Атакующие дроны и системы противодействия им - обзор

Экология жизни. Под атакующими БПЛА принято понимать большие, вооружённые ракетами аппараты, истребляющие ближневосточное население во имя добра. Тем не менее, даже кустарно собранный дрон из доступных к свободной покупке комплектующих может эффективно применяться как оружие.

Под атакующими БПЛА принято понимать большие, вооружённые ракетами аппараты, истребляющие ближневосточное население во имя добра. Тем не менее, даже кустарно собранный дрон из доступных к свободной покупке комплектующих может эффективно применяться как оружие. В ряде случаев он даже эффективнее «профессиональных» способов атаки — от внезапно рухнувшего на голову квадрокоптера, заряженного пластидом с гайками, не спасут даже самые обученные телохранители и самые высокие заборы. В этой статье я сделаю небольшой обзор известных мне атакующих систем и способов атаки, а также способов защиты и противодействия им, исключительно с мирной целью предостережения потенциальных жертв. 

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА, БЛА или, в западной литературе, «дроны») появились в мирной жизни относительно недавно, но уже плотно вошли в неё. На них устанавливают камеры и снимают с воздуха свадьбы и мероприятия (летающие камеры), по установленной на борту камере летают в качестве развлечения (FPV полёты)[1], рынок наполнен дешёвыми радиоуправляемыми вертолётами и самолётами с уже встроенной камерой. FPV-движение породило целую индустрию оборудования, предназначенного для облегчения управления авиамоделью вне прямой видимости. Это и качественные компактные видеокамеры, и мощные передатчики, способные транслировать видео на десятки километров, и телеметрии [2], и даже полноценные автопилоты с режимами возврата на точку взлёта, полёта по точкам маршрута и т.д. Лидером в производстве FPV оборудования является Китай, но не отстают США, Австралия и Россия, где работают кампании, производящие FPV оборудование и автопилоты собственной разработки. Компании Amazon и DHL в 2013 году официально объявили о намерении доставлять покупки с помощью БПЛА. Единственное, что их пока останавливает, это законы, запрещающие полёты не сертифицированных летательных аппаратов и БПЛА над городами, однако, компании обещают преодолеть это препятствие к 2015-2016 году (UPD: в марте 2015г. Амазон таки получил пробный сертификат от FAA). Перефразируя известное высказывание про компьютеры: «мы сейчас даже не представляем всех возможных областей применения БПЛА в будущем». 

Одной из таких неочевидных, на первый взгляд, областей, является, использование БПЛА как оружия. Речь идёт не об армейских боевых системах, применяемых с разной степенью успешности армиями мира уже много лет. Речь идёт об использовании «мирных» и доступных к покупке БПЛА и их компонентов как средства поражения слабо защищённых целей. 

Можно выделить 3 типа БПЛА такого рода. 

1. Камикадзе

Типичный камикадзе — мультикоптер, снабжённый зарядом взрывчатого вещества. Такой БПЛА способен сесть на крышу автомобиля, залететь за забор или в окно частного владения и произвести подрыв в нужной точке. Спастись от него практически невозможно — рано или поздно цель окажется в зоне досягаемости. Опасность такого типа БПЛА ещё и в том, что трудно отличить его от «летающих камер», упоминавшихся в начале статьи, применяемых, в том числе, папарацци (что тоже является, по своему, угрозой). Примечательно, что такое применение БПЛА было обыграно американскими сценаристами около года назад [3].

Второй тип камикадзе, известный автору, называется «пикировщик». БПЛА самолётной схемы барражирует над точкой предполагаемой атаки. Получив подтверждение цели, он пикирует, максимально набирая скорость и выходя в горизонтальный полёт напротив окна цели. У стекла, по сигналу контактного или дистанционного датчика, происходит отстрел крыльев и оперения и фюзеляж беспрепятственно проникает в глубь помещения, где и происходит подрыв. Возможна атака цели сверху, в этом случае отстреливаются только крылья, а хвостовое оперение используется для точного наведения на цель. 

2. Мул

В данном случае БПЛА используется лишь как носитель стандартного вооружения. Ещё в 80-х годах, в СССР, рассматривался проект связки ДПЛА «Пчела» и ПЗРК «Игла». ПЗРК подвешивался под ДПЛА и в таком виде комплекс мог осуществлять патрулирование сложных районов. Возможности «Иглы» резко возрастали как по высоте поражения цели, так и по зоне действия. 

