Революція, яку Україна проґавила: чому оптоволоконні дрони змінюють все на полі бою
Російські військові почали активно використовувати на полі бою маленькі квадрокоптери, які майже неможливо знешкодити. Вони базуються на доволі старій технології передачі інформації по оптоволокну, яка, проте, неочікувано отримала “нове дихання” на полі бою в російсько-українській війні.
Відеозаписи ураження української техніки і військових російськими FPV-дронами на оптоволокні почали з’являтися наприкінці літа. Вже восени такі кадри російській Z-пабліки в Телеграмі публікують майже щодня.
Найчастіше такі безпілотники використовуються в Курській області, але є також зафіксовані випадки їх використання на Донеччині і в Запорізькій області.
Російські джерела найчастіше вживають таку назву оптоволоконного дрона як “Князь Вандал Новгородський”. Це виріб від науково-промислового центру “Ушкуйник” з Великого Новгорода.
Його вперше застосували в бою 13 серпня цього року на Курщині. З того часу дійсно з’явилися десятки, чи навіть сотні фото і відеопідтверджень влучання “Вандала” в українські танки, бронемашини і бліндажі.
Очільник компанії, що виробляє “Вандал”, Олексій Чадаєв називає технологію його роботи “революційною”.
“Зараз вже є статистика з майже тисячі застосувань. Вона дуже непогана: один-два обриви на 10 пусків, знижуватимемо цей показник. Далі все залежить від оператора. Так, дрон важкий, неповороткий, оскільки несе на собі і котушку, і бойову частину. Але, якщо пристосуватися, дуже точний”, – сказав він в інтерв’ю ТАСС.
Що ж такого “революційного” в цій розробці?
Новий-старий винахід
Для керування таким дроном, тобто передачі інформації від оператора до самого безпілотника, використовується не радіохвиля, а світловий промінь, що йде по спеціальному надтонкому кабелю зі скла.
Ідею передавати інформацію за допомогою світлових хвиль фізики придумали майже 170 років тому у вікторіанській Англії. Британський фізик Джон Тіндалл провів експеримент, під час якого передавав світло вздовж струменя падаючої води, демонструючи передачу сигналу шляхом повного внутрішнього відображення.
Однак технології для практичного втілення цих ідей з’явилися лише в 1930-х роках.
В 1934 році американський інженер Норман Френч отримав патент на оптичну телефонну систему, мовні сигнали у якій передавалися з допомогою світла по стрижнях з чистого скла. Через 20 років американська компанія вперше використала термін “волоконна оптика” (fiber optics).
Ще через 20 років компанія Rediffusion розгорнула першу комерційну оптоволоконну систему для передачі аналогових телевізійних сигналів.
З того часу почалося комерційне поширення оптоволоконних систем зв’язку.
Щоправда, його відразу ж спробували використати і у військових цілях.
В 1973 році військово-морські сили США вперше впровадили волоконно-оптичну лінію на борту корабля Little Rock. В СРСР перші волоконно-оптичні лінії зв’язку на кількох об’єктах з’явилися наприкінці 1980-х.
Згодом в інших країнах популярності набуло застосування таких технологій в протитанкових комплексах (ПТРК). Тут можна згадати ізраїльський Spike і його німецьку модернізовану версію Mells, які мають можливість корегувати політ ракети за допомогою оптоволокна, що до неї приєднане. Дальність дії такої зброї – до 4-5 км.
Який принцип дії оптоволокна
Все звучить доволі просто: електричний сигнал на одному пристрої через спеціальний конвертер перетворюється на світло, яке рухається по кабелю до іншого приймача, де знову конвертується в електросигнал.
Джерелом цього світла є напівпровідниковий мікролазер або світлодіод. Кодування здійснюється за рахунок зміни інтенсивності світла. Передача інформації таким способом нижче швидкості світла (це пов’язано з потужністю мікролазерів і заломленням променів), але все одно значно вища, ніж інші способи.
Перервати такий зв’язок можна лише фізично, наприклад, сильно пошкодивши оптоволоконний кабель.
На практиці це виглядає так, що дрон літає немов прив’язаний до тоненької ниточки, інший край якої міститься на пульті оператора. Ця оптоволоконна нитка поступово розкручується з котушки, що приєднана до квадрокоптера.
Це кардинально відрізняється від того, як зараз працюють дрони на фронті. Інформацію з пульта керування вони отримають за допомогою радіохвиль.
Встановивши радіоперешкоди на певній частоті, на якій працює дрон, можна його нейтралізувати. Це власне основне завдання засобів РЕБ (радіоелектронної боротьби).
