Есть ли смысл в ПВО (ВладиславЛ)

Слова и предложения в <…> как в источнике.

Мухобойкой по рою или есть ли смысл в существующих и перспективных системах ПВО
07/11/2018

Вторая итерация дрона делалась уже без меня в Болгарии, на "Арсенале" (те, что калаши и прочее оружие СССР копипастят); оригинал улетел в США, проект был выкуплен в 2006-2007гг. Размах более 6 м. Время в воздухе по топливу (его до 40 л) порядка 30 ч при нагрузке порядка 20 кг. Масса в перегрузе порядка 75 кг. Взлёт с тележки (леером по траве) или с легкового автомобиля (как Aerosonde). Двигатель, авионика - американские.  

Мне неизвестно ни об одном дроне производства РФ (с возможностью садиться без парашюта) подобного класса по времени в воздухе. Стоимость планера подобного дрона в массовой серии была бы порядка 8-9 г золотом на 2011 год в СПб. Суммарно - грамм 25-30 золотом (в зависимости от двигателя массового производства).  

Для сравнения: стоимость лучшего в РФ Орлана-10М, берущего в перегрузе 6 кг (по-видимому), который садится только на парашюте, демаскируя позиции и вводя в риск потери машины в сильный ветер, — более 5 килограмм золотом (более 8 млн руб для Орлан-10 на 2013 год по открытым данным в Сети).  

Сами болгары "по мотивам" производили (мелкосерийно) подобный дрон с гораздо более худшими характеристиками, ввиду непонимания работы материалов и плохого двигателя.  

В комментариях к предыдущей моей статье по дронам народ задавал вопросы - а чем сбивать; и тут же начиналось народное творчество. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что три варианта предлагали:  
- с переносом масс
- без переноса масс (лазерное, РЭБ)
- пассивные методы (вроде сеток на аэростатах в ВОВ или во Вьетнаме)  

Все данные методы имеют свои положительные и отрицательные стороны. Но ключевым моментом является то, что защита инфраструктуры мегаполисов или баз - при достаточно долгом или/и комплексном воздействии (с учётом инженерной инфраструктуры; знания и её слабых мест) - невозможна как таковая; как и можно сломать любую защиту объекта. Ниже попробую схематично это объяснить без части ключевых деталей. Чем больше дронов или планирующих бомб на них/кассетах, тем труднее "отмахаться".  

В примерно 1995 году мне приходилось играться в космическую стратегию "Orion", где наиболее эффективным способом было применение против превосходящих по мощности флотов тысяч дешёвых быстростроимых кораблей с "quantum detonator" (оставлю название автора игры). В целом, как в футуристических романах Лема, разве что без перехвата управления (описано одно из первых раз в "Испытание "СКИБР"" Стругацких).  

Позднее - перед бомбардировками Югославии - удалось отработать (повторившуюся в реальной жизни на 70-75%) стратегию на других игрушках, игравших роль моделирующего инструмента. Именно тогда я понял, что по сути ни одно государство в мире не будет иметь к тому времени никаких шансов к защите своей территории от роёв ударных дронов.  

Ситуацию <умрачнило> то, что я прочёл в журнале "Природа" (в том же 1995 году) безусловно фундаментальную статью Хасслахера и Тильдена "Живые машины" (Хасслахер Б., Тилден М.; “Живые машины”; Природа; №4, 1995).  

Идеи гениального/неотсюда "Блозла" Хасслахера 

Hasslaher "Brosl"

шли куда далее того, что смог реализовать талантливый Марк; они рисовали в воображении определённые - не самые радужные для людей - картины в свете того, что это разработка LANL — Лос-Аламосской национальной лаборатории, занимавшейся когда-то проектом Манхэттен и ныне работающей с совершенствованием ЯО и разработкой новых на новых принципах (Z-machine стоит в Sandy NL, сотрудничающей с ней) и прочего.  

В 1997-1998 годах в США был показан прототип первой в мире BEAM-робота космической сети. Показан, по-видимому, функциональный прототип массой под 80 г. На 2016 год это уже робот массой с парусом/зеркалом/радиолинзой порядка 17 г возможен был. За один запуск ракета Delta-Heavy способна высыпать на 600-700 км высоте порядка 1 млн таких простых дронов. Это важно для поддержания работоспособности сети.

space BEAM robot maket

Подобные могли бы, как минимум, управлять зеркалами или распределёнными радарами, фокусируя или имея фантастическую, недостижимую для АФАР обычных, апертуру в 1000 и более км. Всё это в совокупности с практической неуничтожимостью (даже при массированном применении ядерного оружия в космосе). Вспоминаются проекты освещения Циолковского и проект Зенгера, доведённый до технического проекта к 1944 году, — внук солнечного оружия Архимеда.

