Informacje o produktach bezzałogowych z włókna optycznego

Na tle szybkiego rozwoju nowoczesnej technologii wojskowej, iteracja technologiczna i konfrontacja ofensywno-defensywna w dziedzinie UAV nieustannie napędzają innowacje w zakresie powiązanych produktów. Kiedy tradycyjne drony stają w obliczu licznych wyzwań w złożonych środowiskach elektromagnetycznych, drony światłowodowe wyłoniły się jako nowy rodzaj produktu. Wykazują one unikalność pod względem zasad technicznych i charakterystyki działania, a także pewne ograniczenia, zapewniając nowy kierunek i inspirację dla rozwoju w dziedzinie UAV.

W procesie szerokiego zastosowania technologii UAV, tradycyjne drony FPV (First-Person View) odegrały ważną rolę w rozpoznaniu, atakach i innych zadaniach ze względu na swoje małe rozmiary, dobre maskowanie i wysoką manewrowość. Jednak wraz z popularyzacją zastosowań UAV, środki zaradcze przeciwko UAV również są stale ulepszane, co sprawia, że tradycyjne drony FPV stają w obliczu wielu wyzwań.

Z jednej strony, ulepszenie technologii zakłóceń elektronicznych stanowi poważne zagrożenie dla systemów komunikacji i nawigacji tradycyjnych dronów FPV. Systemy walki elektronicznej mogą odcinać, zakłócać lub oszukiwać łącza komunikacyjne UAV, uniemożliwiając operatorom skuteczne sterowanie dronem, a tym samym utratę jego zdolności bojowej. Z drugiej strony, ciągłe ulepszanie sprzętu ochronnego przed atakami UAV również zmniejszyło efektywność operacyjną tradycyjnych dronów FPV.

Aby rozwiązać problemy takie jak zakłócenia elektroniczne i poprawić przeżywalność i efektywność operacyjną UAV w złożonych środowiskach, pojawiły się drony światłowodowe. Produkt ten przesyła polecenia i dane obrazu za pośrednictwem sprzętu światłowodowego, odchodząc od zależności od tradycyjnych sygnałów bezprzewodowego zdalnego sterowania i oczekuje się, że utrzyma stabilną wydajność operacyjną w złożonych środowiskach.

Drony światłowodowe są stosunkowo podobne do tradycyjnych dronów FPV pod względem podstawowej struktury. Główna różnica polega na tym, że są one wyposażone w większą ramę kadłuba i akumulatory o dużej pojemności, aby obsługiwać kilka kilogramów szpul kablowych uwalnianych podczas lotu. Ich promień działania wynosi zwykle od 2 do 20 kilometrów, a konkretny zasięg zależy od długości kabla światłowodowego.

Warto zauważyć, że zastosowanie światłowodów w platformach uzbrojenia nie jest nową koncepcją walki. Niektóre pociski od dawna są wyposażone w światłowodowe systemy naprowadzania komunikacyjnego, realizując dwukierunkową interakcję transmisji poleceń i zwrotu obrazu, zapewniając operatorom informacje z pola walki w czasie rzeczywistym i wspierając korekcję punktu celowania. Pojawienie się dronów światłowodowych jest rozszerzonym zastosowaniem tej technologii w dziedzinie UAV.

1. Silna odporność na zakłócenia elektromagnetyczne

   W środowisku z ostrą konkurencją w spektrum elektromagnetycznym, tradycyjne drony sterowane radiowo są podatne na tłumienie przez sprzęt zakłócający. Drony światłowodowe przesyłają dane za pośrednictwem kabli fizycznych, całkowicie unikając zagrożenia zakłóceniami elektromagnetycznymi i mogą utrzymywać stabilną komunikację w silnym środowisku tłumienia elektromagnetycznego, co czyni je niezawodnymi narzędziami rozpoznania i ataku w złożonych środowiskach elektromagnetycznych.

2. Doskonała wydajność transmisji danych

   Teoretyczna przepustowość światłowodu może osiągnąć poziom 100 Tbps, znacznie przekraczając limit komunikacji radiowej. Opierając się na tej zalecie, gdy drony światłowodowe są wyposażone w wysokiej rozdzielczości sprzęt optoelektroniczny, mogą przesyłać szczegółowe informacje o obszarze docelowym w czasie rzeczywistym. Współpracując z odpowiednimi systemami rozpoznawania obrazu, mogą szybko zakończyć klasyfikację celów, znacznie poprawiając zdolność do świadomości sytuacyjnej w czasie rzeczywistym i efektywność operacyjną.

