Аналіз причин вичерпання фізичного ресурсу класичного наземного РЕБ проти нових 32-елементних антен CRPA та технічне обґрунтування створення стратосферного ешелону радіоелектронного придушення на базі модернізованого вітчизняного безпілотника Ан-196 чи FP1.
Під час останніх комбінованих ударів по Києву та інфраструктурних вузлах України системи протиповітряної оборони зафіксували якісну зміну поведінки ударних дронів типу «Герань», включно з їхніми реактивними модифікаціями. Попри високу концентрацію мобільних і стаціонарних комплексів РЕБ уздовж русел річок та на висотних точках міст, безпілотники практично не зазнають відхилення від маршруту і не втрачають зв’язок із супутниками. Це породжує хибну ілюзію, ніби системі оборони просто бракує кількості станцій або потужності випромінювання, проте насправді ми маємо справу з фундаментальним бар’єром хвильової геометрії та математики цифрової обробки сигналів.
Інженерний аналіз трофейних блоків навігації збитих ворожих дронів демонструє завершення переходу противника на 32-елементні цифрові адаптивні антенні решітки CRPA. Кожен із 32 мікросмужкових елементів такої решітки фіксує фазовий зсув та амплітуду електромагнітної хвилі, а вбудований цифровий сигнальний процесор реалізує алгоритми просторово-часової адаптивної фільтрації (STAP). Розраховуючи кореляційну матрицю завад у реальному часі, процесор формує вагові коефіцієнти, які створюють напрямки глибоких просторових нулів чутливості (провали чутливості до 40–50 дБ) строго у напрямках випромінювання наземних засобів РЕБ.
Цю математичну селекцію фізично підсилює конструкція самого літального апарата. Антена CRPA змонтована на верхній поверхні крила або фюзеляжу і спрямована строго в зеніт, тоді як знизу вона повністю екранована композитним металовмісним матеріалом, який відбиває випромінювання від поверхні землі. У результаті дрон виявляється абсолютно глухим до сигналів, що надходять знизу чи з низьких кутів горизонту, сприймаючи виключно верхню півсферу.
У цих умовах спроби нарощувати кількість наземних передавачів стають тупиковим шляхом, який шкодить власній обороні. Щоб математично перевантажити адаптивний процесор 32-елементної решітки, на кожен дрон необхідно одночасно подати понад 15–20 незалежних некорельованих променів завад у кожному діапазоні (L1, L2, L5) з різних азимутів. Під час групового нальоту кількох десятків безпілотників одночасне увімкнення такої кількості наземних засобів РЕБ спричиняє повний радіоелектронний колапс власного тилу: засліплюються оглядові РЛС, блокуються канали телеметрії та наведення ракет ЗРК, припиняється тактичний УКХ-радіозв’язок мобільних вогневих груп.
Вихід із цього глухого кута диктує сама геометрія розкриву антени: якщо нижня півсфера надійно заблокована екрануванням та алгоритмами STAP, то верхня півсфера залишається абсолютно відкритою. Антена дрона зобов’язана «дивитися» вгору під великими кутами місця, оскільки саме звідти надходять сигнали супутників GNSS. Потужність сигналу супутників біля поверхні землі мізерна і становить близько -130 dBm (частки піковата), тому опромінення ворожого ударного дрона хибним сигналом згори призводить до неминучого виходу його систем глобальної супутникової навігації з ладу.
Розміщення джерела випромінювання на ешелонах 10–12 кілометрів, безпосередньо над районом прольоту цілей, дозволяє транслювати синтезований сигнал під кутами понад +75° прямо в головну пелюстку діаграми спрямованості CRPA. Процесор дрона опиняється в безвихідному становищі: сформувати просторовий нуль у зеніті неможливо, оскільки це спричинить миттєве засліплення та втрату сигналів усього робочого сузір’я GNSS. Якщо ж процесор не вирізає зенітний сигнал, контури автопілота неминуче захоплюють нав’язане когерентне хибне навігаційне поле, що дає змогу змістити просторово-часову сітку системи керування дрона і плавно відвести його від цілі на кілометри вбік.
Реалізація цієї концепції не вимагає закупівлі недосяжних закордонних висотних комплексів вартістю в сотні мільйонів доларів (хіба що в обмежених кількостях для порівняльних випробувань). Оптимальною, економічно вивіреною та готовою до масового впровадження платформою є вітчизняний далекобійний безпілотник Ан-196, розроблений за участі інженерів ДП «Антонов» (програма «Лютий»). Його композитний планер із базовим розмахом крила 6,7 метра має високу аеродинамічну якість і в ударному варіанті несе бойову частину вагою 50–75 кг на дальність понад 1000 км. Демонтаж бойової частини вивільняє весь цей резерв маси під спеціалізоване радіоелектронне обладнання, посилене посадкове шасі для багаторазового використання та додаткове паливо.
