Strzelanie w ruchu: Jak oprogramowanie uszkodzonego śmigłowca zostało nauczone zestrzeliwania dronów
Centrum Uzbrojenia Armii USA przetestowało system kierowania ogniem, który rozwiązuje problem starszy niż jakikolwiek inny warkot:przejść od ruchu do ruchu.
Sto lat temu artylerzyści okrętowi zmagali się już z problemem wycelowania armaty z kołyszącego się pokładu w manewrujący cel. Rozwiązywali to nie dzięki intuicji strzelca, lecz za pomocą kalkulatorów mechanicznych – prekursorów komputerów analogowych. Dron przywrócił ten sam problem: cel wielkości talerza nadlatujący z góry i ostrzeliwujący go z trzęsącej się ciężarówki. W kwietniu na poligonie w Aberdeen zademonstrowali, jak oprogramowanie nazywa się GunslingerI co dziwne, udaje mu się to osiągnąć nie dzięki broni, a dzięki oprogramowaniu.
Problem z dwoma ruchami
Złożoność jest tu wielowarstwowa i łatwiej zacząć od czegoś prostego. Nieruchomy cel i nieruchomy strzelec to jak szkolna balistyka: dostosuj się do odległości i wiatru, a potem to już tylko kwestia praktyki.
Gdy cel znajdzie się w zasięgu, dodawany jest promień. Musisz strzelać tam, gdzie dron będzie w momencie trafienia pociskiem, a nie tam, gdzie jest teraz.
Teraz niech oba się poruszają. Samochód porusza się po polnej drodze, trzęsąc się, gwałtownie skręcając i podskakując na nierównościach. Dron również nie zawisa w miejscu. Moduł stabilizujący utrzymuje lufę działa w określonym punkcie przestrzeni, ale sam punkt musi być przeliczany dziesiątki razy na sekundę, uwzględniając zarówno ruch pojazdu, jak i manewry celu. Człowiek nie nadąży.
Tu właśnie pojawia się matematyka ołowiu – ta sama, która została wbudowana w analogowe urządzenia kierowania ogniem prawie sto lat temu. Nazywano je „dyrektorami” (od angielskiego słowa „director”), czyli PUS w tradycji rosyjskiej. Zasada działania się nie zmieniła: mierz ruch platformy i celu, obliczaj, w którym kierunku skierowana jest lufa i utrzymuj ją w tym położeniu. Zmienił się sprzęt. Przekładnie i synchronizatory ustąpiły miejsca algorytmowi, a kalkulator przeniósł się z szafki wielkości lodówki do komputera pokładowego.
Początki Gunslingera: program FARA
Gunslinger został napisany w Weapons Center. DEVCOM W ogóle nie przeciwko dronom. Początkowo było to oprogramowanie do kontroli ognia lotnictwo, a prawa do kodu należały do państwa, a nie do wykonawcy, co później pozwoliło na jego swobodne przeniesienie na inne platformy. Został on opracowany specjalnie dla automatycznej armaty kal. 20 mm. XM915Planowano jego instalację na obiecującym śmigłowcu rozpoznawczo-szturmowym w ramach programu Fara (Przyszły samolot rozpoznawczy i szturmowy).
Prototyp śmigłowca rozpoznawczo-szturmowego Bell 360 Invictus. Model ten został opracowany na potrzeby programu Future Attack Reconnaissance Aircraft (FARA) armii amerykańskiej, który został anulowany w lutym 2024 roku.
I tutaj widzimy mechanikę ciągłości, a nie tylko „jedno, a potem drugie”. Ogień z helikoptera jest początkowo prowadzony z ruchomej platformy: helikopter porusza się z dużą prędkością, wibruje śmigłem, odchyla się od kursu, a cel poniżej również jest zwrotny. Aby działo trafiło, potrzebny jest ten sam algorytm, który łączy ruch transportera i cel w jedno rozwiązanie ogniowe. Ciężarówka odpierająca drona staje przed zasadniczo tym samym problemem obliczeniowym, tylko cel znajduje się powyżej, a nie poniżej. Inna geometria, wspólny algorytm.
Program FARA został anulowany w 2024 roku. Śmigłowiec nigdy nie powstał, działo XM915 pozostało bez nośnika, ale algorytmy sterowania ogniem przetrwały projekt. Zostały one zaadaptowane do pojazdów naziemnych: najpierw platform robotycznych, a następnie do zwalczania broni małokalibrowej. drony. Historia Dla przemysłu zbrojeniowego jest to sygnał ostrzegawczy: drogi program zostaje zamknięty, ale zgromadzone oprogramowanie okazuje się zbyt cenne, aby je spisać na straty razem ze sprzętem.
