Cum a încercat Arena KAZ să învețe dronele kamikaze să detecteze
creație rezervor комплекса активной защиты, способного обнаруживать FPV-drone, задача крайне затратная. Учитывая это, российские разработчики решили пойти другим путём: научить «видеть» drone уже существующую «Арену».
Introducere
Дешёвые и массовые FPV-дроны с противотанковыми боеприпасами под «фюзеляжем» стали серьёзной угрозой для боевой техники на поле боя. Серьёзной настолько, что сегодня без кустарных средств защиты в виде «мангалов», раскрученных металлических тросов типа «ёж» и «дредов» танки на линию боевого соприкосновения практически не выезжают — беспилотник прилетит обязательно, да ещё и не один.
Однако разного рода кустарные надстройки хоть и дают защиту от атак FPV, но при этом негативно влияют на функционал танка: ограничивают манёвр огнём, ситуационную осведомлённость экипажа, эвакуацию из машины в случае поражения вражеским противотанковым средством и проч. Поэтому нужда в системе активной защиты от дронов, которая не превращала бы танк в огромный сарай на гусеницах, понятна без особых объяснений.
Если посмотреть на передовые иностранные разработки подобных комплексов, можно увидеть немало решений и концептов, включающих в себя станции оптического наведения, попытки использования пулемётов и автоматических пушек в качестве поражающего средства для дронов, внедрение ИИ для обнаружения БПЛА и прочие дорогие «игрушки». Что же касается российского ОПК, то у нас решили пойти по пути наименьшего сопротивления.
Танк Т-72Б3М с комплексом активной защиты «Арена-М». Источник: телеграм-канал «Уголок Ситха»
Речь о доработке уже существующей, пусть пока и в единичных экземплярах, «Арены» — комплекса активной защиты, которому, что называется, уже сто лет в обед. О том, что отечественные разработчики занимаются её модернизацией для противодействия дронам, говорилось, наверное, ещё пару лет назад. И вот, спустя время, судя по заявлениям в СМИ, некоторое количество комплексов уже находится как минимум в опытной эксплуатации для выявления проблем и недостатков.
В связи с этим было бы интересно узнать, каким образом нашим инженерам удалось решить проблему обнаружения малых БПЛА, так как «Арена» использует вполне классические РЛС с доплеровским фильтром для идентификации и сопровождения потенциально опасных целей, атакующих танк. И такая информация, кажется, появилась — она содержится в открыто опубликованном патенте RU 2 853 544 C1, обладателем которого является АО «Научно-производственная корпорация „Конструкторское бюро машиностроения“».
Проблема обнаружения дронов классическими РЛС
Для того чтобы понять суть проблемы, представим себе радиолокационную станцию какого-нибудь зенитного комплекса. О том, как она работает, имеет хотя бы общее представление практически каждый: РЛС с определёнными промежутками времени излучает радиоволны и, если в небе присутствует какой-то летательный аппарат, регистрирует их отражение от него. Благодаря этому, за счёт обработки сигналов в вычислительной аппаратуре, зенитный комплекс получает данные о положении потенциальной цели в пространстве, её скорости и траектории.
Радиолокационные станции комплекса «Арена» и подобных ей систем действуют примерно так же. Они тоже «мониторят» пространство, правда, только вокруг танка или другого защищаемого объекта, и не так далеко, как зенитные комплексы. И так же засекают летящие потенциально опасные цели, но в виде снарядов и rachetă, после чего вычислительная аппаратура, определив их траекторию и скорость, даёт команду на отстрел контрбоеприпасов, которые своими поражающими элементами уничтожают летящий в танк объект.
Однако есть здесь один очень важный нюанс. Он заключается в том, что комплекс активной защиты работает в очень жёстких условиях. Ему буквально нужно фильтровать всё, что он «видит», и не реагировать на медленно летящие объекты в виде птиц, комьев земли при близких разрывах снарядов, падающих обломков расположенных рядом строений и тому подобное. Иначе он начнёт срабатывать на всё, что движется вокруг него.
Для этого комплекс активной защиты («Арена» и иностранные её аналоги) имеет доплеровский фильтр, который отсекает все низкочастотные сигналы, отражённые от объектов, перемещающихся с относительно низкой скоростью. Без него комплекс практически бесполезен — он успеет отстрелять все свои контрбоеприпасы ещё до соприкосновения с противником.
Но это же создаёт одну из главных проблем в плане обнаружения дронов с подвешенными к ним противотанковыми боеприпасами. Они, как известно, с большой скоростью обычно не летают, а зачастую ещё могут зависать в воздухе прямо перед танком, после чего медленно «подкрадываясь» к нему и выбирая удобное место для удара.
Două moduri de funcționare
Для того чтобы комплекс активной защиты «Арена» не расстрелял все свои контрбоеприпасы по условным летящим воронам, попутно поубивав пехоту вокруг танка, и в то же время мог нормально отрабатывать как по дронам-камикадзе, так и по классическим противотанковым средствам в виде ракет и гранат, ему, судя по патенту, пытаются внедрить два режима работы. Эти режимы условно называются «дальний» и «ближний».
