На них не впливає радіоелектронна боротьба. Як Україна розвиває виробництво дронів на основі оптоволоконних технологій.

Українські військові раніше вважали, що дрони на оптоволокні не будуть потрібними на фронті. Але розвиток засобів РЕБ змусив їх змінити думку, тож безпілотники на дроті стали виробляти в Україні

На початку січня Збройні Сили почали штурмові дії на Курському напрямку. У ворожих телеграм-каналах відмічали якісну роботу українських засобів радіоелектронної боротьби (РЕБ), які нібито змогли "покласти" всі російські безпілотники. Всі, окрім дронів на оптоволокні.

Російські дрони з оптоволоконним зв'язком мають суттєві відмінності від традиційних FPV. Їх управління здійснюється за допомогою довгого кабелю, що розмотується під час польоту на відстань до кількох кілометрів. Ці дрони не залежать від радіозв'язку, тому навіть найсучасніші засоби радіоелектронної боротьби виявляються безсилими проти них.

Словосполучення "дротові бойові безпілотники" ще два роки тому звучало як абсурд, але сьогодні вони роблять неабиякі проблеми українським військовим. Це той випадок, коли росіяни випередили нас і у розробці, і у масштабуванні.

Не так давно Україна "ожила" і надіслала яскравий сигнал вітчизняним виробникам: оптоволоконні дрони є вкрай необхідними для наших військових на передовій, і держава готова закупити їх у великій кількості.

Вироби на оптоволокні в цьому році мають шанси посісти вагому нішу на війні дронів. Десятки команд українських інженерів уже пропонують свої моделі цих дронів та компонентів для них, щоб за лічені місяці заповнити вакуум на ринку.

Вразливість безпілотників полягає у їхній системі зв'язку, яка функціонує на основі радіочастот. Оператори засобів електронної боротьби (РЕБ) здатні виявляти ці частоти та блокувати їх за допомогою потужних сигналів. Коли РЕБ перехоплює правильну частоту, безпілотник втрачає зв'язок і може впасти всього за сотні метрів від запланованої мети.

На даний момент немає чіткого лідера в конфронтації між РЕБ та FPV. Оператори безпілотників використовують ретранслятори та сигналізатори, щоб забезпечити стабільний зв’язок під час наближення до цілі. Крім того, вони активно змінюють робочі частоти й виявляють уразливі зони противника.

Водночас оператори РЕБ закривають усе більше частот, грамотно розміщують свої антени на полі бою, виявляють ворожі частоти за допомогою радіоелектронної розвідки та знаходять способи безперебійного живлення своєї техніки.

Сьогодні навіть у досвідченого оператора БПЛА лише невелика частина випущених FPV-дронів досягає своєї цілі. Російські та українські інженери не полишають надій знайти "чарівну таблетку", яка зробить FPV-дрон повністю невразливим до засобів РЕБ і залишить ворога абсолютно беззахисними перед безпілотниками.

Технічно це здійснити реально. Існує два основні варіанти: оснастити дрон системою машинного зору або організувати управління через оптоволоконний зв'язок. Кожен з цих підходів має свої переваги та недоліки.

У першій ситуації дрон autonomously орієнтується на свою мету, тому йому не потрібна комунікація з оператором на останніх сотнях метрів. У другій ж ситуації оператор контролює дрон на всьому маршруті, проте зв'язок відбувається через проводи, що робить його захищеним від будь-яких засобів радіоелектронної боротьби.

Машинний зір є технологічно складним рішенням, потребує якісної збірки компонентів, натренованої нейромережі та багатьох місяців випробувань. Водночас дрони з оптоволокном технологічно прості, але дорожчі, летять на коротшу відстань, мають меншу маневреність і переносять менше вибухівки.

На початку 2024 року, враховуючи явні недоліки дронів з волоконно-оптичними системами, виникла впевненість у тому, що інженери зосередяться на розвитку технологій машинного зору. Влітку Україна оголосила про проведення першого державного тендеру на закупівлю таких безпілотників. Проте, наразі ця технологія ще не виявила свого повного потенціалу.

Розвиток машинного зору відбувається не так стрімко, як ми сподівалися. Деякі компанії відправляли на фронтові лінії дрони з досить обмеженими алгоритмами навігації. Крім того, серйозною перепоною є російські засоби радіоелектронної боротьби, які знаходяться не безпосередньо біля цілі, а на шляху до неї, що ставить під загрозу дрон ще до того, як він матиме можливість зафіксувати ціль.

