Эволюция дронов. От игрушек к рою под управлением ИИ

Беспилотники, а особенно недорогие и простые в производстве FPV-дроны, к осени 2023 года стали играть на фронте едва ли не ключевую роль.

Их активно используют как украинские, так и российские военные, но для ВСУ на фоне сокращения поставок артиллерийских снарядов от западных партнеров дроны стали едва ли не главным средством для противостояния наступлению российской армии. В середине декабря замминистра обороны Украины Иван Гаврилюк прямо связал дефицит снарядов с планами увеличения производства беспилотников. "Что касается боеприпасов к артиллерии, то этот вопрос будет возникать и дальше. Поэтому в Украине было принято решение решать эти вопросы путем создания мощного производства БПЛА", – сказал Гаврилюк в интервью BBC.

Владимир Зеленский пообещал, что за 2024 год Украина произведет для армии миллион дронов, а министр стратегической промышленности Александр Камышин уточнил, что в это число войдут только FPV-дроны, а сверх него украинские войска получат десятки тысяч дронов других типов. Глава Минцифры Украины Михаил Федоров даже объявил о проекте "Народный дрон", в рамках которого жители Украины смогут собирать FPV-дроны для армии в домашних условиях.

FPV-дрон с прикреплённой взрывчаткой

Россия в свою очередь тоже стремится нарастить производство беспилотников всех типов. Кто в настоящий момент имеет преимущество по количеству FPV-дронов, сказать сложно. Производством беспилотников этого типа в Украине и России занимаются и государственные, и частные организации, официальных статистических данных в условиях войны не публикуют. Субъективные оценки военнослужащих по обе стороны фронта тоже мало что говорят об общей картине.

Группа исследователей сравнила число выложенных в интернет видео с применением FPV-дронов обеими сторонами конфликта с августа по ноябрь 2023 года, и здесь Украина имеет заметное преимущество, особенно в задокументированных ударах по бронетехнике. Насколько такой подход позволяет делать выводы о реальном соотношении количества дронов и их использования, сказать сложно.

Фронтовые свидетельства говорят о том, что на некоторых участках фронта каждую цель атакуют сразу несколько FPV-беспилотников и, несмотря на низкую грузоподъемность дронов, а значит и небольшой боезаряд, который они способны нести, беспилотники этого типа серьезно угрожают и пехоте, и бронетехнике противника.

"По снарядам мы сильно зависимы от партнеров, к примеру: летом дивизион арты выпускал примерно 500 снарядов, сейчас – чуть больше 20. Слава Богу, что есть такая дешевая штука, как FPV, – дешевая, мобильная, не нужно таскать за собой здоровую пушку, которую трудно скрыть, гораздо лучше точность. Боеприпас от одного лица. Точность лучше, чем у Excalibur. Ребята уже залетают FPV на 25 километров, считают, что это не предел. Единственный минус – сильно поражаются РЭБом, однако это можно компенсировать массовым производством", – цитирует закрытый телеграм-канал офицера ВСУ с позывным "Алекс" украинское издание "Страна".

FPV-дроны применялись в боевых действиях в Донбассе ещё в 2019–2020 годах, но после начала полномасштабного российского вторжения они стали массово работать на фронте осенью 2022 года. За прошедшие менее чем полтора года эти небольшие и сравнительно простые беспилотники прошли заметную технологическую эволюцию.

Учитывая массовость их производства, участие в нём большого числа независимых конструкторов-энтузиастов и отсутствие бюрократических барьеров между разработкой новинки и ее попаданием на фронт, малые дроны, вероятно, стали самым быстро прогрессирующим видом вооружения. В начале 2024 года украинские военнослужащие стали рассказывать о появившихся на фронте FPV-дронах с машинным зрением (автозахватом цели): оператору необязательно самостоятельно управлять беспилотником до поражения цели, достаточно пометить ее электронной меткой после того, как она оказалась в поле зрения.

Уже следующим шагом может стать появление полностью автономных дронов, способных работать роем и осуществлять скоординированные атаки без участия человека. О таких возможностях уже заявляет российский производитель беспилотников "Ланцет".

