Турелі ППО зі штучним інтелектом: Україна випробовує нову зброю проти "Шахедів"
Окупанти вже вільно запускають по 600 далекобійних безпілотників за ніч та продовжують нарощувати тиск на оборонні підприємства, критичну інфраструктуру та мирних людей.
В умовах постійного дефіциту ППО Україна постійно вигадує нові способи, як знищувати "Шахеди" та їх імітатори без застосування дороговартісних ракет.
Мобільні вогневі групи їздять на пікапах з кулеметами та ПЗРК і вишукують цілі в повітрі. З’явились дрони-перехоплювачі, які вже збивають десятки безпілотників за ніч.
Україна також має на озброєнні радянські зенітні ракетно-гарматні комплекси 2С6 "Тунгуска" та західні гарматні комплекси Gepard та Skynex. Останні мають програмовані боєприпаси, які вибухають при наближенні до цілі та уражають її уламками. Всередині такого боєприпасу знаходиться мініатюрний чіп-компʼютер, на який під час вильоту снаряда з каналу ствола передається інформація про дальність до цілі.
Зенітки значно ефективніші за дороговартісні ракети ППО. Проте і вони мають свої обмеження – такі гарматні комплекси складні та малочисельні. Ними не можна прикрити всі міста, а тим паче лінію фронту. До того ж масове виробництво програмованих боєприпасів є складною технологічною задачею, яку український оборонний комплекс вирішити поки не здатен.
Захистити українське небо можна лише у комплексі з різних засобів. Частиною цього комплексу можуть стати дистанційно керовані турелі, які наводитимуть кулемет на ціль за допомогою штучного інтелекту.
Це – логічне продовження ідеї мобільних вогневих груп із кулеметами, ефективність яких залишається обмеженою через людський фактор, нестачу особового складу та постійне зростання висоти польоту ворожих цілей.
Турелі ППО – новий рівень складності для інженерів
Автоматизовані турелі з дистанційним керуванням вже постачаються на фронт. Правда нинішні варіанти цієї зброї призначені для знищення піхоти та техніки противника на землі. Головна їх перевага у можливості заховати оператора в безпечному місці при невисокій ціні та швидкому масштабуванні виробу.
Така турель складається з бойової частини, де розміщено кулемет або гармату; блоку оптико-електронної системи, де встановлено камеру та тепловізор, які відповідають за виявлення та наведення на ціль; блоку управління, де розміщені програмні системи; станини – металевої триноги з каркасом, на яких тримається все спорядження.
Проте між сухопутною туреллю та засобом для протиповітряної оборони велика прірва, розповідає "Оборонці" колишній офіцер Повітряних сил ЗСУ Анатолій Храпчинський, який долучений до розробки комплексних рішень у сфері протиповітряної оборони.
"Сухопутна автоматична турель це, по суті, "розумний кулемет": камера, тепловізор, прості алгоритми супроводу і приводи, які встигають рухатися за ворожою піхотою чи машиною. Вона дивиться у двох вимірах, працює по цілях, що рухаються відносно повільно і передбачувано. Завдання такої турелі – тримати периметр, охороняти позицію чи відбивати атаку. Тобто проста логіка: побачив, зафіксував, стріляєш.
Зовсім інша справа – турель для повітряної оборони. Тут починається справжня математика. Бо перехоплення відбувається у тривимірному просторі зі швидкістю сотні кілометрів за годину. До цього додаються боєприпаси з дистанційним підривом, інтеграція турелей у загальну систему ППО, алгоритми випередження у 3D. Тому тут турелям одразу потрібні і оптико-електронні станції, і балістичний комп’ютер, і приводи, які мають встигати за маневреним об'єктом, що мчить у тривимірному просторі", – пояснює Храпчинський.
Якщо зенітна турель працюватиме на передовій, оптики й тепловізорів вистачатиме для виявлення малих дронів. Проте в тилових містах проти "Шахедів" це не працюватиме, бо на великих територіях для виявлення і супроводження швидкої цілі потрібна мережа радарів. Вони мають дати точні координати цілі та передати їх на турель.
Фактично нішу таких автоматизованих турелей у тилу зараз займають мобільні вогневі групи (МВГ) з кулеметами. Але бійці таких груп мають фізичні обмеження в точності та швидкості реакції, особливо в умовах зростання висоти польоту ворожих БПЛА.
МВГ знають лише сектор або азимут до повітряної цілі, але не мають точних її координат та можливості автоматично по них працювати. Це заважає ефективно перехоплювати дрони, і робить їх збиття залежним від фактора везіння.
"Має бути правильна архітектура. Проста зенітна гармата має бути оснащена РЛС для супроводження цілі та ведення вогню. Ця "вогнева" РЛС біля турелі отримує дані від оглядової РЛС, беручи ціль на супровід і автоматично вираховує її випередження. Це не фантастика, це класика ППО, яка чомусь досі у нас розглядається як "надмірна розкіш", – зазначає Анатолій Храпчинський.
