Граната кроз шибер? Поремећај за ваздухопловство и авијацију из Украјине

Стицање искуства у ваздухопловству је тешко. Нови авиони обично захтевају године експерименталног и оперативног тестирања — чак и малим авионима може бити потребно више од 10 година да прођу кроз сертификацију авиона, производње и рада. Историјски гледано, ратови су драматично повећали темпо развоја ваздухопловства и већ видимо како се то одвија током последњих шест месеци рата у Украјини. Рат је послужио као лабораторија за нове технологије које представљају озбиљне ризике за америчку доминацију у ваздухопловству и наглашавају изазове са којима се суочавају САД и друге западне земље док улазимо у свет роботског лета.

Иновациони инкубатор

Скала помаже да се одреди колико брзо се индустрије крећу низ криву искуства. Да ствари ставимо у перспективу, руска флота авиона са посадом, друга по величини у свету, има више од 3,700 авиона. Само украјинске оружане снаге су распоредиле 6,000 претежно комерцијалних (ЦОТС) беспилотних летелица за обавештајне, надзорне и извиђачке мисије (ИСР). Поред тога, распоредили су стотине „дронова самоубица“ попут Аеровиронментовог Свитцхбладе-а, дронова за нападе попут турског Баирактар-ТБ2, дронова за трагање и спасавање попут БРИНЦ-овог ЛЕМУР-а који лети у затвореним просторима, па чак и теретних дронова за снабдевање на бојном пољу. Данас, веома велика комерцијална флота дронова може имати 100 авиона. Украјинска војска ради у 80-100 пута већој скали и извршиће огроман део свих мисија дронова ове године.

Дронови су технички стручни, исплативи, лаки за модификовање и потрошни. Док Ф-35 кошта 120 милиона долара; ДЈИ Пхантом 3 се може купити за мање од 400 долара. Ове разлике у трошковима постају још веће када се упореди цео животни циклус производа. Животни циклус производа за беспилотне летелице траје месецима уместо годинама, а дронове ЦОТС је лако хаковати. Неке процене сугеришу да просечни дрон има просечан борбени век од једног дана.

Ед Анастасакос, извршни директор Херотецх8, компаније која се бави „дроном у кутији“ у Великој Британији, види огроман утицај ратног темпа операција. „То ствара тако брзе повратне информације да године учења сабијате у недеље. Украјинци имају тако високу стопу усвајања, понашају се као старт-ап. Не би ме изненадило да су до краја рата Украјинци били један од лидера на овом простору. Џозеф Менакер, један од оснивача фабрике беспилотних летелица и члан одбора Едге Аутономи-а, још директније каже: „Током свака два месеца рата у Украјини, беспилотна авијација је напредовала исто колико и у две нормалне године.

Може се видети потражња за дроновима у ланцу снабдевања САД. БРИНЦ, који производи беспилотне летелице за трагање и спасавање, између осталих апликација за првенствено затворене просторе, откупио је залихе од својих америчких дистрибутера за слање авиона у Украјину. „Службама хитне помоћи у Украјини било је потребно нешто што би им могло помоћи да пронађу људе у скученим просторима, па смо им послали 10 дронова. Темпо повратних информација, а посебно видео снимци мисије, били су од велике помоћи за наш развој“, каже Блаке Ресницк, извршни директор БРИНЦ Дронес-а. Неколико менаџерских тимова компанија за беспилотне летелице скоро се преселило у балтичке државе како би подржали примену својих система у овом плодном окружењу за тестирање.

Рат вуче потражњу дубоко у ланац вредности помажући индустрији да развије основне способности. „Видели смо да се број беспилотних летелица у нашем софтверу за управљање флотом драматично повећао од почетка рата“, каже Тони Пучијарела, извршни директор АларисПро, платформа за спремност за лет и одржавање у коју је уложио мој фонд ДиамондСтреам. „Сва додатна летења дала су ОЕМ-у значајан увид у перформансе њихових система, као и живот појединачних делова и пут ка продужењу корисног века трајања целог авиона. Ово може помоћи у сертификацији."

