Автономные БПЛА: ключевые отличия от «обычных» дронов, основные проблемы, связанные с их разработкой и применением, предполагаемые перспективы.

Израильский дрон-камикадзе Mini Harpy. Считается одним из наиболее «самостоятельных» БПЛА.

Количество военных беспилотников в последние годы постоянно увеличивается. Подобными машинами сегодня стремятся обзавестись все страны, располагающие собственными вооруженными силами. В то же время сами дроны становятся всё более разнообразными, но одно качество остается общим для всех военных БПЛА – это наличие дистанционного управления. Беспилотники не самостоятельны, действия их контролируются с земли, однако в скором будущем эта ситуация может в значительной мере измениться. Следует отметить, что в мирной жизни автономные «летающие роботы» используются уже сегодня.

Для чего это нужно

Применение «традиционных» средств противовоздушной обороны для борьбы с дронами порой оказывается неэффективным. Во-первых, беспилотные летательные аппараты могут быть очень маленькими и почти незаметными для радаров, а во-вторых, управляемые зенитные ракеты слишком дороги для того, чтобы тратить их на уничтожение подобных целей. Именно поэтому для нейтрализации БПЛА часто используется совсем иной метод, основанный на прерывании связи между «летающим роботом» и наземным пунктом управления.

Стоит только заглушить канал, по которому происходит обмен данными между дроном и его оператором – и беспилотник тут же оказывается беспомощным и практически бесполезным. Более того, всегда есть вероятность «переподчинения» БПЛА, перехвата управления, после которого противник сумеет по своему усмотрению либо принудительно посадить дрон, либо даже использовать его в собственных интересах.

БПЛА RQ-170 Sentinel, «плененный» ПВО Ирана.

Шифрование сигналов управления, использование узконаправленных антенн и прочие технические ухищрения снижают вероятность столь неблагоприятного развития событий, но не дают никаких гарантий. Об этом свидетельствует целый ряд инцидентов, происшедших в недавнем прошлом с американскими БПЛА.

Так, 21 февраля 2019 года иранским силам ПВО удалось нейтрализовать MQ-9 Reaper, который совершал разведывательный полет вблизи от иракско-сирийской границы. БПЛА совершил аварийную посадку, после чего военное командование США приняло решение уничтожить его, использовав для этого другой беспилотник. Почти сразу после этого представители Ирана опубликовали в Интернете ролик, из которого стало ясно, что мог быть нейтрализован и второй MQ-9 – по крайней мере, видеопоток, поступающий с его борта, был успешно перехвачен и дешифрован.

Ранее, в 2016 году иранцам удалось принудительно посадить на своей территории другой американский БПЛА – это был MQ-1 Grey Eagle. Но самым резонансным стал инцидент 2011 года, когда та же участь постигла сверхсекретный разведывательный RQ-170 Sentinel, принадлежавший ЦРУ. Первоначально официальные представители США вообще отрицали этот факт, затем заявили, что дрон рухнул на землю вследствие технических неисправностей, но после того, как Иран опубликовал фотографии и видеоролики, на которых демонстрировался неповрежденный RQ-170, «угон» пришлось признать.

Во всех перечисленных случаях против БПЛА использовалась система радиоэлектронной борьбы 1Л222 «Автобаза» российского производства. Этот комплекс подтвердил свою эффективность и в марте 2014 года, когда российским силам ПВО удалось принудительно посадить в Крыму американский разведывательно-ударный MQ-5B.

Развернутый комплекс РЭБ 1Л222 «Автобаза», многократно применявшийся против дронов.

Каждый подобный перехват чреват утратой самых разных военных секретов, не говоря уже о материальном ущербе и сорванной миссии. Неудивительно, что сегодня становится всё более актуальной концепция автономных БПЛА, которые могли бы действовать без связи с оператором. Разработка таких аппаратов, скорее всего, ведется весьма активно, но их создатели могут столкнуться с целым рядом весьма серьёзных проблем.

