Оптико-електронна ППО, яку можна ставити в стрій
Дешева повітряна загроза вже виграла війну цін. Дрон-камікадзе або низьковисотний апарат класу крилатої ракети коштує частку радара, ракети й розрахунку, які мають його зупинити. Оборона й далі відповідає системами для іншої війни: рідкісними сенсорами, дефіцитними перехоплювачами і позиціями, які не можуть бути скрізь, куди долітає загроза.
VMK Defense — оптико-електронний комплекс ППО. Головка сенсора оглядає сектор, бере один об'єкт і тримає супровід у ближньому інфрачервоному діапазоні. Керування вогнем стріляє за цією трасою. Цикл навчання тримає модель зору актуальною, коли з'являються нові апарати. Це один конвеєр, а не три продукти, скріплені разом, і позиція коштує стільки, щоб її можна було повторювати.
Головка сенсора
Широкий пошук і вузький супровід, стереобаза через підвіс.
Камери роблять те, з чим широкий радар погано справляється на малій дальності. Оглядовий канал закриває сектор. Вузький канал лишається на об'єкті, коли той знайдений. Стереопара дає трасі дальність. Виявлення і супровід ідуть на бортовому комп'ютері біля щогли.
Радар і далі потрібен, але в нього сліпі зони, з якими розрахунки вже живуть: завади від землі, мала висота, насичення і ціна, через яку серйозне прикриття є лише на короткому списку позицій. Малий апарат на тлі неба, навіть темного, — зорова задача. Нічна зйомка, сектор пошуку і жорстка камера супроводу тримають об'єкт, який широкий промінь лише підказує.
Траса з картинки
Трекер працює лише із зображення. Він не починає із заздалегідь відомого типу. Пошук знаходить кандидата в секторі, а ближчий погляд його утримує. Детектор підтверджує, що форма повітряна і належить до відомого типу, і траса має й далі збігатися з рухом у кадрах. Відблиски, дахи та інші нерухомі об'єкти відкидаються, поки траса міцніє. Коли вона стійка, оператор отримує тип. Хибну трасу можна позначити як хибну, і ця позначка зберігається.
Пульт оператора із захопленою трасою: оглядовий і вузький канали, стереопара і сектор на карті з північчю зверху.
Пульт лишається невеликим: сектор, відеопотоки, стан траси і рішення стріляти чи скинути. Камера, яка малює рамку на екрані, — це демонстрація. Система, яка проходить шлях від пошуку до утриманого погляду і до траси, за якою може працювати засіб ураження, — це виріб. Оператору треба знати, чи це будівля, птах, спалах відблиску чи щось, що справді летить траєкторією, і відповідь потрібна, поки об'єкт ще в обсязі, який обороняють.
Одна система: супровід, керування вогнем і навчання
Супровід, керування вогнем і навчання — одна система. Оптична головка дає одну трасу, і керування вогнем стріляє за нею. Цикл навчання оновлює модель зору, якою користується трекер, тож новий апарат змінює картинку, за якою цілиться гармата, без другого продукту поруч.
Керування вогнем використовує ту саму трасу, яку бачить оператор: упередження, польотний час і похила дальність рахуються з оптичного рішення.
Саме зв'язка робить ціну справжньою. Камерна турель без керування вогнем усе одно потребує гармати й розрахунку, щоб завершити постріл. Гармата без навченого детектора все одно потребує того, хто відрізнить новий силует від даху. Тут траса, черга й оновлена модель — один конвеєр.
Модель зору — та частина, якій доводиться змінюватися
Апарати змінюються швидше за позиції: нова форма, новий розмір, інший вихлоп, інший спосіб перетинати небо. Детектор, навчений на торішніх знімках, і далі бачитиме небо, але повільно впізнаватиме новий об'єкт.
Збирати ці дані з реальних зустрічей — повільний шлях. Корисні кадри приходять лише після того, як нова система вже літає, у ту погоду, під тим кутом і на тій дальності, які випали першим польотам. Позиція, якій треба чекати бібліотеку реальних перехоплень, перш ніж назвати об'єкт, перші бої проводить напівсліпо.
Синтетичні апарати, потім та сама модель
VMK навчає модель зору на синтетичних зображеннях. Нова система противника будується як візуальна модель і пролітає ситуації, які позиція реально зустріне: полудень і ніч, серпанок і чисте повітря, проходи зверху, низькі перетини, лобові заходи і захаращена земля під камерою. Кожен кадр розмічається в момент генерації. Детектор донавчається на цьому наборі і завантажується назад у трекер.
Екран навчання: синтетичні кадри ближнього ІЧ, розмічені під час генерації і перевірені перед донавчанням.
Коли противник виставляє щось нове, відповідь — нова модель у навчальному середовищі, донавчений детектор і оновлений трекер. Оптика в полі не змінюється. Змінюються ваги. Після донавчання детектор уже знає силует за того освітлення і на тих траєкторіях, які були синтезовані, тож підтвердження приходить на перших зустрічах, а не на п'ятдесятій.
Старі типи лишаються в наборі, нові додаються поруч. Хибні траси минулих сесій лишаються в навчальному записі, тож оновлення вчить нову форму і не забуває, як виглядають небо і дахи.
Постріл, який коштує дешевше за дрон
Позиція — це головка сенсора, обчислювальний блок, засіб ураження калібру .50 і програмне забезпечення, яке їх зв'язує. У розгорнутому вигляді такий комплект коштує приблизно $100,000 — близько ціни одного з дронів, які він має зупиняти.
