Российский ученый рассказал о микроволновой пушке для защиты от боевых дронов

Наука


Угроза со стороны боевых беспилотников растет с каждым годом. Если раньше они были диковинным оружием самых богатых и развитых стран, то сейчас турецкие «Байрактары» применяются в вооруженном конфликте на Донбассе и, вместе с другими дронами, принесли победу Азербайджану в Карабахской войне 2020 года. Западные страны, в первую очередь, США, готовятся противодействовать беспилотникам с помощью так называемого оружия направленной энергии, к которому относятся и лазеры. Кроме лазеров, американцы также испытывают микроволновое оружие, системы Thor и PHASER, которые уничтожают дроны без видимых повреждений. О том, почему дроны могут полностью изменить облик современной войны, как с ними бороться и что же такое микроволновое оружие, «Газета.Ru» поговорила с Игорем Есаковым, доктором физико-математических наук, заместителем директора Московского радиотехнического института РАН, где в течение десятков лет разрабатывали особо мощные источники радиоизлучения.

– За названием «беспилотник» могут скрываться аппараты совершенно разного класса, размером от настоящего самолета до помещающихся на ладони. Почему они представляют такую угрозу, и почему для защиты от них требуется специальное оружие? Неужели беспилотники «сильнее» обычного самолета?

– На самом деле, все беспилотники с точки зрения борьбы с ними правильнее разделить на два класса: дорогие и дешевые. К классу дорогих, как правило, относятся одиночные машины – ударные беспилотники, разведывательные. Почти всегда они имеют довольно большие габариты, в связи с этим их легко обнаруживают и отслеживают радиолокаторы зенитно-ракетных комплексов. Цена зенитных ракет малого радиуса действия значительно ниже цены таких беспилотников, что позволяет вполне экономически эффективно их сбивать. Также, на данный момент, некоторые из этих беспилотников, в том числе, приснопамятный «Байрактар», имеют достаточно уязвимые каналы управления и передачи данных и могут быть сбиты обычными средствами РЭБ.

Гораздо большую опасность представляют появившиеся несколько лет назад дешевые беспилотники, которые можно объединять в рой. Рой подразумевает не просто большое количество дешевых беспилотников, летящих к одной цели, а систему, которая имеет возможность адаптировать свою тактику под противодействие противника, под его движение. То есть, обладают каким-то искусственным интеллектом, но, конечно же, сохраняют возможность управления оператором или по программе. Борьба с такими беспилотниками на данный момент крайне затруднена.

Огневые средства, пушки и ракеты, против них неэффективны, потому что оптовая цена квадрокоптера вроде DJI Phantom (или более простого), адаптированного для боевых действий – от $60 до $600.

Любая система огневого поражения будет вынужденно тратить для уничтожения беспилотника такое количество боеприпасов, что это становится экономически невозможным, например, одна ракета комплекса «Бук» стоит в районе пары миллионов долларов. А если учитывать, что необходимо сразу бороться с большим количеством дронов, то вопрос повисает в воздухе. В тоже время, рой дронов-камикадзе способен решать абсолютно любые задачи: от уничтожения личного состава и бронетехники до диверсий на стратегических объектах и до организации объемного взрыва, сравнимого по мощности с тактическим ядерным зарядом.

Для борьбы с такими целями военные по всему миру и рассматривают разные варианты оружия неогневого поражения. К ним относят средства РЭБ, лазеры, радиочастотное оружие. Основное их достоинство – выстрел стоит очень дешево, несколько рублей, а боевой запас ограничен только мощностью электропитания.

– А что насчет шрапнели?

– Для сбития даже мелкого дрона необходимы поражающие элементы с довольно большой энергией, сравнимые с энергией пистолетной пули. Для этого они должны быть довольно крупными, а чем больше осколки, тем меньше их число. Учитывая, что размеры дронов невелики, зона, в которой зенитный снаряд разумного размера гарантирует попадание хотя бы одного осколка в цель, довольно невелика, пара метров в диаметре. Не говоря уже о том, что применение таких снарядов вне зоны боевых действий невозможно.

Читать так же:  Протестирован реактор, работающий с нового видом термоядерного синтеза

– То есть, одиночный беспилотник довольно слаб, но возможность запускать их в неограниченных количествах без потерь со стороны личного состава делает дроны настолько грозным оружием, что защиты от него в данный момент нет?

– Да, это именно так.

Можно запустить 100, 200, 1000 дронов с зарядом взрывчатки, каждый из которых будет находить свою цель – например, с помощью оптической системы распознавания образов – и уничтожать ее.

