Перспективы развития и применения беспилотных и робототизированных средств вооруженной борьбы в ВС ведущих зарубежных стран

 

Зарубежное военное обозрение №5 2011 С. 14-21

Подполковник А. Кондратьев,

кандидат военных наук,

профессор Академии военных наук

В эпоху мировых тенденций сокращения численности вооруженных сил беспилотные летательные аппараты (БЛА), а также наземные и морские (подводные и надводные) роботизированные средства становятся реальным инструментом, позволяющим не только сохранить жизни военнослужащих, но и получить ряд преимуществ перед противником, перейти к инновационным формам и способам ведения боевых действий, повысить возможности современных боевых формирований.

Именно на эти комплексы и средства военное руководство ведущих зарубежных стран перекладывает решение ряда боевых и обеспечивающих задач, которые условно можно разделить на три большие группы: «элементарные», не требующие использования интеллектуальных возможностей человека; «грязные», связанные, например, с опасностью химического, биологического или радиоактивного заражения, а также «опасные», связанные с повышенным риском для личного состава, в том числе при подавлении системы ПВО противника и др. При этом, если еще 5 лет назад наземные роботизированные комплексы коалиционных сил в Ираке и Афганистане позволили обнаружить 11 тыс. самодельных взрывных устройств (СБУ), морские автономные аппараты регулярно обеспечивали безопасность портов и военно-морских баз (ВМБ), а суммарный годовой налет БЛА, выполнявших боевые задачи, составлял более 400 тыс. ч, то в настоящее время эти показатели существенно увеличились и тенденция их дальнейшего роста сохраняется.

Беспилотные летательные аппараты. Одно из первых упоминаний применения БЛА в вооруженных силах относится к 40-м годам прошлого столетия. Тогда, в период с 1946 по 1948 год, США использовали дистанционно управляемые самолеты В-17 и F-6F для выполнения «грязных» задач - полетов над эпицентрами взрывов ядерных боеприпасов и сбора данных о радиоактивной обстановке на местности. К концу XX века мотивация к увеличению применения БЛА существенно повысилась, что и привело к росту расходов на соответствующие системы и комплексы.

В период с 1990 по 1999 финансовый год на разработку и закупку беспилотных систем Пентагон израсходовал свыше 3 млрд долларов, а после террористического акта 11 сентября 2001-го затраты на подобные цели возросли в разы. 2003-й стал первым в истории США годом, когда расходы на БЛА превысили 1 млрд, а через два года они увеличились еще на 1 млрд долларов.

Американское военное руководство уже давно осознало, какие возможности перед ними открывают беспилотные летательные аппараты. Но заслуга в их создании принадлежит не только военной промышленности с ее революционными технологическими решениями, но и самим военным, которые проявили завидную настойчивость и даже креативность военной мысли при разработке новых форм и способов применения БЛА в современных войнах и вооруженных конфликтах.

По мнению зарубежных военных экспертов, большую роль в этом сыграли «боевые лаборатории» (battle labs), сформированные еще в конце прошлого века в каждом виде вооруженных сил. Именно на них были возложены задачи выявления инновационных способов применения БЛА, а также изучение возможностей других перспективных образцов вооружения и военной техники (ВВТ).

Например, первая подобная «боевая лаборатория», предназначенная для изучения возможностей БЛА в современных и будущих войнах и вооруженных конфликтах, была сформирована на авиабазе ВВС Эглин (штат Флорида). Ее сотрудники занимаются исследованиями и демонстрацией возможностей перспективных беспилотных средств, разработкой новых концепций их применения при решении разнообразных боевых задач. Кроме того, в лаборатории изучается возможность создания необходимых условий для адаптации и трансформации (с минимальными организационными и финансовыми издержками) существующей структуры органов управления, частей и подразделений, доктринальных документов и наставлений, системы подготовки и обучения личного состава, а также технического обеспечения и обслуживания ВВТ для принятия на вооружение БЛА и их успешного использования в современных и будущих войнах и вооруженных конфликтах.

