De dreiging van laagvliegende, lage snelheid, kleine drones wordt realiteit in gevechts- en nationale veiligheidsscenario's
Naarmate deze dreiging ernstiger wordt, heeft de NAVO onlangs verschillende studies over dit onderwerp uitgevoerd. In voorgaande jaren werden twee studies gepubliceerd onder de codes SG-170 en SG-188, en in 2017 voerde de Industrial Advisory Group de laatste studie tot nu toe uit en publiceerde deze onder de naam SG-200 "Study on Low, Slow and Small Threat Effectors." (Onderzoek van lage snelheid, laagvliegende, kleine vijandelijke uitvoerende middelen). In al deze rapporten komen de onderzoekers tot de belangrijkste conclusie dat geen enkel sensortype alleen voldoende tracking- en identificatiemogelijkheden kan bieden om betrouwbare en effectieve bescherming te bieden tegen de dreiging van laagvliegende, lage snelheid, kleine drones (HNM-UAV's). Houd er rekening mee dat de zwermcapaciteiten van onbemande voertuigen al heel dichtbij zijn, waarna de strijd ertegen veel gecompliceerder zal worden.
Een nieuwe markt aan de horizon
Het aantal bedrijven dat actief is op de markt voor anti-dronesystemen groeit voortdurend. MarketForecast.com heeft onlangs een analytisch rapport gepubliceerd, "Global Counter UAV (C-UAV) Systems Market Forecast to 2026", dat twee scenario's voorspelt, één zonder significante gebeurtenissen en één met een succesvolle UAV-aanval. In het eerste geval zou de commerciële markt moeten groeien van $ 123 tot 273 miljoen bij een samengestelde jaarlijkse groei van 10,5%, terwijl de militaire markt zou moeten groeien van $ 379 tot $ 1223 miljoen bij een samengestelde jaarlijkse groei van 15,8%. In het geval van de UAV-aanval zal de piek van aankopen in de eerste jaren plaatsvinden en daarna zal er enige daling zijn. De gegevens voor beide scenario's laten in ieder geval aanzienlijke marktwinsten zien.
Zoals opgemerkt, kan één sensor de HNM-UAV-dreiging niet aan. Het is dus noodzakelijk om verschillende typen te gebruiken, in de regel zijn dit radarstations, radio-ontvangers, akoestische en optische sensoren. Bedreigingsneutralisatie kan vele vormen aannemen. De eerste is een functionele nederlaag met het gebruik van opzettelijke stoorzenders, desoriënterende stoorzenders, die de verkeerde richting geven aan een drone die op een GPS-signaal werkt of de besturing ervan onderschept. De tweede is directe schade met behulp van lasers, hoogenergetische microgolven, fysieke barrières of zelfs vaste schadelijke elementen van verschillende typen.
Voor kant-en-klare systemen
Afgezien van systemen die zijn ontworpen om tactische en grotere drones te neutraliseren, die al kunnen worden beschouwd als onderdeel van een luchtverdedigingssysteem op zeer korte afstand, zullen we ons concentreren op systemen die zijn ontworpen om UAV's van een lager niveau tegen te gaan (vaak kant-en-klare commerciële systemen) die hun neutralisatie op korte en middellange afstanden garanderen. Volgens industriële bronnen is het gemiddelde detectiebereik van NNM-UAV-type doelen voor moderne radars 8 km, het volgbereik 5 km, terwijl opto-elektronische systemen een detectiebereik van 8 km en een volgbereik van 4 km hebben.
Wat de actuatoren betreft, kunnen radiofrequentiesystemen de drone op een afstand van 8 km detecteren, de werking ervan op 2,5 km verstoren en effectief vastlopen op een afstand van ongeveer 2 km, terwijl lasers en een elektromagnetische puls op een afstand van 1,5 kunnen worden gebruikt kilometer. Door te vereenvoudigen en er rekening mee te houden dat deze systemen zowel in militaire operaties als in veiligheidsscenario's kunnen worden gebruikt, kunnen we anti-dronesystemen opdelen in systemen voor middellange en korte afstand. De eerstgenoemde zijn in de regel stationair of geïnstalleerd op voertuigen en bieden een "veilige koepel" op de bovengenoemde bereiken. Korteafstandssystemen komen meestal in de vorm van "radiofrequentiekanonnen" die kunnen worden gebruikt voor objectverdediging, hun effectiviteit bij het voorkomen van schade hangt af van het type lading dat door de drone zelf wordt vervoerd.
