Creare roi. Următorul nivel al războiului autonom
Demonstratorul Kratos XQ-58A Valkyrie și-a încheiat primul zbor pe 5 martie 2019 deasupra site-ului de testare Yuma.
Forțele armate se străduiesc în mod constant să câștige superioritatea asupra adversarilor și, prin urmare, eforturi semnificative sunt direcționate către desfășurarea în masă a soluțiilor aeriene autonome „roiului”. Luați în considerare cele mai recente programe occidentale pentru a dezvolta vehicule fără pilot capabile să îndeplinească diverse sarcini, inclusiv recunoaștere și strângere de informații și lovituri de precizie.
Conceptul de a desfășura operațiuni de roi din aer, uscat și mare folosind multe sisteme „fără echipaj” este în prezent în curs de desfășurare, deoarece forțele armate din multe țări acordă o mare atenție desfășurării tehnologiilor autonome avansate pentru a învinge oponenții. Cu toate acestea, dezvoltarea unor astfel de tehnologii în acest moment se concentrează în principal pe roiuri aeriene și este puțin probabil ca acestea să poată avea un impact semnificativ asupra rezultatului operațiunilor militare pe termen scurt.
Cu toate acestea, desfășurarea roiurilor de platforme autonome aeriene, terestre, de suprafață și subacvatice obligă armata să rezolve problemele extrem de dificile de operare și finanțare a acestei tehnologii, în ciuda apariției ei relativ recente.
De exemplu, potrivit secretarului Apărării Gavin Williamson, vorbind la Institutul Regal pentru Cercetare în Apărare în urmă cu un an, Fondul de Transformare a Departamentului Britanic al Apărării „a fost însărcinat să dezvolte escadrile de roi de rețea. trântorcapabil să încurce și să uimească apărarea antiaeriană inamicului. Sperăm că tehnologia va fi gata pentru implementare până la sfârșitul acestui an.”
Înalții oficiali ai Comandamentului US SOF sunt de acord în principiu cu această poziție. „Setul de sisteme fără pilot care lucrează pentru o sarcină comună rămâne o parte integrantă a foii de parcurs a Comandamentului pentru conceptul său promițător „Aplicații speciale pentru medii speciale”, a spus managerul de program pentru vehicule de tip aeronave.
Comentariul său este în concordanță cu declarațiile Comandamentului despre modul în care tehnologia roiului ar putea sprijini „conștientizarea informațiilor tactice” a forțelor speciale într-o situație de luptă. Conceptul de comandă, denumit NGIA (Next Generation Information Awareness - Information Awareness of the Next Generation), prevede integrarea „senzorilor biometrici și tehnici la distanță, arhitectură avansată de date și materiale analitice pentru a completa mijloacele tradiționale de colectare a informațiilor pe teritoriul inamic. ."
Reprezentantul Comandamentului a explicat diferitele principii de utilizare în luptă, inclusiv modul în care roiesc drone decolarea și aterizarea verticală ar putea sprijini conceptul NGIA. Printre alte principii luate în considerare pentru utilizarea noii tehnologii în luptă se numără desfășurarea UAV-urilor dintr-o poziție înainte pentru a efectua recunoașteri vizuale, sonore și electromagnetice și, prin urmare, să nu pună în pericol forțele speciale, pentru a căror pregătire au fost cheltuite sume mari de bani.
El a vorbit, de asemenea, despre dorința Comandamentului de a crea un consorțiu de „cei mai buni parteneri industriali” capabili să dezvolte o soluție pentru aglomerarea UAV-urilor și să o pună în practică în următorii șase ani.
Aerovironment u Kratos a semnat un acord care prevede furnizarea de UAV Switchblade pentru diverși transportatori controlați de la distanță, inclusiv MQM-178 Firejet de la Kratos
Activitate continuă
Orice utilizare operațională a soluțiilor roi poate începe înainte ca conceptul NGIA să fie implementat. Agențiile guvernamentale americane implementează deja diverse programe care vizează utilizarea tehnologiilor strâns legate.
Programe precum OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics - ofensive tactics with swarm support) al Office of Advanced Defense Research DARPA, TOBS (Tactical Offboard Sensing - tactical external surveillance) al US Air Force și LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology) - tehnologie low-cost UAV roi) a Marinei SUA.
