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Rechercher et neutraliser: le combat de drones prend de l'ampleur. Partie 1
Le drone Zephyr à énergie solaire a été développé par Airbus DS. Peut rester dans l'air pendant des mois
Il est clair que la prolifération d'un nombre croissant de petits drones qui peuvent être achetés facilement et à moindre coût, sont faciles à utiliser et fournissent, bien que rudimentaires, mais toujours des capacités de frappe et de reconnaissance, sont très préoccupantes pour assurer la sécurité nationale ou contrer les menaces qui surgir sur le champ de bataille. Bien sûr, ces menaces peuvent être contrecarrées en utilisant de nouvelles technologies ou en améliorant celles qui existent, mais des drones de plus en plus complexes et les principes de leur utilisation au combat se profilent déjà à l'horizon et, très probablement, à l'avenir, ils deviendront un véritable maux de tête pour les systèmes défensifs.
En effet, des drones encore plus gros qui existent déjà, allant des systèmes tactiques utilisés au niveau de la brigade, par exemple, Shadow de Textron Systems, des plates-formes de moyenne altitude à longue durée de vol de la catégorie MALE, par exemple MQ-9 Reaper de General Atomics Systèmes aéronautiques, et se terminer par des plates-formes à haute altitude avec des vols de longue durée dans la catégorie HALE, telles que le RQ-4 Global Hawk de Northrop Grumman, peut poser un problème aux systèmes de défense aérienne.
Malgré le fait que les caractéristiques de vol de ces drones - vitesse et maniabilité - ne leur permettent pas d'éviter les mesures défensives à coup sûr, beaucoup d'entre eux ont des signatures radar et thermique relativement faibles, et dans le cas des plates-formes de la catégorie HALE, ils sont capables de fonctionnent aux portées extrêmes de nombreux radars et complexes de missiles. Cependant, il est probablement d'autant plus important que la fonctionnalité et l'efficacité de la charge embarquée que peuvent emporter ces systèmes augmentent de plus en plus, ce qui leur permet d'effectuer notamment leurs missions de reconnaissance à des distances et des hauteurs hors de portée de la défense aérienne. armes, tant en termes de détection qu'en termes de destruction…
Le radar SPEXER 500 (ci-dessus) et la caméra infrarouge Z: NightOwl, développés par Airbus DS, sont conçus pour combattre les drones
Les véhicules aériens sans pilote (UAV) peuvent créer des problèmes importants pour les systèmes de défense aérienne et s'ils sont traités de la même manière que les véhicules habités de la dernière génération et de la prochaine génération, il se peut fort bien qu'ils soient plus difficiles à détecter et à détruire - leur la conception ne prévoit pas le placement de pilotes, ce qui permet de réduire la taille des plates-formes et d'augmenter leur maniabilité.
Les nouveaux drones ultra-HALE prometteurs sont encore plus problématiques. Le drone Zephyr à énergie solaire d'Airbus DS a des durées de vol mesurées en mois et peut voler à des altitudes supérieures à 21 kilomètres. Malgré ses 23 mètres d'envergure, l'engin composite a une petite zone de réflexion effective (EIR) car son système de propulsion solaire a une faible signature thermique et est donc difficile à détecter.
Certaines forces armées reconnaissent que de nombreux systèmes antiaériens sont capables de détecter, de suivre et de frapper efficacement les drones de la génération actuelle, et recherchent donc des moyens de vaincre ces systèmes en raison des principes ingénieux du combat utilisant de nombreux systèmes du même type à le même temps.
Par exemple, le soi-disant « essaimage » de systèmes, lorsqu'un grand nombre de drones travaillent ensemble pour atteindre leur objectif, peut créer de gros problèmes pour la grande majorité des systèmes défensifs.
Dès le départ, cette approche, basée sur une attaque massive de drones, reposait sur le fait que de nombreuses plateformes seraient sacrifiées pour atteindre les objectifs de la mission de combat.
