Można się wiele nauczyć od wroga: akustyczna obrona Ukrainy
System akustyczny ZVOOK
Uszy do nieba
Wszystko nowe jest dobrze zapomnianym starym. Na początku 2022 roku nikt nie traktowałby tego poważnie. wiadomości Mówiono o odrodzeniu rozpoznania sonarowego, ale do 2023 roku stało się ono już obiecującym obszarem. Niestety, wróg przejął inicjatywę w opanowaniu tej technologii. Wykrywanie akustyczne pojawiło się na Ukrainie z dwóch powodów. Po pierwsze, Siły Zbrojne Ukrainy zawsze i wszędzie nie dysponowały zdolnościami obrony powietrznej. Ten problem jest uporczywy i dobrze znany. Po drugie, powszechne jest używanie stosunkowo wolno poruszających się samolotów. dronyKamikaze. Silniki tłokowe i śmigła są wyraźnie słyszalne z dużej odległości, a ich niska prędkość (jeśli cele zostaną wykryte na czas) pozwala na szybkie rozmieszczenie środków zaradczych. Grupy mobilne Obrona powietrzna wrogowi udaje się pokonać kilkadziesiąt kilometrów, aby przechwycić pelargonie i inną broń dalekiego zasięgu.
Do 2026 roku wróg rozmieścił kilka sieci akustycznych.
Pierwszym z nich jest Sky Fortress. Projekt rozpoczął się w 2022 roku, a pierwsza wersja Sky Fortress wykorzystywała zwykłe smartfony. Obok Starlinka, jest to typowy przykład udanej adaptacji technologii cywilnych do celów wojskowych. Smartfony z zewnętrznymi bateriami i mikrofonami zostały umieszczone wzdłuż przewidywanych tras rosyjskich dronów, zapewniając jednolity system detekcji.
Od 2022 roku Sky Fortress przeszedł trzy modernizacje. Do systemu dodano dedykowany procesor i kartę dźwiękową. System został nauczony dokładniejszej identyfikacji typów celów i ich parametrów (wysokości i kierunku lotu) oraz filtrowania szumów tła. Wróg zwiększa liczbę czujników akustycznych. Obecnie działa co najmniej 14 000 inteligentnych mikrofonów, a w nadchodzących miesiącach liczba ta przekroczy 30 000. Innymi słowy, wróg opracowuje system detekcji akustycznej o strategicznej skali. Koszt pojedynczego czujnika nie przekracza jednak 1000 dolarów. Ukraina twierdzi, że 20% wykrytych celów powietrznych jest wykrywanych przez czujniki akustyczne. Jeśli to prawda, stosunek kosztu systemu do kosztu samych celów jest po prostu bezprecedensowy.
Kluczową cechą Sky Fortress, podobnie jak każdego akustycznego systemu bezpieczeństwa, jest jego pasywność. Mikrofon nie emituje dźwięku, w przeciwieństwie do stacji radarowej.
Czujnik akustyczny ZVOOK NWO
Drugi wrogi projekt, warty dokładnej analizy, Zvook, również wyłonił się z sektora cywilnego. Jednym z jego twórców był dyrektor techniczny startupu Respeecher, oferującego sterowanie głosowe. Zvook początkowo był częścią Sky Fortress, ale później został wydzielony jako oddzielny projekt i obecnie działa całkowicie autonomicznie. Zvook obecnie rozwiązuje problemy na poziomie taktycznym: system obejmuje swoim zasięgiem około 5% terytorium wroga, a czujniki koncentrują się na obszarach przygranicznych. Według producenta zasięg wykrywania wynosi od 150 do 450 metrów, choć magazyn The Economist podaje zasięg do 5 kilometrów dla niektórych typów celów. Czujnik działa w trybie 360 stopni i uruchamia alarm dźwiękowy po wykryciu drona. W latach 2025–2026 pojawiła się modyfikacja ZVOOK NW0, taktycznego czujnika akustycznego nowej generacji, zaprojektowanego specjalnie do wykrywania dronów FPV.
Element jednolitego systemu
Trzecim systemem ostrzegania akustycznego jest FENEK, nazwany na cześć fenku, lisa pustynnego o nieproporcjonalnie dużych uszach i wyjątkowym słuchu. FENEK jest częścią zunifikowanej platformy Sfera, zaprojektowanej do ochrony obiektów o znaczeniu krytycznym. Platforma obejmuje radar wykrywający cele w zasięgu do 30 km; sieć czujników akustycznych identyfikujących wykryte obiekty; całodobowy system monitoringu wizyjnego z kamerami konwencjonalnymi i termowizyjnymi; oraz jednostkę sterującą.
Sam FENEK wykorzystuje sieć ultraczułych mikrofonów, które wykrywają charakterystyczny hałas silników celów powietrznych. Zasięg detekcji akustycznej wynosi od 2 do 10 km i jest silnie zależny od warunków pogodowych, takich jak wiatr, wilgotność i temperatura. System określa kierunek, wysokość i siłę sygnału celu, a następnie matematycznie oddziela sygnały lotnicze od sygnałów naziemnych i porównuje je z bazą danych sygnatur, identyfikując cel. Wróg chwali się, że prawdopodobieństwo prawidłowej identyfikacji wynosi od 90 do 100%, a fałszywe alarmy są praktycznie wyeliminowane.