У державному технокластері Brave1 зазначають, що нині на українському ринку вже є багато турелей, однак розробки потребують постійного покращення, аби відповідати реаліям війни.
Для ефективної турелі ППО в першу чергу важливий не калібр і потужність боєприпасу, а дальність стрільби та точність наведення.
Серед основних задач у розвитку турелей – подружити "залізо" з програмними рішеннями й штучним інтелектом. Системи автоматичного наведення на ціль життєво необхідні для турелей ППО, оскільки вони забезпечують автономність турелі на позиціях.
У Brave1 підкреслюють, що зараз виробники турелей вже інтегрують системи розпізнавання "свій-чужий" на власні вироби. Таким чином вони прагнуть розвʼязати проблему дружнього вогню, якого важко уникнути, коли вогонь веде звичайний військовий.
Розвиток автономних систем у тилу зменшить потребу в особовому складі, який розпорошений у МВГ. В ідеалі оператор турелі ППО може знаходитись за десятки кілометрів від неї й керувати кількома установками з єдиного центру.
"Зараз ми рухаємося в напрямку збивання шахедів за допомогою турелей, тобто підсилення наявних засобів ППО. Уже є успішні приклади застосування таких систем", – розповіли "Оборонці" в технокластері Brave1.
Турелі ППО вже на ринку
Одним з прикладів таких турелей є розроблена в Україні система "Sky Sentinel" з 12,7-мм кулеметом M2 Browning. Вона здатна знищувати дрони на дальності до двох кілометрів, роблячи при цьому 500 пострілів за хвилину. Серед головних цілей для турелі розробник заявив саме дрони типу "Шахед".
Відомим також є дистанційно керований бойовий модуль "Хижак" від української команди "UGV Robotics". Він оснащується кулеметом калбіру 7,62 мм – ПКТ, або західним М240. Турель призначена для ведення вогню по рухомих повітряних цілях.
Заявлено, що за допомогою штучного інтелекту та системи гіростабілізації "Хижак" може знищувати повітряні цілі на дальностях 600-800 м залежно від розміру. Турель уже збивала дрони на 7-дюймовій рамі на відстані 200 м.
Турель може встановлюватись на автомобільне шасі чи наземний роботизований комплекс і здатна вражати цілі під час руху власної платформи. До того ж передбачається її встановлення стаціонарно – на дахах споруд для їх захисту від дронових атак.
Як розповів "Оборонці" представник UGV Robotics, який побажав залишитись анонімним, турель "Хижак" створювали для знищення безпілотників і ворожих гелікоптерів з морських безекіпажних катерів. Тому вона отримала посилений захист від морської води та корозії і навіть може перебувати певний час під водою без втрати працездатності.
На турель встановлено дві камери – оглядову та прицільну. Обидві камери тепловізійні, що дозволяє легко виявляти авіаційні цілі на фоні неба та маркувати кораблі та катери противника.
Розроблений командою штучний інтелект сам визначає тип цілі за її габаритами та швидкістю. Якщо турель виявила кілька повітряних обʼєктів, оператор може обрати ту ціль, яку планує атакувати. Тоді програма супроводжуватиме її протягом польоту і перейде в режим захоплення цілі. Після цього вмикається балістичний калькулятор, який вираховує і показує на екрані точку, куди оператору треба стріляти для знищення цілі.
Розробка вже кодифікована і перебуває на фінальному етапі постачання кільком військовим частинам. При цьому майже щомісяця виходить оновлення програмного забезпечення і вдосконалюється штучний інтелект. А перші поставлені турелі вже експлуатуються на безекіпажних катерах у Чорному морі.
Подібні легкі турелі можуть бути ефективними й на фронті. Вони ідеально підходять для знищення низьколітаючих безпілотників квадрокоптерного типу. А інтеграція ШІ дозволяє турелі працювати швидше та гарантувати безпеку оператору, який знаходиться у бліндажі поза зоною видимості ворожого дрона.
Компанія вже працює над новою, більш потужною версією турелі з кулеметом калібру 12,7 мм. В її програму буде додана власна навігаційна система та метеостанція, яка дозволить турелі самостійно робити поправки, наприклад на пориви вітру. Додадуть ще низку додаткових функцій, які поки не розголошують.
Наразі важливо правильно "вписати" автоматизовані турелі у загальну систему протиповітряної оборони. Вони можуть бути ефективними разом з радарами, системами ситуаційної обізнаності, оптико-прицільними комплексами та штучним інтелектом. Тільки технологічна комплексність та швидке масштабування виробництва таких систем дозволить досягти результату.