Радио Свобода разбирается в технологической эволюции, которую мини-дроны прошли на фоне российского вторжения в Украину.

Хобби, ставшее оружием

В первые недели вторжения обе стороны начали активно использовать БПЛА: сначала это были в основном профессиональные военные дроны, такие как турецкий "Байрактар" и российский "Орлан". Вскоре все большую роль в боевых действиях стали играть небольшие коммерческие мультикоптеры, в основном различные модификации DJI Mavic и Autel EVO – их использовали для ближней фронтовой разведки, а затем стали с помощью кустарных, часто напечатанных на 3D-принтерах устройств переоборудовать для сброса боеприпасов.

"Такие дроны у нас называют "свадебными", и у меня было ощущение, что это проходная история, которую надо максимально быстро использовать, потому что в очень близком будущем противник научится их глушить: там фиксированные частоты с небольшими отклонениями. Но вот получается так, что глушить научились, а "свадебные" дроны все равно используются", – говорит Радио Свобода инженер, работающий в одном из украинских центров, производящих FPV-дроны для ВСУ. Он, как и другие собеседники РС, упоминаемые в этом тексте, попросил не называть его настоящего имени, в дальнейшем мы будем называть его Игорем.

DJI Mavic 3

То, что FPV-дроны стали активно использоваться только несколько месяцев спустя, Игорь объясняет необходимостью подготовки достаточного количества операторов: в отличие от "свадебного дрона", управление FPV требует намного более серьезных навыков и значительного опыта, который приобретается практическими занятиями на специальных полигонах. Многие будущие операторы, инструкторы и инженеры пришли из хобби – тусовки людей, увлекавшихся управлением FPV-дронами в мирной жизни. Среди них и сам Игорь: "В путешествия я всегда брал с собой дрон. Мне нравилось летать и ощущать себя в полете", – вспоминает он.

Несмотря на то что и в России, и в Украине в последние полтора года открыто много центров подготовки операторов FPV-дронов, их все равно не хватает. Количество опытных операторов становится бутылочным горлышком для массированного применения FPV, а асы-дроноводы являются важными военными целями. Для того чтобы обойти проблему операторов, Россия даже пошла на то, чтобы использовать на фронте FPV-беспилотники с искусственно заниженными характеристиками.

"Россия на нашем участке применяет дроны "ВТ-40", названные в честь "военкора" Владлена Татарского. Они готовят большое количество пилотов под них. У "ВТ-40" специально занижена скорость самого дрона и поворотов – это делается для того, чтобы даже не самый большой профессионал мог ими спокойно управлять и донести заряд до позиций или поразить технику", – рассказывает Радио Свобода Михайло, специалист по РЭБ, служащий в войсках территориальной обороны Украины.

Российский оператор FPV-дрона выполняет тренировочный полёт

В отличие от "свадебных" или сельскохозяйственных мультикоптеров, которые обе стороны покупали и покупают в готовом виде, FPV-дроны собираются из деталей в основном китайского происхождения. И первым шагом эволюции, по словам Игоря, было повышение качества компонентов и сборки. "Вначале собирали из всего, что могли найти. Постепенно, перебрав много компонентов, мы просто вывели для себя, что для вот таких задач мы используем вот такие компоненты, для других задач – вот такие компоненты. Во-вторых, изменилось качество сборки. Изначально важна была скорость сборки, сейчас каждый здравомыслящий инженер понимает, что цена любой ошибки очень высока", – говорит собеседник РС.

В качестве одного из примеров он приводит материал корпуса: традиционно его делают из достаточно дорогого углепластика, но в ходе войны были эксперименты с алюминием, фанерой, текстолитом и другими материалами. В итоге пришлось вернуться к углепластику из-за соотношения прочности, устойчивости к вибрациям и веса.

Дроны против РЭБ

FPV-дроны, как и коммерческие мультикоптеры, чрезвычайно подвержены глушению системами РЭБ. Это связано с тем, что в базовой комплектации они используют радиочастоты из стандартного набора (2,4, 5,8, 1,2, 1,5 ГГц и 900 МГц), на которых противник может создавать помехи. Специалист по РЭБ Михайло объясняет, что и украинские, и российские инженеры начали использовать специальные прошивки для выхода за рамки стандартных частот – в том числе в диапазоны, зарезервированные для специальных и экстренных служб.