3. Wysokie bezpieczeństwo sygnału

   Sygnały radiowe są łatwe do przechwycenia, co może prowadzić do odwrotnego pozycjonowania dronów. Komunikacja światłowodowa ma cechy izolacji fizycznej, zasadniczo eliminując ryzyko wycieku sygnału, skutecznie zapewniając bezpieczeństwo sygnałów sterowania UAV i zmniejszając prawdopodobieństwo zlokalizowania i zniszczenia stacji kontroli.

1. Ograniczona odległość transmisji i ograniczenia terenu

   Ze względu na ograniczenie nośności UAV, odległość transmisji światłowodu wynosi zwykle nie więcej niż 10 kilometrów, a kabel jest łatwo utrudniany przez teren. W złożonych środowiskach terenowych kabel może się zaplątać lub zostać przecięty przez krzaki, budynki itp., co skutkuje niepowodzeniem misji UAV lub nawet katastrofą. Jednocześnie kabel światłowodowy jest podatny na odbijanie światła w świetle słonecznym, co może ujawnić pozycję stacji kontroli.

2. Wysoki koszt i nie do zniesienia straty

   Koszt pojedynczego zestawu systemu UAV światłowodowego (w tym 10-kilometrowej szpuli światłowodowej) jest stosunkowo wysoki, około 6-8 razy wyższy niż w przypadku konwencjonalnego drona FPV. W scenariuszach misji o dużej intensywności, jeśli dron zostanie zestrzelony i wystąpią inne straty, przyniesie to wysokie straty kosztowe, a także wywrze dużą presję na wsparcie logistyczne.

3. Łatwość wykrycia i przechwycenia

   Ze względu na dodatkowe obciążenie szpuli kabla światłowodowego, śmigło drona światłowodowego musi zapewnić więcej mocy, co zwiększa jego sygnaturę hałasu, umożliwiając żołnierzom na pierwszej linii wykrycie jego śladu za pomocą macierzy mikrofonów i innego sprzętu. Ponadto jego cechy wizualne i specyficzne tryby lotu ułatwiają jego wykrycie i przechwycenie przez mobilny radar i inny sprzęt.

4. Słaba adaptacja do środowiska

   Ekstremalna pogoda ma duży wpływ na drony światłowodowe. W środowiskach o niskiej temperaturze światłowód może stać się kruchy i pęknąć, co prowadzi do znacznego zmniejszenia wskaźnika powodzenia misji. Jednocześnie, w warunkach miejskich lub polowych, przedmioty takie jak odłamki szkła i drut kolczasty mogą przeciąć światłowód, wpływając na normalne działanie UAV.

Aby przezwyciężyć powyższe wady, odpowiednie zespoły badawczo-rozwojowe aktywnie promują ulepszenia technologiczne dronów światłowodowych. Na przykład, opracowanie systemu samonaprawy kabla w celu automatycznego przełączania na linie zapasowe po zerwaniu światłowodu, poprawa stabilności systemu; próba połączenia komunikacji światłowodowej i radiowej w trybie dualnym, przełączanie na tryb transmisji bezprzewodowej w bezpiecznych obszarach w celu zwiększenia promienia działania. Ponadto zastosowanie najnowocześniejszej technologii światłowodowej również poczyniło pewne postępy. Zmniejszenie średnicy drutu do 0,2 mm przy jednoczesnym trzykrotnym zwiększeniu wytrzymałości na rozciąganie, takie przełomy technologiczne mają na celu zredefiniowanie trybu rozpoznania UAV w określonych scenariuszach.

Jako innowacyjny produkt w dziedzinie UAV, drony światłowodowe wykazały nie do zastąpienia wartość w scenariuszach zastosowań ze złożonymi sygnałami elektromagnetycznymi dzięki unikalnej metodzie transmisji łącza fizycznego. Nie tylko realizuje funkcje takie jak cichy atak elektromagnetyczny i transmisja obrazów w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym, rekonstruując logikę zastosowania UAV w złożonych środowiskach, ale także w rewolucyjny sposób poszerza taktyczne granice zastosowania UAV. Jednak problemy takie jak podatność jego kabli również doprowadziły do powstania odpowiednich środków zaradczych, promując ciągłą iterację technologii i taktyki w tej dziedzinie.