Слично томе, Агенција за одбрамбену логистику издала је документ са захтевом за информације (РФИ) тражећи „системе наоружања или комерцијалне могућности за безбедносну помоћ Украјини“. За неколико недеља, ДЛА је примио преко 300 предлога у којима се наводи широк спектар технологија. Многа од ових решења ће добити убрзано финансирање повећавајући темпо развоја технологије.

Украјинци континуирано иновирају у областима ИСР-а (обавештајне службе, надзор и извиђање), прецизних напада помоћу комерцијалних дронова и безбедних веза за пренос података.

Јефтини и смртоносни комерцијални дронови

Темпо развоја довео је у фокус очекиване ризике од дронова. Украјинска и руска војска су првобитно користиле дронове првенствено за мисије ИСР које идентификују и прате циљеве за артиљерију. Господин Ресник примећује да су „једноставност и вредност дронова омогућили Украјинцима да демократизују војне мисије ИСР-а“. На пример, тим оца и сина у Украјини користио је свој комерцијални дрон уочи руске снаге и олакшати индиректне артиљеријске нападе. Што је још важније, Украјинци су чврсто интегрисали ИСР мисије комерцијалних беспилотних летелица у софтвер за циљање артиљерије ГИС Арта. Често артиљерија почиње да погађа руске циљеве тек неколико тренутака након идентификације.

Украјинци и Руси су такође направили иновативне модификације дронова ЦОТС како би омогућили директне нападе на непријатељско особље и оклопна возила запањујућим темпом. На овом видео снимку из априла Украјинци узимају застарели ДЈИ Пхантом 3 (дрон који сам поклонио својој ћерки за Божић пре четири године), са импровизованим соленоидом и 3Д штампаним перајима како би се осигурало да је причвршћена граната прецизно циљана. Цела поставка је вероватно коштала мање од 1,000 долара. Граната пада прецизно кроз кровни отвор са несрећним резултатом за тим руских специјалних снага.

Овај видео приказује нешто мање софистицирану руску верзију.

До јула, ова технологија је значајно еволуирала. Испод је ДЈИ Матрице 300, са вртешком од осам граната за напад на земљу. Поред тога, Украјинци су развили технике за коришћење више дронова у овим нападима, неке за ИСР и стицање циљева, а неке за испоруку муниције.

Рат је илустровао да свако са 1,000 долара и основном техничком компетенцијом може уочити мете за артиљеријске нападе или користити лагане ЦОТС ројеве дронова за напад на циљеве. Рат је такође показао да идентификовање и спречавање ових напада није лако.

Борба за идентификацију претњи

Дана 10. марта, релативно велики дрон Ту-141 из совјетске ере летео је кроз Румунију, Мађарску и Хрватску на висини од преко 3,000 стопа више од сат времена пре него што је остао без горива. Срушио се у парку на југу Загреба. Бомба унутар дрона експлодирала је при удару и оштетила неколико аутомобила. Нејасно је ко га је послао или је у питању квар. Овако велика беспилотна летелица не измиче неоткривена. Дрон су видели радари у све три земље. НАТО није реаговао јер радари у три земље нису идентификовали ТУ-141 као претњу.

Овај инцидент није требало никога да изненади. Војни радарски системи добро функционишу у ратним зонама када се комбинују са транспондерима који могу лако да поделе непријатељски и пријатељски саобраћај. Цивилно ваздухопловство и даље углавном управља правилима визуелног летења која су имала смисла када су људи седели на пилотском седишту и били у личном ризику од несрећа или још горе. Систем контроле ваздушног саобраћаја који је еволуирао из тих правила фокусирао се на уклањање сукоба у загушеном ваздушном простору. Зашто би контролори летења требало да брину о летелици у неконтролисаном ваздушном простору? Како каже Џон Вокер, бивши виши извршни директор у ФАА и старији партнер у групи Падина, „Тренутно користимо структуру ваздушног простора из 1950-их да бисмо управљали овим изазовима. До сукоба у Украјини, међутим, нисмо у потпуности разумели моћ роботског рата. Управљање овим ризицима помоћу правила визуелног лета једноставно неће функционисати."