Сегодня, полностью укомплектованный радиоуправляемый самолёт сравнимой с «Пчелой» грузоподъёмности можно купить в пределах пятисот долларов США в одном из множества интернет магазинов Китая с доставкой в любую точку мира. Ещё от 500 до 1500 долларов потребуется на автопилот, который удержит заданный курс и высоту. В итоге, получаем машину, способную сбивать как частные, так и пассажирские самолёты, особенно на этапах взлёта и посадки, при этом, не выдавая оператора. Конечно, пуск «иглы» будет фатальным для носителя, но цель будет достигнута с высокой долей вероятности. 

Существуют так же концепты с подвеской пистолета-пулемёта под мультикоптер (я знаю, что это монтаж, но идею отражает), бомбардировщики ручными гранатами и т.п. 

3. Искатель

Данный тип БПЛА предназначен для автоматического поиска и уничтожения какой-либо конкретной цели. Для этого БПЛА снабжается специальной аппаратурой поиска этого вида целей. 

Известный автору прототип предназначен для атаки вертолётов. БПЛА имеет три направленных микрофона. Высокооборотистые пропеллеры малого диаметра, используемые на БПЛА, создают шум значительно большей частоты, чем шум летящего вертолёта, который выделяется фильтрами. Задача БПЛА — выйти наперерез траектории полёта вертолёта с тем, чтоб последний «напоролся» на него. Поражаются, в первую очередь, пилоты, т.к. схема бронирования транспортного вертолёта подразумевает атаку снизу и под небольшими углами, верхняя полусфера почти всегда открыта. Испытания показали, что БПЛА надёжно находит вертолёт в воздухе и особенно эффективен ночью, когда пилоты предпочитают прямолинейные движения без резких маневров. Против гражданского вертолёта, не ожидающего атаки, такой БПЛА может эффективно применяться в любое время суток. В США, где законы о частной авиации существенно мягче Российских, множество бизнесменов и политиков используют частные вертолёты и легкомоторные самолёты для передвижения. Жители Нью-Йорка каждое утро наблюдают «налёт», а вечером «исход» целых стай таких машин из города. Это делает выгодным разработку такого рода систем поражения и любой из вертолётов может оказаться целью «искателя». 

Возможны и другие способы поиска цели, например, на основе систем распознавания изображений, где БПЛА определяет цель визуально. Автору известны такие прототипы, но их применение, пока ещё, затруднено. Тем не менее, учитывая скорость развития и миниатюризации микропроцессорной техники, доводка подобных систем — вопрос грядущего десятилетия.

Другие типы угроз

Стоит упомянуть такой вид угрозы, как угнанный БПЛА. В 2011 году Иран объявил о перехвате и принудительной посадке на своей территории американского разведывательного БПЛА RQ-170 Sentinel. По версии Иранцев, они скорректировали курс БПЛА в нужном направлении путём избирательной постановки помех для GPS. И, хотя США настаивают на версии аварии БПЛА, а не угона, факт наличия у Ирана своего исправного RQ-170 был, в итоге, ими признан. 

Доподлинно известно, что системы видеонаблюдения и передачи данных американских БПЛА, до недавнего времени, шифровались стандартными методами, либо вовсе не шифровались. 

«Как пишет Wall Street Journal, канал передачи данных с БПЛА в наземный центр управления является слабым местом беспилотников. Впервые об этой уязвимости беспилотников стало известно в 1990-х годах во время военной операции в Боснии. Пентагон был об этом предупрежден, однако принял решение ничего не предпринимать, поскольку посчитал, что местное сопротивление «никогда не узнает, как эту уязвимость использовать»».

Однако, узнали, и это позволило Иракцам несколько лет беспрепятственно перехватывать данные, передаваемые с различных БПЛА, используя свободно продаваемую аппаратуру и программное обеспечение. 

На фоне таких откровенных просчётов и недооценки противника, перехват управления БПЛА уже не выглядит задачей фантастической, а сводится к задаче инженерной. А это значит, что любой БПЛА, включая военные, снабжённые ракетным вооружением, теоретически, может быть направлен против любой нужной цели. 

Опасность представляют так же и компьютерные вирусы, факт инфицирования БПЛА Predator и Reaper уже был зафиксирован.