В настоящее время в «боевой лаборатории» ежегодно проводится от четырех до шести экспериментов. Например, в ходе одного из первых тестировалась аппаратура системы предупреждения столкновения самолетов в воздухе (Traffic Collision/ Avoidance System - TCAS), позволяющая обеспечить более тесное взаимодействие пилотируемых и беспилотных средств, а также решить вопрос об их совместном применении. Кроме того, изучались возможности интеграции различных БЛА с аппаратурой радиолокационной разведывательно-ударной системы «Джистарс» в интересах поиска и уничтожения пусковых установок баллистических ракет типа «Скад», а также своевременного обеспечения групп специальных операций релевантной разведывательной информацией.

В 1995 году была сформирована «боевая лаборатория» на базе НИИ тактики ведения боевых действий МП США в Квонтико (штат Виргиния). В ней разрабатываются новые концепции, тактика, методы и приемы применения БЛА в операциях, проводимых частями и подразделениями морской пехоты. Специалисты лаборатории участвовали в интеграции беспилотных комплексов в системы вооружений звена батальон и ниже, а также в работах по созданию трех новых аппаратов для выполнения специальных задач в ходе реализации существовавшей до 1997 года оперативной концепции «Оперативные действия с моря» (Operational Maneuver From The Sea - OMFTS).

В ВМС на базе центра боевого применения авиации ВМС (Naval Strike and Air Warfare Center - NSAWC, штат Невада), в 1998 году занялись разработкой концепций применения БЛА RQ-1 «Предатор» в операциях военно-морских сип. До настоящего времени основные усилия центра сосредоточены на изучении возможностей аппаратов по выполнению задач обнаружения, выдачи целеуказания средствам поражения в реальном масштабе времени и обеспечения превосходства на поле боя.

Морской боевой центр (Maritime Battle Center - МВС) разработки тактики и методов боевых действий ВМС США сформирован в 1996 году в Ньюпорт (штат Род-Айленд). Здесь ежегодно проводится два флотских боевых испытания с целью изучения возможностей новых технологий и разработки оперативных концепций применения БЛА. Например, сотрудники центра проводили боевые эксперименты с различными беспилотными комплексами по обнаружению целей в зоне площадью более 200 км2 и выдаче целеуказания средствам поражения в реальном масштабе времени.

Центральной «боевой лабораторией» СВ США по изучению возможностей БЛА, а также по разработке новых способов их применения стала лаборатория командования учебного и научных исследований по строительству сухопутных войск (Laboratory of Training and Doctrine Command-TRADOC) в Форт-Хуачука (штат Аризона). Тем не менее начиная с 1992 года подобными исследованиями занимаются еще пять центров сухопутных войск, в том числе «боевая лаборатория» в Форт-Нокс (штат Кентукки) с направленностью на решение разведывательных задач с помощью мини-БЛА, а также лаборатория в Форт-Беннинг (Джорджия), изучающая возможность применения беспилотных комплексов для проведения операций в городских условиях и др.

В интересах объединенных группировок войск действует лаборатория интеграции систем объединенного технологического центра (Joint Technology Center/System Integration Laboratory - JTC/SIL) при управлении помощника МО по системам управления, связи и разведки (Office of Assistant Secretary of Defense СЗГ), сформированная в 1996 году на базе Редстоуновского арсенала в г. Хантсвилл (штат Алабама). В задачи специалистов лаборатории входит обеспечение технической поддержки при разработке макетов БЛА, программного обеспечения и аппаратных средств управления, связи и разведки, интерактивных тренажеров и обучающих комплексов, при проведении испытаний и др.

