РЭБ против дронов: два канала, которые решают всё — и почему «волшебных глушилок» не существует

Лид. РЭБ — радиоэлектронная борьба — звучит как что-то из фантастики: нажали кнопку, и дроны попадали. На деле это не «выключение дронов» и не всесильный щит, а работа с радиоволнами, на которых дрон держится с оператором. У FPV-дрона таких ниточек две: картинка, которую видит оператор, и команды, которые он передаёт. Обе можно оборвать — но по-разному, и с последствиями, о которых обычно не рассказывают. Разберёмся, как это устроено, почему РЭБ часто переоценивают и почему современные системы связи становятся всё сложнее для подавления.

Что такое РЭБ на самом деле

Радиоуправление — это всегда слабый сигнал в шумном эфире. Дрон и оператор обмениваются радиоволнами на определённой частоте: передатчик излучает, приёмник ловит и выделяет из общего шума только «свой» сигнал. Помеха в РЭБ возникает тогда, когда в тот же диапазон начинают передавать значительно более мощный сигнал. Приёмник перестаёт различать полезную информацию — команды или видеопоток просто тонут в шуме.

Простой бытовой аналог — два человека разговаривают в комнате. Пока оба говорят спокойно, они слышат друг друга. Но если рядом кто-то начинает кричать, разобрать слова становится невозможно. Именно так действует радиоэлектронная борьба.

Важно понимать: РЭБ не «сжигает» электронику, не выключает моторы и не разрушает дрон. Он воздействует исключительно на радиоканал. Если связь потеряна, дальше всё зависит от того, какие алгоритмы предусмотрели разработчики полётного контроллера.

Именно здесь возникает одно из самых распространённых заблуждений. Многие считают, что если сработала станция РЭБ, значит беспилотник обязан мгновенно упасть. На практике всё происходит иначе. Сначала ухудшается качество связи: появляются задержки, пропадает часть кадров видео, команды начинают проходить нестабильно. Лишь затем связь может исчезнуть полностью.

Не менее важно помнить ещё одну вещь: РЭБ всегда работает против конкретного радиоканала. Если аппарат переключился на резервную частоту, использует другую систему связи или вовсе перестал передавать данные по радио, прежние средства воздействия могут оказаться бесполезными. Поэтому говорить о «универсальной глушилке» технически неверно.

Две ниточки FPV-дрона

FPV расшифровывается как First Person View — управление «от первого лица». Оператор видит изображение с камеры и управляет аппаратом практически так, словно находится внутри него.

Из этого следует ключевой вывод: современный FPV-дрон зависит сразу от двух независимых радиолиний.

• Видеоканал — передаёт изображение с камеры к оператору.
• Канал управления — передаёт команды на дрон и возвращает телеметрию обратно.

Эти каналы работают независимо друг от друга и зачастую используют разные диапазоны частот. Поэтому возможны совершенно разные сценарии воздействия.

• Можно подавить только видео. Тогда дрон продолжает слушаться пилота, но оператор больше ничего не видит.
• Можно подавить только управление. Тогда изображение остаётся, но команды уже не доходят до аппарата.
• Максимальный эффект достигается только при одновременном подавлении обеих линий связи.

         Команды управления
Оператор ----------------------► Дрон
    ▲                              │
    │                              │
    └──────── Видеопоток ◄──────────┘

РЭБ может воздействовать:
• только на видео;
• только на управление;
• сразу на оба канала.

Если пропала картинка

Именно видеолиния чаще всего становится первой жертвой радиоэлектронной борьбы. Однако здесь существует важная техническая особенность.

При аналоговой системе видеопередачи подавляется не передатчик на борту беспилотника, а приёмник оператора. Передатчик дрона ничего не принимает — он только излучает сигнал. Поэтому задача станции РЭБ заключается в том, чтобы «ослепить» наземные очки или монитор пилота.

Оператор сначала замечает рябь, затем полосы, выпадение кадров, сильные шумы, после чего изображение полностью исчезает.

Однако это ещё не означает потерю аппарата. Канал управления продолжает работать, поэтому опытный пилот способен несколько секунд или даже десятки секунд продолжать полёт практически вслепую, ориентируясь по инерции, направлению движения, скорости и ранее запомненной траектории.

Почему цифровое видео сложнее подавить

Сегодня всё чаще используются цифровые видеосистемы — DJI O4, Walksnail Avatar и HDZero. Все они работают по-разному, однако имеют одну общую особенность: цифровой поток намного устойчивее к помехам, чем классический аналог.

