Беспилотники сегодня развиваются с такой скоростью, что защиту тоже приходится непрерывно совершенствовать. В этой статье говорим с командой проекта «ИнПоинт» — одним из участников «Архипелага 2025», выпускником акселератора Платформы НТИ, участником сообщества технологических предпринимателей «ТехноПорт». Команда разрабатывает комплекс перехвата беспилотников для защиты гражданских объектов. О том, как его разрабатывали, рассказала руководитель проекта Татьяна Куркина. Всех деталей своей системы инженеры, конечно, не раскрывают, но подробно рассказывают о проблеме безопасности и доступных подходах.

В чем сложность

Скорость развития технологий такова, что каждые 3–4 месяца появляются новые поколения дронов. Они способны лететь еще дальше, быстрее и ниже, действовать в условиях радиоэлектронных помех. И в целом системы приближаются к полной автономности в режиме радиомолчания. 

Вслед за дронами развиваются технологии защиты. В этой области есть несколько направлений разработки, сочетание которых дает максимальную эффективность. Помимо пассивных методов — купольных конструкций, РЭБ и т. п. — используют ЗРК, ПЗРК. Один из простейших способов реагирования для гражданских предприятий — мобильные группы на автомобилях, вооруженные стрелковым оружием или переносными зенитно-ракетными комплексами. 

Для защиты предприятия мобильных групп надо несколько. Их нужно правильно разместить и скоординировать. Зная принципы размещения защитных систем на конкретном предприятии, например, что есть только мобильные группы и их всего две, можно нанести удар сразу с трех направлений. Так ресурсов на защиту точно не хватит. А еще дроны могут запустить неподалеку от предприятия. Все это усложняет задачу. 

В итоге отдельно взятому предприятию очень сложно защитить себя на 100%. К решению проблемы требуется комплексный подход, возможно, даже не на уровне отдельного гражданского объекта, а в рамках целой отрасли, региона или даже страны.

О задаче с технической точки зрения

Как будет лететь дрон, заранее неизвестно: откуда он появится, на какой высоте, с какой скоростью. Не ясен даже тип объекта. Конечно, это не крылатая ракета, которая летит очень быстро. И если мы говорим об угрозах для гражданской инфраструктуры внутри страны, то с большой вероятностью это будет самолетный далеколетящий тип с большим размахом крыла. Но в целом дрон — сложная цель, со множеством сценариев применения. Чтобы обеспечить защиту гражданского объекта, необходимо обнаружить, идентифицировать, сопроводить и перехватить беспилотник.

Обнаружение

Один из распространенных вариантов обнаружения — с помощью радиолокационной станции (РЛС). Но для этого дрон должен иметь большую эквивалентную поверхность рассеяния (ЭПР) и лететь на достаточной высоте — объекты в 15–20 метрах от земли РЛС не видят. Также можно применять радиоразведку, но она бесполезна для обнаружения дронов, летящих в полностью автономном режиме, а в последнее время «дальнобойные» летательные аппараты развиваются именно в этом направлении.

Другой вариант — звуковые датчики. По звуковой сигнатуре можно отличить, трактор это или летательный аппарат. Однако дальность действия подобных датчиков ограничена — до километра — и зависит от характеристик объекта и условий окружающей среды: ветра, влажности и прочих погодных условий. Вдобавок могут быть сложности, связанные с зашумленностью окружающей среды, если предприятие находится в черте города или около железнодорожных станций.

Можно применять оптико-электронные станции. По сути, это камера и тепловизор с системой управления, размещенные на поворотной платформе. Устройство обеспечивает визуальный контроль пространства и по ИК-излучению обнаруживает летательные аппараты. Дальность действия такой станции намного больше, чем у звукового датчика, но меньше, чем у РЛС, — порядка 5 км.

Для реагирования на каждом из этапов защиты объекта требуется время, поэтому чем раньше будет обнаружен беспилотник, тем больше будет запас на последующие этапы. Если опираться на среднюю скорость дрона 200 км/ч, то обнаружить такой объект желательно хотя бы за 15 км до защищаемого объекта, чтобы у системы и оператора было хотя бы минут пять для принятия решений.

Это значит, что нужно иметь РЛС или оптико-электронную станцию, которая работает на дальние расстояния, а километров за 10 до защищаемого объекта (причем со стороны предполагаемого нападения) разместить звуковые датчики. Так что важен не только состав, но и топология системы, которая зависит от конкретной территории. 

Идентификация

На этом этапе надо определить тип летательного аппарата. Важно не только отличить гражданский объект от военного, но и понять, какую конкретно угрозу он несет.

Для идентификации можно сравнивать записанный звуковыми датчиками звук с известными сигнатурами или сопоставлять изображение объекта с имеющимися в базе.

Проблема в том, что системы постоянно совершенствуют. Например, против звуковых датчиков на беспилотники устанавливают сирены, которые сбивают с толку инструменты сравнения звуковых сигнатур, рассчитанные на звук от винта или мотора.