Минулі три роки повномасштабної війни характеризувалися постійним протистоянням РЕБу і дронів. Виробники FPV переходили на нові діапазони частот, радіоелектронщики мусили оперативно на це реагувати. Така “війна частот” могла тривати ще дуже довго.
Безпілотники на оптоволокні кардинально змінюють все.
Відтепер жоден РЕБ або інший засіб електромагнітної взаємодії не матиме жодного впливу на смертоносні дрони. Треба терміново шукати абсолютно нове рішення, вважають фахівці.
Найприкріше для України, що першою цей революційний крок мала зробити саме вона, а не противник: всі передумови для цього були, наголошують фахівці з галузі.
Дрони “без перспективи”
“Перший такий дрон був розроблений нами – увага – півтора року тому!” – юний український інженер Максим Шеремет, що очолює організацію “Дронарня”, не приховує свого обурення.
Дійсно, ще в березні 2024 року в ЗМІ вийшли публікації про його винахід – дрон на оптоволокні під назвою “Бандерик-Стрічка”.
У цього першого зразка був тактичний радіус дії близько 1 км, час у повітрі 15 хв, а нести він міг до 3 кг корисного навантаження.
Минулого року “Бандерик” успішно пройшов державні випробування міністерства оборони, але в серію так і не пішов. Винахідник каже, що військове керівництво заявило йому про “неактуальність” цієї технології.
“Нам сміялися в обличчя і казали, що це не актуально, це не має права на життя. Вони казали: навіщо нам таке, якщо вже є дрони, які і так літають?”.
Його слова підтверджує відомий український фахівець та консультант у галузі військових радіотехнологій Сергій Бескрестнов (позивний “Флеш”).
“Перші польоти на оптоволокні показали військовим наші українські хлопці ще 2022 року. Інтересу це рішення тоді не викликало”, – повідомив він.
Вже в поточному році мінімум дві групи українських розробників взялися знову за цю тему і довели свої вироби до потенційної готовності до серії, додав “Флеш”.
“А в серію і в масове застосування по фронту виріб запустив противник. На жаль, це тренд всієї війни. Ми перші придумуємо, вони швидше масштабують”, – додав він.
Бескрестнов також повідомив, що після початку активного застосування росіянами оптоволоконних дронів до нього звернувся “офіцер з генштаб ЗСУ” з проханням “терміново придумати щось проти цих дронів”.
Але саме з винаходом засобів протидії цим невразливим безпілотникам і є головна проблема. Готового рішення станом на зараз не має жодна зі сторін.
ВВС Україна направила запит до генштабу ЗСУ щодо підтвердження інформації про проблеми з прийняттям на озброєння оптоволоконних дронів.
Плюси й мінуси дронів на оптоволокні
“Можна називати ці (оптоволоконні, – Ред.) дрони весільними, хобійними, туристичними, кухонними, чи “ниточними”. Але той, хто хоч раз в житті бачив успішне застосування ударних дронів – розуміє, наскільки це серйозна зброя в правильних руках”, – закликає волонтерка і очільниця “Центру підтримки аеророзвідки” Марія Берлінська.
Щоправда, не усі вважають оптоволоконні дрони дійсно “революційним проривом” в цій війні.
Експерт інформаційно-консалтингової агенції Defense Express Іван Киричевський, каже, що використання оптоволоконного кабелю – це лише один з можливих шляхів еволюції безпілотників.
“Наявність оптоволокна не додає йому плюс 100500 балів до ударної можливості, не робить його бойову частину більш потужною і не робить його невразливими для збиття, наприклад, з дробовиків”, – каже він ВВС Україна.
За його словами, зараз обидві сторони експериментують з різними модифікаціями БПЛА – встановлюють оптоволокно чи машинний зір і виявляють, що краще працює в умовах реальних бойових дій.
Точність влучання дрону, наголошує Киричевський, багато в чому залежить не тільки від стабільності його управління, але й від аеродинамічних характеристик апарату і майстерності оператора.
Тому говорити про “революційність” давно відомої технології, на його думку, передчасно.
“Це прояв стандартних емоційних гойдалок в українців. То ми сміємося з росіян, то, навпаки, надаємо якусь неймовірну силу їхньому озброєнню, – каже він. – А це просто черговий виток у розвитку технологій і озброєння”.
Що стосується конкретних зауважень, то експерти звертають увагу на три ключових обставини.
По-перше, це маневровість дрона. Дійсно, виглядає так, що БПЛА, “прив’язаний” на тоненькому шнурочку до оператора, є дуже крихкою конструкцією, і будь-який стовп чи дерево легко його нейтралізує. Тому, мовляв, літати такий апарат може лише не короткі відстані і лише вздовж доріг, щоб не було фізичних перешкод.