солнечное оружие Зенгера

Вместе с тем к 2000 году пришло осознание возможности построения сетей с полностью автономными от человека элементами (в частности - по частичной самостоятельности воспроизводства). Первые идеи по практическому воплощению у меня относятся примерно к 1991-1992 году. Как делать в портативном устройстве "мозги" для дронов, я понял в 2001 году и пытался реализовать в ФТИ; к сожалению, кроме утечки технологий в США, Израиль (а оттуда - неизвестно куда, скорее всего в Китай и США), ничего не произошло.

Остальное должны были делать РКЛ, создаваемые людьми, и в дальнейшем -автоматические микрозаводы, создаваемые роботами; там используется другой, хотя схожий с идеями гениального Кошкина способ производства. В качестве сред планировался пластик из метана и металлы со свалок; благо их на Земле великое множество — там есть всё необходимое. Вода же вовсе не является дефицитным материалом.

Наибольшей проблемой обозначилось воспроизведение физической части ИИ в виде тех или иных нейронных сетей. Предполагалось, что первые машины (как позднее Rip-Rap принтеры) будут созданы и собраны людьми, а в дальнейшем цикл производства и сборки (в более отдалённом будущем - и разработки) перейдёт к машинам.

Механические приводы сразу же отметались в пользу тех или иных искусственных мышц, как более приемлемого  (а в ряде случаев и более точного - до ангстрем) средства перемещения инструментов и частей роботов. Т.к. в 2003 году я стал инициатором и первым руководителем проекта дрона (успешно уже без меня завершённого и вывезенного в США), то рассматривал ряд технологий - в качестве базовых - для создания прежде всего систем дрона и организации его массового производства.

Ситуацию, когда дрон с нагрузкой 5 кг на 1000 км дальности стоит как самолёт, считал и считаю ненормальной - ведь себестоимость производства его планера из стеклопластика не более 150 долларов на 2011 год была; двигатель от мотокосилки - сравним по цене, и имел моторесурс выше чем 3W (известной немецкой фирмы).

Кроме того, изначально предполагал, что роботам будет неудобно делать двигатели так, как их делают люди; и им придётся либо делать небольшие машины с маховым полётом, или делать высокоскоростные машины с реактивным типом движения (благо в 2004 году уже были обычные двигатели; а к 2011 детонационный ПуВРД массой - при времени работы первые десятки часов, годный для постановки на машину - до 70-75 кг весом). 

В варианте применения материалов, которые планировались к производству роботами — это уже сотни часов, т.к. металлы - ввиду радиозаметности - не планировалось применять (так же как и вид горения - несколько иной).

В простейшем случае - при применении человеческого неоптимального труда -время на производство одного дрона (от начала до вылета) составляло 40мин-2ч (в зависимости от принятой технологии), <причём львиная доля контейнеров нескольких приходилась по плану на производство "мозгов" для него.>

Обычная полупроводниковая технология - ввиду её крайней громоздкости - даже не планировалась. В 2017 году мне всё же удалось (ранее денег не было - даже на минимальное количество, либо отъезд из РФ в одну из англосаксонских стран) получить первый элемент (в общем-то случайно - при выполнении заказного НИР по другой тематике).

К сожалению, финансирование (на половине оговоренного финансирования) было прервано — это реалии РФ; и по заказной и по своей тематике пришлось работы свернуть до лучших времён.

Вкратце: удалось создать транзистор с общей базой без применения полупроводников, металлов, вакуума — низкочастотный, но вполне годный для BEAM робототехники (например, простого автопилота).

Параллельно сим существуют возможности для создания посткремниевых сверхвысокопроизводительных систем, годных для роботов, в т.ч. полноценных дронов (таковых сейчас в серии официально никто не выпускал). 

Если ранее я рассчитывал, что в основном будут работать в жидком метане -т.к. это одна из форм, удобная для хранения, - то с 2014 года предложил (на НСКФ 2014) другие варианты. 

К сожалению, по ряду причин мне не удалось доклад завершить; а проект 2016 года, в котором я участвовал как руководитель направления вакуумных вычислений (в смысле вакуума Дирака в рамках привычной физики - для меня это несколько иное), кончился пустыми обещаниями москвитов. 