Вместо непрерывного ухудшения картинки цифровые системы стараются сохранить изображение максимально качественным. Они используют сложную обработку сигнала, исправление ошибок, кодирование данных и различные алгоритмы защиты передачи.

Некоторые комплексы дополнительно применяют перестройку рабочих частот, автоматически выбирая менее загруженные участки диапазона. Благодаря этому оператор может ещё некоторое время сохранять устойчивое изображение даже при наличии активных помех.

Однако никакой абсолютной защиты здесь нет. Если уровень помех становится значительно выше полезного сигнала, цифровая система также теряет связь. Отличается лишь характер отказа: вместо постепенной ряби изображение обычно начинает «замерзать», рассыпаться на блоки, а затем полностью исчезает.

Именно поэтому современные цифровые видеолинки требуют более сложных средств радиоэлектронного подавления по сравнению с классическими аналоговыми системами.

ExpressLRS: почему его сложнее заглушить

Если ещё несколько лет назад большинство FPV использовали относительно простые системы управления, то сегодня фактическим стандартом стал ExpressLRS (ELRS).

Главная особенность ELRS — технология Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), то есть постоянная перестройка рабочей частоты. Передатчик и приёмник синхронно перескакивают между десятками каналов много раз в секунду по заранее известному алгоритму.

Из-за этого подавить такую связь значительно сложнее. Уже недостаточно поставить мощную помеху на одной частоте — необходимо воздействовать сразу на весь диапазон либо точно знать алгоритм перестройки.

Тем не менее это вовсе не означает полной неуязвимости. Если создать широкополосную помеху достаточной мощности или закрыть весь рабочий диапазон, связь также будет потеряна. Просто для этого требуется более совершенная аппаратура и значительно больше энергетики.

Если пропало управление

Потеря канала управления обычно опаснее, чем потеря видеосигнала. Если оператор ещё может лететь вслепую без изображения, то без команд дрон начинает действовать самостоятельно. И дальнейшее поведение определяется исключительно настройками автопилота и полётного контроллера.

Канал управления двусторонний. По нему вверх идут команды пилота, а обратно передаются телеметрия, информация о качестве связи, уровне сигнала и состоянии аппарата. Когда этот канал исчезает, каждый дрон реагирует по-своему.

• одни зависают на месте;
• другие начинают плавно снижаться;
• третьи продолжают движение по инерции;
• четвёртые пытаются выполнить заранее заданный сценарий.

Именно поэтому после воздействия РЭБ невозможно заранее сказать, что произойдёт с конкретным беспилотником. Всё зависит не только от типа станции помех, но и от прошивки, настроек failsafe и алгоритмов, заложенных разработчиком.

Существует ещё одна закономерность, хорошо известная специалистам. Чем дальше аппарат находится от своего оператора, тем слабее становится полезный сигнал и тем легче его «перекрыть» даже относительно маломощной станцией РЭБ.

Поэтому окопные комплексы защищают ограниченный участок местности вокруг себя. Они не способны накрыть всё воздушное пространство на многие километры, как иногда можно услышать в популярных публикациях.

Почему Mavic ведёт себя иначе

С FPV всё относительно просто: потерял связь — потерял возможность нормально управлять аппаратом. С коммерческими беспилотниками семейства DJI Mavic ситуация совершенно иная.

Такие аппараты имеют полноценный автопилот. Даже если связь с оператором исчезает полностью, полёт продолжается.

В зависимости от настроек беспилотник может:

• зависнуть на месте;
• автоматически вернуться в точку старта (Return To Home);
• совершить посадку;
• продолжить выполнение автономной миссии.

Поэтому простое подавление радиоканала далеко не всегда приводит к срыву задачи. Очень часто оператор спустя несколько минут получает свой аппарат обратно.

Именно поэтому против подобных систем большое значение приобретает воздействие не только на каналы связи, но и на навигационные системы. Нарушение работы спутниковой навигации может изменить поведение автопилота, однако и здесь всё определяется конкретной моделью беспилотника и её алгоритмами.

Оптоволоконный FPV — совсем другая история

В последние годы всё большее распространение получают FPV-дроны, использующие для передачи команд не радиоканал, а тонкое оптоволокно, которое разматывается вслед за аппаратом.