От США стараются не отставать и другие государства. В настоящее время уже более 80 типов беспилотных летательных аппаратов состоят на вооружении 41 страны, а 32 из них сами производят и предлагают для продажи БЛА различных классов. По мнению американских специалистов, производство таких аппаратов на экспорт не только позволяет поддерживать собственный военно-промышленный комплекс, снижать стоимость техники, закупаемой для вооруженных сил, но и обеспечивать совместимость аппаратуры и оборудования в интересах проведения многонациональных и коалиционных операций.

Наземные роботизированные комплексы. При решении задач нанесения массированных авиационных ударов по объектам инфраструктуры и живой силе противника достигнут определенный прогресс в плане обеспечения безопасности экипажей летательных аппаратов, но, когда дело доходит до применения наземных формирований, потери среди личного состава могут достигать нескольких тысяч человек. Например, в Первой мировой войне американцы потеряли 53 513 человек, во Второй - 405 399, в Корее - 36 916, во Вьетнаме - 58 184, в Ливане - 263, в Гренаде - 19. Первая война в Персидском заливе унесла жизни 383 американских военнослужащих, в Сомали погибли 43 человека. Потери же среди личного состава ВС США в кампании в Ираке давно превысили 4 тыс. человек, а коалиционных сил в Афганистане - 1000.

И ставка вновь делается на роботов, количество которых в зонах конфликтов неуклонно растет - от 163 единиц в 2004 году до 4 тыс. в 2006-м. В настоящее время в Ираке и Афганистане задействовано уже более 5 тыс. наземных роботизированных средств различного назначения. При этом если в самом начале операций «Свобода Ираку» и «Несгибаемая свобода» в СВ отмечался существенный рост количества БЛА, то сейчас аналогичная тенденция наблюдается в применении наземных робототехнических средств.

Большинство наземных дистанционно управляемых машин, находящихся в настоящее время на вооружении, предназначены для поиска и обнаружения фугасов, мин, СВУ, а в некоторых случаях также их разминирования. Вместе с тем командование сухопутных войск США рассчитывает в ближайшее время получить на вооружение и первые машины, способные самостоятельно обходить стационарные и подвижные препятствия, а также обнаруживать нарушителей на удалении до 300 м.

На вооружение 3-й механизированной дивизии уже поступают и первые машины, оснащенные специализированным оборудованием - Special Weapons Observation Remote Reconnaissance Direct Action System (SWORDS). Создан также экспериментальный образец робота с аппаратурой обнаружения снайперов. Система, получившая название REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), состоит из лазерного дальномера, звукоулавливающего оборудования, тепловизоров, GPS-приемника и четырех автономных видеокамер. По звуку выстрела робот способен с вероятностью до 94 проц. определить местоположение стрелка. Масса всей системы около 3 кг.

До недавнего времени основные роботизированные средства разрабатывались в рамках программы «Боевая техника будущего» (Future Combat System - FCS), которая являлась основной программой модернизации техники и вооружения сухопутных войск США.

Несмотря на то что программа FCS была закрыта, разработка инновационных средств вооруженной борьбы, включая системы управления и связи, а также роботизированных и беспилотных комплексов, продолжена в рамках различных программ разработки новой техники в интересах СВ, ВВС, флота и морской пехоты.

Активно проводятся НИОКР по созданию наземных роботизированных систем и комплексов и в других странах. Например, в Канаде, Германии, Австралии основное внимание уделяется созданию сложных интегрированных систем разведки, систем управления и контроля, новых платформ, элементов искусственного интеллекта, а также повышению эргономичности интерфейсов человек-машина. Франция направляет усилия на разработку систем организации взаимодействия, средств поражения и повышения автономности, Великобритания отдает приоритет специальным навигационным системам, повышает мобильность наземных комплексов и т. д.

Необитаемые морские аппараты. В военно-морских силах необитаемые морские аппараты стали применяться сразу после Второй мировой войны. В 1946 году во время операции на атолле Бикини дистанционно управляемые катера ВМС США осуществляли сбор проб воды после проведения ядерных испытаний. В конце 1960-х годов на катера, оснащенные восьмицилиндровым двигателем, устанавливалась аппаратура дистанционного управления для траления мин. Часть таких средств была приписана к 113-й дивизии минных тральщиков, базировавшейся в порту Нха Бе в районе Южного Сайгона.

