Роботы и «беспилотники» в армиях мира

Именно на эти комплексы и средства военное руководство ведущих зарубежных стран перекладывает решение ряда боевых и обеспечивающих задач, которые условно можно разделить на три большие группы: «элементарные», не требующие использования интеллектуальных возможностей человека; «грязные», связанные, например, с опасностью химического, биологического или радиоактивного заражения, а также «опасные», связанные с повышенным риском для личного состава, в том числе при подавлении системы ПВО противника и др.

При этом, если еще 5 лет назад наземные роботизированные комплексы коалиционных сил в Ираке и Афганистане позволили обнаружить 11 тыс. самодельных взрывных устройств (СБУ), морские автономные аппараты регулярно обеспечивали безопасность портов и военно-морских баз (ВМБ), а суммарный годовой налет БЛА, выполнявших боевые задачи, составлял более 400 тыс. ч, то в настоящее время эти показатели существенно увеличились и тенденция их дальнейшего роста сохраняется.

Беспилотные летательные аппараты

Одно из первых упоминаний применения БЛА в вооруженных силах относится к 40-м годам прошлого столетия. Тогда, в период с 1946 по 1948 год, США использовали дистанционно управляемые самолеты В-17 и F-6F для выполнения «грязных» задач — полетов над эпицентрами взрывов ядерных боеприпасов и сбора данных о радиоактивной обстановке на местности. К концу XX века мотивация к увеличению применения БЛА существенно повысилась, что и привело к росту расходов на соответствующие системы и комплексы.

В период с 1990 по 1999 финансовый год на разработку и закупку беспилотных систем Пентагон израсходовал свыше 3 млрд долларов, а после террористического акта 11 сентября 2001-го затраты на подобные цели возросли в разы. 2003-й стал первым в истории США годом, когда расходы на БЛА превысили 1 млрд, а через два года они увеличились еще на 1 млрд долларов.

Американское военное руководство уже давно осознало, какие возможности перед ними открывают беспилотные летательные аппараты. Но заслуга в их создании принадлежит не только военной промышленности с ее революционными технологическими решениями, но и самим военным, которые проявили завидную настойчивость и даже креативность военной мысли при разработке новых форм и способов применения БЛА в современных войнах и вооруженных конфликтах.

По мнению зарубежных военных экспертов, большую роль в этом сыграли «боевые лаборатории» (battle labs), сформированные еще в конце прошлого века в каждом виде вооруженных сил. Именно на них были возложены задачи выявления инновационных способов применения БЛА, а также изучение возможностей других перспективных образцов вооружения и военной техники (ВВТ).

Например, первая подобная «боевая лаборатория», предназначенная для изучения возможностей БЛА в современных и будущих войнах и вооруженных конфликтах, была сформирована на авиабазе ВВС Эглин (штат Флорида). Ее сотрудники занимаются исследованиями и демонстрацией возможностей перспективных беспилотных средств, разработкой новых концепций их применения при решении разнообразных боевых задач. Кроме того, в лаборатории изучается возможность создания необходимых условий для адаптации и трансформации (с минимальными организационными и финансовыми издержками) существующей структуры органов управления, частей и подразделений, доктринальных документов и наставлений, системы подготовки и обучения личного состава, а также технического обеспечения и обслуживания ВВТ для принятия на вооружение БЛА и их успешного использования в современных и будущих войнах и вооруженных конфликтах.

В настоящее время в «боевой лаборатории» ежегодно проводится от четырех до шести экспериментов. Например, в ходе одного из первых тестировалась аппаратура системы предупреждения столкновения самолетов в воздухе (Traffic Collision/ Avoidance System — TCAS), позволяющая обеспечить более тесное взаимодействие пилотируемых и беспилотных средств, а также решить вопрос об их совместном применении. Кроме того, изучались возможности интеграции различных БЛА с аппаратурой радиолокационной разведывательно-ударной системы «Джистарс» в интересах поиска и уничтожения пусковых установок баллистических ракет типа «Скад», а также своевременного обеспечения групп специальных операций релевантной разведывательной информацией.