Conceptul TOBS se bazează pe aeronava de sprijin de incendiu AC-130J Ghostrider capabilă să lanseze mai multe UAV-uri ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) fabricate de Area-I în același timp pentru a furniza informații sistemelor de armament ale aeronavei de transport. despre ținte potențiale.
Forțele Aeriene ale SUA nu au putut oferi detalii cu privire la programul TOBS, dar surse din industrie au spus că dronele ALTIUS sunt echipate cu imagini termice și camere optoelectronice și o legătură de date, care oferă îndrumări către sistemul de arme a aeronavei Ghostrider. Conceptul TOBS permite aeronavei Ghostrider să tragă în ținte în cele mai dificile condiții meteorologice.
În proiectul US Air Force numit LOCUST, accentul se pune pe colaborarea a până la 30 de drone de tip aeronave Coyote în sprijinul colectării de informații, supravegherii, desemnării țintelor și misiunilor de recunoaștere. UAV-ul MIT Perdix este, de asemenea, considerat o platformă alternativă pentru programul LOCUST.
DARPA a organizat ultima sa demonstrație ca parte a proiectului OFFSET în iunie 2019. Conceptul OFFSET este de așteptat să poată asigura funcționarea în comun a până la 250 de UAV și integrarea vehiculelor terestre automate (AHA) într-o singură rețea.
Demonstrația din iunie de la Fort Benning, a doua dintre cele șase planificate, ilustrează conceptul unei rețele de drone și vehicule terestre care efectuează misiuni de recunoaștere în comunități cu structuri verticale înalte, străzi înguste și unghiuri mici de vizualizare. Potrivit DARPA, Lockheed Martin și Charles River Analytics au fost însărcinați de programul OFFSET să „arhitecteze un sistem roi sub forma unei aplicații de jocuri realiste încorporate în platforme fizice independente”.
Această activitate își propune, de asemenea, să definească „comportamentul adaptativ, complex, colectiv pentru a îmbunătăți schimbul de informații, luarea deciziilor și interacțiunea cu mediul, astfel încât UAV-urile să poată interacționa fără probleme, să se influențeze reciproc și să tragă concluziile logice potrivite”.
Între timp, potrivit Dynetics, antreprenorul general al proiectului Gremlins, a treia fază de dezvoltare a fost finalizată la sfârșitul anului 2019. Scopul proiectului este de a lansa dintr-o aeronavă de transport C-130 și de a returna acestuia un „turmă” de avioane Gremlin. Programul Gremlins, al cărui concept a fost dezvoltat de Biroul DARPA, prevede utilizarea de drone reutilizabile capabile să efectueze operațiuni aeriene dispersate într-un mediu de luptă complex.
Dynetics a spus într-o declarație că „Dronele Gremlin sunt lansate de la aeronave existente în afara razei de apărare aeriană inamice. Odată ce misiunea este finalizată, aeronava C-130 ia Gremlins înapoi la bord și îi transportă la bază, unde sunt rapid restaurați și trimiși înapoi la zbor.”
Programul include Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International și Kratos Unmanned Aerial Systems.
Soluții tehnologice
Potrivit directorului Kratos Steve Fendley, în viitor, sute, dacă nu mii de drone, vor putea lua parte la operațiuni de roi.
Fendley a descris modul în care roiurile de drone în viitor vor putea interacționa pentru a îndeplini un număr nelimitat de lovituri și sarcini defensive prin luarea deciziilor independente la „nivel de masă”.
„Fiabilitatea crește exponențial dacă aveți un număr mare de vehicule care îndeplinesc o anumită sarcină”, a explicat Fendley, observând că pierderea unuia sau mai multor UAV într-un roi mare de sisteme nu va afecta negativ misiunea.
„Roiul în sine și capacitățile sale de luare a deciziilor nu sunt legate de nicio aeronavă anume, așa că puteți pierde una sau mai multe drone și tot nu pierdeți capacitatea de a finaliza sarcina. Acest lucru este deosebit de important atunci când joci împotriva adversarilor în meciuri apropiate, unde numerele contează.”
Fendley a atras, de asemenea, atenția asupra faptului că roiurile de UAV-uri pot fi conectate în rețea prin comunicații prin satelit, ceea ce permite aeronavelor să facă schimb de date, dacă este necesar, dincolo de linia vizuală.
