Мікрохвильові технології в боротьбі з безпілотниками: як інженери освоюють електромагнітні системи озброєння.

У глобальному контексті триває вдосконалення прототипів мікрохвильової зброї, з метою їх використання в бойових операціях. Чи зможе така зброя знайти своє місце у російсько-українському конфлікті?

Історія винайдення мікрохвильової печі має досить незвичайне походження: її витоки сягають часу, коли розроблялися радари в період найкривавішої війни в історії - Другої світової.

Принцип функціонування радарів є досить зрозумілим: система генерує електромагнітні хвилі, що відбиваються від ворожих об'єктів і повертаються назад. Використовуючи антену та кілька математичних моделей, радіолокаційні станції можуть встановити координати, напрямок руху та орієнтовні габарити об'єкта.

Потужність радарів на той момент була обмеженою, тому американським та британським інженерам поставили задачу винайти пристрій, який здатен генерувати хвилі короткої довжини та значно більшої сили. Результатом стало винайдення магнетрона.

Він змінив радіолокаційну розвідку й зробив її ефективнішою. Уже після Другої світової війни, під час випробувань, один з інженерів помітив, що хвилі розтопили в його кишені шоколадний батончик. Як виявилось, вони змушують молекули води рухатись та нагрівати їжу. Так з'явилась перша мікрохвильова піч.

Через 80 років після свого винаходу "мікрохвильовки" стали джерелом натхнення для інженерів, які працюють над створенням нових видів зброї. Якщо мікрохвильова піч може знищити бутерброди, то чи зможе вона так само впоратися з ворожими безпілотниками або навіть з живими істотами, якщо збільшити потужність електромагнітних хвиль?

Відповідь на це питання шукають оборонні компанії по всьому світу.

Малоймовірно, що військові зараз розглядали б ідеї створення лазерних систем чи мікрохвильових зброї, якби не з'явилися недорогі дрони-камікадзе. Зазвичай повітряні об'єкти знищують за допомогою дорогих зенітних ракет, але в умовах тривалої війни їх запас може вичерпатися, адже економічні безпілотники можна виготовляти тисячами щомісяця.

Вартість ударного дрона може досягати 200 тисяч доларів. У той же час, ціна протиповітряної ракети для системи IRIS-T перевищує 1 мільйон євро, а для зенітно-ракетного комплексу Patriot складає приблизно 3 мільйони євро.

Безпілотники можуть використовувати не лише військові сили, але й терористичні угруповання. Чітким прикладом цього є єменські хусити, які запускають недорогі безпілотники на цивільні та військові кораблі в Червоному морі. Це ставить перед арміями всього світу завдання розробки ефективних засобів захисту.

Системи радіоелектронної боротьби не здатні повністю заблокувати повітряний простір від дронів-камікадзе. Сучасні CRPA-антени забезпечують захист супутникового зв'язку на безпілотниках, а багато з цих дронів обладнані автономними системами наведення.

Зменшити різницю в ціні між засобами нападу та оборони можна двома способами. Перший полягає в створенні альтернативних засобів для знищення повітряних об’єктів. Чудовим прикладом цього є те, що Україна почала застосовувати зенітні FPV-дрони, які коштують лише кілька сотень доларів за одиницю.

Другий спосіб - розробити таку систему ППО, яка в принципі не потребуватиме ніяких боєприпасів. Наука каже, що це можливо. Йдеться про так звану зброю спрямованої енергії. Ідея в тому, щоб пошкодити ціль електромагнітними хвилями. Це може бути направлений промінь світла, тобто бойовий лазер, або ж сильне мікрохвильове випромінювання.

Сучасні моделі бойових лазерів за собівартості одного пострілу в кілька центів здатні за лічені секунди пропалити дірку в об'єкті за десятки кілометрів, вивівши з ладу його електроніку. Але є безліч умовностей, які ускладнюють процес масового впровадження цієї технології у війська.

Лазер потребує поряд потужне джерело енергії, систему охолодження, навчених спеціалістів для обслуговування. Погода має бути ясною, бо туман розсіює промінь. Така зброя одночасно може націлюватись лише на один об'єкт, а її розробка доволі високовартісна навіть за мірками західних компаній.

Мікрохвильова зброя працює інакше. Вона не пропалює об'єкт ураження ззовні й не деформує його корпус, але здатна вивести з ладу електроніку. Електромагнітної енергії цих систем вистачає для того, щоб викликати збій в чутливих електронних компонентах літаючого об'єкта і змусити його впасти.

Недоліком цієї концепції є те, що мікрохвилі не можуть досягти цілі на такій великій відстані, як лазери. Проте їхня сильна сторона полягає в здатності одночасно уражати кілька цілей в заданому напрямку, що робить ці системи перспективними для боротьби з атаками роїв дронів, де необхідно ефективно охоплювати десятки об'єктів одночасно.

Лазерні та мікрохвильові технології мають свої переваги та недоліки. У ВМС США проводяться випробування обох систем, і в майбутньому планується їх комбінування для забезпечення захисту кораблів від безпілотних літальних апаратів.