В 1995 году была сформирована «боевая лаборатория» на базе НИИ тактики ведения боевых действий МП США в Квонтико (штат Виргиния). В ней разрабатываются новые концепции, тактика, методы и приемы применения БЛА в операциях, проводимых частями и подразделениями морской пехоты. Специалисты лаборатории участвовали в интеграции беспилотных комплексов в системы вооружений звена батальон и ниже, а также в работах по созданию трех новых аппаратов для выполнения специальных задач в ходе реализации существовавшей до 1997 года оперативной концепции «Оперативные действия с моря» (Operational Maneuver From The Sea — OMFTS).

В ВМС на базе центра боевого применения авиации ВМС (Naval Strike and Air Warfare Center — NSAWC, штат Невада), в 1998 году занялись разработкой концепций применения БЛА RQ-1 «Предатор» в операциях военно-морских сип. До настоящего времени основные усилия центра сосредоточены на изучении возможностей аппаратов по выполнению задач обнаружения, выдачи целеуказания средствам поражения в реальном масштабе времени и обеспечения превосходства на поле боя.

Морской боевой центр (Maritime Battle Center — МВС) разработки тактики и методов боевых действий ВМС США сформирован в 1996 году в Ньюпорт (штат Род-Айленд). Здесь ежегодно проводится два флотских боевых испытания с целью изучения возможностей новых технологий и разработки оперативных концепций применения БЛА. Например, сотрудники центра проводили боевые эксперименты с различными беспилотными комплексами по обнаружению целей в зоне площадью более 200 км2 и выдаче целеуказания средствам поражения в реальном масштабе времени.

Центральной «боевой лабораторией» СВ США по изучению возможностей БЛА, а также по разработке новых способов их применения стала лаборатория командования учебного и научных исследований по строительству сухопутных войск (Laboratory of Training and Doctrine Command-TRADOC) в Форт-Хуачука (штат Аризона). Тем не менее начиная с 1992 года подобными исследованиями занимаются еще пять центров сухопутных войск, в том числе «боевая лаборатория» в Форт-Нокс (штат Кентукки) с направленностью на решение разведывательных задач с помощью мини-БЛА, а также лаборатория в Форт-Беннинг (Джорджия), изучающая возможность применения беспилотных комплексов для проведения операций в городских условиях и др.

В интересах объединенных группировок войск действует лаборатория интеграции систем объединенного технологического центра (Joint Technology Center/System Integration Laboratory — JTC/SIL) при управлении помощника МО по системам управления, связи и разведки (Office of Assistant Secretary of Defense СЗГ), сформированная в 1996 году на базе Редстоуновского арсенала в г. Хантсвилл (штат Алабама). В задачи специалистов лаборатории входит обеспечение технической поддержки при разработке макетов БЛА, программного обеспечения и аппаратных средств управления, связи и разведки, интерактивных тренажеров и обучающих комплексов, при проведении испытаний и др.

От США стараются не отставать и другие государства. В настоящее время уже более 80 типов беспилотных летательных аппаратов состоят на вооружении 41 страны, а 32 из них сами производят и предлагают для продажи БЛА различных классов. По мнению американских специалистов, производство таких аппаратов на экспорт не только позволяет поддерживать собственный военно-промышленный комплекс, снижать стоимость техники, закупаемой для вооруженных сил, но и обеспечивать совместимость аппаратуры и оборудования в интересах проведения многонациональных и коалиционных операций.

Наземные роботизированные комплексы. При решении задач нанесения массированных авиационных ударов по объектам инфраструктуры и живой силе противника достигнут определенный прогресс в плане обеспечения безопасности экипажей летательных аппаратов, но, когда дело доходит до применения наземных формирований, потери среди личного состава могут достигать нескольких тысяч человек. Например, в Первой мировой войне американцы потеряли 53 513 человек, во Второй — 405 399, в Корее — 36 916, во Вьетнаме — 58 184, в Ливане — 263, в Гренаде — 19. Первая война в Персидском заливе унесла жизни 383 американских военнослужащих, в Сомали погибли 43 человека. Потери же среди личного состава ВС США в кампании в Ираке давно превысили 4 тыс. человек, а коалиционных сил в Афганистане — 1000.

И ставка вновь делается на роботов, количество которых в зонах конфликтов неуклонно растет — от 163 единиц в 2004 году до 4 тыс. в 2006-м. В настоящее время в Ираке и Афганистане задействовано уже более 5 тыс. наземных роботизированных средств различного назначения. При этом если в самом начале операций «Свобода Ираку» и «Несгибаемая свобода» в СВ отмечался существенный рост количества БЛА, то сейчас аналогичная тенденция наблюдается в применении наземных робототехнических средств.

