Волоконно-оптические беспилотные летательные аппараты - "меч обоюдоострый" на поле боя - преимущества, противодействия и будущие проблемы

В вооруженных конфликтах в некоторых горячих точках мира особый вид техники постепенно становится центром внимания на поле боя - оптоволоконный БПЛА. Он не только привел к увеличению числа поврежденных целей, но и его уникальные технические характеристики сделали его «обоюдоострым мечом», привлекающим внимание всех сторон. Он не только захватывает тактическую инициативу благодаря своим основным преимуществам, но и сталкивается с множеством контрмер из-за присущих ему недостатков.

В отличие от традиционных БПЛА, управляемых электромагнитными сигналами, прием команд и передача данных оптоволоконных БПЛА полностью зависят от оптоволоконного кабеля, буксируемого за самолетом. Этот, казалось бы, тонкий кабель, является ключевой опорой для его боевой эффективности: оптические сигналы распространяются замкнутым образом внутри оптоволоконного кабеля, практически не подвергаясь внешним электромагнитным помехам. Пока оптоволоконный кабель не оборван и не поврежден, между оператором и БПЛА может быть установлен безопасный, стабильный и скрытый информационный канал.

С точки зрения практической боевой ценности, эта функция «отсутствия электромагнитного излучения» имеет большое тактическое значение - она может эффективно избежать подавления вражеского оборудования радиоэлектронного подавления и поддерживать боевые возможности в сложных электромагнитных условиях; в то же время, характеристика отсутствия излучения электромагнитных сигналов наружу также значительно снижает вероятность обнаружения вражескими системами электронного обнаружения. Можно сказать, что причина, по которой оптоволоконные БПЛА появились и привлекли все больше внимания на поле боя в последние годы, заключается именно в существовании этой «линии безопасности», что делает их скрытность и помехозащищенность намного превосходящими традиционные БПЛА.

«На каждое копье найдется щит». За преимуществами, приносимыми оптоволокном, скрываются и неизбежные недостатки. Поскольку оптоволоконные БПЛА добились частых успехов на поле боя, идеи контрмер различных сторон, нацеленные на их слабые места, постепенно стали ясными, и ядром этих контрмер является именно оптоволокно, от которого они зависят - можно сказать, что «они преуспевают благодаря оптоволокну и терпят неудачу из-за оптоволокна».

Оптоволоконные кабели отражают видимый свет при определенных условиях освещения (например, при солнечном облучении), и эта физическая характеристика была подтверждена как фатальный недостаток в реальном бою. Были предыдущие боевые случаи, когда одна сторона зафиксировала траекторию кабеля, буксируемого БПЛА, наблюдая отражение оптоволоконного кабеля при солнечном свете, а затем «следила за лозой, чтобы найти дыню», чтобы определить местонахождение оператора БПЛА позади.

Основываясь на этом недостатке, был первоначально сформирован целевой план контрмер: путем развертывания высокоточных фотоэлектрических датчиков в нескольких направлениях для создания сети визуального мониторинга, охватывающей поле боя, используя датчики для захвата слабых оптических сигналов, отраженных оптоволоконным кабелем, а затем объединяя анализ траектории для обратной блокировки позиции оператора. С точки зрения тактической ценности, атака на опытного оператора оказывает гораздо большее влияние на ситуацию на поле боя, чем сбивание БПЛА, который можно быстро пополнить. Эта идея контрмеры «атаковать источник» может коренным образом ослабить боевые силы вражеских оптоволоконных БПЛА.

Хотя оптоволоконные кабели тонкие, увеличение длины напрямую приводит к двум основным проблемам: во-первых, увеличивается риск несчастных случаев. В сложных условиях, таких как леса, горные районы и районы с плотной высотной застройкой, оптоволоконные кабели очень вероятно будут перерезаны ветками деревьев и краями зданий или запутаются с препятствиями, что приведет к потере управления БПЛА; во-вторых, ограничения по весу и эксплуатации. По мере увеличения длины оптоволоконного кабеля объем и вес барабана для хранения оптоволоконного кабеля также увеличиваются одновременно, что еще больше ограничивает летные характеристики и выносливость БПЛА.

Ограниченные этим, дальность буксировки современных оптоволоконных БПЛА обычно ограничена, в основном в пределах от 5 до 10 километров. Эта характеристика напрямую уменьшает диапазон активности оператора - чтобы обеспечить управление БПЛА, оператор обычно не остается далеко от зоны боевых действий БПЛА. Основываясь на этом, сторона контрмер сформировала тактическую логику «сначала найти БПЛА, а затем оператора»: сначала использовать радары борьбы с БПЛА, оборудование электронного обнаружения и т. д., чтобы зафиксировать положение БПЛА, затем провести интенсивную разведку в окрестностях, чтобы исследовать место укрытия оператора, и, наконец, добиться «полного уничтожения».

Вес оптоволоконного кабеля напрямую влияет на полетную нагрузку БПЛА: если вы хотите расширить радиус действия миссии, вам нужно нести более длинные и больше оптоволоконных кабелей, что приведет к увеличению общего веса БПЛА, а затем заставит пропеллеры и двигатели работать на более высокой мощности, генерируя более очевидный шум.

В ответ на этот недостаток соответствующие предприятия начали разрабатывать технологии акустических контрмер: путем развертывания микрофонных решеток, состоящих из нескольких микрофонов, для захвата характерного шума, создаваемого двигателями и пропеллерами БПЛА, а затем объединения передовых алгоритмов для анализа и идентификации шумовых сигналов, точного определения местоположения оптоволоконного БПЛА и обеспечения поддержки для последующего перехвата.

В дополнение к специальным контрмерам, нацеленным на оптоволокно, традиционные технологии борьбы с БПЛА также эффективны против оптоволоконных БПЛА. Например, сети против БПЛА. Были предыдущие боевые случаи на поле боя, когда оптоволоконные FPV (вид от первого лица) БПЛА пытались атаковать бронетехнику, но были «захвачены живыми» сетями против БПЛА, развернутыми другой стороной - этот метод физического перехвата может напрямую избежать преимущества оптоволоконных БПЛА в борьбе с электромагнитными помехами и принципиально помешать им выполнять задачи атаки.

В долгосрочной перспективе, как и все оружие и оборудование, оптоволоконные БПЛА находятся в динамическом балансе «усиления преимуществ» и «компенсации недостатков»: с прогрессом материальных технологий более легкое и износостойкое оптоволокно может еще больше расширить их боевой радиус; модернизация технологии шумоподавления также может снизить риск акустического воздействия. Однако в то же время технологии контрмер также развиваются синхронно - более высокоточные фотоэлектрические датчики, более чувствительные системы акустического обнаружения и более умные алгоритмы перехвата - все это принесет новые вызовы оптоволоконным БПЛА.

В будущем путь оптоволоконных БПЛА на поле боя, несомненно, будет неровным. Они могут еще больше расширить свою тактическую ценность за счет технологических итераций или попасть в «узкое место боевой эффективности» из-за модернизации средств контрмер. Но что несомненно, так это то, что это специальное оборудование, которое «преуспевает благодаря оптоволокну и терпит неудачу из-за оптоволокна», по-прежнему будет играть незаменимую и важную роль в будущих боевых столкновениях.