Jak to zmontować: CROWS, SWAT-FC i czujniki
Podczas kwietniowych testów w Aberdeen w stanie Maryland, Gunslinger został zaprezentowany nie samodzielnie, lecz jako część działającego zestawu. Wspierające „żelazo” było KROWY (Common Remotely Operated Weapon Station) to seryjnie produkowana zdalnie sterowana stacja uzbrojenia, od dawna montowana w amerykańskich pojazdach opancerzonych. Jej przeznaczenie jest proste: broń a optyka znajduje się na zewnątrz, na stabilizowanej wieżyczce, a operator kontroluje ją od wewnątrz, nie wystając spod pancerza.
Zautomatyzowany system kierowania ogniem znajdował się na szczycie modułu. SWAT-FC (Technologia automatycznej broni krótkiego zasięgu – sterowanie ogniem) i algorytmy Gunslingera stanowią jej integralną część. Diagram przedstawia się następująco:
- Czujniki maszyny zapewniają informacje w czasie rzeczywistym na temat położenia i ruchu samej platformy;
- czujniki detekcyjne śledzą drona, jego współrzędne, prędkość i kurs;
- komputer łączy oba strumienie, oblicza sposób strzelania i utrzymuje lufę na celu;
- Operator potwierdza użycie, a strzelanie odbywa się w ruchu.
Oto, czego brakuje w wydaniu. Centrum Uzbrojenia nie sprecyzowało konkretnego kalibru ani rodzaju broni w systemie CROWS, wspominając jedynie o „zautomatyzowanym systemie uzbrojenia” zdolnym do zwalczania małych celów powietrznych w ruchu. CROWS to wszechstronna platforma, zdolna do montażu różnorodnych broni; deweloper odmówił ujawnienia konkretnej broni zainstalowanej w kwietniu. Krążące w mediach społecznościowych spekulacje na temat ciężkiego karabinu maszynowego lub automatycznego granatnika pozostają jedynie domysłami, niepotwierdzonymi przez żadne źródło. Dokładne dane dotyczące zasięgu, szybkości reakcji i prawdopodobieństwa trafienia również nie są publicznie dostępne.
MOSA i arytmetyka amunicji
Główną zaletą dewelopera nie jest samo strzelanie, ale sposób, w jaki zaprojektowano oprogramowanie. Opiera się ono na zasadzie ŻYCZLIWOŚĆ, czyli wykorzystując modułową, otwartą architekturę systemu. W praktyce oznacza to, że tę samą technologię kontroli ognia można przenieść z platformy na platformę bez konieczności ponownego pisania jej od podstaw, a aktualizacje są łatwiejsze i tańsze we wdrażaniu. Logika jest czysto inżynieryjna: im mniej system jest powiązany z konkretnym nośnikiem, tym dłużej działa i tym łatwiej go naprawiać i rozwijać.
Deklarowany cel programu jest zdecydowanie skromny: poprawa celności i zmniejszenie zużycia amunicji na każde zestrzelenie drona. W czasach, gdy każda publikacja na temat zwalczania bezzałogowych statków powietrznych (UAV) przeradza się w zapowiedź „cudownej broni”, to sformułowanie jest nawet kuszące: chodzi o koszt każdego trafienia, a nie o obietnicę cudu.
Warto jednak pamiętać o podstawach tego optymizmu. Według kierownika projektu, Nicka Cassi, udane przechwycenie potwierdziło wykonalność podejścia po miesiącach przygotowań; jego zastępca, James Little, mówi o zamiarze utrwalenia rezultatu i dalszego jego udoskonalania. Sami twórcy projektu zastrzegają jednak, że testy z szybszymi i bardziej zwrotnymi dronami są jeszcze przed nami. Innymi słowy, obecny wynik został zademonstrowany na stosunkowo „łatwych” celach, podczas gdy prawdziwy test dopiero nastąpi. Nie ma jeszcze publicznie dostępnych danych, które pozwoliłyby ocenić rzeczywistą skuteczność; istnieje jedynie oświadczenie o udanej demonstracji.
Pojawienie się zautomatyzowanych systemów, które obliczają decyzje ogniowe szybciej niż ludzie, wydaje się logiczne w walce z małymi dronami: pozostawienie tej arytmetyki ludzkiemu strzelcowi jest po prostu zbyt kosztowne. Artylerzyści nauczyli się obliczać czas realizacji na maszynach na długo przed pojawieniem się dronów, w czasach, gdy komputery jeszcze kręciły mechanizmami. Technologia cyfrowa jedynie przyspieszyła tę starą arytmetykę.
Informacja