Сопровождая идентифицированный объект, системы отслеживают его положение в пространстве. Как правило, задача решается с помощью оптико-электронных станций и соответствующего ПО. 

Проблема перехвата

Если система идентифицировала объект как опасный, оператор защитного комплекса принимает решение о перехвате с помощью дронов или других элементов системы. Процесс нельзя запустить в полностью автономном режиме, поскольку есть вероятность ошибочного перехвата гражданского объекта. 

Сам перехват может происходить как в ручном, так и в автоматическом режиме — с помощью дронов, пулеметов, ракет или лазера — в зависимости от условий.

Особенность защиты именно гражданских объектов в том, что примерно в 80% случаев угроза приходит издалека, поэтому используют крупные дальнобойные дроны с размахом крыльев до 7 м.

Попытка перехватить такой аппарат дроном с легким корпусом, напечатанным на 3D-принтере, потребует ювелирных действий оператора (и его высокой квалификации), а порой и нескольких попыток перехвата для достижения результата. Так что нужны специализированные перехватчики.

Лазер как самостоятельный инструмент тоже не самый оптимальный вариант. Его логично использовать для перехвата небольших летательных аппаратов (это дешево). И его работа очень сильно зависит от погодных условий.

Системы связи

Все компоненты системы защиты должны быть соединены связью, которая будет работать в условиях радиоэлектронной борьбы. Самый простой вариант — проводное подключение. Но для успешной защиты элементы комплекса должны находиться достаточно далеко друг от друга, а все проводные интерфейсы имеют свою «дальность». Тот же RS-485 ограничен примерно 1,2 км. 

Альтернатива — оптические линии. Они недешевы, но, возможно, как раз за ним будущее. Проблема с проводным подключением в том, что линии связи приходится размещать за территорией предприятия — а это общедоступные зоны, которые невозможно контролировать. 

Помимо проводных линий и оптики, есть радиоканалы. Приходится экспериментировать с частотным диапазоном, направленными антеннами и мощностью передатчика, поскольку один из элементов пассивной защиты — радиоэлектронная борьба. Мощность РЭБ, как правило, ограничена — антенна излучает мощный сигнал в узком частотном диапазоне или затрагивает более широкий диапазон, но с сигналом меньшей мощности. При этом РЭБ «накрывает» определенную зону. Зная, как именно работает РЭБ на предприятии, можно выбрать рабочие частоты или мощности. 

В этих экспериментах тоже много нюансов, особенно с учетом того, что радиочастотный спектр можно анализировать и глушить либо использовать другие диапазоны. Также можно использовать различные топологии сетей. Например, у Mesh-сетей, передающих данные между соседними узлами (а не между узлами и условным центром), устойчивость выше.

Передача данных по воздуху с помощью оптического передатчика и приемника позволяет работать на значительно больших расстояниях, но все, что с ней связано, кратно увеличивает стоимость системы. Кроме того, требуется точная настройка приемо-передающего оборудования.

В целом существуют разные подходы, но нет никакого волшебного решения. Требуется комплексный подход, который можно менять в зависимости от условий. 

Организационные сложности

Разработка защиты сталкивается не только с техническими сложностями. Это такой же рынок, у которого есть свои особенности и ограничения. Например, разработчики решений для гражданского применения не могут использовать военные технологии, специализированные стандарты связи и зарезервированные частотные диапазоны. 

Кроме того, не имея соответствующей лицензии, гражданские дроны не могут нести в себе взрывчатые вещества, т. е. им доступен только кинетический перехват.

Поэтому приходится либо придумывать альтернативные идеи (ограничиваться кинетическим перехватом), либо кооперироваться с теми, у кого есть соответствующие лицензии и возможности. Второй вариант несет дополнительные сложности как на этапе производства, так и при последующей эксплуатации. Без специального разрешения предприятие-заказчик не может использовать это изделие.

Еще одна наболевшая проблема: всем нужны уже готовые решения, причем вчера. Поэтому разработчики торопятся — сокращают НИР и исследования, сразу переходят к конструкторским работам. А предварительное исследование нужно хотя бы для того, чтобы грамотно разработать и оформить технические условия (ТУ) на продукцию. Иначе можно столкнуться с большим количеством неучтенных моментов и переделок, которые отнимут много сил и денег.

При этом решение должно быть адекватным по соотношению цены и ценности. Поясню на примере шифрования: более сложный алгоритм, обеспечивающий высокую степень защиты информации при передаче между частями системы, как правило, требует больше вычислительных ресурсов. А ресурсы стоят денег. То есть использование более сложного шифрования может выкинуть систему с рынка — сделать неконкурентоспособной. Так что приходится детально прорабатывать требования к системе. В примере с шифрованием — искать минимально достаточные алгоритмы, которые обеспечат сохранность информации лишь в течение ее требуемого «срока жизни».

