Дроны vs самолеты: заменят ли БПЛА авиацию?

Стремительная эволюция

Современные беспилотные летательные аппараты переживают эволюцию, превращаясь из узкоспециализированных военных инструментов в массовое и доступное оружие. Они становятся все более дешевыми и технологичными.

Еще 10–15 лет назад производство БПЛА требовало серьезных инвестиций и высокотехнологичных компонентов. Сегодня ситуация кардинально изменилась. Двигатели, контроллеры, системы навигации можно заказать на AliExpress, eBay или в специализированных магазинах.

Общедоступным стало и программное обеспечение: проекты вроде Betaflight, ArduPilot и PX4 позволяют энтузиастам создавать дроны с нуля. С развитием 3D-печати корпуса, крепления и даже лопасти можно напечатать на домашнем принтере.

Никому не составит труда посчитать стоимость FPV-дронов (First Person View):

• мотор (стоимость T-Motor F60 Pro — от 2 000 руб.);
• регулятор оборотов (ESC — от 1 000 руб.);
• плата управления (Matek F722 — от 3 000 руб.);
• аккумулятор (LiPo — от 1 500 руб.).

Таким образом, итоговая стоимость боевого FPV-дрона составит 15–30 тыс. руб. — в сотни раз дешевле управляемой ракеты! При этом 87% компонентов имеют двойное назначение и не подпадают под экспортные ограничения.

БПЛА идут на прорыв

Ключевыми технологическими прорывами можно считать миниатюризацию компонентов. Так, к примеру, размеры полетных контроллеров за 10 лет сократились в три раза, с 10×10 см до 3×3 см.

Плотность энергии аккумуляторов выросла с 150–200 Вт·ч/кг до 300–350 Вт·ч/кг. В навигации перешли от GPS/ГЛОНАСС к мультисенсорным системам, включающим визуальную одометрию, инерциальные навигационные системы и радионавигацию. Точность автономного позиционирования сегодня составляет 1–3 м без спутниковых сигналов. Массово применяют высокоточные MEMS-гироскопы.

Сейчас разработчики активно внедряют в управление дронами искусственный интеллект — нейросетевые алгоритмы избегания препятствий и коллективного поведения роев. В перспективе высокоавтономный дрон должен самостоятельно обнаруживать цели, классифицировать их, наводиться и атаковать приоритетный объект по команде оператора.

Некоторые модели таких беспилотников уже поступают в российские войска для испытаний на фронте. Но технология пока находится в стадии доработки. Основная сложность, по словам разработчиков, заключается в отсутствии готовых электронных компонентов, способных раскрыть весь потенциал ИИ в беспилотной авиации. Существующие решения либо слишком дороги, либо непригодны для массового производства.

— Можно сказать, что мы ограничены технологиями своего времени. Современные робототехнические печатные платы пока не готовы тянуть подобные ChatGPT-модели ИИ из-за своей архитектуры, — пояснил руководитель CV-направления (Computer Vision) одного из российских КБ БПЛА.

По его словам, полноценно запускать подобные алгоритмы пока может только дорогое серверное оборудование, а не компактные модули, которые можно разместить на дроне с полезной нагрузкой 1,5–3 кг. Для реализации концепции полностью автономных беспилотников необходимо дождаться развития одноплатных нейропроцессоров, способных аппаратно вмещать все нужные функции на одной плате.

Как объяснил генеральный директор КБ «АвиаНовации», кандидат технических наук Сергей Товкач, «мозги» обычного беспилотника не способны заниматься самостоятельным опознанием цели:

— Для этого необходимы значительные вычислительные ресурсы на борту БПЛА. При этом подобный вычислительный модуль должен быть маленьким и легким.

Война дронов

БПЛА стали едва ли не главной ударной силой в СВО. Обе стороны активно используют их на поле боя. Появились даже своеобразные «рода войск» — FPV-дроны, барражирующие боеприпасы (типа «Скальпеля» или «Ланцета»), дроны-ракеты и истребители дронов. Каждый из них выполняет свою тактическую задачу.

В ходе СВО их постоянно совершенствуют. К примеру, используют новые композитные материалы и стелс-технологии — радиопоглощающие покрытия и термооптические камуфляжные системы.

— В общих чертах можно сказать, что «Герань» стала менее заметной для радаров противника, получив радиопоглощающее покрытие, — отмечает Сергей Товкач.

По его словам, работа над улучшением этих дронов продолжается:

— Одним из ключевых нововведений в области беспилотников в 2024 году стало использование систем донаведения на финальном участке полета, — пояснил Сергей Товкач. — После опознавания цели на дистанции 100–150 м оператор захватывает цель и прекращает управлять беспилотником. Далее аппарат сам летит к вражескому объекту.

Эта технология значительно снизила влияние РЭБ противника, которая ранее часто прерывала видеосвязь, мешая операторам точно наводить дроны в последние секунды атаки. Подобные системы ранее применялись в более сложном исполнении — например, на ракетах и дорогостоящих БПЛА, таких как «Ланцет».

Массовая атака

Постоянные атаки на мирные российские города (Минобороны РФ ежедневно отчитывается об уничтожении десятков вражеских беспилотников) показывают, что БПЛА могут использоваться не только в военных, но и в диверсионных целях. Террористы применяют БПЛА для ударов по нефтебазам, электростанциям и транспортным узлам, расположенным за сотни километров от линии боевого соприкосновения. В свою очередь, российские военные крушат беспилотниками склады с оружием и заводы по производству и ремонту военной техники в Киеве, Кривом Роге и Харькове.