Існують численні ідеї щодо застосування мікрохвильової зброї для впливу на живу силу супротивника або для контролювання масових заворушень. У Сполучених Штатах цей підхід відомий як "активна система відштовхування".

Ефект, який вона викликає, нагадує відчуття, наче людину помістили в мікрохвильову піч. Ця система може викликати опіки та сильний дискомфорт, змушуючи людей втікати на максимальну відстань. Хоча це звучить жахливо, відкриті дослідження, опубліковані в журналі Wired, свідчать про відносну безпечність технології. Лише кілька осіб із тисячі піддослідних зазнали серйозних опіків, а біль у більшості зникала відразу після вимкнення системи.

Однак, залишається невідомим, якою буде травматичність при використанні на людях у реальних умовах, а не в лабораторних умовах.

Згідно з однією з теорій, "гаванський синдром", який вражав американських дипломатів на Кубі, міг бути викликаний використанням мікрохвильової зброї. Цей синдром охоплює низку таємничих здоров'я проблем, що тривали у співробітників посольства США протягом кількох місяців без зрозумілих причин. Постраждалі відчували безсоння, пам'ятеві порушення, проблеми з рівновагою, головні болі та труднощі з концентрацією.

Концепція застосування зброї на основі спрямованої енергії виглядає обнадійливо, проте на сьогоднішній день технологія залишається недосконалою і вимагає тривалого процесу розробки. Загальною проблемою як лазерних, так і мікрохвильових систем є їхня сумнівна ефективність у реальних бойових умовах.

Для оцінки готовності технологій до широкого впровадження в армії застосовується формула SWaPC, що враховує співвідношення розміру, ваги, потужності та вартості. Що стосується лазерних та мікрохвильових систем зброї, доцільно включити ще одну змінну – "енергетичне споживання".

Перші мікрохвильові та лазерні системи виявилися громіздкими, тяжкими, дорогими і вимагали значних енергетичних ресурсів на місці їх використання. Виникали труднощі вже на етапі транспортування обладнання до зони бойових дій та створення необхідної інфраструктури. Також, можливі неточності в роботі в умовах різних погодних явищ проти різних цілей потребують додаткових досліджень і тестувань.

Дослідження у цій галузі продовжуються. Наприклад, армія США вбачає великі можливості у застосуванні зброї на основі спрямованої енергії, інвестуючи щорічно близько 1 мільярда доларів у її розробку. Хоча лазерні технології наразі є більш поширеними, деякі оборонні підприємства вже презентували перші прототипи мікрохвильової зброї. І це стосується не тільки американських компаній.

Поки жодна модель мікрохвильової зброї не надійшла у серійне виробництво. У даний час є обнадійливі зразки, які проходять тестування і, ймовірно, готові до експериментального використання в умовах реальних військових дій.

Один з найпопулярніших прототипів - комплекс THOR від компаній BAE Systems, Verus Research та Black Sage. Він розміщується у 20-футовому контейнері, його розмір адаптували для транспортування найпопулярнішим американським вантажним літаком С-130 "Геркулес". У зоні бойових дій підготувати THOR до бою можна за три години.

Основною перевагою системи THOR є її здатність ефективно протистояти атакам роїв дронів. У 2023 році дослідницька лабораторія Повітряних сил США провела експерименти, в яких була змодельована атака рою безпілотників. Комплекс успішно нейтралізував цю загрозу за допомогою мікрохвильового випромінювання. Проте, конкретні деталі цього тестування залишаються невідомими.

Системи Chimera і Phaser, над якими працює компанія Raytheon, мають концептуальні подібності з THOR.

Ще один американський прототип мікрохвильової зброї - Leonidas від компанії Epirus. Це компактніший та менш потужний варіант в порівнянні з попередніми. Його перевага полягає у високій мобільності. Зараз розробник спільно з General Dynamics працює над інтеграцією системи в бронетранспортер Stryker.

Китай також має свої досягнення у сфері мікрохвильової зброї, не відстаючи від глобальних технологічних тенденцій. У пропагандистських відео аналітики журналу The Warzone виявили відразу три моделі, розроблені державними китайськими підприємствами.

Перша - невелика, встановлена на бронетранспортер. Друга і третя - важкі, встановлені на вантажівки.

Мікрохвильові системи для боротьби з живою силою розробляються в ряді країн світу з початку 2000-х років. Це стосується не лише Сполучених Штатів, але й Росії та Китаю. Проте, ця технологія досі не знайшла широкого застосування в армії і наразі використовується переважно для контролю протестів.

Про мікрохвильові системи в Силах оборони України не відомо нічого. Ця технологія в перспективі могла б бути корисною для захисту неба від безпілотників-камікадзе типу "Шахед" та позицій Сил оборони від FPV-дронів.

Хоча українські інженери досягли певного прогресу у створенні засобів радіоелектронної боротьби, розробка мікрохвильової зброї та її доведення до бойового стану є значно більш складним завданням, що вимагатиме значних витрат часу та ресурсів.