Зараз усі розробники переоцінюють виклики та покращують свої алгоритми. Ми готуємо до релізу дрон з покращеною камерою та оновленими системами, який зможе наводитись на відстані більше одного кілометра. Щоб вирішити проблему з РЕБом на шляху до цілі, ми розробили функцію круїз-контролю, щоб дрон автономно долітав до місця ураження. Думаю, до кінця зими почнеться велика друга хвиля впровадження машинного зору на FPV-дрони", - сказав ЕП директор компанії Vyriy drone Олексій Бабенко.

Російські експерти не стали зволікати в очікуванні на повну зрілість своїх технологій машинного зору і одразу ж вирушили в альтернативному напрямку — розпочали масове виробництво дронів на основі оптоволоконних технологій.

Ідея не нова. Ще у 1970-ті роки СРСР виробляв протитанкові комплекси "Фагот", якими оператор управляв ракетою через довгий дріт. Пізніше управління на кабелі набуло популярності вже на цивільних дронах, які використовують для аналізу тунелів, труб, шахт та інших місць із проблемним зв'язком.

Виникнення військових дронів на основі оптоволокна було лише питанням часу. Перші прототипи, створені інженерами з Росії та України, з’явилися ще у 2023 році. Однак саме окупаційні сили покладали великі надії на цю технологію, швидко розширивши її використання за допомогою китайських виробничих потужностей.

Конструкція цих дронів істотно не відрізняється від традиційних бойових FPV моделей. Основною відмінністю є їхня збільшена рама та потужніші акумулятори, оскільки вони повинні переносити важку котушку з дротом, що розмотується в процесі польоту. Найменші з них здатні працювати на відстані до 2 км, тоді як найбільші - до 20 км. Дріт підключений до пульта управління оператора, забезпечуючи високу якість зображення з мінімальними затримками.

З літа 2024 року з'явилось багато відео застосування російських оптоволоконних дронів на двох ключових для Росії напрямках: у Курській області та біля міста Покровськ. Стало зрозуміло, що такі безпілотники працюють і негайно потрібні українській армії.

На початку року Міноборони подало чіткий сигнал ринку, влаштувавши демонстраційні випробування безпілотників на оптоволокні. "Від появи ефективного рішення на фронті до державного замовлення в Україні зазвичай проходить півроку-рік. Це ми зараз бачимо на прикладі з оптоволоконним дронами", - зазначив Бабенко.

В Агенції з оборонних закупівель Міністерства оборони повідомили Економічній правді, що наразі контрактів із виробниками ще не підписано, але підготовка до укладання перших угод вже триває. Окрім Міністерства оборони, ці безпілотники можуть бути придбані також іншими силовими структурами, Держспецзв’язку, благодійними фондами та безпосередньо військовими підрозділами.

"Ми пропонували розробити безпілотник на оптоволокні ще на початку 2023 року, але армія не хотіла їх купувати. Тоді для ураження ворога вистачало звичайних FPV-дронів, а оптоволокно суттєво збільшувало вартість дрона. Два роки тому бобіна з оптоволокном та мікросхемою для передачі сигналу в китайських виробників коштувала до 2500 дол. Ніхто не хотів платити такі гроші за одноразовий дрон.

Тепер ситуація кардинально змінилась: звичайні FPV-дрони все частіше глушать РЕБом, а ціна на бобіни з оптоволокном впала до 500 дол за штуку, бо китайські фабрики отримали масштабне замовлення з Росії та розігнали потужності.

Ці дрони мають досить просту технологічну структуру. За словами Владислава Олексієнка, співзасновника компанії "Смарт Електронікс Груп", наша модель наразі проходить кодифікацію і вже в лютому буде готова до укладання контрактів та запуску серійного виробництва.

Головними вигодонабувачами від впровадження нової технології виявилися китайські фабрики, які постачають котушки обом конфліктуючим сторонам. "Нещодавно ми дізналися, що один з китайських виробництв вже протягом семи місяців масово виготовляє бобіни з оптоволокном для Російської Федерації. Тепер ми також почали у нього замовляти," - поділився в розмові один з українських виробників дронів.

За інформацією, отриманою від технологічного кластеру Brave1, в даний час більше 25 груп інженерів активно займаються розвитком цього напрямку. Приблизно 10 з цих команд зараз працюють над підготовкою документації для кодифікації своїх дронів, що дозволить їм укласти перші контракти. Одна модель вже пройшла кодифікацію, а ще дві знаходяться на завершальному етапі цього процесу. Кластер надає підтримку інженерам на всіх стадіях роботи та допомагає в проведенні тестувань.