Даже если система активной защиты танка справится с одной машиной – за ней еще десяток или тысяча, а стоит танк как многие тысячи таких беспилотников.

Причем, в танке еще и человек сидит, а в наши дни человек – самый дорогой во всех смыслах ресурс, если мы говорим о более-менее развитых странах и армиях.

– Когда говорят об оружии неогневого поражения (или направленной энергии, как принято говорить в западных странах), чаще всего речь идет о лазерах. Принцип их работы более-менее понятен – луч попадает на цель и режет или плавит ее. В чем минус лазеров?

– Коренной недостаток современных боевых лазеров – они работают в видимом диапазоне или в ближнем инфракрасном, и потому их лучи поглощаются разного рода атмосферными помехами: туманом, дымом, дождем – всем, что изменяет прозрачность атмосферы. Кроме того, современные лазеры при прозрачной атмосфере могут поражать цели на дистанции в несколько километров, но их мощность такова, что необходимо удержание пятна на цели в течение 1-5 секунд. Это уже лучше, чем стрелять ракетами, но такую оборону все еще можно перегрузить количеством.

– А как работает радиочастотное оружие? Как оно воздействует на цель?

– Радиочастотное оружие основано на очень простом принципе, известном давно: в район цели направляют радиоволны с такой плотностью потока энергии, чтобы вызываемые им индуктивные токи выводили из строя электронику. В данный момент удобнее всего это делать в микроволновом диапазоне, с длиной волны порядка сантиметров. Собственно, микроволновая пушка – вполне подходящее название для подобных систем.

– Оправданна ли подобная аналогия: когда внутрь микроволновой печки кладут металлическую посуду, по ней при включении начинают бежать электрические искры?

– В целом аналогия справедлива, но я бы дополнил ее другой: мы берем мощную батарейку и подключаем ее к произвольным местам микросхемы, отчего в ней появляется напряжение там, где его быть не должно. С высокой вероятностью такая схема выйдет из строя.

– То есть, действует микроволновая пушка только на электронику? Силовым кабелям или моторам она не вредит?

– Да, речь идет об электронных схемах, в составе которой есть транзисторы, диоды, накопители и другие элементы. Ведь совсем не обязательно микросхему сжечь – хотя это идеальный вариант. Если для этого не хватает мощности, то все равно от непредусмотренных токов происходит накопление избыточных зарядов, от которых элементы выходят из строя. Если представить транзистор как водопроводный кран, который пропускает или не пропускает воду (ток), то мы берем и поворачиваем его вбок, ставим поперек трубы, или наоборот, сверлим сквозную дырку.

Читать так же:  Ученым удалось создать проводник, работающий при комнатной температуре

Поскольку система таких вентилей и составляет логику микросхемы, ее «мозг», то от микроволнового излучения она, как минимум, надолго зависает – при слабом воздействии.

При сильном да, она сгорает. Собственно, еще в середине XX века обращали внимание, что мощные радары создают проблемы для расположенной поблизости электроники, и самолеты проектировались с учетом этого.

– Какие у этого метода существуют ограничения? Может ли такая пушка «выжигать» небо непрерывным лучом, либо после выстрела ей необходима длительная перезарядка?

– Все зависит от конкретной технической реализации. Как правило, эти установки работают в импульсном режиме, повторяя их много раз в секунду, и нет никаких фундаментальных препятствий, которые бы мешали повторять их в течение длительного времени. Нужен лишь достаточно мощный источник энергии.

– Но сейчас образцов, готовых стрелять непрерывно – нет?

– По моим данным – нет, но потому что нет нужды. Сейчас за рубежом проходят испытания опытные образцы, но, при желании, на серийных изделиях можно реализовать и непрерывную стрельбу.

– Как выглядит это оружие? Это ручная пушка, машина, антенна размером с дом?

– Зависит от дальности действия. Установку ближнего радиуса действия (300 метров) можно разместить на легковом автомобиле, более дальнобойную (несколько километров) – на КАМАЗе. В ручном исполнении подобную систему сделать невозможно из-за значительных размеров генератора и излучающей антенны.

– Что служит источником электроэнергии для стрельбы?

– В автономном варианте – обычный дизель-генератор. Если есть возможность работать от сети – значит от сети. И до тех пор, пока есть источник питания, стрелять она может до изведения ресурса СВЧ-прибора, то есть, несколько тысяч часов.

– Испытываемые сейчас в США PHASER и Thor обладают как раз теми характеристиками, о которых вы сейчас рассказали?

