În prezent, există o dezvoltare constantă a conceptului de a efectua operațiuni de roi din aer, pe uscat și pe mare folosind multe sisteme „pustii”, întrucât pentru a învinge adversarii, forțele armate din multe țări acordă o mare atenție desfășurării unor sisteme autonome avansate. tehnologii. Cu toate acestea, dezvoltarea unor astfel de tehnologii în acest moment se concentrează în principal pe roiurile de aer și este puțin probabil ca în viitorul apropiat să poată avea un impact semnificativ asupra rezultatului operațiunilor militare.
Cu toate acestea, desfășurarea roiurilor de platforme autonome aeriene, terestre, de suprafață și submarine obligă armata să facă față provocărilor descurajante ale menținerii și finanțării acestei tehnologii, în ciuda introducerii sale relativ recente.
De exemplu, potrivit secretarului apărării Gavin Williamson, care a vorbit la Royal Defense Research Institute în urmă cu un an, Fondul de transformare a departamentului britanic „a fost însărcinat să dezvolte escadrile de roi de drone în rețea capabile să confunde și să uimească apărările aeriene ale inamicului. Sperăm că tehnologia va fi gata de implementare până la sfârșitul acestui an.”
Înalți oficiali din cadrul Comandamentului pentru operațiuni speciale din SUA sunt de acord în principiu cu această poziție. „Totalitatea sistemelor fără pilot care lucrează la o misiune comună rămâne o parte integrantă a foii de parcurs a Comandamentului pentru conceptul său promițător„ Aplicații speciale pentru situații speciale”, - a declarat șeful programelor pentru dispozitivele de tip aeronavă.
Comentariul său este în concordanță cu cele ale Comandamentului, care a vorbit despre modul în care tehnologia roiurilor ar putea susține „conștientizarea informațiilor tactice” a forțelor speciale într-o situație de luptă. Conceptul Comandamentului, NGIA (Next Generation Information Awareness), integrează „senzori tehnici și biometrici la distanță, arhitectură de date avansată și analize pentru a completa colectarea tradițională de informații pe teritoriul ostil”.
Un purtător de cuvânt al Comandamentului a explicat diferite principii de utilizare a luptei, inclusiv modul în care roiurile de decolare verticală și drone de aterizare ar putea sprijini conceptul NGIA. Printre alte principii considerate ale utilizării în luptă a noii tehnologii se numără desfășurarea UAV-urilor dintr-o poziție avansată pentru efectuarea recunoașterii vizuale, sonore și electromagnetice și, prin urmare, nu pune în pericol forțele speciale, pentru a căror instruire s-au cheltuit mulți 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 roiul UAV-urilor și să o pună în practică în următorii șase ani.
Activitate continuă
Orice utilizare operațională a soluțiilor de roi poate începe înainte de implementarea conceptului NGIA. Agențiile guvernamentale americane implementează deja diferite programe care vizează utilizarea unor tehnologii strâns interconectate.
Programe precum OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics) ale DARPA Defense Advanced Research Projects Agency, TOBS (Tactical Offboard Sensing) al US Air Force și LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology - ieftine UAV swarm technology) US Navy.
Conceptul TOBS se bazează pe aeronavele de sprijin pentru foc AC-130J Ghostrider, capabile să lanseze mai multe drone de lansare a tuburilor Area-I ALTIUS (Air-Launched, Tube-Integrated Unmanned System) simultan pentru a oferi transportatorului informații cu privire la potențialul ținte.
Forțele aeriene americane nu au putut furniza detalii cu privire la programul TOBS, dar surse din industrie au declarat că dronele ALTIUS sunt echipate cu imagini termice și camere optoelectronice și o legătură de date care oferă îndrumări complexului de armament al Ghostrider. Conceptul TOBS permite Ghostriderului să angajeze ținte în cele mai dificile condiții meteorologice.
Proiectul US Air Force LOCUST se concentrează pe colaborarea a până la 30 de drone Coyote în sprijinul misiunilor de colectare, supraveghere, țintire și recunoaștere a informațiilor. MIT Perdix UAV este, de asemenea, considerat ca o platformă alternativă pentru programul LOCUST.
DARPA a organizat ultima sa demonstrație în cadrul proiectului OFFSET în iunie 2019. Se așteaptă ca conceptul OFFSET să poată asigura funcționarea comună a până la 250 UAV-uri și integrarea vehiculelor terestre automate (AHA) într-o singură rețea.