На сьогодні в Україні функціонують заводи, які здатні щомісяця випускати тисячі дронів. Для оптимізації процесу закупівель, компанія Brave1 створила каталог виробників оптоволоконних дронів з актуальними контактами, що постійно оновлюється.

Важкі гексакоптери, відомі як "бомбери", поступово переходять на використання оптоволокна. Наприклад, портал "Мілітарний" продемонстрував тестування дрону компанії DronariumAir, який оснащений оптоволоконною системою зв'язку. У разі розриву волокна, дрон здатен переключитися на GPS-управління або самостійно повернутися на базу. Також на горизонті з'являються перші наземні дрони, які працюють на основі оптоволоконних технологій.

"На перший погляд, через високу ціну здавалося, що дрони на основі оптоволокна не зможуть стати масовими, але тепер ціни на українському ринку знижуються. Раніше найдоступніші моделі коштували від 60 до 80 тисяч гривень, а тепер їхня вартість становить приблизно 30 тисяч гривень," - зазначив Бабенко. Він вважає, що ціни можуть знизитися ще більше, якщо компанії почнуть самостійно виготовляти ключовий елемент - бобіни з оптоволокном.

"Ми робитимемо компоненти самі. Підрахували, що після масштабування виробництва наш серійний дрон на оптоволокні буде лише на 3-6 тис. грн дорожчим за звичайний на радіоуправлінні. Технологія намотування оптоволокна та збирання плат зв'язку не найпростіша, але інженери з досвідом легко її опанують. Потрібно 25 людей, 20 намотувальних станків - і матимете 5 тисяч котушок на місяць", - зазначив він.

Сьогодні ринок FPV-дронів поділяється на два основні сегменти: безпілотники загального користування та спеціалізовані моделі, за словами Олексієнка. "Перша категорія охоплює стандартні дрони, що управляються радіосигналом, які, як правило, складаються з численних китайських комплектуючих. Спеціалізовані дрони, в свою чергу, є більш технологічними рішеннями з унікальними характеристиками та чітко визначеними сферами застосування. Дрони з оптоволоконними системами відносяться саме до цього 'спеціалізованого' сегмента", - підкреслив співзасновник компанії "Смарт Електронікс Груп".

Оптоволоконне управління набуло популярності на військовому фронті, проте дрони, що працюють на радіозв'язку, продовжать залишатися основним інструментом ураження для операторів безпілотних літальних апаратів. Опитані експерти з військової сфери та виробництв погоджуються, що безпілотники, керовані через оптоволокно, займуть лише специфічну нішу на ринку, а їх виробництво не досягне мільйонних обсягів.

"В ідеалі підрозділ повинен мати багато звичайних FPV на різних частотах, дрони з машинним зором та на оптоволокні. Кожен із цих засобів ураження по-своєму хороший і виконує свої завдання. Оптоволоконні можна використовувати проти бронетехніки під час відбиття штурмів. Вони добре працюють під час туману і є невразливими для РЕБ на транспортних засобах.

"У той же час, довжина оптоволоконного кабелю в 10 км обмежує можливість роботи на тих глибинах, на яких зазвичай функціонують стандартні FPV-дрони, а їхній розмір робить їх вразливими для ворога", - зазначив в інтерв'ю ЕП командир взводу протитанкової роти 13-ї бригади НГУ "Хартія" Ігор Райков.

Серед мінусів оптоволоконних дронів найчастіше називають невелику дальність, меншу вагу бойової частини, меншу маневреність, високу видимість у повітрі, ціну та ризики обриву нитки. Однак, за словами Райкова, оператори тільки починають опановувати технологію, тож багато речей, які зараз здаються проблемою, можуть перестати нею бути, коли інженери покращать продукт або військові навчаться правильно ним користуватись.

Специфічний напрямок – боротьба з оптоволоконними безпілотниками. На сьогоднішній день ані Україна, ані Росія не володіють надійними засобами захисту від таких дронів, тому створення відповідних технологій стає новим викликом для українських інженерів.

"Українські розробники опрацьовують ідеї фізичного знищення таких FPV з допомогою турелей, сіткометів та дробовиків, а також досліджують варіант застосування лазерів для знешкодження дронів. Ці рішення уже тестуються", - розповіли ЕП у Brave1.

На даний момент Україна лише починає розгортати виробництво оптоволоконних FPV-дронів, в той час як для виправлення помилки наявності живих росіян на нашій планеті доводиться використовувати звичайні радіокеровані дрони. При цьому значна частина необхідних компонентів військовим доводиться придбавати за власні кошти.