Стрелять на ходу: как софт несостоявшегося вертолёта научили сбивать дроны

Армейский Центр вооружений США испытал систему управления огнём, которая решает проблему старше любого дрона: попасть из движущегося в движущееся.

Сто лет назад корабельные артиллеристы уже бились над тем, как навести орудие с качающейся палубы на манёвренную цель. Решали это не интуицией наводчика, а механическими вычислителями — прообразами аналоговых компьютеров. Дрон вернул ту же задачу в полный рост: цель размером с тарелку, заходит сверху, а стрелять по ней надо с трясущегося грузовика. В апреле на Абердинском полигоне показали, как с этим справляется ПО под названием Gunslinger. И справляется оно, как ни странно, вообще не за счёт пушки, а за счёт софта.

Задача про два движения

Сложность тут наслаивается уровнями, и проще идти от простого. Неподвижная мишень и неподвижный стрелок — это школьная баллистика: поправка на дальность и ветер, дальше дело тренировки.

Стоит цели пойти, и добавляется упреждение. Стрелять надо туда, где дрон окажется к моменту, когда пуля долетит, а не туда, где он сейчас.

А теперь пусть движутся оба. Машина идёт по грунтовке, её трясёт, она рыскает, кренится на ухабах. Дрон при этом тоже не висит на месте. Стабилизированный модуль удерживает ствол в заданной точке пространства, но саму эту точку приходится пересчитывать десятки раз в секунду, учитывая и ход машины, и манёвр цели. Человек физически не успевает.

Здесь и вступает математика упреждения — та самая, что закладывали в аналоговые приборы управления стрельбой почти век назад. Их называли «директорами» (от англ. director), в отечественной традиции — ПУС. Принцип не изменился: измерить движение платформы и цели, посчитать, куда смотреть стволу, удержать его там. Сменилась элементная база. Шестерёнки и сельсины уступили место алгоритму, а вычислитель из шкафа размером с холодильник переехал в бортовой компьютер.

Откуда взялся Gunslinger: программа FARA

Писали Gunslinger в Центре вооружений DEVCOM вовсе не против дронов. Изначально это было ПО управления огнём для авиации, причём права на код принадлежали государству, а не подрядчику, что позже и позволило свободно перенести его на другие платформы. Делали его конкретно для 20-мм автоматической пушки XM915. Её планировали поставить на перспективный разведывательно-ударный вертолёт по программе FARA (Future Attack Reconnaissance Aircraft).


И вот тут видна механика преемственности, а не просто «было одно, стало другое». Стрельба с вертолёта изначально ведётся с движущейся платформы: вертолёт идёт на скорости, вибрирует от винта, рыскает по курсу, а цель внизу ещё и манёвренная. Чтобы пушка попадала, нужен тот же алгоритм, что сводит движение носителя и движение цели в одно огневое решение. Перед грузовиком, отбивающимся от дрона, стоит, по сути, та же вычислительная задача, только цель не внизу, а вверху. Разная геометрия, общий алгоритм.

Программу FARA свернули в 2024 году. Вертолёт не состоялся, пушка XM915 осталась без носителя, а вот алгоритмы управления огнём проект пережили. Их адаптировали под наземную технику: сначала роботизированные платформы, потом борьба с малыми беспилотниками. История для оборонки показательная: дорогая программа закрывается, но накопленный софт оказывается слишком ценным, чтобы списать его вместе с железом.

Как это собрано: CROWS, SWAT-FC и датчики

На апрельских испытаниях в Абердине (штат Мэриленд) Gunslinger показали не сам по себе, а в составе рабочей связки. Несущей «железкой» служил CROWS (Common Remotely Operated Weapon Station) — серийный дистанционно управляемый боевой модуль, который давно стоит на американской бронетехнике. Его смысл прост: оружие и оптика снаружи, на стабилизированной турели, а оператор управляет ими изнутри, не высовываясь из-под брони.

Поверх модуля работала система автоматизированного управления огнём SWAT-FC (Short-Range Weapon Automated Technology – Fire Control), и алгоритмы Gunslinger — её неотъемлемая часть. Схема такая:

• датчики машины в реальном времени дают положение и движение самой платформы;
  
• сенсоры обнаружения отслеживают дрон, его координаты, скорость, курс;
  
• вычислитель сводит оба потока, считает огневое решение и удерживает ствол на цели;
  
• оператор подтверждает применение, и стрельба идёт на ходу.
  

И вот чего в релизе нет. Конкретный калибр и тип оружия на CROWS Центр вооружений не назвал, сказано лишь про «автоматизированную систему вооружения», поражающую малые воздушные цели в движении. CROWS — платформа универсальная, на неё ставят разное; какой именно ствол стоял в апреле, разработчик публиковать не стал. Расходящиеся по соцсетям версии про крупнокалиберный пулемёт или автоматический гранатомёт остаются догадками, не подтверждёнными первоисточником. Точных цифр по дальности, скорости реакции и вероятности поражения в открытом доступе тоже нет.

MOSA и арифметика боеприпасов

Главное, чем хвалится разработчик, — не сама стрельба, а то, как софт устроен внутри. Он построен по принципу MOSA, то есть по модульной открытой системной архитектуре. На практике это значит, что одна и та же технология управления огнём переносится с платформы на платформу без переписывания с нуля, а обновления внедряются проще и дешевле. Логика чисто инженерная: чем меньше система привязана к конкретному носителю, тем дольше она живёт и тем легче её чинить и развивать.

Заявленная цель программы звучит подчёркнуто скромно: повысить точность и сократить расход боеприпасов на один сбитый дрон. По нынешним временам, когда каждая публикация про борьбу с БПЛА норовит превратиться в анонс «чудо-оружия», такая формулировка даже подкупает: речь идёт о цене каждого попадания, без обещаний чуда.

Стоит, впрочем, держать в уме, на чём построен оптимизм. По словам руководителя проекта Ника Кашиа (Nick Cassia), успешный перехват подтвердил работоспособность подхода после месяцев подготовки; его заместитель Джеймс Литтл (James Little) говорит о намерении закрепить результат и продолжать доводку. При этом сами разработчики оговариваются: впереди испытания против более быстрых и манёвренных дронов. То есть нынешний результат показан на сравнительно «удобных» целях, а настоящая проверка ещё впереди. Открытых цифр, по которым можно было бы судить о реальной эффективности, пока нет, есть лишь заявление об удачной демонстрации.

Появление автоматики, считающей огневое решение быстрее человека, для борьбы с малыми дронами выглядит закономерным: слишком уж невыгодно отдавать эту арифметику живому наводчику. А считать упреждение машиной артиллеристы научились задолго до всякого беспилотника, тогда вычислитель ещё крутил шестерёнками. Цифровая техника лишь ускорила старую арифметику.