— Один из тактических приемов — групповое применение дронов, — отмечает главный редактор профильного издания «Беспилотная авиация» Денис Федутинов. — Противник единовременно задействует группу разнородных БПЛА, часть из которых может нести ударную нагрузку, а часть может быть «пустышками», которые отвлекают внимание ПВО и перегружают ее ресурсы. Противник экспериментирует с тактикой применения, нащупывая способы, способные прорвать оборону и нанести чувствительные удары по нашим критически важным объектам.

Глубина проникновения постоянно растет: сейчас дальность полетов доходит до 1200 км. Выше и точность поражения: использование коммерческих GPS-модулей снижает погрешность до 5 метров. Использование визуальной одометрии (SLAM-технологии) при подавлении GPS повышает автономность дронов, а применение радиопоглощающих материалов — возможности маскировки.

Стоимость перехвата — примерно $100 000 за дрон. То есть, атакующая сторона тратит в 100 раз меньше. А один удар аппаратом стоимостью $20 000 может нанести ущерб в $200 млн. Как это было, к примеру, в прошлом году, когда 12 БПЛА самолетного типа с дальностью около 900 км атаковали НПЗ «Танеко» в Нижнекамске. В результате предприятие остановило переработку 170 тыс. баррелей нефти в сутки.

А 1 июня этого года БПЛА нанесли обидное поражение своим прямым «конкурентам» — самолетам. Украинские беспилотники атаковали российские военные объекты в очень глубоком тылу — в Мурманской, Иркутской, Ивановской, Рязанской и Амурской областях.

«В Мурманской и Иркутской областях в результате запуска FPV-дронов с территории, находящейся в непосредственной близости от аэродромов, произошло возгорание нескольких единиц авиационной техники», — сообщили в Минобороны. Повреждения получили стратегические бомбардировщики — ключевые элементы российской ядерной триады.

Эта атака показала, что БПЛА трансформировали понятие террористических операций, предоставив негосударственным акторам возможности, ранее доступные только регулярным армиям. Беспилотники создали новую парадигму террористических угроз, где стратегический ущерб может наноситься тактическими средствами.

Что впереди?

По мнению экспертов, диверсионные возможности дронов будут только расти. Ведь беспилотники стремительно эволюционируют. Их отличают все большая автономность и дальность. Растет и качество маскировки.

Технический прогресс БПЛА входит в экспоненциальную фазу, обещая радикальное изменение воздушных операций. Однако «узкие места» в энергетике и управлении пока не позволяют полностью заменить пилотируемую авиацию. Например, сейчас дроны уязвимы к глушению или радиоперехвату, поэтому разработчики пытаются повысить качество связи и степень защиты от РЭБ. Кроме того, современный ИИ пока не способен полностью заменить оператора. А сложные тактические решения и вовсе невозможны без человеческого контроля.

Непреодолимый барьер в развитии БПЛА ставят и законы физики. Энергетика имеет физические пределы плотности энергии химических источников и вытекающие из этого ограничения по массогабаритным характеристикам.

Ударный «симбиоз»

Сумма технологий, накопленных за последние 30 лет, превратилась в монстра. Дешевизна, доступность и простота делают дроны идеальным оружием для современных конфликтов, кардинально меняющим правила игры на поле боя.

Заменят ли дроны традиционную авиацию? Подобные споры ведутся уже несколько лет. Пока дроны становятся смертоноснее, традиционная авиация адаптируется к новым вызовам, интегрируя беспилотные технологии в традиционные системы. Уже идет разработка гибридных систем, где пилотируемые самолеты управляют роями дронов. В перспективе это может изменить тактику воздушных операций.

Из наиболее перспективных направлений — «Верные ведомые» (Loyal Wingman) — беспилотники, сопровождающие истребители (например, российский «Охотник», американский XQ-58 Valkyrie). Дроны-корректировщики для артиллерии (типа «Орлан-10») уже используют в качестве беспилотных разведчиков, а БПЛА типа «Ланцет» — как ударные камикадзе.

Преимущества таких гибридных систем, прежде всего, в снижении риска для пилотов: первый удар на себя принимают дроны. Кроме того, это позволяет гибко варьировать тактику боя, ведь один самолет может управлять несколькими БПЛА и создавать огневое превосходство в нужной точке. Наконец, потеря дрона гораздо менее критична, чем потеря пилотируемого самолета: один истребитель F-35 стоит $80 млн, а рой из 100 дронов — $1–2 млн.

Крупнейшие военные и технологические державы активно разрабатывают боевые беспилотники, способные действовать в паре с пилотируемыми истребителями, усиливая потенциал своих ВВС. В этой гонке пока лидируют США и Австралия, однако Россия стремительно сокращает отрыв. Как утверждают разработчики, главные временные и финансовые затраты в проектах беспилотных «Верных ведомых» связаны не с производством «железа», а с разработкой алгоритмов управления и специализированного программного обеспечения.

— Можно допустить отставание в некоторых технологиях — элементной базе, целевых нагрузках, силовой установке или аэродинамике, но именно искусственный интеллект станет решающим фактором в развитии беспилотных систем, — подчеркнул один из ведущих специалистов российской беспилотной авиации, авиаконструктор Николай Долженков. — Сейчас мы концентрируемся на увеличении автономности. Не стоит ожидать, что проблема будет решена мгновенно: впереди годы работы. Однако это бесспорно основное направление эволюции беспилотных летательных аппаратов.