Ово питање ће се брзо погоршати током наредне деценије. У свету постоји више од 30 мм комерцијалних летова са посадом годишње и више од 300 мм дронова. Данашњи системи контроле ваздушног саобраћаја (АТЦ) засновани на радару добро функционишу за велике авионе који лете на великим висинама и великом брзином. Поред тога, АДСБ сензорски системи раде разуман посао праћења комерцијалних авиона са транспондерима.

Међутим, осим великих летова са посадом, идентификација постаје изазовнија. Радарски системи нису дизајнирани да детектују мале дронове који имају мале профиле и садрже врло мало рефлективног материјала. Многи од ових авиона лете споро и ниско. Људске очи се боре да виде мали дрон на 400 стопа, и, упркос жалбама на буку, постају готово нечујне на одређеној висини. Често су направљене углавном од пластике и могу изгледати као птице ако их радарски системи уопште ухвате. Неколико дронова носи транспондере, а чак и многе летелице са посадом их још увек не носе.

Даљинска идентификација ће помоћи, али природа дронова и обим беспилотног летења и даље ће довести до снежне олује безбедносних ризика. Комерцијална авијација је деловала приближно 39ММ летови 2019 а мање у 2020. и 2021. због пандемије. Насупрот томе, летови дронова ће расти од 323ММ у 2021. до 7.1Б у 2029 – повећање од 22 пута. Комплексни сегмент операција, који укључује операције изван видног поља и велике флоте, повећаће се за 26,000 пута у истом периоду. До краја периода, скоро сви у развијеним земљама имаће неку врсту свакодневног контакта са дроном. Ако НАТО не може да идентификује велики, брзи дрон из совјетске ере, који лети на висини кроз ваздушни простор три различите земље као претњу, како ћемо идентификовати претње од дронова без транспондера међу 7Б летовима?

Заустављање претњи дроном – изазовно и скупо

Чак и ако можете да идентификујете потенцијалне претње, може их бити тешко зауставити. Др Скот Крино, извршни директор Ред-Сик-а, познате консултантске куће за борбу против беспилотних летелица, сумира изазов, „системи против беспилотних летелица покушавају да сустигну нападаче. Тренутно су нападачи у предности.

Г. Менакер напомиње да су операције дронова постале све теже јер су мере против дронова, а посебно ометање, постале ефикасније током рата. Отимање вашег дрона и откривање вашег положаја створило је ризик за пешадију на првој линији која управља беспилотним летелицама.

Ипак, електронске противмере имају своја ограничења. Узмите напад украјинске беспилотне летелице 22. јуна на рафинерију у Ростову у Русији дроном који је доступан за продају на Алибаби. Према Мил-блогеру из Луганске Народне Републике, Мурзу, беспилотна летелица је вероватно лишена већег дела електронике, чиме је смањен њен електрични отисак. Летео је ниско и споро што је руској противваздушној одбрани отежавало откривање и блокирање. Кинески произведени дрон носио је малу бојеву главу, али је изазвао велику ватру с обзиром на своју лако запаљиву мету. У августу је исти тип дрона ударио у седиште руске Црноморске флоте у Севастопољу.

Многи су спекулисали да су инерцијално навођење, смањени радио контакт и иновативна употреба Старлинк система Елона Маска учинили руске електронске противмере мање ефикасним против украјинских дронова. Коришћење торњева за навигацију такође може отежати изоловање сигнала дронова за операције против дронова. Оптички и акустични системи идентификације могу помоћи у решавању ових проблема идентификације. Међутим, често имају релативно кратке домете детекције и смањене перформансе због временских и других врста сметњи. То их чини корисним за одбрану тачке, али мање ефикасним у откривању претњи у ширем обрасцу саобраћаја. Све у свему, рат у Украјини сугерише да одбрана критичне инфраструктуре од одлучних нападача неће бити лака.