Головним інженерним завданням для адаптації Ан-196 «Лютий» під висотний дозор є модернізація силової установки та крила. На висоті 10 000 метрів густина повітря падає до ~0,41 кг/м³, через що звичайний атмосферний поршневий мотор втрачає до трьох чвертей потужності, а базове крило — підіймальну силу. Для тривалого баражування проблема вирішується подовженням консолей крила (до 9–10 метрів) та оснащенням двигуна системою двоступеневого турбонаддування із гвинтом змінного кроку, які примусово підтримують потужність і тягу у розрідженій атмосфері при збереженні низької витрати палива. Для завдань швидкісного висотного перехоплення можливий варіант встановлення малогабаритного турбореактивного двигуна (ТРД, компактного класу за принципом вітчизняних розробок), з яким апарат досягне ешелону 9–10 км і розженеться до 500 км/год, забезпечуючи оперативний вихід у зону чергування та оптимальний час виконання завдань баражування. У патрульній турбогвинтовій/турбопоршневій конфігурації модернізований Ан-196 отримує можливість стабільно тримати робочу стелю до 9–10 км і годинами баражувати в заданому квадраті, забезпечуючи надійне радіоелектронне прикриття мегаполіса без найменшого ризику для екіпажів.
Важливо зруйнувати хибне уявлення про надмірну масу та енергоспоживання бортового комплексу РЕБ. Оскільки висотний носій перебуває на відстані всього 9–10 км від цілі, для гарантованого перекриття надслабкого сигналу супутників (-130 dBm) на вході антени дрона достатньо вихідної ВЧ-потужності всього 20–40 Вт на діапазон. Вся цифрова частина будується на комерційних SDR-модулях USRP B205mini або B210 (Ettus Research / National Instruments) на чіпах Xilinx та трансиверах AD9361 вагою менше 200 грамів. Твердотільні GaN-підсилювачі (Triad RF Systems) із ККД понад 50% та 4–8-елементна патч-решітка АФАР розміром 30×30 см споживають усього 300–400 Вт електроенергії за загальної ваги комплексу 18–25 кг. Навісний генератор модернізованого двигуна видає 1,2–1,5 кВт, що забезпечує дворазовий запас потужності з урахуванням обігріву приймачів повітряного тиску.
Стратосферний навігаційний удар обов’язково синхронізується з нейтралізацією резервних контурів наведення безпілотників противника. Зрив супутникових координат змушує оптичну систему кореляції за рельєфом (DSM-TC на базі процесорів Rockchip RK3588 та камер Sony) шукати візуальні орієнтири, знижуючи апарат до висот 100–300 метрів, де він автоматично потрапляє під зосереджений вогонь ствольної артилерії та великокаліберних кулеметів мобільних груп. Одночасне відключення стільникових базових станцій уздовж коридору прольоту та робота мобільних наземних фазових імітаторів руйнують стільникову, MESH, та інтерферометричну підсистеми орієнтації рою. Залишившись без супутників і стільникових радіомаяків, дрон спирається виключно на інерціальний блок, природний дрейф якого (1–3 км за годину) гарантовано відводить апарат на безпечну відстань від призначеної цілі.
Поряд із масовим флотом Ан-196, у системі зберігається важлива ніша для пілотованого парку літаків ДП «Антонов» — Ан-72/74 (практична стеля 10 500 – 11 800 м, зліт із коротких смуг) та Ан-148 (стеля 12 200 м, швидкість понад 800 км/год). Завдяки потужним бортовим генераторам маршових двигунів Д-36 та Д-436 (а також допоміжним силовим установкам), що генерують десятки кіловат електроенергії, ці борти можуть піднімати масивні станції з численними АФАР для широкосмугового подавлення у нечастих випадках надмасованих нальотів, і виконувати функції повітряних командних пунктів. Проте повсякденний рубіж тривалого захисту міст мають тримати саме безпілотні Ан-196. Водночас аналіз льотно-технічних характеристик БпЛА типу FP1 фіксує значно більшу дальність польоту порівняно з поточними апаратами лінійки Ан. Це вказує на застосування нових модифікацій та аеродинамічних рішень, що забезпечують суттєве збільшення часу безперервного баражування у повітрі.
Один бойовий модуль РЕБ на базі USRP і GaN-підсилювачів коштує всього 25–50 тисяч доларів, а сумарні експлуатаційні та паливні витрати на добу безперервного чергування ланки Ан-196 становлять лише 3,5–5 тисяч доларів. Для порівняння, пуск однієї ракети ЗРК Patriot обходиться у 3–4 мільйони доларів, а ракети NASAMS — близько мільйона. Створення постійного стратосферного бар’єра з шести-дев’яти (з урахуванням ротації та дублювання) БпЛА Ан-196 над Києвом вимагає менше 500 тисяч доларів, що перетворює дорогі 32-елементні антени ворожих дронів на марний вантаж і захищає критичну інфраструктуру України з максимальною ефективністю.
Ігор Акімов
директор Інституту «Кронос»
Сергій Неділько
військовослужбовець ЗСУ, фахівець з РЕБ, експерт Інституту «Кронос»