Demonstrația din iunie de la Fort Benning, a doua din 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 de vizionare superficiale. Potrivit DARPA, Lockheed Martin și Charles River Analytics în cadrul programului OFFSET au fost însărcinați cu „arhitectura unui sistem de roi sub forma unei aplicații de joc realiste încorporate în platforme fizice autonome”.
Această activitate își propune, de asemenea, să definească „un comportament adaptiv, 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 concluzii logice corecte”.
Între timp, a treia fază de dezvoltare a fost finalizată la sfârșitul anului 2019, potrivit Dynetics, contractorul general pentru proiectul Gremlins. Scopul proiectului este să lanseze de pe un avion de transport C-130 și să îi returneze o „turmă” de avioane Gremlin. Programul Gremlins, al cărui concept a fost dezvoltat de Biroul DARPA, prevede utilizarea dronelor reutilizabile capabile să efectueze operațiuni aeriene dispersate într-un mediu de luptă complex.
Dynetics a declarat într-o declarație că „dronele Gremlin sunt lansate de pe aeronavele existente în afara ariei de apărare a inamicului. După finalizarea misiunii, aeronava C-130 ia dronele Gremlin înapoi la bord și le transportă la bază, unde se recuperează rapid și sunt trimise înapoi la zbor."
Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International și Kratos Unmanned Aerial Systems participă la program.
Soluții tehnologice
Potrivit directorului companiei Kratos, Steve Fendley, în viitor, sute, dacă nu chiar mii de drone vor putea participa la roiuri.
Fendley a povestit cum roiurile de UAV-uri în viitor vor putea interacționa cu scopul de a efectua un număr nelimitat de greve și misiuni 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, menționând că pierderea unuia sau mai multor UAV-uri într-un mare roi de sisteme nu va afecta negativ misiunea.
„Roiul în sine și capacitățile sale de luare a deciziilor nu sunt legate de nicio aeronavă anume, astfel încât să puteți pierde una sau mai multe drone și totuși să nu pierdeți capacitatea de a finaliza sarcina. Acest lucru este deosebit de important atunci când joci împotriva unor adversari aproape egali, acolo unde cantitatea contează."
De asemenea, Fendley a atras atenția asupra faptului că roiurile de UAV-uri pot fi conectate în rețea prin comunicații prin satelit, ceea ce permite aeronavelor, dacă este necesar, să facă schimb de date în afara vederii.
„În aer, aceste dispozitive în diferite scopuri schimbă toate informațiile disponibile între ele, adică fiecare dintre ele posedă mai multe informații decât ar putea avea dacă ar zbura de unul singur. În consecință, capacitățile fiecărui element individual din roi sunt mult îmbunătățite."
Dar, în același timp, potențialul UAV-urilor de roi nu a fost încă realizat pe deplin, în ciuda prezenței „sutelor” de programe tehnologice în Statele Unite și alte țări.
Utilizarea inteligenței artificiale (AI) și învățarea automată în procesele de luare a deciziilor cu drone și furnizarea distribuției și modificării buclelor de decizie cognitive sunt domenii care încă trebuie studiate cu atenție. Potrivit lui Fendley, „cercetarea în aceste domenii este extrem de solicitată acum”, însă majoritatea afișajelor de roiuri trebuie să integreze și să optimizeze complet software-ul AI. Prezentarea roiurilor UAV astăzi se bazează mai mult pe logică decât pe AI."
În mai anul trecut, ca parte a foii de parcurs, Kratos a anunțat un parteneriat strategic cu producătorul de drone Aerovironment. Această cooperare vizează dezvoltarea conceptului „Capabilități integrate ale UAV-urilor și rachetelor tactice extrem de eficiente”. Acesta prevede desfășurarea sistemului de rachete de lansare a tubului tactic Switchblade al Aerovironment prin intermediul vehiculelor fără pilot de mare viteză și mai mari, inclusiv a dronei MQM-178 Firejet de la Kratos. Purtătorul Firejet cu o lungime de 3 metri, creat inițial ca antrenor complet pentru aruncarea armelor, este o copie în miniatură a BQM-167A Subscale Aerial Target, care este furnizată de Forțele Aeriene ale SUA.
Alte drone de atac de la Kratos includ, de asemenea, UTAP-22 Mako și XQ-58A Valkyrie.
Dezvoltat în 2015, transportatorul cu jet Mako de 6, 13 metri lungime este capabil să livreze roiuri UAV pe site și să își coordoneze acțiunile, să își ajusteze sarcinile și să trimită informații la stația de control la sol. Pe 23 ianuarie 2020, cel de-al patrulea zbor de succes al vehiculului aerian fără pilot XQ-58A a fost efectuat la locul de antrenament Yuma. Testele au fost efectuate ca parte a programului Laboratorului de Cercetare al Forțelor Aeriene din SUA pentru un demonstrator de tehnologie ieftin cu capacități LCASD (Low Cost Attritable Strike Demonstrator).