„În aer, aceste dispozitive în diverse scopuri schimbă toate informațiile disponibile între ele, adică fiecare dintre ele deține mai multe informații decât ar putea avea zburând independent. În consecință, capacitățile fiecărui element individual din roi sunt mult îmbunătățite.”
Dar potențialul dronelor roi nu a fost încă pe deplin realizat, în ciuda prezenței a „sute” de programe tehnologice în Statele Unite și alte țări.
Utilizarea inteligenței artificiale (AI) și a învățării automate în procesele de luare a deciziilor cu drone și furnizarea de distribuție și modificare a ciclurilor cognitive de luare a deciziilor sunt domenii care trebuie încă studiate cu atenție. Potrivit lui Fendley, „cercetarea în aceste zone este la mare căutare în acest moment”, dar majoritatea ecranelor roi trebuie să fie complet integrate și optimizate cu software-ul AI. Afișările roiului de drone de astăzi se bazează mai mult pe logică decât pe inteligență artificială.”
WB Electronics explorează potențialul pentru dronele și munițiile sale, inclusiv cele lansate din tubul Warmate.
În luna mai trecută, ca parte a foii de parcurs, Kratos a anunțat un parteneriat strategic cu producătorul de drone Aerovironment. Această colaborare are ca scop dezvoltarea conceptului de „Capacități integrate ale UAV-urilor tactice de înaltă performanță și rachetelor tactice”. Acesta prevede desfășurarea sistemului de rachete tactice Switchblade de la Aerovironment prin intermediul vehiculelor de transport fără pilot de mare viteză și mai mari, inclusiv drona MQM-178 Firejet a lui Kratos. Purtător Firejet de 3 metri lungime, creat inițial ca ajutor de antrenament integrat pentru cădere arme, este o copie redusă a dronei BQM-167A Subscale Aerial Target utilizată de Forțele Aeriene ale SUA.
Transportatorii alternativi includ și alte drone de atac Kratos: UTAP-22 Mako și XQ-58A Valkyrie.
Dezvoltat în 2015, vehiculul de lansare Mako, lung de 6,13 metri, este capabil să livreze roiuri de UAV-uri la fața locului și să își coordoneze acțiunile, să le corecteze sarcinile și să trimită informații către stația de control de la sol. La 23 ianuarie 2020, a fost efectuat al patrulea zbor de succes al vehiculului aerian fără pilot XQ-58A la terenul de antrenament Yuma. Testele au fost efectuate ca parte a programului demonstrativ de tehnologie Low Cost Attritable Strike Demonstrator (LCASD) al Laboratorului de Cercetare al Forțelor Aeriene din SUA.
În timpul testării, XQ-58A, o aeronavă multitasking și independentă de pistă, a îndeplinit toate sarcinile atribuite, inclusiv zborul la altitudine mare și colectarea datelor în condiții reale. Fendley a spus că primele zboruri ale transportatorului cu UAV Switchblade ar trebui să fie efectuate la începutul anului 2020.
O astfel de combinație ar putea îmbunătăți semnificativ eficiența operațională a rachetei Switchblade, care are o rază de acțiune maximă de 20 km atunci când funcționează în modul unic. „Atunci când este combinat cu un transportator, raza de acțiune a Switchblade va crește cu încă 270 km dacă doriți să returnați dispozitivul și cu 540 km dacă sunteți într-o misiune unidirecțională”, a spus Fendley, menționând că fiecare Firejet poate transporta până la patru Switchblade. „Roiurile tradiționale sunt mai ușor de implementat folosind sisteme mai mici și intenționăm să începem să trecem la concepte de roi cu Firejet.”
Capabilitati de roi
Kratos participă, de asemenea, la programul Gremlins al DARPA, care ar putea sta la baza a zeci de concepte de roi, inclusiv „desfăşurarea aeriană şi recuperarea pe scară largă a UAV-urilor”.
La sfârșitul anului 2019, Kratos și DARPA au efectuat primul zbor de la C-130, un transportator încă nedezvăluit, care este o soluție intermediară între vehiculele Firejet și 167A. Acest transportator nemarcat are aripi pliabile, permițându-i să fie transportat în magazia unui avion C-130.