Ако ови хакови доводе у питање ефикасност јефтиних мера против беспилотних летелица, традиционални системи противваздушне одбране изгледају прескупо. Др Крино наводи напад дроном на Абу Даби у јануару 2022. да би илустровао изазове. „Напад је предводио јефтин дрон који је коштао неколико хиљада долара као мамац. Пратило га је неколико крстарећих пројектила. Одбрамбени системи Абу Дабија напали су водећи дрон ракетама Патриот. Ракете Патриот су дизајниране да нападну веће авионе са посадом и користиле су тринаест пројектила од 6 милиона долара да оборе дрон који је коштао мали део те количине.

Изгледа да је Украјина следила сличну стратегију удара за аеродроме и складишта снабдевања на Криму. Напади су изазвали огроман одговор руских система противваздушне одбране наглашавајући њихове локације и могућности. Трошкови стицања ових обавештајних података, који се касније могу користити за гађање противваздушне одбране ракетама против зрачења, коштају мало. Дрон ЦОТС може коштати само 1000-2000 долара. Ракетни систем Стингер кошта 38,000 долара. С обзиром на трошак ракета противваздушне одбране, то такође представља ефикасну стратегију исцрпљивања – мењање јефтиних дронова за скупе ракете које је тешко заменити. Ово отвара ваздушни простор за нападе традиционалнијих система авијације. Дмитриј Алперович, са Института за политику Силверадо, ово назива „асиметричним ратовањем“.

Несигуран ланац снабдевања

Рат је такође показао слабост ланаца снабдевања у ваздухопловству. Руска производња дронова зависи од увоза напредних полупроводника са запада. У неким случајевима, чини се да су користили чипове из машина за прање веша за поправку резервоара. Ови изазови у снабдевању такође су их натерали да склопе уговоре о снабдевању дроном са Иранцима. САД верују да су ови изазови у снабдевању компонентама успорили производњу руског оружја.

На системској основи, ДЈИ са седиштем у Кини испоручује већину ЦОТС дронова. ДЈИ производи производ за детекцију под називом Аеросцопе који омогућава праћење дронова и идентификује локацију оператера контролног система дрона. На почетку рата, Украјинци су оптужили ДЈИ да је помогао Русима да циљају своје пилоте Аероскопом, док им је ускратио сличан приступ руским оператерима. Није изненађујуће што је ДЈИ покушао да ограничи контроверзу обустављање продаје дронова у Украјини и Русији. Без обзира на истинитост ових навода, то показује изазове ослањања на добављача који је везан за потенцијално непријатељску силу и ти изазови превазилазе једноставно лоцирање оператера дронова.

За управљање флотом дронова потребан је софтвер за планирање летова, интеграцију статуса одржавања и осигурање доступности пилота. Све ове активности ће захтевати интерфејсе апликацијских програма (АПИ) између контролора дронова, оперативних центара који планирају и контролишу летове дронова и софтвера за одржавање који потврђује њихову спремност за лет. Иако ДЈИ данас не нуди АПИ, приватне компаније су пронашле начине да приступе ДЈИ контролерима како би пружиле релевантне податке. Неки посматрачи виде потенцијал за безбедносне пропусте због поседовања контролора дронова базираног у облаку од кинеске компаније који се повезује са кључном цивилном и војном инфраструктуром.

Влада САД је пре извесног времена идентификовала ове ризике и кренула је да обесхрабрује употребу ДЈИ дронова од стране владиних агенција САД. Међутим, америчка влада је одобрила многа изузећа од ових правила, а многи амерички савезници немају таква правила. Упркос овим забринутостима, обе стране у украјинском сукобу и даље користе ДЈИ беспилотне летелице као најбоље доступно решење за многе ИСР мисије.

Шест ствари за понети за будућност

С обзиром на то колико је рат убрзао темпо промена и искристалисао прилике и ризике које су многи раније приметили, ево пет мисли за будућност.