"Противник использует сейчас и канал на частоте 700 МГц, и канал на частоте 2,4 ГГц для видео, хотя раньше использовали для видео канал 1,2 ГГц. Мы, кстати, как и противник, раньше с него регулярно перехватывали сигнал, что позволяло понять, куда движется дрон", – объясняет Михайло.

Бороться со "свадебными" дронами в первые месяцы вторжения можно было даже без глушилок: коммерческая мобильная станция мониторинга DJI Aeroscope стоимостью в несколько десятков тысяч евро позволяла обнаруживать не только все дроны марки DJI в радиусе 50 километров, но и положение их операторов. Для противодействия этим и подобным станциям были написаны программы-анонимизаторы, которые не только позволяют скрывать данные о положении дрона, но и фальсифицировать его позицию, скорость и направление движения.

По словам Михайло, сейчас разрабатываются программы, которые позволят деанонимизировать дроны, использующие такие прошивки. "Война – это постоянное противостояние щита и меча. Если кто-то изобретает что-то новое, сразу начинается работа над средствами противодействия", – говорит он.

Несмотря на технологические новинки, ключевое преимущество дронов над системами РЭБ – недостаточное количество последних. Российская армия в целом пока имеет определенное преимущество в средствах РЭБ над украинской – в первую очередь в крупных армейских системах. Украина старается компенсировать это мобильными средствами на уровне отдельных подразделений и военной смекалкой.

Как рассказал РС Михайло, весной 2023 года в его подразделении были созданы отдельные расчёты, которые занимались обнаружением и противодействием дронам противника с помощью средств "окопной радиоэлектронной борьбы": антидроновых ружей, щитов и других видов "глушилок", в том числе автоматизированных.

Антидроновое ружьё – одно из средств противодействия мини-дронам

Со временем военнослужащие, занимающиеся РЭБ, научились определять наиболее выгодные позиции для борьбы с дронами и устраивать на них засады. Помогает, по словам Михайло, и внимательное наблюдение за профильными российскими каналами в интернете, где обсуждаются технологические новинки, – это позволяет заранее подготовиться к их появлению на фронте. Сейчас доля дронов, которые Михайло и его сослуживцам удается заглушить на своем участке, доходит до 95 процентов.

Так везёт далеко не всем, кто находится на фронте. Безопасность зависит и от наличия мобильных средств РЭБ, от того, успеют ли ими воспользоваться, и даже от того, есть ли возможность их заряжать ("глушилки" потребляют достаточно много энергии), а большие стационарные системы глушат и собственные дроны. "Никакой панацеи здесь нет", – считает инженер Игорь.

Ретрансляторы, тепловизоры и засады

Расстояние, на котором могут работать FPV-дроны, обычно выше, чем у "свадебных" беспилотников, но все же, как правило, не превышает 10 километров, особенно если дрон несет на себе боезаряд. Увеличение дальности – еще один путь технологического прогресса, по которому идут конструкторы по обе стороны фронта.

"Изначально дальность полёта FPV-дронов была всего несколько километров, потом выросла до 10–16 км, а сейчас на вооружении одной из бригад есть дрон, который на полигоне показал дальность в 26 километров без всяких ретрансляторов: просто за счёт сильного сигнала между пультом и самим дроном", – говорит Артур (имя изменено), оператор дронов в одном из подразделений украинской армии.

Для фактического повышения дальности дронов тестируются и такие оригинальные решения, как работа из засады: FPV-дрон начинает полет не от оператора, а из определенной точки, возле которой оказался противник.

Украинский FPV-дрон преследует свою цель. Вид от первого лица

Все чаще на фронте используются FPV и другие мини-дроны с тепловизорами или камерами ночного видения. Специалист по РЭБ Михайло отмечает, что они стоят примерно вдвое дороже обычных, но могут применяться ночью. Тепловизоры на беспилотниках используются не только для работы в условиях плохой видимости: летом с их помощью ищут нагретые на солнце мины.