În timpul testelor, avionul XQ-58A multitasking și independent de pistă și-a îndeplinit toate sarcinile, inclusiv zborul la mare altitudine și colectarea datelor în condiții reale. Fendley a spus că primele zboruri de vehicule de lansare cu UAV Switchblade ar trebui efectuate la începutul anului 2020.
O astfel de combinație poate extinde semnificativ eficiența operațională a jetului Switchblade, care are o autonomie maximă de 20 km atunci când funcționează în mod unic. "Combinat cu vehiculul de lansare, raza de acționare a Switchblade va crește cu încă 270 km dacă doriți să returnați ambarcațiunea și 540 km pentru misiune într-o singură direcție", a spus Fendley, menționând că fiecare Firejet va putea transporta până la patru Switchblades. „Roiurile tradiționale sunt mai ușor de implementat folosind sisteme mici și intenționăm cu Firejet să ne îndreptăm spre concepte de roi”.
Capabilități de roi
Kratos participă, de asemenea, la programul DARPA Gremlins, care ar putea oferi baza pentru zeci de concepte de tip roi, inclusiv „desfășurarea aerului și reintrarea mare a UAV-urilor”.
La sfârșitul anului 2019, Kratos și DARPA au efectuat primul zbor de pe avionul C-130, care nu a fost încă dezvăluit, care este o soluție intermediară între vehiculele Firejet și 167A. Acest transportator nemarcat are aripi pliabile, care îi permit transportul în cala de marfă a unui avion C-130.
După finalizarea sarcinii, întoarcerea transportatorilor înapoi în compartimentul de marfă are loc folosind o tehnologie care amintește de realimentarea cu aer. Acest lucru permite aeronavei C-130 să „acosteze” cu transportatorul pentru a-l returna în compartiment și a-l muta în raft pentru depozitare în vederea reutilizării.
Kratos dezvoltă, de asemenea, tehnologia cancerului lupului pentru operațiunile de roi ale UAV-urilor. Ca parte a conceptului Wolf Pak, se studiază o tehnologie de comunicații care va permite combinarea mai multor sisteme aeriene într-o rețea de înaltă frecvență și astfel îmbunătățirea calității schimbului de date.
Tehnologia Wolf Pak permite, de asemenea, roiurilor să se adapteze și să se reconfigureze într-o manieră descentralizată, permițând roiurilor de drone să zboare la o distanță prestabilită una de cealaltă. Acest software este dezvoltat la cererea unui client nedivulgat al armatei SUA. Nu au fost furnizate alte detalii, deși experții din industrie sugerează că ar putea fi utilizat pentru a sprijini o serie de cerințe operaționale, de la informații la direcționare.
Software-ul Wolf Pak, în prezent în evaluarea clienților, rulează pe legături UWB care reduc semnătura electromagnetică a UAV 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 autonom restul roiului. De asemenea, sistemul este redundant, funcționarea roiului nu este afectată de oprire sau de deteriorarea unei drone separate. Fiecare UAV funcționează în 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 operațiuni individuale, după care se pot conecta din nou la roi. Fendley a spus:
„Wolf Pak face posibilă integrarea rapidă a echipelor UAV pentru colaborare, deși nu include AI sau funcții de luare a deciziilor. Astăzi nu folosim Wolf Pak, totuși, a fost creat un sistem prototip pentru a înțelege cum ar putea funcționa conceptul. Programul nu include un canal de comunicare criptat, dar în aceste zile este nevoie de un sistem sigur pentru a efectua supravegherea într-o situație de luptă."
Kratos folosește un sistem autonom, încă fără nume, pentru a-și susține programele de demonstrație actuale și pentru a oferi o interfață comună cu UAV-uri de roi care pot fi adaptate pentru a integra tipuri specifice de aeronave. Include o legătură de date pentru control și monitorizare 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 la nivel superior. Tehnologia include, de asemenea, software AI dezvoltat de Kratos și de alți parteneri nenominați din sectorul civil.
„Intenția noastră este să avem interfețe deschise și abordări diferite care să se adapteze la orice parte hardware / software. Kratos vrea să se alinieze la toate și să încorporeze alte soluții în dronele noastre. Autonomia poate fi încorporată în sistemele de bază cu interfețe care ne permit să interacționăm și să ne coordonăm cu subsistemele autonome și AI ale altor dezvoltatori , - a remarcat Fendley.