După ce sarcina este finalizată, transportatorii se întorc înapoi la cala de marfă folosind o tehnologie care amintește de realimentarea în timpul zborului. Acest lucru permite aeronavei C-130 să se „acosteze” cu purtătorul pentru a-l returna în compartiment și a-l muta în suportul de depozitare pentru reutilizare.
Kratos dezvoltă, de asemenea, tehnologia Wolf Pak pentru operațiunile cu roiuri UAV. Ca parte a conceptului Wolf Pak, se studiază o tehnologie de comunicare care va permite multor sisteme de aer să fie conectate într-o rețea de înaltă frecvență și, prin urmare, să îmbunătățească calitatea schimbului de date.
Tehnologia Wolf Pak permite, de asemenea, roiului să se adapteze și să se reconfigureze într-o manieră descentralizată, permițând roiurilor de drone să zboare la o distanță predeterminată unul de celălalt. Acest software este dezvoltat la cererea unui client nedezvăluit din armata SUA. Nu au fost furnizate detalii suplimentare, deși experții din industrie sugerează că ar putea fi utilizat pentru a susține o serie de cerințe operaționale, de la recunoaștere până la achiziția țintei.
Software-ul Wolf Pak, aflat în prezent în evaluare de către client, operează pe legături în bandă ultra-largă care reduc semnătura electromagnetică a dronelor atunci când se utilizează o singură stație de control.
Kratos a spus că soluția Wolf Pak numește un „lider” care controlează de la distanță sau în mod autonom restul roiului. Sistemul este, de asemenea, redundant; funcționarea roiului nu este afectată de oprirea sau deteriorarea unei drone individuale. Fiecare UAV funcționează într-un roi pe propriul software integrat, care evită conflictele cu dronele și alte obstacole.
Potrivit lui Kratos, astăzi software-ul Wolf Pak este capabil să controleze până la 10 UAV-uri într-un singur roi. De asemenea, aeronavele se pot deconecta de la rețea pentru anumite operațiuni, după care se pot conecta din nou la roi. Fendley a spus:
„Wolf Pak vă permite să integrați rapid grupuri de UAV-uri pentru a lucra împreună, deși nu include AI sau funcții de luare a deciziilor. Nu folosim Wolf Pak astăzi, totuși, a fost creat un sistem prototip pentru a înțelege cum ar putea funcționa conceptul. Programul nu include un canal de comunicație criptat, dar este nevoie de un sistem securizat în aceste zile pentru a efectua supravegherea într-un mediu de luptă.
Kratos folosește un sistem autonom încă neetichetat pentru a-și susține programele demonstrative actuale și pentru a oferi o interfață comună cu roiuri de UAV care poate fi adaptată pentru a integra anumite tipuri de aeronave. Include un canal de date pentru management și control de la distanță; canal de comunicare suplimentar între vehiculele care zboară în imediata apropiere; Software de pilot automat pentru a asigura performanța de zbor „de bază”; precum și un computer țintă pentru luarea deciziilor de nivel superior. Tehnologia include, de asemenea, software AI dezvoltat de Kratos și alți parteneri civili nenumiți.
„Intenția noastră este să avem interfețe deschise și abordări diferite care să se adapteze oricărei piese hardware și software. Kratos vrea să se potrivească cu toate acestea și să încorporeze alte soluții în dronele noastre. Autonomia poate fi construită în sisteme de bază cu interfețe care ne permit să interacționăm și să ne coordonăm cu subsisteme autonome și AI de la alți dezvoltatori.
a remarcat Fendley.
Între timp, producătorul european de rachete MBDA la Salonul aerian de la Paris din vara anului 2019 a prezentat mai multe concepte și sisteme în sprijinul operațiunilor roiului de UAV.
Ca parte a conceptului Future Air System, MBDA explorează activ capabilitățile roiului. Ea a dezvoltat mai multe modele de transportoare fără pilot, care au fost prezentate la salonul aerian de la Paris.
livrare roi
Un reprezentant al MBDA a spus că își dezvoltă în mod activ propriul concept al Sistemului Aer Viitor și componenta acestuia - capabilitățile roi. În special, include livrarea unui roi de UAV de către așa-numitul transportator la distanță (Remote Carrier), care va fi „compact și discret” și va putea funcționa împreună cu alte platforme și arme.