А еще есть проблема закрытости разрабатываемых решений. Любая информация, появившаяся в публичном поле, мгновенно устаревает. Это заставляет команды скрывать подробности решения — иначе высоки риски потратить деньги на разработку того, что априори не защищает. 

В итоге даже на профильных мероприятиях разработки представлены без характеристик и технических подробностей, и составить представление о рынке довольно сложно. 

Прямые обращения к компаниям-разработчикам тоже встречают не самый теплый прием — общение происходит на официальном языке письмами от имени юридического лица. Прорабатывать и тестировать совместные решения в таких условиях очень тяжело. Приходится многие вещи создавать самостоятельно, поскольку использовать партнерские компоненты не получается. Это удлиняет время разработки.

О проекте «ИнПоинт»

Система представляет собой средство защиты от большеразмерных летательных аппаратов. Текущая команда проекта — своего рода симбиоз менеджерской и инженерной групп. Предполагается, что им будет заниматься 15 человек, большая часть из которых — инженеры.

Работа началась с апреля, но продвигается быстро. Многие элементы системы и узлы команда разрабатывает самостоятельно. Вплоть до того, что создает собственную плату управления дроном, свой автопилот и корпус, аэродинамику которого как раз сейчас рассчитывают с применением расчетных программ. Большую часть софта тоже создают самостоятельно. Используют и некоторые опенсорсные решения, но в доработанном и адаптированном виде.

На данный момент разработаны модели двух видов дронов-перехватчиков, а также звуковые датчики. Сейчас команда проектирует, тестирует и отлаживает ТПК (транспортно-пусковой контейнер) и ПУ (пусковую установку).

Внутреннее наполнение готово процентов на 40. Параллельно прорабатывают другие детали системы. Наименьшая готовность у оптико-электронной станции из-за дороговизны комплектующих. Поскольку команда работает в рамках собственного финансирования и 3F, на первых этапах в разработку пошли наименее капиталоемкие элементы, то есть звуковые датчики и перехватчики.

Характеристики

Как и коллеги по рынку, команда не раскрывает всех технических деталей, чтобы разработанные решения не стали бесполезны еще до выхода на рынок. Но некоторые данные в открытом доступе есть.

В базовой версии система включает звуковые датчики для обнаружения дрона, а также оптико-электронные станции для идентификации и сопровождения. Под капотом — собственные алгоритмы и системы идентификации.

Также «ИнПоинт» разрабатывает дроны-перехватчики, запускаемые со стартовой установки, для поражения идентифицированной цели. Дроны будут наводиться в полностью автоматическом режиме, но человек сможет контролировать действия системы: разрешать или запрещать вылет перехватчика, реагировать на непредвиденные обстоятельства.

Многие производители и независимые команды сосредоточены на перехватчиках для FPV-дронов или малогабаритных летательных аппаратов самолетного типа с размахом крыльев до 2–3 м. Здесь же команда прорабатывает решение для перехвата большеразмерных летательных аппаратов с размахом крыльев порядка 5–7 м, предусматривая также возможность заложить полезную нагрузку. Соответственно, аппарат имеет металлический корпус и конструкцию, оптимизированную под эту задачу.

В рамках проекта команда разрабатывает два исполнения дронов-перехватчиков — оба в форм-факторе планера: один — на электрическом приводе, второй — с реактивным двигателем. По скоростным характеристикам реактивный дрон должен намного превышать существующие на рынке решения. История развивается в том числе в направлении увеличения скоростей. Поэтому разработчики пытаются сделать задел на будущее.

Один из вызовов — решение задачи наведения на высоких скоростях. Обычное наведение по видеокамере в этом случае не работает, поскольку она снимает со скоростью 25 кадров в секунду, и за время между кадрами на ожидаемых командой скоростях дрон успевает пролететь больше 10 метров.

Все элементы в системе будут задублированы — это повысит вероятность успеха на каждом из этапов. При этом ориентировано все на защиту предприятия, где нет мобильной связи, — она отсутствует в принципе или выключена.

Предполагается, что платформа будет готова для внедрения сторонних средств обнаружения, перехвата и защиты предприятия в целом, т. е. в нее можно будет включить те компоненты, которые уже существуют на предприятии, — РЛС, РЭБ, РЭР, а также другие типы датчиков для обнаружения объектов. Например, совместно с дронами-перехватчиками в системе могут работать уже существующие на предприятии мобильные группы, эффективность которых будет повышаться за счет своевременного уведомления о надвигающейся угрозе и координации процесса перехвата.

По плану пилот всей системы будут испытывать в реальных условиях во втором квартале 2026 года. До этого пройдут испытания на полигоне — они необходимы для отладки системы.

В целом же это хороший пример, как небольшие команды энтузиастов из разных направлений могут создавать достаточно сложные системы.