Komunikacja światłowodowa dla pojazdów bezzałogowych. Jak to działa
Bęben światłowodowy do UAV serii Piranha. Zdjęcie: SKB Piranha
W obszarze Specjalnej Operacji Ochrony Donbasu powszechnie stosowane są bezzałogowe statki powietrzne sterowane światłowodem. Zastąpienie kanału radiowego zwojem drutu zapewniło szereg istotnych zalet, które są obecnie aktywnie wykorzystywane w walce z wrogiem. Jednocześnie postęp nie stoi w miejscu i regularnie pojawiają się nowe rozwiązania mające na celu poprawę osiągów.
Oczywisty postęp
Według dostępnych danych, rozwój krajowych bezzałogowych statków powietrznych z komunikacją i sterowaniem przewodowym rozpoczął się w 2023 roku. W tym czasie drony uderzeniowe stały się powszechne. drony różnych klas, a wraz z nimi wyspecjalizowanych systemów walki elektronicznej. W rezultacie potrzebne były nowe środki komunikacji chronione przed zakłóceniami.
Rozwiązaniem było zastosowanie linii światłowodowej. Nowe bezzałogowe statki powietrzne zaczęły otrzymywać szpulę z długim kablem i odpowiadającym mu modemem. Stacje operatorskie i posterunki zdalnej transmisji sygnału zostały wyposażone w urządzenia do pracy z światłowodami.
Drony FPV z łącznością światłowodową pojawiły się na polu walki najpóźniej na początku 2024 roku. Co ciekawe, znalazły zastosowanie po obu stronach frontu niemal jednocześnie. Rosyjski przemysł był w stanie uruchomić masową produkcję takich bezzałogowych statków powietrznych i dostarczyć je wojskom w możliwie najkrótszym czasie.
UAV „Prince Vandal Novgorodsky” wczesnej modyfikacji. Zdjęcie Telegram / BMPD
Seria obejmuje kilka typów bezzałogowych statków powietrznych. Najbardziej znanym jest Prince Vandal Novgorodsky (KVN) z Centrum Naukowo-Produkcyjnego Ushkuynik, który pojawił się jako jeden z pierwszych. Z kolei Simbirsk Design Bureau produkuje urządzenia serii Piranha o podobnych możliwościach.
Informacje o użyciu bojowym i sukcesach nowych dronów napływają różnymi kanałami. Pojawiły się również krytyczne recenzje, wskazujące na niezbędne ulepszenia. Ogólnie rzecz biorąc, nawet w otwartych danych stopniowo gromadzono duże statystyki, co pozwalało na wyciągnięcie wniosków na temat wykorzystania i skuteczności sprzętu.
W otwartych źródłach znajdują się zdjęcia i filmy setek uderzeń krajowych światłowodowych bezzałogowych statków powietrznych. Wykorzystywano je do niszczenia siły roboczej w schronach, różnych samochodów i pojazdów opancerzonych. Pod koniec czerwca Centrum Naukowo-Produkcyjne Ushkuynik poinformowało, że jego produkty KVN zniszczyły w czasie swojej eksploatacji sprzęt wroga o łącznej wartości 2 miliardów dolarów amerykańskich. Inne typy bezzałogowych statków powietrznych również wnoszą znaczący wkład w proces siłowej demilitaryzacji wroga.
Rozwój bezzałogowych pojazdów i systemów światłowodowych trwa. Oferowane są systemy łączności o zwiększonym zasięgu i innych zaletach. Ponadto podejmowane są próby wykorzystania światłowodów w sprzęcie naziemnym. Prawie wszystkie innowacje docierają na front w minimalnym czasie, przynajmniej w kolejności testów wojskowych. Następnie część próbek trafia do produkcji i rozpoczynają się dostawy na pełną skalę.
„KVN” bez rolki. Photo Telegram / BMPD
Oczywiste zalety
System komunikacji światłowodowej dla bezzałogowego statku powietrznego lub bezzałogowej platformy naziemnej ma dość prostą konstrukcję. Obejmuje kilka podstawowych urządzeń zamontowanych na stacji sterowania i na sterowanym pojeździe.
Głównym elementem systemu jest bęben kablowy. Typowy produkt tego typu ma korpus cylindryczny ze stożkowym końcem i jest zainstalowany na sterowanym urządzeniu. Wewnątrz takiego korpusu umieszcza się kilka kilometrów kabla, a jego swobodne wyjście jest zapewnione.
Stosowane są również dwa modemy - do stacji sterującej i urządzenia. Przekształcają one sygnały i polecenia w impulsy do transmisji światłowodem. Istnieją bębny z wbudowanym sprzętem odbiorczym i nadawczym, co daje zysk w wymiarach i wadze.
Główną zaletą komunikacji światłowodowej jest jej odporność na rozpoznanie elektroniczne i walkę elektroniczną. Bezzałogowy system nie może zostać wykryty przez emitowane sygnały radiowe lub jego kanały komunikacyjne mogą zostać stłumione. Ponadto światłowodowy UAV nie ma problemu pogorszenia się komunikacji wraz ze wzrostem zasięgu - kabel stale utrzymuje wymaganą jakość sygnału.