„Pe măsură ce amenințările evoluează și complexitatea strategiilor de negare crește, va fi necesar să se creeze superioritate aeriană pe o bază locală și temporară”, a spus compania într-un comunicat. „În aceste operațiuni fulgerătoare, actuatorii în rețea vor ocupa o parte semnificativă din „norul de luptă”, schimbând informații tactice și coordonate țintă în timp real cu platformele și alte noduri de rețea pentru a obține eficiența impactului dorit.”
MBDA numește transportatorii de la distanță, lansati din aeronave de luptă și transport și nave de suprafață, „expansoare de platformă și armele pe care le însoțesc”.
Potrivit unui reprezentant al companiei, proiectul „remote carriers” include senzori de rețea în infraroșu și radiofrecvență cu funcția de fuziune a datelor și de identificare automată a țintelor într-un mediu dificil; funcții de detectare a amenințărilor; și dezvoltarea unor instrumente avansate de planificare și de luare a deciziilor.
Sistemele specifice studiate de MBDA au capacități de lovitură tactică cu „arme compacte, în rețea, desfășurate în afara razei de arme, capabile de un impact extrem de precis și dezorganizează apărarea inamicului prin comportament de grup și roi”.
Compania poloneză WB Electronics explorează, de asemenea, capacități de roi pentru dronele și munițiile sale (AP). Compania a vorbit despre planurile de viitor pentru platformele autonome care operează în configurații roi. Potrivit directorului WB Electronics, Martin Masijevsky, succesul operațional viitor al acestor tehnologii autonome se va baza pe funcționalitatea pe care o pot aduce armatei.
De exemplu, aceasta este capacitatea BB-urilor și a UAV-urilor de a zbura în absența unui semnal GPS și de a schimba mesaje cu alte avioane cu și fără pilot în timpul misiunilor de roi.
Maciewski a spus că WB Electronics dezvoltă tehnologia roiului pentru a satisface nevoile armatei în sisteme nelocuite, în special în sprijinul operațiunilor de luptă, dar nu a putut oferi detalii suplimentare. El a menționat că WB Electronics lucrează la conectarea în rețea a până la șase muniții rătăcitoare Warmate LM, deși acest proiect rămâne în stadiile incipiente de dezvoltare. El și-a exprimat, de asemenea, viziunea asupra capacităților roiului LM, care prevăd utilizarea a până la 20 de drone legate într-o singură rețea pentru recunoaștere și colectare de informații.
Astăzi, cea mai mare parte a tehnologiei roiurilor este dezvoltată pentru spațiul aerian. Cu toate acestea, foile de parcurs pe termen lung pot fi completate cu capacități similare pentru vehiculele de suprafață și terestre.
„Aceste oportunități nu sunt încă bine dezvoltate. Cu toate acestea, acum deciziile de afaceri sunt concentrate pe vehiculele aeriene, — a menționat Masievsky. „Dar pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, cu niveluri tot mai mari de autonomie și apariția inteligenței artificiale pentru a sprijini operațiunile în spațiul tridimensional, va deveni posibil să le transfere la suprafață sau sfera solului.”
„Dar potențialul este incredibil, mai ales pe măsură ce tehnologia AI avansează și devine mai practică. În viitor, s-ar putea să vedem lucruri uimitoare, cum ar fi un roi de drone care se comportă ca un stol de păsări. Potențialul acestor oportunități este pur și simplu uriaș.”
Pe lângă capacitatea de a lansa și returna stoluri de vehicule autonome, utilizatorii trebuie, de asemenea, să poată controla de la distanță un număr mare de drone, la sol. roboți sau vehicule de suprafață.
Operatorilor ar trebui să li se pună la dispoziție software de control la sol de ultimă generație și dispozitive pentru utilizatorul final pentru a optimiza manipularea roiului, reducând în același timp sarcina cognitivă a personalului. Aici este de remarcat compania Pison, care dezvoltă tehnologia de control prin gesturi în interesul MTR din SUA. Permite operatorilor să controleze funcționarea UAV-ului cu gesturi ale mâinii folosind un dispozitiv purtat la încheietura mâinii. Potrivit companiei, următoarea etapă a demonstrațiilor este programată pentru iunie 2020.
informații