Laten we beginnen met middelgrote systemen, hoewel het in sommige gevallen moeilijk is om een bepaald systeem te categoriseren, omdat de ontwikkelaar veel verschillende opties biedt met verschillende kenmerken die erop zijn gebaseerd. Het Franse Thales is zeker een van die bedrijven, die een verscheidenheid aan modulaire en schaalbare oplossingen biedt en tegelijkertijd ten volle profiteert van de integratiemogelijkheden.
Laten we het hebben over AUDS
Als we het hebben over huidige systemen, dan is het allereerst de moeite waard om te beginnen met het AUDS-systeem (Anti-UAV Defense Solution), ontwikkeld door drie Britse bedrijven die hun ervaring hebben gecombineerd in één allesomvattende oplossing.
Frequentiegemoduleerde CW Doppler-radar werkt in elektronische scanmodus en biedt 180 ° azimut en 10 ° of 20 ° elevatiedekking, afhankelijk van de configuratie. Het werkt in de Ku-band en heeft een maximaal werkbereik van 8 km, kan het effectieve verstrooiingsgebied (ESR) tot 0,01 m2 bepalen. Het systeem kan tegelijkertijd meerdere doelen vastleggen om te volgen.
Het Chess Dynamics Hawkeye Surveillance and Search System is geïnstalleerd in dezelfde unit met een RF-stoorzender en bestaat uit een opto-elektronische camera met hoge resolutie en een gekoelde middengolfwarmtebeeldcamera. De eerste heeft een horizontaal gezichtsveld van 0,22° tot 58° en een warmtebeeldcamera van 0,6° tot 36°. Het systeem maakt gebruik van een digitaal volgapparaat Vision4ce, dat continue tracking in azimut biedt. Het systeem kan continu in azimut pannen en kantelen van -20 ° tot + 60 ° met een snelheid van 30 ° per seconde, doelen volgen op een afstand van ongeveer 4 km.
De ECS Multiband RF Silencer beschikt over drie geïntegreerde directionele antennes die een 20° bundel vormen. Het bedrijf heeft ruime ervaring opgedaan in de ontwikkeling van technologieën voor het tegengaan van geïmproviseerde explosieven. Een vertegenwoordiger van het bedrijf vertelde hierover en merkte op dat verschillende van zijn systemen werden ingezet door coalitietroepen in Irak en Afghanistan. Hij voegde eraan toe dat ECS de kwetsbaarheden van datatransmissiekanalen kent en weet hoe deze te gebruiken.
Het hart van het AUDS-systeem is het bedieningsstation, waarmee alle systeemcomponenten kunnen worden bestuurd. Het bevat een volgdisplay, een hoofdbedieningsscherm en een display voor het bekijken van video's.
Om het bewakingsgebied uit te breiden, kunnen deze systemen worden gecombineerd tot een netwerk, of het nu gaat om meerdere volwaardige AUDS-systemen of een netwerk van radars die zijn aangesloten op een enkele "surveillance- en zoeksysteem / jammer" -eenheid. Ook kan het AUDS-systeem mogelijk deel uitmaken van een groter luchtverdedigingssysteem, hoewel de bedrijven nog niet van plan zijn deze richting uit te werken.
AUDS is verkrijgbaar in drie configuraties: een draagbaar platform op het dak, een robuust mastsysteem voor voorwaartse operationele bases of tijdelijke kampen, en een vast systeem voor de beveiliging van grens- en kritieke infrastructuur. AUDS kan ook op voertuigen worden geïnstalleerd en is geoptimaliseerd en gehard voor gebruik op militaire vrachtwagens of bedrijfsvoertuigen. Het systeem werd in 2016 ingezet bij eenheden van het Amerikaanse leger en bereikte in januari 2017 het hoogste niveau van technologische paraatheid.
Het Duitse bedrijf Rheinmetall benadert het probleem van het tegengaan van drones vanuit een iets andere positie, omdat het vooral rekening houdt met meer geavanceerde dreigingen, bijvoorbeeld geavanceerde drones die detectie met radiofrequentiemiddelen kunnen vermijden, om te bestrijden welke een of andere grondgebaseerde lucht verdedigingssysteem nodig is om hun detectie en neutralisatie te garanderen. Zo gebruikt Rheinmetall een breed scala aan systemen uit zijn uitgebreide portfolio als anti-target-oplossingen. Het bedrijf heeft al twee grote contracten binnengehaald voor de Radshield-familie van systemen voor de bescherming van gevangenissen in Zwitserland en Duitsland, die verschillende modules kunnen bevatten die kunnen worden aangepast aan de eisen van de klant.