В начале 1997 года дистанционно управляемый аппарат RMOP (Remote Minehunting Operational Prototype) использовался в 12-дневных учениях по противоминной обороне в Персидском заливе. В 2003 году во время операции «Свобода Ираку» для решения различных задач применялись уже необитаемые подводные аппараты, а позднее в рамках программы МО США по демонстрации технических возможностей перспективных образцов ВВТ в том же Персидском заливе проводились эксперименты по применению дистанционно управляемого катера «Спартан» с крейсера УРО «Геттисберг» (ведение разведки).

Действие необитаемых морских аппаратов в интересах безопасного развертывания авианосной ударной группы

В настоящее время к основным задачам необитаемых морских аппаратов относят:
- противоминную борьбу в районах действия авианосных ударных групп (АУТ), портов, военно-морских баз и др; площадь такого района может варьироваться от 180 до 1 800 км2;
- противолодочную оборону, в том числе контроль за выходами из портов и баз, обеспечение защиты авианосных и ударных групп в районах развертывания, а также при переходах в другие районы; так, шесть автономных морских аппаратов способны обеспечить вскрытие подводной обстановки вокруг АУГ, действующей в районе площадью 36 х 54 км; при наличии на вооружении гидроакустических станций с дальностью действия 9 км обеспечивается 18-км буферная зона вокруг развернутой группировки;
- обеспечение безопасности на море, предусматривающей защиту военно-морских баз и соответствующей инфраструктуры от возможных угроз, включая и террористическую атаку;

- участие в морских операциях;

- обеспечение действий сил специальных операций (ССО);

- ведение радиоэлектронной борьбы и др.

Для решения всех этих задач могут задействоваться разнообразные типы дистанционно управляемых, полуавтономных или автономных надводных аппаратов. Помимо степени автономности в ВМС США используется классификация по размерам и особенностям применения, позволяющая систематизировать все разрабатываемые средства по четырем классам:

1. X-Class - представляет собой небольшой (до 3 м) необитаемый морской аппарат, способный вести разведку для обеспечения действий корабельной группировки.

2. Harbor Class - аппараты такого класса разрабатываются на базе стандартной 7-м надувной лодки с жестким каркасом. Они предназначены для выполнения задач обеспечения безопасности на море и ведения разведки. Кроме того, они могут оснащаться различными средствами летального и нелетального воздействия. Максимальная скорость хода превышает 35 уз, а автономность - 12 ч.

3. Snorkeler Class - это полупогружной аппарат длиной 7 м, предназначенный для ведения противоминной борьбы, противолодочных операций, а также для обеспечения действий ССО ВМС. Скорость аппарата достигает 15 уз, автономность 24 ч.

4. Fleet Class - это 11-м аппарат на базе катера с жестким корпусом, разработанный для противоминной борьбы и противолодочной обороны, а также для участия в морских операциях. Максимальная скорость хода аппарата около 35 уз, автономность 48 ч.

Классификация необитаемых подводных аппаратов
Класс, Диаметр, см	Водоизмещение, кг	Длительность плавания на больших глубинах, ч	Длительность плавания на малых глубинах, ч
Переносные 7-20	<45	<10	10-20
Легкие 30	225	10-20	20-40
Средние 50	<1 350	20-50	40-80
Тяжелые >90	9 000	100-300	>400

Также по четырем классам систематизированы и необитаемые подводные аппараты (см. таблицу).

Сама необходимость разработки и принятия на вооружение морских необитаемых аппаратов для ВМС США определена рядом официальных документов. Это «Морская мощь 21» (Sea Power 21,2002), «Всесторонний обзор состояния и перспектив развития ВС США» (Quadrennial Defense Review, 2010), «Национальная стратегия морской безопасности» (National Strategy for Maritime Security, 2005), «Национальная военная стратегия» (National Defense Strategy of the United States, 2010) и др.