_{Нова равнотежа за безбедност и сигурност}

Донедавно, ваздушна безбедност се углавном односила на спречавање несрећа и отмице авиона. Док су терористи успели да користе авионе као оружје у нападима 9. септембра, мера предузета за побољшање безбедности на аеродромима и самим авионима спречила је даље нападе овог типа.

Са појавом технологије дронова, ово се променило на неколико важних начина. Добијање контроле над авионом постало је лако. Можете купити један на мрежи. Такође је постало јефтино. Системи за бацање граната које користе Украјинци коштају мање од старог половних аутомобила. Коначно, лични ризик од покретања ваздушног напада је опао. Ваздушни тероризам више није самоубилачка мисија. Лош глумац може даљински да изврши напад комерцијално доступним дроном као што су то урадили Украјинци у Севастопољу. Равнотежа ризика за обичне људе у ваздушној безбедности почела је да се помера од безбедности летења ка безбедности. Ово ће створити нове изазове за ратну и мирнодопску безбедност на небу.

_{Управљање ваздушним простором ради сузбијања безбедносних претњи}

Сам број авиона и потенцијалних циљева ће ограничити могућности за напад и смислити шта да се брани главни приоритет. Биће потребни алати за управљање ваздушним простором који могу брзо да потврде шта авиони не представљају претњу и који смањују ризик динамичким мењањем ограничења ваздушног простора како би се ограничио приступ дронова осетљивим областима у осетљивим временима као што су спортски догађаји или концерти. Све ово ће захтевати огроман обим за имплементацију по разумној цени, али пробни приступи могу довести до делимичних решења са већим ризицима.

_{Клатно се љуља ка нижим системима}

Стаљин је чувено рекао: „квантитет има свој квалитет. Јефтини системи оружја све више доминирају у украјинском бојном простору. Јефтини дронови уништавају скупе тенкове и троше скупу противваздушну одбрану. Јефтини ракетни системи ХИМАРС имали су већи утицај на забрану логистике него што је то до сада имала авијација са посадом.

Није изненађујуће што су Украјинци имали помешана осећања у вези са куповином четири дрона МК-1Ц Греи Еагле америчке производње по цени од 10 милиона долара за сваку. Док је украјински генералштаб подржао куповину, пилоти фронта виде као да су сувише сложени за употребу, сувише лаки за обарање и прескупи за могућности које доносе. Можда су извештаји да просечан ЦОТС дрон траје један дан борбе информисао њихову перспективу.

Очекујте снажније дебате о компромисима између трошкова система наоружања и њихових способности.

_{Скала домаћег цивилног ваздухопловства, неопходна за ефикасне набавке за одбрану}

САД препознају вредност иновативних комерцијалних технологија и сигурних домаћих извора за ове технологије. Програми за олакшавање иновација, укључујући СБИР и АФВЕРКС и програме сертификације „плави дрон“, сви су допринели изградњи домаће индустрије без посаде.

Доминантна улога ДЈИ-ја у рату беспилотних летелица у Украјини показала је и предвиђање и ограничења ових програма. Са потенцијалом за десет пута или више обима, комерцијалне технологије двоструке намене би требало да испоруче сличне могућности за мање. Проналажење где је комерцијала довољно добра и где су потребне много скупље могућности постаће стални изазов.

Једнако важно, рат великих размера захтева брзо повећање производње. Шта се дешава када се та скала која је потребна за исплативу испоруку налази у ланцу снабдевања потенцијалног противника? Украјина можда више воли да ради са неким другим, а не са савезником Русије, али Кинези имају производне капацитете да испоруче велике количине онога што је Украјини потребно због њене доминантне позиције на комерцијалном тржишту дронова. Потреба владе да размотри да ли би противник могао да контролише кључни извор снабдевања. Русија се сигурно суочила са овом ситуацијом због свог ослањања на западне полупроводнике, а САД би се могле суочити са овим изазовом ако дође до сукоба са Кином око Тајвана.