Засіб ураження дає чергу з восьми пострілів. За ціни близько $5 за постріл одна черга — це бій за $40.
| Перехоплювач | Пострілів на перехоплення | Вартість перехоплення |
|---|---|---|
| VMK, повільний дрон (до ~200 км/год) | зазвичай 1 черга | ~$40 |
| VMK, реактивний дрон (до ~500 км/год) | від 1 до 4 черг | $40–$160 |
| 35-мм гармата Gepard (~$600 за постріл) | 6–11 пострілів | $3,600–$6,600 |
| Skynex / Skyranger, 35 мм AHEAD (~$1,290 за постріл) | черга ~10 пострілів | ~$13,000 |
| Stinger (ПЗРК) | 1 ракета | $60,000–$480,000 |
| IRIS-T SLM | 1–2 ракети | $300,000–$600,000 |
| NASAMS (AIM-120 AMRAAM) | 1–2 ракети | $400,000–$1,2 млн |
| Patriot PAC-3 MSE | 1–2 ракети | $4–8 млн |
Вартість традиційних перехоплювачів — відкриті оцінки, вона залежить від варіанта та контракту. Джерела: drone-warfare.com, Defense Express, Ukraine War Analytics, Norsk luftvern, Missile Defense Advocacy Alliance.
Дрон класу «Герань» коштує у виробництві приблизно $100,000–$120,000, і одна позиція коштує приблизно стільки ж. Зупинка одного дрона цього класу витрачає одну-дві черги і лишає систему на місці для наступного. Атакувальному доводиться замінювати апарат, а той, хто обороняється, витратив лише боєприпаси. Після першого перехоплення обмін уже на користь оборони, і кожен наступний захід коштує ще $40–$160 проти ще одного цілого дрона.
Один програмний стек, масштабований під загрозу
Важка частина VMK — програмне забезпечення: пошук, супровід, класифікація, керування вогнем і цикл навчання. Ніщо з цього не прив'язане до однієї камери чи однієї гармати. Той самий стек може вести більшу головку з важчим засобом ураження або стиснутися в один компактний блок.
Цей компактний блок націлений на загрозу, яка зараз домінує на передовій: FPV-дрони. Вони дешеві, швидкі і летять просто на людей і техніку, і їх забагато, щоб розрахунок викликав кожен постріл вручну. У конструкції оптико-електронний сенсор і засіб ураження об'єднані в одній турелі й стріляють штатним набоєм 5,56 мм. Цей набій є майже скрізь і коштує помітно менше за долар, а коротка черга відповідає малому і крихкому апарату FPV-дрона.
Оскільки трекер уже отримує трасу з картинки і сам відкидає хибні, компактний блок може працювати повністю автоматично всередині невеликої зони, яку обороняють: машина, лінія окопів, командний пункт або одиниця критичного обладнання. Оператор задає зону і правила. Система шукає, захоплює і стріляє, не чекаючи, поки людина наведеться.
Масштаб працює в обидва боки:
- Компактна об'єктова оборона. Вбудовані сенсор і засіб ураження 5,56 мм, повністю автоматичний режим, захист невеликої ділянки від FPV-дронів.
- Оборона позиції. Окрема головка сенсора і засіб ураження калібру .50, сектор проти дронів-камікадзе і реактивних дронів.
- Спільне навчання. Кожен блок живить той самий цикл навчання, тож новий апарат, вивчений на одній позиції, оновлює детектор на всіх інших.
Що є сьогодні
Сьогодні VMK Defense — це модельоване робоче місце ППО. Тривимірний проліт породжує загрозу, погоду і види з камер. Окремий пульт оператора бачить лише зображення, як це робив би справжній комплект камер. Він ніколи не отримує ключ відповідей симулятора. Якби програма супроводжувала об'єкт лише тому, що симулятор прошепотів їй його тип, на щоглі вона була б безпорадна.
Нинішнє робоче місце: трекер лише за пікселями поверх змодельованих камер, а позначки оператора повертаються в навчання.
Оператор розвертає сектор, дивиться, як визріває траса, і позначає, чим зображення було насправді. Ці позначки стають навчальними даними. Детектор донавчається на щойно пролетілих сценаріях і завантажується назад у живий цикл.
Оптика, підвіси і перехоплювачі дорогі й повільні, якщо помилитися. Трекер лише за пікселями, цикл розмітки і модель позиції дають змогу перевірити програму на завадах, ночі, траєкторіях, що перетинаються, і хибних трасах до купівлі об'єктива.
Що далі
Наступний крок — зняти той самий цикл з екрана і поставити на щоглу:
- Сенсор і підвіс. Справжні камери ближнього ІЧ, стабілізована головка і механічний шлях від огляду сектора до стійкого погляду.
- Обчислення на краю. Траса має рахуватися біля щогли, надворі, без лабораторного GPU на столі.
- Інтеграція засобу ураження. Один шлях перехоплення, підтверджений за трасою, яку реально дає оптика, на інструментальному полігоні.
- Випробування і дані. Ніч, завади, мала висота і траєкторії, що перетинаються. Кожна година на полігоні живить той самий цикл навчання, яким уже користується симуляція.
- Компактний блок проти FPV. Сенсор і засіб ураження 5,56 мм в одній турелі, те саме програмне забезпечення в повністю автоматичному режимі.
- Серійний пульт. Інтерфейс оператора, спрощений і зміцнений для розрахунку, який його не писав.
Перша віха — стійка траса за реальним об'єктом, з реальних камер, з виміряною передачею на засіб ураження. Друга — повторюване перехоплення на полігоні. Третя — креслення позиції, за яким замовник може порахувати ціну.
Зв'язатися
Якщо ви фінансуєте ППО, сенсори чи оборонне виробництво або ви оборонний партнер і дивитеся на ближнє прикриття від дронів, напишіть нам: розкажемо план за віхами. Покажемо робоче місце в роботі.