Naziemny system RTK do usuwania min z holdingu Shvabe. Kompleks ma łączność radiową i światłowodową. Zdjęcie: Rostec
Światłowód zapewnia wysoką prędkość przesyłu danych. Dzięki temu dron może mieć kamerę wideo HD lub kamerę termowizyjną o wysokiej rozdzielczości, a sygnał z nich będzie przesyłany w wysokiej jakości i bez opóźnień. Z kolei wysoka rozdzielczość obrazu ułatwia wyszukiwanie celów z góry i rozwiązywanie zadań bojowych w ogóle.
Zasięg lotu i promień bojowy bezzałogowego statku powietrznego z komunikacją światłowodową są określone przez długość kabla w szpuli. Pierwsze seryjne próbki, takie jak „KVN”, miały zasięg nie większy niż 10-15 km. Później do produkcji wprowadzono nowe, większe szpule ze zwiększoną podażą kabla. Według różnych źródeł największe krajowe drony mogą teraz przenosić do 35-40 km kabla.
Łączność światłowodowa dla systemów bezzałogowych nadal ewoluuje. Na obecnym etapie mówimy o zwiększeniu długości kabla w bębnie i udoskonaleniu elektroniki pokładowej. Być może w przyszłości taka komunikacja pozwoli na wprowadzenie nowych funkcji, które jeszcze bardziej poprawią możliwości samolotów lub pojazdów naziemnych.
Oczywiste wady
Należy zauważyć, że ta metoda komunikacji ma również szereg istotnych wad. Czynniki te negatywnie wpływają na koszty produkcji i eksploatacji, a także mogą komplikować użycie bojowe lub ograniczać jego rezultaty. Jednak większość tych problemów można rozwiązać.
Bojowe użycie KVN UAV. Na pierwszym planie wrogi pojazd z kompleksem elektroniczna wojna. Dron ignoruje ją i zmierza w kierunku celu. Zdjęcie Telegram / „UAV Operator Chronicle”
Wszystkie opcje bębnów kablowych są znaczące pod względem rozmiaru i wagi. Korpus z dziesiątkami kilometrów światłowodu może być większy niż w przypadku innych jednostek UAV i ważyć kilka kilogramów. Ta jednostka zabiera część ładunku użytecznego platformy, dlatego konieczne jest zmniejszenie obciążenia bojowego lub użycie mocniejszego układu napędowego.
Światłowód jest odporny na zakłócenia, ale nie jest trwały. Nawet niewielkie uderzenia w niego prowadzą do zerwania, utraty łączności i zakończenia działań bojowych. Przyczyną zerwania mogą być różne przeszkody na trasie, uderzenie wroga itp. Nawet nadmierna prędkość lotu, przekraczająca możliwości cewki do dostarczania kabla, jest czynnikiem ryzyka.
Zarówno powietrzne, jak i naziemne platformy bezzałogowe stają w obliczu takich problemów. Jednocześnie specyfika konkretnego modelu determinuje stosunek wyzwań i ryzyka. Na przykład UAV są bardziej narażone na zerwanie kabla z powodu nadmiernej prędkości, a w przypadku naziemnych RTK głównym problemem są różne przeszkody.
Problem stabilności komunikacji kablowej rozwiązuje się na kilka sposobów. Na przykład operator drona musi zaplanować trasę, biorąc pod uwagę ukształtowanie terenu i możliwe zagrożenia. Ponadto branża pracuje nad nowymi bębnami, które mogą dostarczać kabel z większą prędkością i kompensować szarpnięcia.
Bezzałogowy statek powietrzny z światłowodem leci do celu, widziany z kamery urządzenia. Zdjęcie rosyjskiego Ministerstwa Obrony
Systemy łączności światłowodowej dla systemów bezzałogowych są nadal dość drogie. Są znacznie droższe od systemów radiowych o podobnych parametrach zasięgu i transmisji sygnału. Jednocześnie sprzęt komunikacyjny jest jednym z najdroższych komponentów UAV.
Jednakże komponent ekonomiczny projektów należy oceniać nie tylko pod kątem kosztów poszczególnych komponentów, ale także biorąc pod uwagę inne parametry, aż do osiągniętej skuteczności bojowej. W tym przypadku łączność radiowa i przewodowa mają podobne wskaźniki.
Technologia przyszłości
Bezzałogowe systemy z łącznością światłowodową pojawiły się na linii frontu niecałe dwa lata temu. Szybko wykazały swój potencjał i dzięki temu stały się powszechne. Bezzałogowe statki powietrzne tego typu są aktywnie wykorzystywane w działaniach bojowych i wypierają podobne urządzenia z łącznością radiową. Jednocześnie takie systemy łączności stale ewoluują i udoskonalają swoje właściwości.
Oczywiste jest, że światłowodowe środki łączności dla bezzałogowych statków powietrznych zajęły swoje miejsce i nie wyjdą z praktyki w przewidywalnej przyszłości. Nadal będą przyczyniać się do rozwiązywania zadań bojowych i osiągania ogólnych celów obecnej Specjalnej Operacji. Zgromadzone doświadczenie pozwala nazwać światłowodową komunikację dla UAV jedną z głównych innowacji ostatnich lat.
Informacja