Артур и Михайло перечисляют еще несколько ноу-хау ВСУ: это решение проблемы с полетами в автоматическом режиме над водой и снегом, полеты в тумане по ориентирам и заученным спутниковым картам, борьба с обледенением лопастей и запотеванием линз с помощью некоторых средств бытовой химии. Это специально разработанные под FPV-дроны боеприпасы (а если их нет под рукой, замена стандартного взрывателя на взрыватель от гранаты РПГ-7). Иногда FPV-дроны используют не для камикадзе-атаки, а для сброса боеприпасов, для этого, правда, требуется особый навык бомбометания, ведь боеприпас такой беспилотник сбрасывает, в отличие от "свадебного" коптера, на лету.

"Они (российская армия. – Прим.) опережают нас количественно, но не качественно. Технологически они на 2–3 месяца позади нас, они копируют то, что используем мы, и внедряют это в серийное производство. Мы же тем временем ищем, как шагнуть дальше. У них есть возможность массового производства дронов и фабричного изготовления боеприпасов для них. У нас же всё это пока мелкосерийно", – считает Артур.

Страж-птицы: дроны, которым не нужны операторы

В прошлом году FPV-дрон под управлением искусственного интеллекта Swift, который разработали исследователи из Цюриха, сумел в большинстве тестов (это полеты в закрытом помещении, в ходе которых нужно пролетать через различные "ворота") обойти профессиональных FPV-пилотов. Фактически все технологии, которые позволят военным дронам полностью обходиться без человека, самостоятельно летать, искать цели и поражать их, уже существуют – и до их внедрения на фронте, скорее всего, осталось недолго.

Украинские военные и волонтеры утверждают, что FPV-беспилотники, способные автоматически захватывать цель, уже использовались российскими военными, правда, пока, по-видимому, в тестовом режиме. Михайло считает, что эту технологию не стоит называть искусственным интеллектом. "Это как сказать, что у робота Федора искусственный интеллект", – иронизирует он. Суть технологии, объясняет Михайло, в том, что беспилотник, после того как выбрана цель, запоминает ее и может автоматически двигаться к ней уже без участия оператора, даже если сама цель движется. Похожая возможность реализована в американских противотанковых ракетах Javelin.

После того, как дрон запомнил цель, ему уже не могут помешать средства РЭБ. Впрочем, как утверждает Михайло, в ВСУ уже придумали и испытали способ борьбы с такими беспилотниками, который пока держится в секрете. Игорь, инженер, работающий с FPV-дронами, напоминает, что захват цели – штатная функция в некоторых "свадебных" дронах. "Взять даже самый простой Mavic Air 2, у него есть система слежения за целью, и она потрясающе работает. Я видел тесты, когда человек по лесу бегал – и дрон его удерживал всегда в поле зрения, при этом обходя разные препятствия", – говорит Игорь.

Украинский морпех держит в руках FPV-беспилотник

Следующим шагом могут стать FPV-дроны, которые самостоятельно взлетают, сами выбирают цель и преследуют ее, облетая препятствия с помощью ИИ-системы, подобной швейцарскому Swift. Дальнейший шаг – рой таких дронов, способных совместно наблюдать большую территорию, обмениваться информацией друг с другом и дронами-разведчиками, самостоятельно принимать решение о распределении ресурсов для поражения разных целей.

То, что еще несколько лет назад казалось фантастикой, может стать реальностью уже в самое ближайшее время – и быстрая эволюция военных беспилотников на фоне войны в Украине только приближает ее наступление.

"Подключать искусственный интеллект к дронам – это было бы круто, но есть важный вопрос принятия решения. Мне кажется, решение об атаке цели все-таки должен принимать человек. Как помощь для обнаружения целей – это приемлемо, и такие системы испытываются, но передавать компьютеру право решать, кого атаковать, – это звучит страшно. И пусть технологически мы уже это можем создать: атомное оружие у нас тоже есть, но это не значит, что мы должны его использовать", – считает Игорь.