Onder hen zullen we de UIMIT (Universal Multispectral Information and Tracking) opto-elektronische bewakingskit vinden, die 12 tv-camera's en 8 infraroodsensoren bevat, een 360 ° -sector bestrijkt en gestabiliseerd langs drie assen. De kit kan worden aangevuld met een infrarood gekoelde FAST zoek- en volgsensor met een 360°-weergave en een verversingssnelheid van 5 frames per seconde, evenals radars met AFAR Oerlikon MMR (Multi Mission Radar) met een gezichtsveld in azimut van 90 ° en in hoogte van 80 °. Besluitvorming vindt plaats met medewerking van het SC2PS (Sensor Command & Control Software) operationele besturingssoftwarecomplex, dat beschikbaar is voor verschillende commandoniveaus, van persoonlijk tot nationaal.
Rheinmetall biedt ook uitvoerende systemen, variërend van draaiende of dubbele 35 mm kanonnen die AHEAD-luchtstraalmunitie kunnen afvuren (de mogelijkheid om een 30 mm enkelschots AHEAD-kanon te ontwikkelen wordt overwogen) en eindigend met HEL (High Energy Laser) laser systemen, die nu technologisch gereedheidsniveau 6 hebben bereikt (technologiedemonstratie). Een niveau lager (technologische ontwikkelingsfase) is de herbruikbare Sentinel Flying Interceptor, ontwikkeld door het Zwitserse bedrijf Skysec. De Sentinel heeft een lengte van 700 mm en een spanwijdte van 300 mm en weegt 1,8 kg. In de boeg is een homing-kop geïnstalleerd en daarachter bevindt zich een elektromotor, die de boegschroef aandrijft, waardoor een snelheid van 230 km / u kan worden bereikt; het bereik van het apparaat is maximaal 4 km. Het Sentinel-apparaat wordt gelanceerd met de geladen geschatte driedimensionale coördinaten van de gewenste drone, bij het naderen gooit het een net uit en vangt een vijandige drone, waarna de gevangene met behulp van een parachute op de grond wordt gedropt; als gevolg hiervan wordt indirecte schade tot nul gereduceerd.
Meer Duitse oplossingen
Rheinmetall biedt ook andere uitvoerende systemen aan. Bijvoorbeeld het HPM-systeem (High Power Microwave), dat ook wordt gebruikt om geïmproviseerde explosieven (IED's) te neutraliseren, evenals een 9 mm meerloops kanon met een vuursnelheid van 1500 toeren per minuut, in staat om te vuren een burst van 30 ronden; Bovendien genereert elk projectiel een wolk van plastic submunities die, wanneer ze op de grond vallen, een minimale restenergie hebben van minder dan 0,1 J/mm2. Naast militaire toepassingen biedt Rheinmetall samen met het Oostenrijkse bedrijf Frequentis, gespecialiseerd in communicatie- en informatiesystemen, zijn systemen aan voor de beveiliging van luchthavens.
Het Duitse bedrijf Hensoldt, in 2017 afgesplitst van de defensie-elektronica-business van de Europese gigant Airbus, heeft het Xpeller-systeem ontwikkeld, dat uit eigen functionele blokken bestaat. Het systeem omvat een Spexer 500 X-band radar met een 120 ° azimut en 30 ° elevatiesector en een typisch detectiebereik van 4 km, een NightOwl ZM-ER-module met een kleurencamera en een 3-5 μm warmtebeeldcamera, en uitgerust met omnidirectionele of directionele antennes storingsapparaat met nominaal vermogen van 10 tot 400 W, werkend in het bereik van 20-6000 MHz.
Om de detectiemogelijkheden van Xpeller verder te verbeteren, tekende het bedrijf in mei 2017 een overeenkomst met het Noorse Squarehead Technology om de Discovair akoestische sensor te integreren. Dit systeem, gebaseerd op een array van 128 akoestische microfoons, heeft ook een signaalprocessor.
Een andere Duitse oplossing, Guardion genaamd, combineert componenten van drie verschillende bedrijven. De Taranis-besturingscomponent van ESG, die alle sensorgegevens combineert en analyseert, visualiseert de naderende drone en bewaakt de situatie. Rhode & Schwarz heeft het Ardronis RF-detectiesysteem geleverd, dat de afstandsbedieningsradiokanalen van commerciële drones detecteert. Een radarsignaalontvanger, optocoupler en akoestische sensoren kunnen aan het systeem worden toegevoegd. Ardronis werkt ook als een actuator, omdat het de werking van radiokanalen en het navigatiesatellietsysteem kan verstoren, terwijl het R&S Wi-Fi Disconnect-subsysteem het wifi-signaal dat wordt gebruikt om de drone te besturen, kan detecteren en verstoren.