Защитный комплекс переключается между ними по таймеру — сначала работает один, потом второй, потом снова первый и снова второй. Вот, кстати, и функциональная схема комплекса активной защиты с данными нововведениями:
1 — доплеровский радиолокатор обнаружения и сопровождения подлетающего ПТС; 2 — доплеровский фильтр радиосигналов; 3 — процессор переключения дистанций обнаружения ПТС радиолокатором 1 и траекторного прогнозирования; 4 — блок выбора защитного боеприпаса 5 и выдачи на него исполнительных команд; 5 — защитный боеприпас; 6 — таймер формирования команд попеременного переключения радиолокатора 1; 7 — делитель длин траекторных отрезков на временные интервалы их радиолокационных замеров (вычислитель траекторной скорости); 8–13 — каналы связи между блоками КАЗ. Источник: патент RU 2 853 544 C1.
Теперь по режимам работы.
В режиме «дальнего» обнаружения комплекс работает по привычному принципу. Его РЛС непрерывно сканируют окружающее пространство в ожидании прилёта классического противотанкового средства в виде ракеты или гранаты, пропуская через фильтр отражённые радиоволны с высокой частотой.
При обнаружении потенциально опасной цели комплекс производит измерение её траекторных координат, доплеровской частоты (частота отражённого сигнала) и фиксирует время измерения. Используя эти данные, система осуществляет сопровождение атакующей цели с помощью формирования последовательности новых дистанций ожидания (рассчитывает, где окажется атакующий снаряд в следующий момент времени) на дальностях, каждый раз уменьшаемых на величину, равную или превышающую произведение доплеровской скорости опасной цели на техническое время формирования новой дистанции РЛС.
Дальше, когда опасная цель (атакующий снаряд) влетает в зону поражения комплекса активной защиты, в автоматическом режиме происходит выбор нужного контрбоеприпаса и его отстрел.
Второй, «ближний» режим предназначен для обнаружения небольших беспилотников. При этом, учитывая, что дрон может зависать в воздухе или двигаться с очень малой скоростью, система активной защиты в данном режиме «реагирует» на вращение его пропеллеров, которое создаёт доплеровский эффект с частотой эхо-сигнала более 2 кГц, что соответствует скорости более 20 метров в секунду.
Само по себе вращение пропеллеров даёт комплексу искажённую картину: дрон может зависнуть, но движение лопастей будет восприниматься как движение самого дрона со скоростью, не соответствующей реальности. Поэтому после первичного обнаружения дрона (его вращающихся пропеллеров) комплекс активной защиты переходит к режиму сопровождения цели, в котором система последовательно формирует новые дистанции ожидания цели.
Это можно понимать как поэтапное смещение зоны приоритетного контроля по мере подлёта дрона к машине. Сначала новая дистанция задаётся с запасом, исходя из максимально возможной технической скорости дрона и времени, которое РЛС требуется для перестройки на новую дальность. Затем при каждом следующем цикле дистанция ожидания уменьшается уже более точно — на величину, связанную с измеренной текущей скоростью дрона и временем технической перестройки РЛС. Тем самым система старается не потерять цель между циклами измерений и удерживать ее в сопровождении вплоть до входа в зону поражения.
То есть для построения траектории дрона решили отказаться от использования доплеровской скорости как основного источника данных. Вместо этого процессор вычисляет так называемую траекторную скорость: он берёт последовательные координаты дрона, измеренные в разные моменты времени, определяет длину пройденных участков траектории между соседними измерениями и делит эти расстояния на соответствующие временные интервалы. По сути, скорость рассчитывается геометрически, по фактическому перемещению цели, а не по доплеровскому смещению сигнала.
Всё это позволяет более-менее точно вычислять положение дрона в пространстве и выбирать соответствующий контрбоеприпас для отстрела и последующего поражения беспилотника.
От лица самого комплекса активной защиты, если бы он был человеком, очень простецки это выглядит примерно так:
Хм, я заметил, что ко мне что-то летит. Это явно не ракета и не граната, так как в «дальнем» режиме я ничего не заметил — наверное это дрон. Но двигается он уж очень быстро, как показывают РЛС. Поэтому данным о скорости я доверять не буду — это всё враньё. Вместо этого буду фиксировать его координаты несколько раз подряд, смотря, как он реально перемещается в пространстве от замера к замеру.
Так я и скорость реальную пойму, и его траекторию вычислю. А уж потом дам по его пластиковой голове своей осколочной кувалдой.
Producție
Если говорить в целом, то отечественные разработчики предлагают весьма интересную идею, которая не требует тотальной переработки всего комплекса активной защиты и уж тем более внедрения различных дорогих компонентов по типу станций оптического обнаружения с автоматическим сопровождением цели и специализированных РЛС. Иными словами, относительно дёшево и сердито.
Но есть и минусы. В основном они связаны с тем, что доработанный таким образом комплекс не очень-то помехоустойчив. Это касается действий в городской застройке или, например, лесистой местности, где окружающие танк объекты могут выступать в роли отражателей сигналов РЛС, создавая таким образом помехи, мешающие обнаружению дронов.
Также к недостаткам (условным, скорее) можно отнести и тот факт, что комплекс активной защиты попеременно переключается с «дальнего» режима на «ближний» и обратно, что теоретически может привести к пропуску ракеты или дрона, так как они могут успеть пролететь в тот момент, когда будет активирован неподходящий для них режим работы.
Так что штука неидеальная, особенно учитывая, что у «Арены» априори слишком мало контрбоеприпасов, а дронов может прилететь с десяток по танку. Но как временная мера — вполне пойдёт. Дальше, когда будет время и деньги, всё равно что-то более совершенное изобретать придётся.
Sursa de informații:
Патент RU 2 853 544 C1. Дата регистрации 24.12.2025 года. Опубликован на сайте Федерального института промышленной собственности.
Informații