Інженер Максим Шеремет, який неодноразово керував таким дроном, називає це твердження “нісенітницею”.
За його словами, кабель під час польоту сам поступово розмотується і спокійно лягає зверху на дерева чи інші перешкоди. Обірвати його дуже важко. Єдина засторога – не бажано різко розвертатися чи знижуватися, а потім підійматися, щоб не перекрутити оптоволокно.
“Керувати FPV на оптиці набагато легше. Тому що в оператора не пропадає зображення, нема потреби в навичках пролітати зоною РЕБ, нема потреби розуміння принципів радіогоризонту”, – додає він.
Друга причина для скепсису експертів – це висока вартість оптоволокна. Дійсно, каже Шеремет, це було однією з головних пересторог українського генштабу, коли він казав про “неактуальність” оптоволоконних дронів.
Станом на минулий рік лише котушка на 10 км з таким кабелем вартувала близько 3 тисяч доларів. Це майже в 10 разів дорожче за звичайний маленький FPV-квадрокоптер.
Але, наголошує очільник “Дронарні”, зараз порядок цифр на вартість оптоволокна суттєво змінився. Це пов’язано з великою кількістю китайської продукції на ринку і з початком його виготовлення вже в Україні.
Зараз, каже Шеремет, вдалося знизити ціну з 3 тисяч до лише 100 доларів. В такому випадку вартість готового БПЛА буде близько 1 тисячі доларів.
І нарешті третя претензія до оптоволоконного дрона – це невелике корисне навантаження, яке він може нести. Ця проблема насправді існує, оскільки такий БПЛА окрім боєприпасу ще має нести на собі доволі важку котушку з кабелем.
Така котушка на 10 км важить близько 1,2 кг, а на 15 км – близько 2 кг. Таким чином 10-дюймовий FPV дрон, що має корисне навантаження 3-4 кг, зможе взяти “на борт” невеликий боєприпас вагою близько 1,5 кг.
Але, по-перше, чим більше дрон, тим більше корисне навантаження, а по-друге, навіть такий боєприпас може завдавати серйозних уражень техніці, враховуючи, що БПЛА атакуватиме ціль безперешкодно, а оператор постійно бачитиме противника на відео високої якості, яке забезпечує оптоволокно.
Як протидіяти
Як нейтралізувати оптоволоконний БПЛА – питання відкрите. “Протидія таким дронам – це одна з найактуальніших і найсерйозніших тем, над чим ламають голову всі виробники”, – каже інженер Максим Шеремет.
Опитані ВВС Україна експерти вказують на такі варіанти розв’язання складної задачі.
По-перше, щоб знищити безпілотник, його треба спочатку виявити.
Стандартні засоби радіоелектронної розвідки (РЕР) тут безсилі, оскільки, очевидно, такий дрон і пульт керування ним не використовують радіозв’язок.
Залишаються інші способи виявлення. Найпростіший – візуальний, тобто оптична детекція. Для цього можна встановити на бронетехніку спеціальні модулі з відеокамерами, які будуть в постійному режимі виявляти такі об’єкти в небі.
По-друге, є вірогідність виявлення цих дронів за допомогою ультразвукових чи інфрачервоних сенсорів. По-третє, ці безпілотники може виявити акустичний сенсор.
Однак це все лише “сирі ідеї”, які потребують ретельного опрацювання і найголовніше – практичної перевірки на полі бою.
Другий аспект нейтралізації оптоволоконного дрона – це безпосередньо його знищення. Тут все водночас зрозуміліше, але й складніше в реалізації.
Вочевидь, єдиний шлях завадити ураженню – це збити такий дрон після виявлення при наближенні до цілі. Для цього можуть бути використані сіткомети, які вже інколи застосовують на полі бою обидві сторони, а також дробовики з картеччю.
Ще варіант – натягувати над позиціями і місцями стоянки техніки спеціальні непомітні сітки, наприклад з міцної лески. Безпілотник заплутається в ній і може передчасно здетонувати чи впасти.
В будь-якому разі вже зараз держава і найкращі технологічні уми України мають терміново працювати в напрямку створення власних оптоволоконних БПЛА, каже Максим Шеремет. На його думку, наступний рік може стати революційним проривом в застосуванні саме такої техніки на полі бою, як колись в 2022-23 роках сталося з FPV-дронами. Спочатку їх не сприймали серйозно, а зараз вони стали ледь не основою зброєю і їх використання вже рахується мільйонами з обох сторін.
Безпілотники на оптоволокні – це ще більш смертоносна зброя. Насамперед через те, що проти неї досі нема “протиотрути”.
На заставці: БПЛА НСХ німецької компании НІGНСАТ
