Оптоволоконная связь для беспилотной техники. Как это работает
Катушка с оптоволокном для БПЛА серии «Пиранья». Фото СКБ «Пиранья»
В зоне проведения Спецоперации по защите Донбасса широко применяются беспилотные летательные аппараты с управлением по оптоволоконному кабелю. Замена радиоканала катушкой с проводом дала ряд важных преимуществ, которые теперь активно используются в борьбе с противником. При этом прогресс не стоит на месте и регулярно появляются новые решения, направленные на повышение характеристик.
Очевидный прогресс
По имеющимся данным, разработка отечественных БПЛА со связью и управлением по проводу началась в 2023 г. К этому времени получили широкое распространение ударные беспилотники разных классов, а вместе с ними и специализированные системы радиоэлектронной борьбы. Как следствие, требовались новые средства связи, защищённые от помех.
Выходом стало использование оптоволоконной линии. Новые БПЛА стали получать катушку с кабелем большой длины и соответствующий модем. Приборами для работы с оптоволокном оснастили операторские станции и выносные посты передачи сигнала.
FPV-беспилотники с оптоволоконной связью появились в зоне боевых действий не позднее начала 2024 г. Любопытно, что практически одновременно они нашли применение по обе стороны фронта. Российская промышленность смогла в кратчайшие сроки наладить массовое производство таких БПЛА и их поставки в войска.
БПЛА «Князь Вандал Новгородский» ранней модификации. Фото Telegram / BMPD
В серии находятся БПЛА нескольких типов. Наибольшую известность получил «Князь Вандал Новгородский» («КВН») от НПЦ «Ушкуйник», появившийся одним из первых. В свою очередь, «Симбирское конструкторское бюро» выпускает аппараты серии «Пиранья» с близкими возможностями.
По разным каналам поступают сведения о боевом применении и успехах новых беспилотников. Также появлялись отзывы критического характера, указывавшие на необходимые доработки. В целом, даже в открытых данных, постепенно накапливалась большая статистика, позволявшая делать выводы о применении и эффективности техники.
В открытых источниках имеются фото и видео сотен ударов отечественных БПЛА с оптоволоконным управлением. С их помощью поражали живую силу в укрытиях, различную автомобильную и бронированную технику. В конце июня НПЦ «Ушкуйник» сообщило, что его изделия «КВН» за время эксплуатации уничтожили вражескую технику общей стоимостью 2 млрд долларов США. БПЛА других типов тоже вносят большой вклад в процесс силовой демилитаризации противника.
Развитие беспилотного направления и оптоволоконных систем продолжается. Предлагаются средства связи с увеличенной дальностью действия и другими преимуществами. Кроме того, предпринимаются попытки использования оптоволокна на наземной технике. Практически все нововведения в минимальное время добираются до фронта, как минимум, в порядке войсковых испытаний. Затем часть образцов идёт в серию, и начинаются полномасштабные поставки.
«КВН» без катушки. Фото Telegram / BMPD
Очевидные достоинства
Оптоволоконная система связи для беспилотного летательного аппарата или безэкипажной наземной платформы имеет достаточно простую конструкцию. Она включает несколько основных устройств, монтируемых на станции управления и на управляемом аппарате.
Главный элемент системы — катушка с кабелем. Типовое изделие такого рода имеет цилиндрический корпус с коническим торцом и устанавливается на управляемом аппарате. Внутри такого корпуса помещается несколько километров кабеля, причём обеспечивается его свободная выдача наружу.
Также используются два модема — для станции управления и аппарата. Они преобразуют сигналы и команды в импульсы для передачи по оптоволокну. Существуют катушки со встроенной аппаратурой приёма-передачи, что даёт выигрыш в габаритах и массе.
Основное преимущество оптоволоконной связи заключается в неуязвимости к средствам радиотехнической разведки и радиоэлектронной борьбы. Беспилотную систему нельзя засечь по излучаемым радиосигналам или подавить её каналы связи. Кроме того, оптоволоконный БПЛА не сталкивается с проблемой ухудшения связи при росте дальности — кабель постоянно поддерживает требуемое качество сигнала.