Также оказалось (уже после завершения проекта заказного), что можно иметь и гелевые мышцы, и конденсатор для сокращений в одном лице. Т.е. мышца будет сокращаться (при постоянном/квазипостоянном подтоке энергии в мышцу-конденсатор) при импульсе управления и некотором плавающем значении. 

Возможно создание мышц с простейшей BEAM-логикой, т.е. как с носом майора Ковалёва - мышца сама по себе сможет принимать решения, исходя из окружающей среды. Нечто подобное реализовано в осьминогах, где мозг не управляет мышцей, а лишь отдаёт приказ центру, отвечающему за щупальце. 

Точно также можно делать и мышцы на пневматике, на трубочках; причём как с трубкой подачи давления, так и с внутренними генераторами и сравнительно медленным дыробезопасным притоком реагирующих жидкостей/гелей. 

Кроме того, возможно создание воздушно-реактивных двигателей, в т.ч. для ЛА ультракороткого/прыжкового старта и посадки, где не будет ни одного подвижного элемента кроме перистальтики и нескольких типов очень своеобразных клапанов. Как на вышеупомянутых мышцах (аналог сфинктров), так и вихревых (плазменно-вихревых). Подобные аппараты будут иметь широкий диапазон скоростей полёта: от нуля или метров в секунду - до дозвуковых (и то пока). Нет никаких турбин, насосов обычных; работают сами среды (мышцы, физполя) и конечно физические законы. 

Судя по работам, ЦАГИ ими нисколько не владеет: Щукин - автор активной аэродинамики ЭКИП - помер; его соавторы не всё понимают (общался длительно по телефону), и отставание будет лишь увеличиваться. Вихревую аэродинамику применил ещё Можайский (иначе его машина бы не взлетела) - "ящики" крыла в "привилегии", со слов видевших натурный самолёт, совсем иначе выглядели.

<Если очень грубо — могут строиться миллионными партиями в месяц дроны с очень высокими ТТХ, труднодостижимыми в совокупности для текущей производящей техники. Роль армий, флота и авиации будет нивелирована.> 

Воздействие ОМП на подобные системы может быть весьма слабым - дроны (при простых защитных мерах) способны переносить и температуры пиковые (более 1500К в течение секунд) и ударные волны - это не самолёты и даже не крылатые ракеты или большие дроны, к которым люди привыкли!

Энергия может браться непосредственно с потоков. Для справки - самую высокую скорость, которую способен более-менее длительно развивать ЛА в атмосфере Земли, имеет не реактивный самолёт, а планер горный (скорость потока по расчётам на верхней задней части крыла превосходит 1,25 М — то есть является сверхзвуковой). 

Достигнутая скорость 880 км/ч превосходит аналогичную скорость (у земли) у многих крылатых ракет. <Дальность полёта несколько других в циркумполярных потоках составит межконтинентальную дальность с условно неограниченным временем нахождения в воздухе.> 

Spencer Lisenby, выдающийся авиаконструктор горных планеров, многократный рекордсмен мира по скорости полёта планеров.

В зале были люди с силовых ведомств США. Часть того, что он говорил, в точности повторяло то, что предлагал летом и осенью 2003 года. Наш генерал смеялся. Видимо я не был столько убедителен. У Спенсера разработка одного планера стоит больше, чем все затраты на наш проект до вывоза в страну НАТО - это реалии.

Для сравнения, "Вега" всего за три года потратила более 1млрд рублей (что-то свыше 40 млн долларов) с нулевым результатом по Типчаку — отстойный аппаратик получился (как и его реинкарнация Корсар с ценой спортивного реактивного самолёта).

Не вдаваясь в детали скажу, что на высотах 20-30 км и выше существуют - не солнце - другие источники энергии и условия применения совершенно новых для людей движителей. Машины могут не иметь никаких подвижных частей, при этом летать сколько угодно и как угодно долго, пока не развалятся ввиду усталости материала/отказа систем. В случае самовосстанавливающихся систем и материалов (резервировании горячем), время в воздухе ограничено лишь постепенной их деградацией под действием ионизирующих излучений, кислорода и ряда других факторов.

С таких стратосферников могут сбрасываться стержни из урана-238 или вольфрама; могут быть и более сложной конструкции с повышенным заброневым эффектом, с простыми управляющими системами в хвосте. Наведение по лучу. Мозгов на такой бомбе не больше, чем в наручных часах, и можно выполнять очень помехоустойчивую задачу.