Dans le cadre du programme LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology), l'US Office of Naval Research (ONR) développe une technologie permettant la collaboration de nombreux drones. Le lanceur tubulaire de conteneurs ferroviaires lancera rapidement de petits drones à partir de navires, de véhicules de combat, de véhicules habités ou d'autres plates-formes inhabitées. Après avoir lancé un « essaim » (ou, si vous préférez, un « troupeau »), le drone fonctionne indépendamment, les drones échangent des informations entre eux afin de mener à bien la tâche assignée.
Vidéo de démonstration du projet LOCUST. Vol coordonné de neuf drones
Actuellement, l'ONR utilise le drone Coyote comme modèle d'essai. Cette unité a des ailes pliables pour un rangement et un transport faciles. Début 2015, des vols de démonstration ont été effectués sur plusieurs stands d'essais, au cours desquels des lancements d'un véhicule équipé de différentes charges utiles ont été effectués. Dans une autre démonstration de cette technologie, neuf drones se sont synchronisés indépendamment et ont effectué un vol de groupe.
Une capacité clé du projet LOCUST est un niveau élevé d'autonomie des troupeaux, qui leur permet d'effectuer des tâches sans intervention de l'opérateur et ainsi de contrer tout brouillage des communications qui pourrait être utilisé contre eux.
De plus, selon l'ONR, l'essaim sera capable de "s'auto-traiter", c'est-à-dire de s'adapter et de se configurer de manière indépendante pour effectuer davantage la tâche. L'objectif actuel du programme est de lancer séquentiellement 30 drones en 30 secondes. L'ONR a l'intention d'effectuer des essais en mer du troupeau de CRIQUETS dans le golfe du Mexique à la mi-2016.
En août 2015, la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) du département américain de la Défense a également lancé son programme Gremlins. Ce projet prévoit le déploiement de groupes de petits drones à partir de gros aéronefs, tels que des bombardiers ou des avions de transport, ainsi que des chasseurs et autres petits aéronefs, avant même d'entrer à la portée des systèmes de défense aérienne ennemis.
Le programme Gremlins est développé par la US Department of Defense Advanced Research and Development Agency (DARPA)
Ce programme prévoit qu'après l'achèvement de la mission, l'avion de transport C-130 en vol pourra reprendre à bord les dits « Gremlins ». Il est prévu que les équipes au sol pourront les préparer à la prochaine opération dans les 24 heures suivant leur retour.
La DARPA résout principalement les problèmes techniques liés au lancement et au retour aériens fiables et sûrs de nombreux drones.
De plus, le programme vise à obtenir non seulement de nouvelles capacités opérationnelles et le développement d'un nouveau type d'opérations aériennes, mais aussi à long terme et à obtenir un effet économique significatif. Le programme vise également à "étendre la durée de vie des drones Gremlin à environ 20 missions", selon un porte-parole de la FDA.
Le système AUDS de Blighter Surveillance Systems utilise un radar de surveillance au sol en conjonction avec une station optoélectronique et un brouilleur électronique
Caractéristiques supplémentaires
Revenant à Airbus DS, nous notons que sa feuille de route de développement d'UAV comprend l'amélioration de la précision des systèmes et l'introduction de nouvelles fonctionnalités, telles que des fonctions de type "ami ou ennemi", qui peuvent être utiles pour réduire la fréquence des fausses alarmes et sont attrayantes pour les opérateurs utilisant le système dans un espace aérien complexe. La société envisage également d'utiliser des systèmes moins avancés pour réduire les coûts et élargir sa clientèle potentielle, bien que dans ce cas, la précision des plates-formes soit susceptible de diminuer.
RADA Electronic Industries a concentré ses efforts sur les drones pour développer une solution programmable basée sur les radars existants.