_{Мобилисање талената цивилног ваздухопловства}

Украјина је драматично надмашила Русију у мобилизацији људских ресурса за ваздушни рат. Физичко одвајање пилота дронова од њихових мисија и једноставан кориснички интерфејс ЦОТС дронова чини прислушкивање удаљених цивилних пилота јефтином, брзо скалабилном методом да таленат учини доступним за војне ИСР мисије. Украјинска влада је искористила овај потенцијал регрутовањем цивилних пилота дронова у земљи и иностранству, активирањем Фејсбук група са искуством у рекреативној употреби дронова и реконституисањем Аеророзвидка.

Аеророзвидка, која се често описује као „почетак рата“, је невладина организација која подржава ратне напоре и остаје одвојена од украјинског одбрамбеног естаблишмента. Њени чланови помажу у пилотирању и развоју беспилотних летелица и креирању софтверских алата за примену роботике на бојном пољу. Ова врста старт-уп демократизације ратовања покреће сталне војне иновације баш као што екосистем Силицијумске долине покреће комерцијалне иновације. Такође нуди модел одбрамбеног резервног система који смањује трошкове и драматично побољшава мобилизацију авијацијских снага у случају рата великих размера.

Западна тржишта уговарања одбране разликују се од украјинског модела Аерородивка. Консолидација у ваздухопловној и одбрамбеној индустрији оставила је шачицу великих главних извођача на месту. Они следе дуге процесе лицитирања који захтевају огромне ресурсе. Ова структура ствара пристрасност према великим, високо способним системима који захтевају значајно одржавање и високо квалификоване оператере. Систем није подешен за технологије двоструке употребе које чине очигледним трошкове и скалабилност ових избора технологије по мери. Једноставност технологија двоструке употребе омогућила је рату у Украјини да брзо примени нове технологије на недавно мобилисане војнике у кратком временском периоду, чак и док САД имају ограничене испоруке неких сложених система наоружања Украјини због разматрања обуке. Како поуке из рата тону, очекујте већи нагласак на двоструку употребу (укључујући програме АФВЕРКС и СБИР) и живу дебату о структурама за уговарање одбране.

_{Убрзавање апликација дронова у цивилном ваздухопловству}

Баш као што је Други светски рат довео до доба млазних авиона комерцијалне авијације, способности које су се тако брзо развиле у Украјини драматично ће убрзати усвајање дронова и предности које они генеришу у цивилним применама. Побољшања у навигацији и аутономном летењу учиниће дронове јефтинијим за употребу и ефикаснијим за сложене мисије попут испоруке последње миље и линеарне инспекције. Разумевање како да се идентификују претње у ваздушном простору помоћи ће владама да управљају безбедношћу како се број летова дронова повећава. Искуство у координацији више дронова за војне мисије учиниће гашење пожара помоћу беспилотних летелица ефикаснијим. Сигурније везе за пренос података и бољи уређаји за ометање ће смањити ризике за ширу јавност од лоших актера. Искуство мисије ИСР учиниће визуелну инспекцију критичне инфраструктуре као што су железнице, рафинерије и цевоводи бржом и прецизнијом. Више искуства у коришћењу дронова у срушеним зградама и проналажењу рањених војника на бојном пољу помоћи ће у цивилним спасилачким мисијама. Широка употреба ових сложених система од стране обичних војника ће резултирати лакшим коришћењем дронова који се брже постављају. Убрзани развој ових способности ће извршити већи притисак на регулаторе да брзо пронађу безбедне начине за примену ових технологија и подрже следећу генерацију ваздухопловних и ваздухопловних индустрија.

Пут напред

Као што је случај са многим технологијама, дронови имају деструктивну моћ и огромне потенцијалне предности. Рат у Украјини је убрзао прилику за стварање новог златног доба авијације са свим предностима које ће доћи са овим новим способностима. То је такође створило поремећаје за старе приступе ваздухопловству и авијацији, нове ризике за војну и цивилну безбедност и изазове за владе које покушавају да обезбеде безбедност, а да их догађаји не захвате. Кретање напред на овом конопцу захтева добру равнотежу, али они који стоје на месту ће вероватно бити избачени са линије.