Большинство наземных дистанционно управляемых машин, находящихся в настоящее время на вооружении, предназначены для поиска и обнаружения фугасов, мин, СВУ, а в некоторых случаях также их разминирования. Вместе с тем командование сухопутных войск США рассчитывает в ближайшее время получить на вооружение и первые машины, способные самостоятельно обходить стационарные и подвижные препятствия, а также обнаруживать нарушителей на удалении до 300 м.

На вооружение 3-й механизированной дивизии уже поступают и первые машины, оснащенные специализированным оборудованием — Special Weapons Observation Remote Reconnaissance Direct Action System (SWORDS). Создан также экспериментальный образец робота с аппаратурой обнаружения снайперов. Система, получившая название REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), состоит из лазерного дальномера, звукоулавливающего оборудования, тепловизоров, GPS-приемника и четырех автономных видеокамер. По звуку выстрела робот способен с вероятностью до 94 проц. определить местоположение стрелка. Масса всей системы около 3 кг.

До недавнего времени основные роботизированные средства разрабатывались в рамках программы «Боевая техника будущего» (Future Combat System — FCS), которая являлась основной программой модернизации техники и вооружения сухопутных войск США.

Несмотря на то что программа FCS была закрыта, разработка инновационных средств вооруженной борьбы, включая системы управления и связи, а также роботизированных и беспилотных комплексов, продолжена в рамках различных программ разработки новой техники в интересах СВ, ВВС, флота и морской пехоты.

Активно проводятся НИОКР по созданию наземных роботизированных систем и комплексов и в других странах. Например, в Канаде, Германии, Австралии основное внимание уделяется созданию сложных интегрированных систем разведки, систем управления и контроля, новых платформ, элементов искусственного интеллекта, а также повышению эргономичности интерфейсов человек-машина. Франция направляет усилия на разработку систем организации взаимодействия, средств поражения и повышения автономности, Великобритания отдает приоритет специальным навигационным системам, повышает мобильность наземных комплексов и т. д.

Необитаемые морские аппараты

В военно-морских силах необитаемые морские аппараты стали применяться сразу после Второй мировой войны. В 1946 году во время операции на атолле Бикини дистанционно управляемые катера ВМС США осуществляли сбор проб воды после проведения ядерных испытаний. В конце 1960-х годов на катера, оснащенные восьмицилиндровым двигателем, устанавливалась аппаратура дистанционного управления для траления мин. Часть таких средств была приписана к 113-й дивизии минных тральщиков, базировавшейся в порту Нха Бе в районе Южного Сайгона.

В начале 1997 года дистанционно управляемый аппарат RMOP (Remote Minehunting Operational Prototype) использовался в 12-дневных учениях по противоминной обороне в Персидском заливе. В 2003 году во время операции «Свобода Ираку» для решения различных задач применялись уже необитаемые подводные аппараты, а позднее в рамках программы МО США по демонстрации технических возможностей перспективных образцов ВВТ в том же Персидском заливе проводились эксперименты по применению дистанционно управляемого катера «Спартан» с крейсера УРО «Геттисберг» (ведение разведки).

В настоящее время к основным задачам необитаемых морских аппаратов относят:

— противоминную борьбу в районах действия авианосных ударных групп (АУТ), портов, военно-морских баз и др; площадь такого района может варьироваться от 180 до 1 800 км2;

— противолодочную оборону, в том числе контроль за выходами из портов и баз, обеспечение защиты авианосных и ударных групп в районах развертывания, а также при переходах в другие районы; так, шесть автономных морских аппаратов способны обеспечить вскрытие подводной обстановки вокруг АУГ, действующей в районе площадью 36 х 54 км; при наличии на вооружении гидроакустических станций с дальностью действия 9 км обеспечивается 18-км буферная зона вокруг развернутой группировки;

— обеспечение безопасности на море, предусматривающей защиту военно-морских баз и соответствующей инфраструктуры от возможных угроз, включая и террористическую атаку;

— участие в морских операциях;

— обеспечение действий сил специальных операций (ССО);

— ведение радиоэлектронной борьбы и др.

Для решения всех этих задач могут задействоваться разнообразные типы дистанционно управляемых, полуавтономных или автономных надводных аппаратов. Помимо степени автономности в ВМС США используется классификация по размерам и особенностям применения, позволяющая систематизировать все разрабатываемые средства по четырем классам:

1. X-Class — представляет собой небольшой (до 3 м) необитаемый морской аппарат, способный вести разведку для обеспечения действий корабельной группировки.