«Nous avons conçu un radar capable de détecter de très petits objets, allant de très faibles vitesses, des vitesses Doppler, à des cibles à grande vitesse volant à la vitesse du son et au-dessus. Ce radar peut détecter des personnes, des voitures, des drones, des chasseurs, des missiles, cela dépend du mode de fréquence radio que vous définissez, - a expliqué le responsable du développement commercial de cette société Dhabi Sella. - Dans le cas de notre radar programmable multitâche, cela signifie qu'il suffit d'appuyer sur un bouton et qu'il n'est pas nécessaire de changer de logiciel. En définissant les paramètres appropriés, vous obtenez ce dont vous avez besoin."
Les radars AFAR à semi-conducteurs de RADA sont conçus pour les applications stationnaires et mobiles. La société propose deux familles: les radars hémisphériques compacts CHR (Compact Hemispheric Radar) pour la détection et l'installation à courte portée sur les véhicules et les radars hémisphériques multitâches MHR (Multi-mission Hemispheric Radar) pour l'installation fixe.
La famille de radars MHR de RADA Electronic Industries
La société a également mis à niveau la famille MHR, qui comprend les radars RPS-42, RPS-72 et RPS-82, également connus sous le nom de pMHR (portable), eMHR (amélioré) et ieMHR (amélioré amélioré). Selon l'entreprise, le radar le plus avancé ieMHR est capable de détecter les mini-UAV à une distance de 20 km.
Sella a déclaré que trouver et suivre un drone n'est pas une tâche facile. Ce n'est pas simple… trouver des mortiers, des armes légères ou des RPG et cela pourrait même être plus difficile, mais nous avons bien fait les choses. Les contre-mesures d'UAV sont dans les capacités de ces systèmes radar. Dans tous les cas, les drones sont des cibles spécifiques avec des caractéristiques uniques, que nous désignons par l'abréviation anglaise LSS (low, small, and slow - low, small, slow). C'est un problème d'identifier de très petits objets avec très peu d'EPO volant très bas et proche du bruit de fond de la surface de la terre. Parfois, ils volent aussi vite que d'autres véhicules, comme les voitures, voyagent. C'est une tâche difficile de les trouver parmi tous les obstacles. Un autre problème est qu'ils volent comme des oiseaux, ils sont perçus comme des oiseaux et l'utilisateur veut généralement faire la distinction entre ce que nous appelons des cibles agaçantes. »
Sella a expliqué qu'une méthode pour déterminer si une piste est un drone consiste à concentrer l'énergie radar pour déterminer si une cible a des hélices, ajoutant qu'en plus du matériel, le traitement du signal et le développement d'algorithmes sont essentiels aux capacités des systèmes.
Le SRC basé à Syracuse combine une gamme de systèmes de guerre électronique éprouvés sur le terrain dans son approche de base combinée pour fournir des capacités de contre-drone pour la défense de zone et le combat agile. Bien que ces derniers soient désormais souvent considérés comme une tâche secondaire pour les systèmes anti-UAV, leur importance ne cesse de croître.
"Les petits drones auront la capacité d'effectuer des collectes d'informations ou des explosifs aériens", a expliqué David Bessie, directeur du développement commercial chez SRC. "Les drones ennemis non identifiés par le système de défense aérienne peuvent affecter l'opération de combat, ou ils fourniront à l'ennemi des informations sur vos positions, ou ils lanceront une frappe aérienne sur votre infrastructure ou vos forces de manœuvre."
« Notre approche utilise des technologies existantes et éprouvées sur le terrain, ainsi que des logiciels qui les intègrent dans un système de base unique. L'avantage de cette approche est que nous pouvons utiliser les systèmes de nos clients déjà opérationnels afin de réduire le coût total de possession. Nous fournissons des systèmes de guerre électronique et de radar éprouvés sur le terrain et nous serons bientôt en mesure d'offrir une station de radiogoniométrie complémentaire », a déclaré Bessie.
