Угроза и средства борьбы с коммерческими БПЛА

Первый квадрокоптер в привычном для нас понимании был разработан в 1973 году для вооружённых сил Израиля. С тех пор о аппарате столь удачной конструкции успели позабыть до того момента, пока контроллеры и приборы наблюдения не стали достаточно дешёвыми, лёгкими и компактными для массового производства. Простые в управлении устройства были лишь популярной игрушкой для детей и взрослых в то время, как энтузиасты на волне популярности дронов начали изобретать им всё новые применения. Технология обеспечения подъёмной силы не привязана к числу моторов: профессиональные или грузовые аппараты снабжены и шестью, и восемью моторами (октокоптеры).

Возможные опасности

Терроризм. Не нужно быть специалистом, чтобы догадаться, что квадрокоптер можно использовать для переноски грузов по воздуху. В 2016 году компания Amazon запустила свой сервис по доставке при помощи дронов. К сожалению, разнообразные взрывные устройства и гранаты тоже обладают компактными размерами, что было быстро взято на вооружение террористическими организациями и частными лицами. Случаи доставки заключённым исправительных учреждений "посылок", содержащих мобильные телефоны и запрещённые к распространению вещества - лишь единичные проявления новой разновидности контрабанды.
Вмешательство в инфраструктуру. Более всего обеспокоены неконтролируемым ростом числа коммерческих БПЛА авиакомпании. От успешности взлёта и приземления зависит судьба десятков человек. Организация полётов столь сложна и жёстко регламентирована, что незапланированное появление в воздушном пространстве незарегистрированного летательного аппарата может угрожать катастрофой. То же касается любых ответственных мероприятий, во время которых присутствие в небе лишних объектов чревато угрозой здоровью и жизни людей.


• Шпионаж. После появления дешёвых средств слежения, доступных практически каждому, современному человеку всё сложнее сохранять конфиденциальность частной жизни, не говоря уже о предприятиях, которые подвержены риску потери значительной части прибыли в результате последствий промышленного шпионажа.
  Протоколы шифрования данных никогда не претендовали на стопроцентную безотказность - она зависит от величины массива данных, перехваченного злоумышленником, - а от висящего в воздухе или удачно приземлившегося дрона невозможно застраховаться, даже если офис Вашей компании расположен в высотном здании.

Законодательство

"Государственной регистрации подлежат предназначенные для выполнения полётов следующие воздушные суда:

1) беспилотные воздушные суда, за исключением беспилотных гражданских воздушных судов с максимальной взлётной массой 30 килограммов и менее, и пилотируемые гражданские воздушные суда, за исключением сверхлёгких пилотируемых гражданских воздушных судов с массой конструкции 115 килограммов и менее;"

Способы обнаружения

• По управляющему сигналу. Управление дроном производится с пульта или электронного вычислительного устройства: смартфона, планшета, компьютера, микроконтроллера и т. д. Под управляющие сигналы дрона отведены частоты Wi-Fi, а также диапазоны гражданского ISM-диапазона (Industrial, Scientific and Medical). Для их регистрации достаточно чувствительного приёмника, но проблема кроется в их количестве, необходимом для получения адекватной картины положения БПЛА и его хозяина.
• По присутствию в зоне видимости. В один класс можно объединить методы обнаружения, которые ограничены прямой видимостью. Это в первую очередь чувствительный воздушный радар, работающий по принципу, схожему с тем, что используется в автомобильных радарах. Разрешающая способность термальных камер и камер видимого спектра зачастую не позволяет получить исчерпывающую информацию об объекте. Однако, независимо от того, получено ли изображение предполагаемого БПЛА с радара, ИК- или обычной камеры, идентифицировать дрона в состоянии алгоритмы распознавания образов.
• По звуку двигателей. Лопасти и двигатели летательного аппарата издают характерный звук. Регистрирующие микрофоны делятся на два вида:
  • Дальнего действия. Обладающие внушительной дальностью обнаружения (до 1 км), но сильно ограниченным углом обзора в 30°. При этом эффективность обнаружения сильно зависит от наличия препятствий на местности (в условиях застройки дальность сокращается вдвое);
  • Всенаправленные. Радиус действия такого сенсора куда скромнее - максимум 150 м, зато угол обзора составляет 180°.