2. Harbor Class — аппараты такого класса разрабатываются на базе стандартной 7-м надувной лодки с жестким каркасом. Они предназначены для выполнения задач обеспечения безопасности на море и ведения разведки. Кроме того, они могут оснащаться различными средствами летального и нелетального воздействия. Максимальная скорость хода превышает 35 уз, а автономность — 12 ч.

3. Snorkeler Class — это полупогружной аппарат длиной 7 м, предназначенный для ведения противоминной борьбы, противолодочных операций, а также для обеспечения действий ССО ВМС. Скорость аппарата достигает 15 уз, автономность 24 ч.

4. Fleet Class — это 11-м аппарат на базе катера с жестким корпусом, разработанный для противоминной борьбы и противолодочной обороны, а также для участия в морских операциях. Максимальная скорость хода аппарата около 35 уз, автономность 48 ч.

Сама необходимость разработки и принятия на вооружение морских необитаемых аппаратов для ВМС США определена рядом официальных документов. Это «Морская мощь 21» (Sea Power 21,2002), «Всесторонний обзор состояния и перспектив развития ВС США» (Quadrennial Defense Review, 2010), «Национальная стратегия морской безопасности» (National Strategy for Maritime Security, 2005), «Национальная военная стратегия» (National Defense Strategy of the United States, 2010) и др.

Технологические решения

Существование беспилотной авиации, как, собственно, и другой робототехники, стало возможно благодаря ряду технических решений, связанных с развитием систем автоматизированного управления, навигации и многого другого. В то же время ключевыми технологиями, позволяющими компенсировать отсутствие пилота в кабине и, по сути, дающими возможность, например БЛА, летать, стали технологии создания микропроцессорной техники и перспективных коммуникационных средств. Оба типа технологий пришли из гражданской сферы — компьютерной индустрии, позволившей использовать для этих аппаратов современные микропроцессоры, системы радиосвязи и передачи данных, а также специальные способы сжатия и защиты информации. Обладание такими технологиями — залог успеха в обеспечении необходимой степени автономности не только БЛА, но и наземных робототех-нических средств и автономных морских аппаратов.

Используя предложенную сотрудниками Оксфордского университета довольно наглядную классификацию, можно систематизировать «способности» перспективных роботов по четырем классам (поколениям):

— быстродействие процессоров универсальных роботов первого поколения составляет 3 000 млн команд в секунду (MIPS), что соответствует уровню «ящерицы»; главная особенность таких роботов — возможность получения и выполнения только одной задачи, которая программируется заранее;

— отличие роботов второго поколения (уровень «мыши») — адаптивное поведение, то есть обучение непосредственно в процессе выполнения заданий;

— быстродействие процессоров роботов третьего поколения (уровень «обезьяны») будет достигать уже 10 млн MIPS; особенность таких роботов в том, что для получения задания и обучения требуется только показ или объяснение;

— четвертое поколение роботов должно будет соответствовать уровню человека, то есть способно мыслить и принимать самостоятельные решения.

Существует и более сложный, 10-уровне-вый подход к классификации степени автономности БЛА. Несмотря на ряд различий, единым для них остается критерий MIPS, который, собственно, и является основой классификации.

Нынешнее состояние микроэлектроники развитых стран уже позволяет применять БЛА и роботизированные средства для выполнения полноценных задач с минимальным участием человека. Но конечная цель — полная замена пилота на его виртуальный аналог с соизмеримыми скоростью принятия решения, объемом памяти и комплексными алгоритмами действия.

Американские специалисты считают, что если попытаться сопоставить способности человека с возможностями компьютера, то последний должен производить 100 трлн опер./с, то есть 100 млн MIPS, и обладать достаточной оперативной памятью. В настоящее время возможности микропроцессорной техники в 10 раз меньше. И только к 2015 году развитые страны смогут достичь необходимого уровня. При этом важное значение имеет миниатюризация разрабатываемых процессоров.

Сегодня возможности уменьшения размеров процессоров на основе кремниевых полупроводников ограничены технологиями их производства с использованием ультрафиолетовой литографии. И согласно докладу аппарата министра обороны США технологический предел (размер в 0,1 мк) будет достигнут уже к 2015-2020 годам.