« Nous pensons que les systèmes de guerre électronique sont essentiels pour lutter contre les drones. Nos systèmes de guerre électronique peuvent détecter, suivre et classer les systèmes sans pilote, puis les neutraliser automatiquement. Si une identification visuelle est requise afin de déterminer l'identité de la cible, alors une caméra peut lui être transférée. Nous pouvons encore améliorer nos capacités de détection, de suivi et de classification avec notre radar de surveillance de l'espace aérien LSTAR. Il est également recommandé d'ajouter des capteurs optoélectroniques haute résolution pour une identification visuelle à longue portée. »
Le radar de surveillance de l'espace aérien LSTAR effectue des tâches de sécurité très réelles. Sur la photo ci-dessus, un radar protège le calme du sommet du G8 qui s'est tenu à l'été 2013 en Irlande.
Léger et facile à transporter, le radar de surveillance SR Hawk, qui fait partie de la famille de radars de surveillance aéroportés LSTAR, qui disposent tous d'un balayage électronique 3D à 360 °, fournit à la fois un balayage à 360 ° et sectoriel. Le radar multitâche OWL dispose d'une vue hémisphérique de -20° à 90° en élévation et 360° en azimut. Il dispose d'une antenne non rotative à commande électronique et d'un mode de traitement du signal Doppler avancé qui permet de détecter et de suivre les UAV pendant que des combats contre-batteries peuvent être menés.
En plus des solutions basées sur les technologies radar et optoélectroniques, des systèmes basés sur d'autres principes sont également en cours de développement. Northrop Grumman a commencé à utiliser la technologie LLDR (Lightweight Laser Designator Rangefinder) pour contrer les UAV dans son système Venom.
La société a testé le système Venom en tant que drone de combat dans le cadre de l'exercice MFIX (Maneuver-Fires Integrated Experiment) de l'armée américaine à Fort Silla en 2015. Le système Venom a été installé sur un véhicule blindé M-ATV de la catégorie MRAP et a effectué avec succès l'identification, le suivi et la désignation de cible de l'UAV.
Venom avec technologie LLDR se monte sur une plate-forme polyvalente et gyrostabilisée. Au cours des tests, Venom a été testé en tant que système de lutte contre les drones à partir de deux machines. Le système a reçu des commandes externes de désignation de cibles, capturé des cibles et suivi de petits drones volant à basse altitude. Le système Venom a également été démontré en mouvement avec un contrôle par capteur depuis l'intérieur de la voiture.
Il convient de noter que le désignateur laser LLDR2 a été largement utilisé dans les opérations en Irak et en Afghanistan.
Détection visuelle
Afin de répondre aux exigences du ministère israélien de la Défense, la société israélienne Controp Precision Technologies a développé un système de détection de drones basé exclusivement sur des technologies optoélectroniques et infrarouges.
Le dispositif infrarouge léger et à balayage rapide Tornado de la société utilise un imageur thermique à ondes moyennes refroidi (les spécifications de la matrice n'ont pas été divulguées) monté sur un plateau tournant à 360 °. Le système peut fournir une couverture panoramique du niveau du sol à 18 ° au-dessus de l'horizon.
Afin d'identifier les cibles potentielles, les algorithmes logiciels du système détectent les moindres changements dans l'environnement. Selon l'entreprise, ils vous permettent de suivre automatiquement tout véhicule volant le long de sa trajectoire, volant à différentes vitesses à quelques mètres au-dessus du sol. Le système a un grossissement continu pour une image claire et peut fournir une piste pour chaque cible.
Selon Controp, le Tornado peut surveiller des zones bâties avec de nombreux échos parasites, bien qu'ils ne divulguent pas d'informations détaillées sur les caractéristiques, sauf que les petits UAV peuvent être détectés à des distances mesurées en centaines de mètres, tandis que les grandes cibles sont détectées au-delà de dizaines de kilomètres.
En utilisant des signaux audio et vidéo, le système est capable de fournir une notification automatique à l'opérateur qu'un objet volant est entré dans une zone "sans pilote" prédéterminée. Le système peut être contrôlé localement ou à distance depuis le centre de commande, il peut fonctionner à la fois en mode autonome et en tant que système intégré qui reçoit les données d'autres capteurs.