---

Методы борьбы

Средства борьбы по результату воздействия условно делятся на "летальные" и "не летальные" для дрона. Рассмотрим каждый из них в зависимости от степени разрушительности:

Подмена управляющего сигнала

Инженерами Department 13, была разработана система MESMER, позволяющая не прерывать, а вмешиваться в процесс управления дроном, эксплуатируя особенности протоколов передачи, лежащих в основе обмена данными между оператором и БПЛА. При этом радиоканалы связи не страдают от наведённых шумов, а поведение дрона после взлома будет подчинятся не столько программе, сколько командам пользователя MESMER.

Глушение радиочастот

Самым быстрым и эффективным механизмом подавления в настоящий момент является воздействие на каналы связи управляющих сигналов. В случае потери управления коммерческие дроны, как правило, запрограммированы на возвращение на место посадки или аварийное приземление, что избавляет от юридической ответственности за поломку устройства. Сигналы GPS, тоже передаваемые через радиоволны, точно также могут быть заглушены, что скорее всего полностью дезориентирует беспилотник.
Средство подавления (или англ. jammer, "глушилка") - это мощный передатчик, заполняющий эфир шумами в определённой области. Оно вынесено либо в переносное антидрон ружьё, либо включено в состав комплекса по борьбе с БПЛА, выполненного в виде стационарного орудия с моторизированным поворотным механизмом (к примеру, СТОПДРОН-ИМПУЛЬС).



Сети

Необычное решение задачи не летальной нейтрализации БПЛА было найдено полицией Токио, которая использует дрона‑перехватчика с прикреплённой к нему сетью для отлова нежелательных аппаратов. Это внешне странное решение, тем не менее, перспективнее, чем может показаться, т. к. дроны всё чаще поступают на службу в полиции и частных охранных организациях.

Звук

Ещё одним средством выведения дрона из строя оказался мощный звук, подобный тому, который издают биоакустические отпугиватели птиц. Элементы полётного контроллера такие, как гироскоп и акселерометр чувствительны к вибрациям, что создаёт лазейку для того, чтобы лишить аппарат способности правильно реагировать на команды пилота, что приведёт к его падению. Специалисты датской компании с говорящим названием Guard From Above решили, наоборот, привлечь представителей фауны на службу обществу и занялись тренировкой орлов для отлова дронов.



Снаряды

Разумеется, поломка и разрушение не столь сложная инженерная задача, для выполнения которой достаточно огнестрельного или специального оружия, использующего разнообразные снаряды, но материальный ущерб от падения дрона не всегда легко предугадать. В некоторых случаях в качестве "снаряда" используется другой дрон, которым приходится жертвовать ради устранения цели.

Лазеры

Всякий беспилотник собран и лёгких материалов, что не лучшим образом сказывается на устойчивости всей конструкции к губительным воздействиям. Этот факт давно известен военными инженерами многих стран, в особенности США. Высокоэнергетический лазер показал себя крайне эффективным средством уничтожения плохо защищённых летательных аппаратов. Такое решение идеально для военного судна, где критически важна стабильность работы радиооборудования, а применение ЭМИ-оружия нежелательно.

---



Взгляд в будущее

Системы защиты от проникновения не пилотируемых летательных средств базируются на земле и включают в том числе и носимые устройства. Но направление последних исследований и разработок смещено в сторону создания мобильных "сетей" из дронов, на каждый из которых уже установлены необходимые антидрон средства. Такой комплекс обнаружения можно будет развернуть на любой местности прямо в небе.

31.08.2018