Сверху проткнёт любой танк (возможно, рубку). При попадании вовнутрь возможен подрыв — для более дорогих версий. Скорость с плазменной иглой может доходить до 700 м/с и выше; поперечная плотность энергии - несколько уступать танковому снаряду. Если сброшено - примерно одновременно - много таких устройств, то отразить такую атаку фактически невозможно.

Сейчас в мире десятки групп работают по высотным дронам с высотностью до 40 км - "марсианский" зонд Prandtl.

Prandtl

Как видите - студенты и аспиранты. Машина рассчитана на давление, сравнимое с 40 км над Землёй.

Могут применять и с транзитных самолётов; показаны авиакоридоры над Россией.

авиакоридоры

Часть авиалайнеров (при одновременной перекачке топлива) уже пригодны и - видимо изначально - создавались на возможность сброса груза. В частности, у Эрбас есть машины. В частности задний люк - в одном и том же отсеке - позволяет делать сброс.

грузовые отсеки Эрбас А321

Кассета планирующая

Кассета планирующая - с низким аэродинамическим качеством, но ценой порядка 10 г золотом - на 1000 фунтов нагрузки. Официально - для доставки грузов. 
При более приличном качестве аэродинамическом (а возможно от 35 до 60 для более-менее грузовых иметь) - стоимость будет естественно зависеть от аэродинамического качества; дальность (от маршрута, идущего на примерно 10км) до 300-500 км будет и выше (если будут потоки - дальность полёта планеров пилотируемых доходит до 3000км, что сравнимо с межконтинентальной дальностью от Ньюфаунленда до Ирландии).

Пример дрона на реактивной тяге.

Сейчас такой дрон дорог (стоит 120 г золотом), но как представляется, немцы могут ему на спину - или иначе - смонтировать детонационный ПуВРД. Обратите внимание, дрон - со скоростью, желаемой для разработчиков 950 км/ч - запускается с руки. Для автономных систем топливом может быть метан или водород, хранимый в структуре крыла.

Воздействие могут делать нелетальными или летальными средствами (как с переносом масс, так и без) многократно: набрал дрон энергию в воде или воздухе - и давай по новой глушить или ломать инфраструктуру ВЧ навязыванием; поджигать лазером - сейчас не такие уж и большие 10 Вт лазеры производятся (достаточные - при хорошей стабилизации или при зависе/останове дрона - для поверхности гудронной крыши). С орбиты будут уже десятки кВт и сотни.

Я к чему: полагаю, что подобные работы ведутся не мной одним и есть группы, имеющие куда более существенное финансирование и возможности. И в основном, это никакие не наркокартели (у них - судя по их подлодкам - воображение бедное), а секты (закрытые группы) и частные лица. Особую озабоченность вызывают деструктивные секты с большими финансовыми и организационными лоббистскими возможностями.

1. Сбивать ракетами — никаких ракет не хватит. Число целей может многократно превышать число ракет. Даже в случае ядерных боеголовок они быстро кончатся.

неэффективность 

Эффективность ЗРК взято с http://k-politika.ru/wp-content/uploads/2017/08/4585792_original.jpg.

Если в Герона ещё попасть могут, то в "интегратора" (это такой ScanEagle, разжиревший после того, как на Боинг попал - там умеют портить аэродинамику) - с третьего раза.

Интегратор

Пушки - ещё менее эффективны. Даже по медленно летящим дронам - ни 50 калибр, ни миниган не имеют высокой эффективности.

Свой рой не сможет угнаться на встречных и, тем более, догонных курсах; если речь идёт от 800 км/ч при маневрировании до 120g - нереально сбить и треть будет. Кроме того, плотность своего роя - скорее всего - будет ниже роя нападающего (на данном конкретном участке прорыва к объекту).

Стрельба идёт, по-видимому, дробью крупной по очень крупной электрической модели. Реально скорость будет выше раз в 10 (при меньших площадях для прострела).

А тут уже скорее картечь 6-8 мм.

Причём стрельба ведётся с ОЧЕНЬ близкого расстояния. Выясняют - сколько пробоин выдержит (а не возможно ли попасть). Отмечу, при минимальной защите системы управления и пакета с ВВ спереди - подобные шутники были бы дроном со взрывчаткой убиты.

Картечь эффективна с расстояний первых десятков метров - и не более. Она не эффективна против ударных ядер (бронебьющих) просто при пикировании с отстрелом крыльев (при защищённой бронированием БЧ).