La société israélienne Controp Precision Technologies attribue la désignation Tornado au système de détection de drones
Le capteur Tornado standard pèse 16 kg, a un diamètre de 30 cm et une hauteur de 48 cm; bien qu'il soit également prévu de développer un bloc plus petit mesurant 26x47 cm et pesant 11 kg.
L'article considère l'inclusion de la fonction de détection visuelle et de suivi dans le système, ainsi que la possibilité de sa connexion à certains systèmes anti-UAV. « Notre système Tornado ne peut détecter les drones qu'avec une caméra infrarouge. sans utiliser aucun système de radiofréquence. Le principal avantage du Tornado par rapport aux systèmes RF est que les radars fonctionnent bien dans des zones sans interférence, mais lorsque vous vous trouvez dans une zone avec des bâtiments et d'autres infrastructures, les radars ont des problèmes pour détecter les petits UAV. Notre système se compose de deux composants principaux, le premier est une caméra infrarouge qui scanne à 360° et fournit une image panoramique, le second sont des algorithmes qui permettent de détecter de petites cibles lorsqu'elles sont en mouvement, a expliqué le vice-président marketing de l'entreprise. Contrôle Johnny Carney. "Développer un algorithme est difficile car vous voulez détecter une cible en mouvement, mais excluez, par exemple, les nuages et autres objets en mouvement."
Écran d'opérateur Tornado typique montrant une image infrarouge panoramique (en haut), un instantané de la caméra infrarouge panoramique (en bas à gauche) et une image satellite de la zone au sol correspondante (en bas à droite)
« Tornado est un système de suivi, et si vous souhaitez suivre le système et obtenir des données de localisation et de portée, vous devez alors passer à un autre système pour effectuer une partie du travail … et si vous souhaitez suivre la cible et en voir plus détails, alors vous devez utiliser plus d'un système optoélectronique pour recevoir un flux vidéo continu », a expliqué Carney.
Cependant, le gros inconvénient du système est qu'il ne peut pas distinguer, par exemple, des oiseaux de la taille d'un drone des cibles réelles, pour cela un opérateur est nécessaire.
Carney pense que peu de solutions efficaces ont été développées qui peuvent fournir tous les aspects de détection et de suivi dont les clients potentiels ont besoin, tout en ajoutant qu'il existe des exigences extrêmes pour les systèmes. Des individus qui souhaitent recevoir des signaux d'avertissement de drones survolant leur propriété, à la protection des infrastructures et des installations nationales sur le champ de bataille. «Par exemple, certaines armées veulent des systèmes qui peuvent empêcher les drones de survoler leurs véhicules de combat. Il existe différentes manières de répondre aux exigences, cela dépend également des ressources financières que vous pouvez dépenser, et c'est l'un des nombreux problèmes. Bien sûr, si vous voulez la meilleure protection, vous devez utiliser une combinaison de radar et infrarouge pour la détection, et une caméra infrarouge et semi-conducteur (caméra CCD) pour le suivi. »
Carney pense qu'il est possible d'activer des analyses qui pourraient déterminer automatiquement le type de cible, mais a ajouté qu'il n'obtiendrait jamais une précision de 100 %, car il y a toujours la possibilité de « tomber sur » un drone qui ressemble à un oiseau, et donc pour aider les opérateurs, il faudra toujours des algorithmes de reconnaissance avancés et sophistiqués.
Le système SkyTracker de CACI est conçu pour fournir une détection passive à travers ce que l'entreprise décrit comme un « périmètre électronique ». Ce système peut fonctionner en continu par tous les temps.
Interface système SkyTracker
Le système SkyTracker utilise plusieurs capteurs capables de détecter, d'identifier et de suivre les drones sur leurs canaux de radiocommande. L'utilisation de plusieurs capteurs permet de déterminer la position du drone grâce à la méthode de triangulation et à une géolocalisation précise. De plus, SkyTracker peut déterminer l'emplacement des opérateurs de drones.
Comme déjà noté, la petite taille, la faible signature thermique, l'espace environnant avec beaucoup d'interférences et les trajectoires de vol complexes rendent la lutte contre les drones très difficile.