– Да, они как раз обладают такими габаритами. Thor имеет параболическую зеркальную антенну, PHASER – АФАР, активную фазированную антенную решетку. Не думаю, что они готовы к непрерывной стрельбе, все-таки они служат для отработки концепции, их минимальный интервал между выстрелами может быть довольно длительным. Точных данных на этот счет нет, я говорю это исключительно исходя из своего знания об организации конструкторских работ.

– Эти опытные системы позиционируются как оружие против мелких беспилотников?

– Да, именно так. Думаю, еще они позиционируют это как средство борьбы с электроникой противника – танками, разведывательными системами. Но в рекламном ролике да, сбивают дроны.

– Как обстоят дела с подобными системами в России?

– В данный момент мы находимся на сопоставимом уровне с западными странами. Более конкретно, по российскому законодательству, я сказать не могу. Но, поскольку принцип един, представление о подобных системах вы можете составить по западным образцам.

– Недавно Украина применила «Байрактар» в вооруженном конфликте в Донбассе, а в 2020 году Азербайджан с помощью дронов взял реванш у Армении в войне за Нагорный Карабах. Может ли микроволновая пушка защитить от подобных атак?

– Может, и довольно эффективно. Максимальная дальность атаки «Байрактара» – около 8 километров, что попадает в радиус действия дальнобойных микроволновых пушек. Более того, на данный момент это самый дешевый способ выведения его из строя. В данный момент «Байрактар» уязвим и для обычных систем РЭБ, но турки могут исправить этот недостаток, систему связи другого их дрона, TAI Anka S, подавить уже неизмеримо сложнее. Защитить же «Байрактар» от микроволнового оружия они не смогут.

– Подразумевается ли у подобных систем невоенное применение?

– Конечно. Сейчас полиция многих стран заинтересована в средствах борьбы с дронами, а также устройствах для принудительной остановки автомобилей и маломерных судов: на их электронику микроволновая пушка тоже действует. Ведь опасность несут не только военные дроны, их могут запускать и хулиганы, и террористы.

– Давайте поговорим о мерах противодействия. Все мы понимаем, что абсолютного оружия не может быть, это всегда лишь инструмент борьбы. Можно ли установить на дроны защиту, зная о таком оружии? Например, поместить электронику в металлическую коробку, которая не будет пускать внутрь микроволновое излучение?

– Вы совершенно правы, противодействие будет. Конечно, если мы запаяем дрон в герметичную консервную банку, он будет абсолютно неуязвим для подобного оружия. Вот только толку от подобного устройства будет мало – зачем нужен дрон, не имеющий никаких входов: ни антенны, ни камер, ничего? А разработать систему, защищающую именно блок электроники, из которой торчат лишь антенны и объектив – в теории это возможно. Только поверьте, это крайне сложная инженерная задача, поскольку микроволновое излучение имеет свойство просачиваться даже сквозь тонкие щели. Должна быть экранирована вся электронная схема, включая подведение проводов к моторам. Но самое главное – это всегда вопрос цены, мы об этом говорили в начале.

Разумеется, передовые страны при желании сделают беспилотник, который подобной пушкой не возьмешь – вот только стоить он будет совсем не $60.

– А если удастся удешевить производство?

– В теории, конечно, все возможно, и такой вариант отметать сходу нельзя. Но лично я считаю, что в ближайшем будущем роевые системы, берущие числом, подобной защитой оснащаться не будут.

– Можно ли разработать против микроволновой пушки особую тактику? Атаковать волнами с разных сторон, идти на малой высоте, прячась за холмами, лететь широким фронтом?

– Ну разумеется, это будут делать, особенно если дроны оснащены искусственным интеллектом. Но я ученый, а не военный, и не могу детально и компетентно об этом говорить. К тому же, в реальном бою это пока никто не пробовал.

– Как такие микроволновые пушки действуют на людей? Можно ли использовать их против личного состава?

– На человека они не окажут вообще никакого эффекта, причем это не минус, а плюс. Именно поэтому они хороши для полицейских: нет риска, что в плотной городской застройке кто-то пострадает. Да и в армии тоже, возможно, придется встречать эти дроны в ближнем бою, где рядом есть свои солдаты.

– Существуют ли еще варианты применения подобного оружия? Например, против спутников?

– Гипотетически – да, такие варианты прорабатываются. Правда, для передачи достаточной мощности на сотни километров потребуется антенна циклопических размеров, в сотни метров. Поэтому сейчас ничего подобного нет.



Источник

Оцените статью
Новости науки и медицины на Sci-Med