Наземный РТК разминирования от холдинга «Швабе». Комплекс имеет радио- и оптоволоконную связь. Фото «Ростех»
Оптоволокно обеспечивает высокую скорость передачи данных. За счёт этого беспилотник может иметь HD-видеокамеру или тепловизор высокого разрешения, и сигнал от них будет передаваться с высоким качеством и без задержек. В свою очередь, высокое разрешение картинки упрощает поиск целей с высоты и решение боевых задач в целом.
Дальность полёта и боевой радиус БПЛА с оптоволоконной связью определяются длиной кабеля в катушке. Первые серийные образцы, такие как «КВН», имели дальность не более 10-15 км. В дальнейшем в производство внедрили новые катушки большего размера с увеличенным запасом кабеля. По разным данным, наиболее крупные отечественные беспилотники сейчас могут нести до 35-40 км кабеля.
Оптоволоконная связь для беспилотных систем продолжает развиваться. На текущем этапе речь идёт об увеличении длины кабеля в катушке и совершенствовании бортовой электроники. Возможно, в дальнейшем такая связь позволит внедрить некоторые новые функции, которые дополнительно улучшат возможности летательных или наземных аппаратов.
Очевидные недостатки
Следует отметить, что такой способ связи имеет и ряд существенных недостатков. Эти факторы негативно влияют на стоимость производства и эксплуатации, а также могут затруднять боевое применение или ограничивать его результаты. Тем не менее, с большинством таких проблем можно бороться.
Боевое применение БПЛА «КВН». На переднем плане — машина противника с комплексом РЭБ. Беспилотник игнорирует её и движется к цели. Фото Telegram / «Хроника оператора БПЛА»
Все варианты катушек с кабелем имеют значительные размеры и массу. Корпус с десятками километров оптоволокна может быть крупнее прочих агрегатов БПЛА и весить несколько килограммов. Этот агрегат отбирает часть грузоподъёмности платформы, из-за чего нужно сокращать боевую нагрузку или использовать более мощную двигательную установку.
Оптоволокно неуязвимо для помех, но не отличается прочностью. Даже незначительные воздействия на него приводят к обрыву, потере связи и прекращению боевой работы. Причиной обрыва могут быть различные препятствия на маршруте, воздействие противника и т.д. Фактором риска является даже чрезмерная скорость полёта, превышающая возможности катушки по выдаче кабеля.
С такими проблемами сталкиваются как воздушные, так и наземные беспилотные платформы. При этом специфика конкретного образца определяет соотношение вызовов и рисков. Например, БПЛА больше рискуют оборвать кабель из-за слишком высокой скорости, а для наземных РТК основной проблемой являются различные препятствия.
Проблема устойчивости кабельной связи решается несколькими способами. Так, оператор беспилотника должен строить маршрут с учётом особенностей местности и возможных рисков. Кроме того, промышленность работает над новыми катушками, способными выдавать кабель с повышенной скоростью и компенсировать рывки.
БПЛА с оптоволокном летит к цели, вид с камеры аппарата. Фото Минобороны РФ
Системы связи на основе оптического волокна для беспилотных комплексов пока отличаются достаточно высокой стоимостью. Они существенно дороже радиосистем с близкими параметрами дальности и передачи сигналов. При этом именно средства связи являются одной из самых дорогих составляющих БПЛА.
Тем не менее, экономическая составляющая проектов должна оцениваться не только по стоимости отдельных комплектующих, но и с учетом других параметров, вплоть до достигаемой боевой эффективности. В таком случае радио и проводная связь имеют близкие показатели.
Технология будущего
Беспилотные системы с оптоволоконной связью появились на фронте меньше двух лет назад. Они быстро показали свой потенциал и благодаря этому получили широкое распространение. БПЛА такого рода активно применяются в боевых действиях и теснят аналогичные аппараты с радиосвязью. При этом подобные системы связи постоянно развиваются и улучшают свои характеристики.
Очевидно, что оптоволоконные средства связи для беспилотной техники прочно заняли свое место и в обозримом будущем не выйдут из практики. Они продолжат вносить свой вклад в решение боевых задач и достижение общих целей текущей Спецоперации. Накопленный опыт позволяет называть оптоволоконную связь для БПЛА одной из главных новинок последних лет.
Информация