La technologie LLDR de Venom se monte sur une plate-forme gyrostabilisée polyvalente
A cela s'ajoute une notion possible d'utilisation au combat. « Le problème avec les petits drones, c'est qu'ils peuvent décoller et atterrir dans la zone que vous souhaitez protéger. Par exemple, du point de vue de la guerre, vous devez toujours défendre le front - vous ne voulez pas que le véhicule ennemi, qui n'est pas encore au-dessus de votre tête, pénètre sur votre territoire. Et si nous parlons d'assurer la sécurité nationale, alors dans ce cas, les petits drones peuvent déjà être dans la zone que vous souhaitez protéger », a déclaré Carney.
Alors que l'accent est mis dans la lutte contre les drones sur la lutte contre la menace des drones isolés, les attaques sophistiquées de « meute » développées par l'armée peuvent potentiellement poser des défis importants aux systèmes de défense.
La plupart des solutions proposées incluent la capacité de détecter et de suivre plusieurs cibles. Mais la principale difficulté, très probablement, sera d'empêcher des dizaines de drones d'atteindre leur cible. Même avec un nombre suffisant d'éléments neutralisants, les défenses peuvent être « percées » simplement au détriment d'un nombre supérieur, surtout si le troupeau est « intelligent » et peut s'adapter à la réaction des systèmes défensifs.
La nature physique des solutions proposées et développées est également susceptible de jouer un rôle important dans la détermination de leur efficacité. En raison de la grande maniabilité des menaces, du fait qu'elles ne sont pas liées à certains endroits (même les drones tactiques peuvent fonctionner avec une infrastructure minimale), les systèmes de défense doivent également être tout aussi mobiles et cela doit être pris en compte. Par exemple, de grands systèmes tels que les radars Giraffe de Saab peuvent être installés dans les véhicules pour augmenter la mobilité. En général, bon nombre des solutions complexes développées ont été conçues à l'origine pour être transportées, configurées et assemblées avec un minimum de personnel.
« Une caractéristique clé de notre système AUDS est qu'il se déploie rapidement et se replie simplement et se redéploie sans problème, c'est-à-dire qu'il se replie sur un véhicule et le transfère rapidement vers une autre position. Aucune partie ne pèse plus de 2,5 kg », a déclaré Redford.
Les distances relativement faibles entre le lancement du drone et le lieu de sa neutralisation sont également prises en compte. « Nous avons supposé il y a quelques années, lorsque nous avons commencé à développer notre système, que ces menaces très maniables pourraient être neutralisées avec des moyens très maniables et mobiles… les distances sont proches et toute destruction aura lieu au maximum sur plusieurs kilomètres, parfois plusieurs centaines. mètres, et donc vous n'avez pas besoin de fonds coûteux., grand et stable. Je pense que c'est un facteur négatif dans ce genre de guerre », a déclaré M. Sella de RADA Electronic Industries.
conclusions
La menace posée par les drones déployés par des groupes terroristes et d'autres organisations illégales est désormais largement reconnue. Des cibles civiles et militaires peuvent être attaquées par des drones, il peut s'agir d'une attaque contre des infrastructures ou de la livraison de substances toxiques ou d'une simple « frappe primitive ».
Sur le champ de bataille, les forces militaires ne peuvent plus compter sur le fait d'être le seul opérateur de drones à mesure que des systèmes plus efficaces émergent parmi les groupes rebelles et autres organisations paramilitaires.
Dans les deux domaines - la sécurité nationale et les formations de combat - des mesures anti-UAV efficaces sont actuellement considérées comme faisant partie intégrante de la stratégie globale. Leur mise en œuvre est encore au stade de l'appréhension et de l'appréhension. La solution la plus simple et la plus fiable (du moins dans un avenir proche) consiste à utiliser et à modifier des systèmes conçus à d'autres fins. Cependant, dans un avenir lointain, à mesure que les menaces deviennent plus complexes, il peut devenir nécessaire de développer davantage des technologies spéciales pour lutter contre les véhicules aériens sans pilote.