Între timp, producătorul european de rachete MBDA a prezentat mai multe concepte și sisteme pentru a sprijini operațiunile de roi de UAV la un spectacol aerian de la Paris în vara anului 2019.
Livrarea roiului
Un reprezentant al companiei MBDA a spus că este în curs de dezvoltare o dezvoltare activă a propriului său concept al sistemului aerian viitor și a capacităților sale componente - roi. În special, include livrarea unui roi de UAV-uri de către așa-numitul Remote Carrier, care va fi „compact și discret” și va putea funcționa împreună cu alte platforme și arme.
„Pe măsură ce amenințările evoluează și negează strategiile devin mai sofisticate, va fi necesar să se creeze superioritate aeriană locală și temporară”, a spus compania într-un comunicat. „În aceste operațiuni rapide, elementele executive din rețea vor ocupa o porțiune semnificativă din norul de luptă, schimbând informații tactice și coordonate țintă în timp real cu platforme și alte noduri de rețea, pentru a obține impactul dorit.”
MBDA numește lansatoarele sale de la distanță, lansate de la aeronave de luptă și transport și nave de suprafață, „platforme și extensoare de arme care le însoțesc”.
Potrivit unui reprezentant al companiei, proiectul „media la distanță” include senzori de rețea în infraroșu și frecvență radio cu funcția de fuziune a datelor și identificarea automată a țintelor în medii dificile; funcții de detectare a amenințărilor; și dezvoltarea instrumentelor avansate de planificare și a instrumentelor de luare a deciziilor.
Sistemele specifice studiate de MBDA au capacități tactice de atac cu „arme compacte, conectate în rețea, desfășurate dincolo de îndemâna armelor, capabile să aibă un impact extrem de precis și să dezorganizeze apărările inamice prin comportament de grup și de roi”.
Compania poloneză WB Electronics explorează, de asemenea, capacitățile de roi pentru dronele și munițiile sale (BB). Compania a vorbit despre planurile viitoare pentru platformele autonome care operează în configurații de roi. Potrivit directorului WB Electronics Martin Masievski, viitorul succes operațional al acestor tehnologii autonome se va baza pe funcționalitatea pe care o pot oferi armatei.
De exemplu, aceasta este capacitatea BB și a UAV-urilor de a zbura în absența unui semnal GPS și de a schimba mesaje cu alte aeronave cu echipaj și fără pilot în timpul misiunilor de roi.
Masievski a spus că WB Electronics dezvoltă tehnologii de roi pentru a satisface nevoile armatei pentru sistemele nelocuite, mai ales atunci când susțin operațiuni în condiții de luptă, dar nu a putut furniza informații mai detaliate. El a menționat că WB Electronics lucrează la rețeaua de până la șase muniții Warmate LM, deși acest proiect rămâne în primele etape de dezvoltare. De asemenea, și-a exprimat viziunea asupra capacităților de roi LM, care prevede utilizarea a până la 20 de drone legate într-o singură rețea pentru recunoaștere și colectare de informații.
Majoritatea tehnologiilor de roiuri de astăzi sunt dezvoltate pentru spațiul aerian. Cu toate acestea, foile de parcurs pe termen lung pot fi completate cu capacități similare pentru vehiculele de suprafață și de la sol.
„Aceste oportunități nu sunt încă bine dezvoltate. Cu toate acestea, deciziile de afaceri se concentrează acum pe avioane”, a spus Masievski. "Dar pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, nivelurile de autonomie cresc și inteligența artificială apare pentru a sprijini operațiunile în spațiul tridimensional, va deveni posibil să le transferăm la suprafața sau la sfera solului".
„Dar potențialul este incredibil de mare, mai ales că tehnologia AI se dezvoltă și devine mai practică. În viitor, vom putea vedea lucruri uimitoare, de exemplu, un roi de drone care acționează ca o turmă de păsări. Potențialul pentru aceste oportunități este enorm."
În plus față de capacitatea de a lansa și de a returna turme de vehicule autonome, utilizatorii ar trebui să poată controla de la distanță un număr mare de drone, roboți la sol sau vehicule de suprafață.
Operatorii trebuie să fie echipați cu software de control la sol de nouă generație și dispozitive pentru utilizatorii finali pentru a manipula optim roiurile, reducând în același timp sarcina cognitivă asupra personalului. Este demn de remarcat compania Pison, care dezvoltă tehnologia de control gestual în interesul MTR SUA. Permite operatorilor să controleze funcționarea UAV-ului cu gesturi de mână folosind un dispozitiv purtat la încheietura mâinii. Potrivit companiei, următoarea etapă a demonstrațiilor este programată pentru iunie 2020.