Основные элементы концепции автономности БПЛА

Строгого определения «полностью автоматического» дрона в данный момент еще не существует. В самом общем виде под этим подразумевается машина, которой не требуется какое-либо взаимодействие с людьми. Другими словами, такой БПЛА сам ставит себе боевые задачи, сам определяет цели для атак, сам заправляется топливом и боеприпасами, сам выбирает время полета и его маршрут. Разумеется, создать столь «умный» дрон сегодня нельзя, но это и не требуется. На практике вполне достаточно добиться самостоятельности БПЛА в рамках выполнения какой-либо одной миссии.

Многие современные дроны можно назвать «частично автоматическими». Без связи с оператором они действовать не способны, однако значительная часть рутинных функций осуществляется без вмешательства человека:

Выравнивание по трём осям в ходе полета.

1. Удержание заданной высоты.
2. Наблюдение за выбранным объектом и его сопровождение. Может подразумевать «зависание» в определенной точке, совершение кругового облета с определенным радиусом и другие маневры.
3. Взлет и посадка.
4. Возвращение на базу. Обычно выполняется при потере связи с пунктом управления.
5. Полет по заданному маршруту.

Израильский БПЛА IAI Heron после выполнения автоматической посадки.

Чтобы оценить, насколько самостоятельным является тот или иной беспилотный летательный аппарат, введены (пока неофициально) шесть уровней автономности. Определяются они следующим образом:

1. «Командный». БПЛА полностью контролируется оператором, к самостоятельным действиям он не способен.
2. «По запросу». Оператор полностью контролирует действия БПЛА, но у него есть возможность запросить у бортового компьютера «совет» по выполнению какой-либо операции.
3. «Консультативный». Электроника без дополнительных запросов, постоянно выдает оператору «советы» по управлению аппаратом.
4. «Поддержка». В этом случае «советы» дополняются предложением на автоматическое выполнение какого-либо действия. Оператор может дать разрешение на эту операцию.
5. «Прямая поддержка». Управление БПЛА осуществляет бортовая электроника, однако оператору сообщается о предстоящем выполнении следующего действия, и он может запретить эту операцию.
6. «Автомат». Оператор может лишь прервать работу бортового компьютера. Если он этого не делает, всё управление осуществляется без вмешательства человека.

Некоторые израильские беспилотники, например, IAI Harpy, достигли уровня четвертого или даже пятого уровня автономности еще в середине «нулевых» годов. В то же время американские ударные БПЛА (например, MQ-9 Reaper) лишь недавно освоили автоматический взлёт. Скорее всего, это связано с тем, что разработанные в США боевые машины являются гораздо более тяжелыми и мощными.

Проблемы реализации

X-47B – прототип перспективного ударного БПЛА, который предполагается принять на вооружение американской армии в 2030 году. Этот дрон называют «полуавтономным».

Ни одного ударного беспилотного летательного аппарата, который обладал бы последним, шестым уровнем автономности, в данный момент не существует. О гипотетическом «абсолютном дроне», способном самостоятельно ставить себе задачи, говорить и вовсе не приходится. Может показаться, что причина этого – недостаточный уровень развития информационных технологий или электроники.

Действительно, значительно продвинуться в деле создания искусственного интеллекта ученым не удается еще с 60-х годов прошлого века. Тем не менее добиться автономности в рамках выполнения какой-либо одной миссии это всё же не мешает. Решить проблему полностью автоматического управления можно следующим образом:

1. Составить как можно более полный перечень «состояний», в которых способен находиться БПЛА в ходе полета.
2. Создать алгоритм, в соответствии с которым должен действовать дрон в каждом из состояний.
3. Организовать постоянный циклический контроль положения БПЛА. Для этого, в частности, используется система бортовых датчиков. Возможности современной электроники позволяют «опрашивать» их до 32 тысяч раз в секунду, благодаря чему точно определяется «состояние» дрона и выбирается соответствующий алгоритм его поведения.

Собственно говоря, крылатая ракета, использующая во время своего полета инерциальную систему навигации или головку самонаведения на завершающем участке траектории, может рассматриваться как один из вариантов БПЛА с шестым уровнем автономности. Как известно, такие ракеты были созданы довольно давно (правда, затем их стали дополнительно оснащать приемниками сигнала от спутниковых навигационных систем, что снизило степень «самостоятельности» полета).