Diehl Defense leverde de HPEM-component voor directe betrokkenheid. Dit schaalbare systeem kan drone-elektronica uitbranden dankzij een elektromagnetische puls van een bereik van enkele honderden meters, en is ook in staat om zwermaanvallen af te weren. De enige bekende toepassing van het Guardion-systeem is de inzet ervan op de G20-top in juli 2017 in Hamburg, aangezien ESG de taak kreeg om de locaties van deze top te beschermen van de federale recherche.
Ontwikkelaars uit Italië, Israël en Turkije
Het Italiaanse bedrijf Leonardo heeft het Falcon Shield-complex ontwikkeld, dat een radar combineert, bijvoorbeeld Lyra 10, een opto-elektronische kit, bijvoorbeeld Nerio-ULR, en elektronische stoormodules om ongewenste drones te neutraliseren. IDS (Ingegneria Dei Sistemi) van haar kant heeft een geïntegreerd Black Knight-systeem ontwikkeld op basis van Doppler-radar, een opto-elektronisch systeem voor de middellange afstand met televisie- en infraroodcamera's en een multiband-stoorzender. Het systeem kan worden uitgebreid door andere sensoren toe te voegen, bijvoorbeeld driebands richtingzoekers. Elettronica heeft het Adrian-systeem ontwikkeld, dat in staat is om uitgaande en dalende signalen van vliegtuig- en grondoperators te detecteren, hun coördinaten te classificeren, identificeren en bepalen dankzij een uitgebreide bibliotheek die de gebruiker voortdurend kan aanvullen, en bedreigingen kan onderbreken door slimme jamming-algoritmen. Beide systemen zijn in 2017 in de praktijk getest. IDS en Elettronica werken momenteel samen met Leonardo om te voldoen aan de behoeften van de Italiaanse luchtmacht en ontwikkelen een geïntegreerd systeem waarvan de informatie nog steeds geheim is.
Het Turkse bedrijf Aselsan heeft twee systemen ontwikkeld: geïnstalleerd op Gergedan-UAV-machines en stationaire Ihtar. De eerste is een programmeerbaar storingssysteem met meer dan 100 verschillende storingspatronen. Het RF-spectrum is klantspecifiek, de standaardantenne is omnidirectioneel, maar directionele antennes zijn optioneel. Met een Gergedan-UAV-systeem met een gewicht van 65 kg is het RF-uitgangsvermogen minder dan 650 W, de levensduur van de batterij is één uur.
In het stationaire Ihtar-systeem wordt het Gergedan-systeem gebruikt als een bedieningselement, waaraan de Asag Ku-band-radar is toegevoegd, die mini-UAV's kan detecteren in een sector van meer dan 360 ° op een afstand van 5 km; sectorscan is ook beschikbaar. Daarnaast kan een opto-elektronische unit worden toegevoegd, meestal gemonteerd op een gestabiliseerd HSY-platform, waarop ook de Asag-radar zelf kan worden geïnstalleerd. Beide systemen werden verkocht aan verschillende landen in het Midden-Oosten en eind 2017 werd het Ihtar-systeem geïnstalleerd om een faciliteit in Indonesië te bewaken. Wat de lokale markt betreft, is het Gergedan-UAV-systeem op veel VIP-voertuigen geïnstalleerd, terwijl Ihtar op verschillende militaire bases is geïnstalleerd.
Eind 2017 heeft de Israëlische regering een nationale taskforce binnen de luchtmacht opgericht om veiligheid en contra-drones aan te pakken. De landelijke industrie biedt echter al tal van oplossingen op dit gebied. Rafael heeft een op een statief te monteren Drone Dome-systeem ontwikkeld dat sensoren van verschillende bedrijven combineert met Rafael-actuatoren en -besturingen. Detectie wordt verzorgd door de Rada Rada multitasking hemisferische radar RPS-42, die in staat is om een object te detecteren met een RCS van 0,002 m2 op een afstand van 3,5 km, in combinatie met het NetSense COMINT radio-intelligentiesysteem van Netline, werkend in het bereik van 20 MHz tot 6 GHz, die signalen detecteert nog voordat de drone opstijgt, en azimut biedt dankzij antennes met een gezichtsveld van 60 graden.
Verantwoordelijk voor de identificatie is de opto-elektronische unit Controp MEOS, die een CCD-camera voor overdag met een vergroting van x50 en een warmtebeeldcamera van de derde generatie omvat. Het geautomatiseerde besturingssysteem van Rafael integreert alle sensoren en de algoritmen leveren alle benodigde informatie aan de operator, die een naderend object kan neutraliseren met behulp van het Netline C-Guard storingssysteem, dat werkt op vijf kanalen in het bereik van 433 MHz tot 5,6 GHz. Met deze configuratie wordt het systeem naar verwachting medio 2018 verzonden.