Вместе с тем альтернативой ультрафиолетовой литографии может стать применение оптических, биохимических и квантовых технологий создания переключателей, а также молекулярных процессоров. По мнению американских специалистов, процессоры, разрабатываемые с использованием методов квантовой интерференции, могут увеличить скорость вычислений в тысячи, а нанотехнологии — в миллионы раз.

Серьезное внимание уделяется и перспективным средствам связи и передачи данных, которые, по сути, являются критическими элементами успешного применения беспилотных и роботизированных средств. А это, в свою очередь, неотъемлемое условие эффективного реформирования ВС любой страны и осуществления технологической революции в военном деле.

Исходя из мировых тенденций в разработке новых технологических решений можно выделить два альтернативных направления развития беспилотных и роботизированных средств вооруженной борьбы:

— первое — приоритетное повышение возможностей бортовых систем обработки информации;

— второе-приоритетное развитие систем передачи данных и дальнейшей обработки информации на специализированных пунктах управления.

Реализация мероприятий в рамках первого направления позволит, например, при действии БЛА по поиску бронетехники противника в лесном массиве посредством гиперспектрального средства разведки обрабатывать добытую информацию сразу бортовыми компьютерами, а потребитель сможет получать данные уже распознанного объекта с точными координатами. В этом случае информация может быть отправлена ему по тому же каналу (9,6 кбит/с), по которому передаются телеметрические данные о состоянии бортовых систем БЛА. Таким образом, аппарат становится высокоавтономным средством с минимальным участием оператора.

Альтернативным направлением, определяющим приоритетное развитие систем передачи данных, предусматривается передавать огромные массивы первичной информации на специализированные центры обработки. Правда, при этом существенно увеличивается время обработки информации и принятия по ней решения, а сам БЛА становится парой «бездумных глаз». Тем не менее какой путь выбрать, остается до конца нерешенной проблемой.

* * *

Реалии таковы, что беспилотные и роботизированные комплексы становятся инновационным инструментом повышения боевых возможностей ВС ведущих зарубежных стран, и планы Пентагона по развертыванию таких средств вооруженной борьбы действительно грандиозны. Самые смелые представители министерства обороны США представляют, как целые полчища роботов будут вести войны, экспортируя американскую «демократию» в любую точку мира, в то время как сами американцы будут спокойно сидеть дома. Конечно, роботы уже решают наиболее опасные задачи, да и технический прогресс не стоит на месте. Но еще очень рано говорить о возможности создания полностью роботизированных боевых формирований, способных самостоятельно вести боевые действия.

Тем не менее для решения возникающих проблем используются самые современные технологии создания:

-трансгенных биополимеров, применяемых при разработке ультралегких, сверхпрочных материалов с улучшенными характеристиками малозаметности для корпусов БЛА и других робототехнических средств;

-углеродных нанотрубок, используемых в электронных системах; кроме того, из наночастиц электропроводных полимеров могут создаваться покрытия с функциями динамического камуфляжа для робототехнических и других средств вооруженной борьбы;

— микроэлектромеханических систем, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические элементы;

— водородных двигателей, позволяющих увеличить продолжительность работы ро-ботехнических средств;

— «умных материалов», изменяющих свою форму (или физические свойства в соответствии с конкретными условиями применения) под влиянием внешних управляющих воздействий; например, управление перспективных исследований МО США (DARPA) финансирует разработку концепции крыла, изменяющего в зависимости от режима полета свою геометрию, что позволит существенно облегчить массу БЛА за счет отказа от использования гидравлических систем и силовых приводов, устанавливаемых на летательных аппаратах в настоящее время;

— магнитных наночастиц, способных обеспечить скачок в разработке устройств хранения информации; за счет использования специальных наночастиц размером 10-20 нм может быть достигнута плотность записи информации до 400 Гбит/см2.

Несмотря на высокую затратность и технические риски многих проектов и исследований, военное руководство ведущих зарубежных стран проводит целенаправленную политику в области разработки перспективных роботизированных и беспилотных средств вооруженной борьбы, рассчитывая не только сохранить личный состав, сделать проведение всех боевых и обеспечивающих задач более безопасным, но и в перспективе разработать инновационные и эффективные средства для обеспечения национальной безопасности, борьбы с терроризмом и иррегулярными угрозами, а также для эффективного проведения современных и будущих операций.

«ЗВО»