Технологические решения. Существование беспилотной авиации, как, собственно, и другой робототехники, стало возможно благодаря ряду технических решений, связанных с развитием систем автоматизированного управления, навигации и многого другого. В то же время ключевыми технологиями, позволяющими компенсировать отсутствие пилота в кабине и, по сути, дающими возможность, например БЛА, летать, стали технологии создания микропроцессорной техники и перспективных коммуникационных средств. Оба типа технологий пришли из гражданской сферы - компьютерной индустрии, позволившей использовать для этих аппаратов современные микропроцессоры, системы радиосвязи и передачи данных, а также специальные способы сжатия и защиты информации. Обладание такими технологиями - залог успеха в обеспечении необходимой степени автономности не только БЛА, но и наземных робототех-нических средств и автономных морских аппаратов.

Используя предложенную сотрудниками Оксфордского университета довольно наглядную классификацию, можно систематизировать «способности» перспективных роботов по четырем классам (поколениям):

- быстродействие процессоров универсальных роботов первого поколения составляет 3 000 млн команд в секунду (MIPS), что соответствует уровню «ящерицы»; главная особенность таких роботов - возможность получения и выполнения только одной задачи, которая программируется заранее;

- отличие роботов второго поколения (уровень «мыши») - адаптивное поведение, то есть обучение непосредственно в процессе выполнения заданий;

- быстродействие процессоров роботов третьего поколения (уровень «обезьяны») будет достигать уже 10 млн MIPS; особенность таких роботов в том, что для получения задания и обучения требуется только показ или объяснение;

- четвертое поколение роботов должно будет соответствовать уровню человека, то есть способно мыслить и принимать самостоятельные решения.

Существует и более сложный, 10-уровне-вый подход к классификации степени автономности БЛА. Несмотря на ряд различий, единым для них остается критерий MIPS, который, собственно, и является основой классификации.

Нынешнее состояние микроэлектроники развитых стран уже позволяет применять БЛА и роботизированные средства для выполнения полноценных задач с минимальным участием человека. Но конечная цель - полная замена пилота на его виртуальный аналог с соизмеримыми скоростью принятия решения, объемом памяти и комплексными алгоритмами действия.

Американские специалисты считают, что если попытаться сопоставить способности человека с возможностями компьютера, то последний должен производить 100 трлн опер./с, то есть 100 млн MIPS, и обладать достаточной оперативной памятью. В настоящее время возможности микропроцессорной техники в 10 раз меньше. И только к 2015 году развитые страны смогут достичь необходимого уровня. При этом важное значение имеет миниатюризация разрабатываемых процессоров.

Сегодня возможности уменьшения размеров процессоров на основе кремниевых полупроводников ограничены технологиями их производства с использованием ультрафиолетовой литографии. И согласно докладу аппарата министра обороны США технологический предел (размер в 0,1 мк) будет достигнут уже к 2015-2020 годам.

Вместе с тем альтернативой ультрафиолетовой литографии может стать применение оптических, биохимических и квантовых технологий создания переключателей, а также молекулярных процессоров. По мнению американских специалистов, процессоры, разрабатываемые с использованием методов квантовой интерференции, могут увеличить скорость вычислений в тысячи, а нанотехнологии - в миллионы раз.

Серьезное внимание уделяется и перспективным средствам связи и передачи данных, которые, по сути, являются критическими элементами успешного применения беспилотных и роботизированных средств. А это, в свою очередь, неотъемлемое условие эффективного реформирования ВС любой страны и осуществления технологической революции в военном деле.

Исходя из мировых тенденций в разработке новых технологических решений можно выделить два альтернативных направления развития беспилотных и роботизированных средств вооруженной борьбы:

- первое - приоритетное повышение возможностей бортовых систем обработки информации;

- второе-приоритетное развитие систем передачи данных и дальнейшей обработки информации на специализированных пунктах управления.