Полностью автономный сельскохозяйственный БПЛА, разработанный компанией American Robotics.

Более того, в сельском хозяйстве США уже сейчас активно используются винтокрылые дроны, которым практически не нужны люди. Эти машины инспектируют посевы, пролетая над ними по определенным маршрутам, а затем возвращаются в исходную точку, в которой осуществляется автоматическая перезарядка их аккумуляторов.

Что же мешает внедрению подобного подхода в войсках? Прежде всего – проблема корректного распознавания цели. Крылатые ракеты, такие как «Томагавк» или «Калибр», этим не занимаются, они просто летят в точку с заданными координатами. Ударные беспилотники и барражирующие боеприпасы действуют иначе – они должны вначале обнаружить противника и идентифицировать его. К сожалению, в прошлом операторы дронов не раз допускали ошибки, в результате которых гибли мирные люди. Если же задачу идентификации цели передоверить электронике, масштабы «сопутствующего ущерба» могут стать поистине катастрофическими.

Еще одна очевидная трудность – это необходимость хранения на борту БПЛА большого количества данных. Без этого компьютер не сумеет опознать цель, да и алгоритмы поведения в различных состояниях также нужно куда-то записывать. Конечно, современные носители информации компактны и легки, но их емкость отнюдь не безгранична. Кроме того, беспилотники, особенно дроны-камикадзе, нежелательно делать слишком дорогими.

Отдельного упоминания заслуживают юридические и этические проблемы, связанные с применением полностью автономных ударных БПЛА. Если сегодня в результате ударов с воздуха погибают гражданские люди, или наносится ущерб собственным войскам, то отыскать ответственных за это нетрудно.

Акция протеста возле Белого Дома после уничтожения беспилотником свадебной процессии в Йемене.

Но что будет в том случае, если убийцей выступит робот? Кто понесет наказание за случившееся? Эти вопросы остаются пока без ответов, а связанные с ними этические проблемы не имеют решения.

Перспективы «автономизации»

Будет ли и далее увеличиваться самостоятельность имеющихся на вооружении военных беспилотников, пока всё ещё неизвестно. Некоторые чиновники из Пентагона, комментируя эту проблему, высказывали сомнения в целесообразности применения полностью автономных аппаратов, указывая на то, что это чревато не только ошибочными ударами с воздуха, но и резким повышением аварийности БПЛА.

Кроме того, отмечалось, что глушение или перехват канала управления – это лишь один из способов «бесконтактной» нейтрализации дронов. Не менее губительным для беспилотников является возможное воздействие электромагнитного импульса, «выжигающего» бортовую аппаратуру. Этот метод борьбы с дронами неплохо проработан уже сегодня.

Вместе с тем достижение близкой к полной автономности может быть достигнуто благодаря концепции так называемого «роя дронов». Этот новый подход подразумевает, что вместо одного более или менее крупного БПЛА создается множество «нано-беспилотников», выполняющих задание коллективно, во взаимодействии друг с другом. «Разум» у таких дронов коллективный: поодиночке они летать не способны: какого-то центра принятия решений у них нет.

«Нано-дроны» Perdix

Первый экспериментальный сброс «роя» мелких БПЛА, названных Perdix, был осуществлен в сентябре 2014 года. Затем состоялась целая серия испытаний, причем запуски проводились с использованием различных самолетов-носителей (F-15, F/A-18 и другие). Интересно, что хотя на испытания допустили прессу, хороших снимков БПЛА Perdix сделать так и не удалось из-за их малых размеров и быстрого беспорядочного перемещения. Вес одного такого аппарата составляет всего 290 граммов.

Ролик, запечатлевший одно из испытаний «нано-дронов», был опубликован в Интернете:

Какое из направлений развития полностью автономных БПЛА возобладает – пока сказать трудно. Концепция «роя» пока еще не проработана полностью. Вместе с тем ясно, что большое количество мелких дронов могут в будущем стать серьезной проблемой для любых, в том числе и перспективных, систем противовоздушной обороны.