2. РЭБ — пока наиболее эффективное оружие. Надолго его не хватит, и посему постоянно 24/7/365 требует совершенствования. Вместе с тем именно РЭБ - даже относительно малоэффективное против дронов (в последней массовой атаке на Хмеймим) - позволяют отсечь применение куда более дешёвых и массовых дронов.

Следует разделять РЭБ сигнальную (которая пытается получить контроль над системой) от РЭБ силовой, коя пытается сжечь или иначе (как-либо необратимо) испортить часть систем дрона. Именно в сигнальной сети видится наибольшее применение искусственного интеллекта, способного взламывать сети тем способом, о котором создатели защиты даже не думали.

Перспективнее применение мазеров определённых диапазонов, если на борту есть электроника; но их габариты и стоимость таковы, что годны разве для крупных надводных кораблей да АПЛ 941 проекта. В остальные не влезут. Кстати, именно проект 941 "Акула" может быть единственным подводным носителем достаточно эффективного мазерного противоспутникового оружия – слабо/не уязвимым для ряда смертельных угроз (для обычных надводных кораблей).

В целом же (при отсутствии радиоканалов) сломать дрон крайне сложно; а при определённом исполнении — невозможно.

Лазерное оружие имеет некоторые ограничения. Так, испытанное успешно в СССР ещё в 1970-х годах (и стоящее в опытном порядке на некоторых кораблях США как оружие от дронов - прежде всего иранских), оно не обеспечивает (при определённых конструктивных исполнениях) защиты дрона от воздействия ЭМП УФ, видимого и ИК диапазонов. Т.к. лазеры работают в окнах прозрачности атмосферы, насыщенной водными парами (для флота), и окнах прозрачности воды, то получается негустой выбор длин волн; и есть отражающие покрытия, весьма эффективно работающие в данных диапазонах.

Кроме того, могут применяться сублимационные и многослойные покрытия с фазовым переходом — одно из таких (для околосолнечных путешествий) я имел в качестве первого своего существенного изобретения примерно в 9-10 лет.

Кроме того - для маскировки и для долгого выдерживания - могут применяться системы, позволяющие выдерживать 100 кВт лазер на поверхности дрона в течение десятков секунд (ввиду охлаждающихся покрытий с высоким коэффициентом отражения - примерно как медные охлаждаемые зеркала для мощных ИК лазеров, но без их громоздкости).

Оценочная стоимость лазеростойкого дрона массового производства (40с при 100 кВт на пятне 30см) - порядка 5 г золотом для планирующей машинки.

3. Сетки могут прорываться. Как и могут применяться вышеуказанные стержни из стратосферы со скоростью до 700-750 м/с. Они проткнут броню любого танка сверху; чего говорить о сетках и тканях. Хотя москитов (менее совершенных) сетка может несколько отогнать.

Выводы:  
- Территория не может быть защищена вся, т.е. инфраструктурные объекты не способна защитить ни одна страна в мире. Экономика и сама жизнедеятельность государств под постоянным прицелом будет.  
- Защита может касаться лишь ограниченного числа объектов. И дешёвой не будет.  
- Гарантированной защитой - даже при применении всех мыслимых и гипотетических методов - не будет обладать ни один объект. Даже бронеобъект, корабль.  
- Рой сверху свой может играть положительную роль. Но насколько — зависит от конкретного случая.  
- Говорить об абсолютности оружия против всех типов дронов не приходится. Даже если треть сможет задержать — уже прогресс.  
- Стоимость дронов нападения может быть в десятки и тысячи раз ниже стоимости средств хоть как-то эффективной и обязательно комплексной защиты от них.

<Комментарий автора: 
Статья посвящена опасностям от дронов и средствам их нивелирования. Показано что нет защищённых стран, ввиду невозможности физически защитить ключевую инфраструктуру ни военную ни гражданскую.

Третья статья из стихийного цикла статей про дроны на aftershock

Предыдущие статьи:
1. Ни места ни покоя или что такое заказная noname атака дронами.
2. Автономные полностью робототехнические системы - какими они могут быть?

Думается технология дронов их автономность может ключевым образом повлиять на понятие безопасности как таковой.

Впервой части статьи описаны дроны для ближнего и дальнего космоса их нельзя игнорировать ни людям ни вновь прибывающим/убывающим.

Статья показывающая неэффективность мер противодействия дронам как эффекторам имеющимися у людей средствами. Указаны воздушные дроны. Без учёта космических, подводных, подземных наземных.>