 

Реализация мероприятий в рамках первого направления позволит, например, при действии БЛА по поиску бронетехники противника в лесном массиве посредством гиперспектрального средства разведки обрабатывать добытую информацию сразу бортовыми компьютерами, а потребитель сможет получать данные уже распознанного объекта с точными координатами. В этом случае информация может быть отправлена ему по тому же каналу (9,6 кбит/с), по которому передаются телеметрические данные о состоянии бортовых систем БЛА. Таким образом, аппарат становится высокоавтономным средством с минимальным участием оператора.

Расходы МО США на разработку и закупку беспилотных и роботизированных средств вооруженной борьбы, млн долларов

Альтернативным направлением, определяющим приоритетное развитие систем передачи данных, предусматривается передавать огромные массивы первичной информации на специализированные центры обработки. Правда, при этом существенно увеличивается время обработки информации и принятия по ней решения, а сам БЛА становится парой «бездумных глаз». Тем не менее какой путь выбрать, остается до конца нерешенной проблемой.

* * *

Реалии таковы, что беспилотные и роботизированные комплексы становятся инновационным инструментом повышения боевых возможностей ВС ведущих зарубежных стран, и планы Пентагона по развертыванию таких средств вооруженной борьбы действительно грандиозны. Самые смелые представители министерства обороны США представляют, как целые полчища роботов будут вести войны, экспортируя американскую «демократию» в любую точку мира, в то время как сами американцы будут спокойно сидеть дома. Конечно, роботы уже решают наиболее опасные задачи, да и технический прогресс не стоит на месте. Но еще очень рано говорить о возможности создания полностью роботизированных боевых формирований, способных самостоятельно вести боевые действия.

Тем не менее для решения возникающих проблем используются самые современные технологии создания:

-трансгенных биополимеров, применяемых при разработке ультралегких, сверхпрочных материалов с улучшенными характеристиками малозаметности для корпусов БЛА и других робототехнических средств;

-углеродных нанотрубок, используемых в электронных системах; кроме того, из наночастиц электропроводных полимеров могут создаваться покрытия с функциями динамического камуфляжа для робототехнических и других средств вооруженной борьбы;

- микроэлектромеханических систем, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические элементы;

- водородных двигателей, позволяющих увеличить продолжительность работы ро-ботехнических средств;

- «умных материалов», изменяющих свою форму (или физические свойства в соответствии с конкретными условиями применения) под влиянием внешних управляющих воздействий; например, управление перспективных исследований МО США (DARPA) финансирует разработку концепции крыла, изменяющего в зависимости от режима полета свою геометрию, что позволит существенно облегчить массу БЛА за счет отказа от использования гидравлических систем и силовых приводов, устанавливаемых на летательных аппаратах в настоящее время;

- магнитных наночастиц, способных обеспечить скачок в разработке устройств хранения информации; за счет использования специальных наночастиц размером 10-20 нм может быть достигнута плотность записи информации до 400 Гбит/см2.

Несмотря на высокую затратность и технические риски многих проектов и исследований, военное руководство ведущих зарубежных стран проводит целенаправленную политику в области разработки перспективных роботизированных и беспилотных средств вооруженной борьбы, рассчитывая не только сохранить личный состав, сделать проведение всех боевых и обеспечивающих задач более безопасным, но и в перспективе разработать инновационные и эффективные средства для обеспечения национальной безопасности, борьбы с терроризмом и иррегулярными угрозами, а также для эффективного проведения современных и будущих операций.

Зарубежное военное обозрение №5 2011 С. 14-21

 

http://pentagonus.ru/publ/2011_g/perspektivy_razvitija_i_primenenija_bespilotnykh_i_robototizirovannykh_sredstv_vooruzhennoj_borby_v_vs_vedushhikh_zarubezhnykh_stran/124-1-0-1772