Сегодня на западе набирают популярность два противоборствующих движения. Одно занимается разработкой атакующих БПЛА и систем на их базе. К счастью, пока ещё это, в основном, относительно открытые кампании, планирующие в будущем продавать свои изделия и технологии армии и другим легальным военизированным организациям. Вторая сторона понимает, что подпольные разработки так же идут, а потому спешит представить на рынке противоядие и занять перспективную нишу. 

Способы защиты от атакующих БПЛА

На сегодняшний день уязвимым местом таких БПЛА (то есть БПЛА кустарной сборки) является широкое использование в конструкции доступных в свободной продаже компонентов для FPV. Говоря о телеметрии, видео- и информационных передатчиках, можно выделить стандартные диапазоны частот, такие как 900 МГц, 1.2 ГГц, 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц. Мощность передатчика значительна — от 200 мВт до 1500 мВт, что позволяет довольно точно и заранее определять приближение БПЛА или его присутствие в районе. Косвенным признаком присутствия (Д)БПЛА является также сигнал передатчика радиоуправления. Наиболее распространённые частоты на территории РФ, это 35-41 МГц [4] и, с недавнего времени, 2.4 ГГц. Возможно сканирование акустических и электромагнитных шумов. Большинство современных БПЛА используют электрические бесколлекторные моторы, потребляющие токи до 100А. Переключение обмоток мотора коммутатором создаёт специфический электромагнитный фон, детектируемый на дистанциях до 100м.

Интерес представляют и способы активного противодействия БПЛА. Обычное стрелковое вооружение малоэффективно против них, кроме того, опасно для окружающих и требует лицензии на приобретение в большинстве стран. Сюда же можно отнести проекты лазерного оружия — эффективного в плане поражения низколетящих малоразмерных целей, но не менее опасного в мирное время. Также известны проекты автоматических мин и зенитных пушек, засекающих пролёт БПЛА, определяющих высоту и выстреливающих осколочным снарядом с барометрическим датчиком. 

Среди разрабатываемых безопасных способов противодействия можно выделить следующие: постановка радиопомех, в том числе, против GPS/Глонасс приёмников, ослепление камер инфракрасными прожекторами, создание невидимых воздушных вихревых завес вдоль частных владений, в том числе «умных завес», включаемых внезапно по сигналам с датчиков и создающих направленный вихрь с целью опрокинуть и разбить нарушивший границы БПЛА, установка защитных сетей, даже создание специальных БПЛА для борьбы с БПЛА, например, путём сброса сетей или верёвочек на вражий дрон. 

Задача поиска и обезвреживания атакующих БПЛА – новое (в гражданской области) и всё более актуальное направление робототехники и безопасности, новый молодой рынок. С БПЛА, вооружёнными, пока ещё, только камерами, уже сегодня сталкиваются знаменитости и публичные деятели. Такой БПЛА залетал «в гости» даже к главе специального комитета по разведке сената США Диане Файнштейн, легко преодолев все кордоны безопасности. Простота построения таких БПЛА и доступность комплектующих делает их опасным оружием в умелых руках. 

Sr. Dikoy, Ph.D., AviaDevices LLC, Opa-locka, USA. 

Список источников

1. «First Person View (FPV) — вид от первого лица. Такой аббревиатурой называют одно из направлений радиоуправляемого авиамоделизма. В данном случае осуществляется не только управление авиамоделью по радиоканалу системы радиоуправления, но и приём с модели видео изображения по дополнительному видео-радиоканалу в режиме реального времени. Пилот, управляющий авиамоделью, видит изображение, получаемое с видеокамеры при помощи устройств отображения, такими как: монитор, телевизор, видео-очки.»: Wikipedia. 

2. «Телеметрия или OSD (On-Screen Display – отображение (информации) на экране) позволяет выводить на экран полетную информацию полезную для пилота(высота, направление, скорость, напряжение и ток потребления от бортовой батареи, расстояние до «дома» и многое другое). На основе этих данных может работать система стабилизации и автопилота.»: Wikipedia.

3. Сериал «Менталист», шестой сезон, вторая серия: mentalist-online: mentalist-online.net/online/6-season/2-seria-6-season.html 

4. Приложение 5 к решению ГКРЧ от 7 мая 2007 г. № 07-20-03-001 о частотах для радиоуправляемых моделей и игрушек.

Считаете ли вы, что необходимость защиты от дронов есть реальность завтрашнего дня?

• да
• нет
• меня это не коснется

Напишите свои ответы в коментариях.