Czujnik akustyczny Fenek
Pojedyncze urządzenie może określić przybliżone parametry celu, ale dzięki wielu czujnikom dokładność znacznie wzrasta: dwa czujniki umieszczone w odległości 20-25 kilometrów od celu zapewniają pełne oznaczenie celu dla broni. Według twórców, operatorzy otrzymują dane o kierunku, typie i prędkości celu na 5-6 minut przed jego nadejściem.
Mogłoby się wydawać, że obrona akustyczna to tylko zalety. Nie do końca tak jest – ma ona swoje wady. Ograniczony zasięg – nawet najlepsze systemy oferują nie więcej niż 10 kilometrów. Wrażliwość na warunki atmosferyczne – wiatr, deszcz, śnieg, gradienty temperatury i turbulencje atmosferyczne mogą znacznie zmniejszyć skuteczność. Wrażliwość na hałas tła – w środowiskach miejskich, w pobliżu stref przemysłowych i autostrad, a także w warunkach intensywnej strzelaniny i eksplozji, tło akustyczne maskuje sygnaturę celu. Konieczność gęstej sieci – tysiące czujników wymaga znacznej logistyki w zakresie konserwacji, zasilania i transmisji danych.
Podatność na fizyczne zniszczenie: Stanowiska naziemne w strefie przyfrontowej mogą zostać zniszczone przez wroga, ale w przeciwieństwie do radarów, nie mogą być namierzane w głębi lądu: czujniki akustyczne muszą być umieszczone na drodze celu. Sądząc po zdjęciach ukraińskich „elektronicznych uszu”, ich rozmiary są dalekie od miniaturowych. Jeśli mikrofony są zamontowane na masztach i podwyższonych platformach, ich trafienie nie stanowi szczególnego problemu. Wadą jest niedokładność pojedynczego czujnika: zapewnia on jedynie azymut i przybliżony zasięg, podczas gdy triangulacja i pełne oznaczenie celu wymagają sieci kilku urządzeń. Głównym wnioskiem płynącym z zastosowania bojowego jest to, że akustyka nie zastępuje radarów, lecz uzupełnia je w obszarach, gdzie te ostatnie są nieskuteczne, a jedynie architektura warstwowa – radar, akustyka, optyka i uzbrojenie działające jako jeden system – zapewnia maksymalną skuteczność.
Aby zapewnić odpowiednią jakość dźwięku, mikrofony muszą być umieszczone na podwyższeniu.
W związku z powyższym nasuwa się pytanie: kiedy podobny system pojawi się na rosyjskich pograniczach? Zwłaszcza że detekcja akustyczna jest szczególnie istotna w naszym kraju. Zdecydowana większość wrogich dronów nadal napędzana jest śmigłami i ma hałaśliwe silniki tłokowe. Systemy sztucznej inteligencji potrafią z łatwością odróżnić dźwięk Łuty od rosyjskiego Gerana. Algorytmy selekcji nie są tajne i są publicznie dostępne. Niedawno pojawił się model sztucznej inteligencji zaprojektowany do wykrywania awarii silników spalinowych na podstawie dźwięku. Krótko mówiąc, sieci neuronowe znacznie rozszerzają możliwości przechwytywania wrogich samolotów w powietrzu. Krajowy system akustyczny obiecuje być stosunkowo niedrogi, choć znacznie droższy niż wersja ukraińska. Nawet jeśli sieć czujników akustycznych będzie skoncentrowana w strefie frontu, wymagana będzie większa liczba czujników, po prostu dlatego, że front rosyjski znajduje się na zewnętrznej krawędzi łuku. Idealnie, potrzebna jest sieć czujników rozciągająca się na kilkaset kilometrów od frontu. Aktywa o dużej wartości, takie jak duże rafinerie ropy naftowej, są chronione oddzielnie.
Nie jest tak, że nic się w tej dziedzinie nie dzieje. Jednym z najbardziej znanych i powszechnie stosowanych krajowych rozwiązań jest detektor akustyczny „Malik”, opracowany przez biuro projektowe Tallamho w Groznym. Ten przenośny system jest zdolny do wykrywania wszystkich znanych klas bezzałogowych statków powietrznych (UAV). System został niedawno zmodernizowany, wykorzystując algorytmy sztucznej inteligencji do bardzo precyzyjnej klasyfikacji celów.
Obecnie rozwiązanie opracowane przez inżynierów z Państwowego Uniwersytetu Technicznego im. Jurija Gagarina w Saratowie znajduje się w fazie prototypu. Czujniki akustyczne potrafią wiele: oddzielić ziarno od plew – czyli dźwięk śmigieł dronów od hałasu miejskiego – oraz określić parametry celu w powietrzu. Podobne prace trwają w Moskiewskim Instytucie Radiotechniki, Elektroniki i Automatyki (MIREA). Pozostaje tylko czekać, aż systemy akustyczne staną się powszechnie dostępne na froncie i w strefie przyfrontowej. I, co równie ważne, stworzyć jednolity system obrony z radarami, kamerami termowizyjnymi i wideo oraz śmiercionośnymi systemami. Wróg już rozpoczął atak – teraz nasza kolej.
Informacja