернет
Переместить оператора с позиции в центр управления гораздо проще на схеме, чем в реальной системе. На практике большинство перехватных позиций сегодня используют Starlink. Это одно из лучших доступных решений для удаленного управления, но даже оно уступает по стабильности оптоволоконному интернету.
Именно здесь возникает новый класс проблем. Для спутникового канала характерны колебания доступной пропускной способности и потери пакетов. Особенно заметными они становятся при передаче видео высокого качества.
Для оператора это означает не только ухудшение качества изображения. Потери пакетов могут приводить к кратковременным зависаниям видео, а в отдельных случаях — даже к откату изображения назад во времени во время работы алгоритмов восстановления потока.
Для крупных объектов, таких как грузовик, танк, здание или мост, такие проблемы могут оставаться практически незаметными. Для воздушной цели ситуация совершенно иная. На больших расстояниях оператор ищет небольшую точку на фоне земли. Любое ухудшение качества видео означает потерю мелких деталей, а любой замирание или откат изображения может привести к потере визуального контакта с целью в самый ответственный момент.
Все эти проблемы напрямую влияют на задержку между событиями перед камерой перехватчика и изображением, которое видит оператор. В отрасли эту характеристику обычно называют end-to-end latency.
Она включает весь путь видео: захват изображения камерой, обработку и кодирование, передачу по сети, декодирование и отображение на мониторе оператора. В зависимости от архитектуры системы такая задержка может составлять от нескольких сотен миллисекунд до нескольких секунд.
В ходе работы над Lucky Lady нам удалось сократить это время до 100−150 мс. Однако даже самый лучший видеоканал не устраняет фундаментальную зависимость системы от оператора и качества передачи данных.
Именно поэтому сегодня всё больше внимания уделяется автоматическому захвату цели, визуальному поиску и системам донаведения. Такие технологии позволяют частично или полностью исключить человека из отдельных этапов перехвата и уменьшить влияние проблем, связанных с качеством видео, задержками передачи данных и нестабильностью канала связи.
Однако такие системы все еще находятся на ранних стадиях технологического развития. Универсального решения, способного гарантированно работать днем и ночью, летом и зимой, при любых погодных условиях, пока не существует.
Но даже если проблема передачи видео решена, остаётся другой вопрос. Сколькими перехватчиками система способна управлять одновременно?
Проблема № 3. Архитектура управления во время массированной атаки
Даже если проблема передачи видео решена, остаётся другой вопрос. Сколькими перехватчиками система способна управлять одновременно?
Сто перехватчиков не имеют смысла, если система не способна задействовать их одновременно. Особенно в тех случаях, когда десятки целей одновременно попадают в сектор ответственности.
Представьте себе сеть Wi-Fi, в которой для каждого нового телефона нужно устанавливать отдельный роутер. Именно так сегодня выглядит значительная часть архитектур управления беспилотными системами.
- Один оператор
- Один дрон
- Одна наземная станция.
Фактически это одноканальная система управления. Каждая наземная станция способна работать только с одним перехватчиком одновременно.
Но проблема не исчезнет, если просто перенести оператора в центр управления. Наземные станции и перехватчики должны работать как элементы единой сети, где оператор взаимодействует не с отдельным перехватчиком, а со всей сетью перехвата.
Но как только система получает возможность использовать несколько перехватчиков одновременно, возникает новая проблема.
Где и как держать их в постоянной готовности к запуску?
Проблема № 4. Длительное боевое дежурство
Решение проблемы канальности открывает возможность одновременно использовать значительно большее количество перехватчиков.
Но вместе с тем возникает новый вопрос.
Где они должны находиться в ожидании цели? Даже если система остаётся одноканальной, перехватчики должны находиться в постоянной готовности к запуску. А с ростом количества каналов эта необходимость только усиливается.
Десятки или даже сотни перехватчиков должны быть размещены на позициях и готовы к немедленному применению. Поэтому перехватчик должен быть способен длительное время находиться на боевом дежурстве без участия оператора.
Это создаёт целый комплекс новых задач: долгосрочное хранение, контроль технического состояния, дистанционная подготовка к запуску и защита от дождя, снега, пыли, солнца и перепадов температур.
Не менее важными становятся вопросы логистики и скорости развертывания. Система должна позволять быстро наращивать количество позиций, перемещать их между районами ответственности и поддерживать готовность большого количества перехватчиков без пропорционального увеличения численности персонала.
Фактически речь идет уже не об отдельном перехватчике. Речь идет об инфраструктуре его постоянной готовности.
Именно эта задача становится следующим необходимым элементом любой масштабируемой сети перехвата.
От перехватчика до системы перехвата
В ходе работы над Air Baby мы всё чаще сталкивались с проблемами, выходящими далеко за пределы самого перехватчика.
Дистанционное управление, передача видео через Интернет, многоканальность, длительное боевое дежурство и готовность большого количества перехватчиков к запуску оказались не менее важными, чем характеристики самого дрона.
Каждая из этих задач относится уже не к уровню отдельного перехватчика. Они относятся к уровню системы.
Именно поэтому результатом нашей работы стал не только новый перехватчик Air Baby. Результатом стала система перехвата Lucky Lady. Система, которая объединяет перехватчики, операторов, наземную инфраструктуру, средства связи и автономные пусковые модули в единую сеть перехвата.
Потому что будущее перехвата определяется не только характеристиками отдельного дрона. Его определяет способность всей системы обнаруживать, сопровождать и одновременно уничтожать большое количество воздушных целей.