В этом случае между оператором и беспилотником отсутствует радиоканал управления. Команды идут по физическому кабелю, который практически невозможно заглушить средствами радиоэлектронной борьбы.

Именно поэтому подобные системы стали эффективным ответом на массовое применение РЭБ. Если нет радиоволн — нечего и подавлять.

Разумеется, полностью неуязвимыми такие аппараты назвать нельзя. Оптоволокно можно оборвать механически, ограничивается дальность применения, усложняется конструкция самого дрона. Однако именно с точки зрения радиоэлектронной борьбы подобные системы представляют совершенно иной класс целей.

Какими бывают комплексы РЭБ

Средства радиоэлектронной борьбы различаются сразу по нескольким признакам.

По способу излучения

По способу применения

• Носимые — персональные станции и «ружья» для защиты отдельных бойцов.
• Мобильные — устанавливаются на автомобилях и бронетехнике.
• Стационарные — прикрывают позиции, штабы, склады, аэродромы и другие объекты.

У каждого класса собственные задачи. Универсального комплекса, одинаково эффективного против всех беспилотников и во всех условиях, сегодня не существует.

Почему нельзя верить паспортной дальности

Практически каждая рекламная брошюра обещает дальность подавления в несколько километров. Однако подобные цифры нельзя воспринимать буквально.

Реальная эффективность определяется сразу множеством факторов:

• мощностью передатчика;
• коэффициентом усиления антенн;
• рельефом местности;
• высотой полёта беспилотника;
• плотностью радиоэфира;
• погодными условиями;
• расстоянием между оператором и дроном.

Одна и та же станция способна показать совершенно разные результаты на открытом полигоне, в городской застройке, в лесу или в холмистой местности.

Поэтому профессионалы обычно задают другой вопрос: не «какая дальность у комплекса», а «против какого канала связи и в каких условиях он действительно эффективен».

Чего РЭБ не умеет

Популярное представление о радиоэлектронной борьбе часто сводится к образу «волшебной кнопки», которая одним нажатием выключает все беспилотники вокруг. В действительности возможности любой системы РЭБ намного скромнее и всегда имеют свои ограничения.

РЭБ не различает своих и чужих

Радиопомеха воздействует не на конкретный дрон, а на весь используемый диапазон частот. Если комплекс начинает подавлять канал управления FPV, под воздействие попадают не только аппараты противника, но и собственные беспилотники, средства связи и любые устройства, работающие в этом диапазоне.

Именно поэтому применение мощных комплексов требует грамотной организации радиообстановки и строгого взаимодействия между подразделениями.

Любая работающая станция демаскирует себя

Мощный передатчик невозможно сделать «невидимым». Во время работы комплекс сам становится источником интенсивного радиоизлучения.

Современные средства радиоразведки способны обнаруживать такие источники, определять направление на них, а при наличии нескольких приёмных постов — вычислять координаты станции. Поэтому комплексы РЭБ сами становятся приоритетными целями для поражения.

РЭБ работает только против известных диапазонов

Если разработчики беспилотника переходят на новые частоты, используют резервные каналы связи, сложные алгоритмы перестройки частоты или полностью отказываются от радиоканала управления, эффективность прежних средств резко снижается.

Именно поэтому противостояние между разработчиками беспилотников и средствами радиоэлектронной борьбы представляет собой постоянную технологическую гонку. Каждое новое решение одной стороны достаточно быстро получает ответ со стороны другой.

Почему гонка технологий не закончится

За последние несколько лет развитие БПЛА идёт невероятно быстро. Появляются новые протоколы связи, цифровые видеолинки, системы автономной навигации, машинное зрение, инерциальные комплексы, оптоволоконные системы управления и элементы искусственного интеллекта.

В ответ постоянно совершенствуются и средства радиоэлектронной борьбы: расширяются рабочие диапазоны, увеличивается мощность, появляются интеллектуальные алгоритмы обнаружения и автоматического выбора режима подавления.

По сути, сегодня мы наблюдаем непрерывную инженерную дуэль, где каждая новая технология практически сразу вызывает разработку средств противодействия.

Заключение

Радиоэлектронная борьба — один из важнейших элементов современной войны, однако её возможности значительно отличаются от распространённых мифов.

РЭБ не уничтожает беспилотник напрямую и не обладает универсальной эффективностью против всех типов аппаратов. Она воздействует исключительно на каналы передачи информации.

Для классического FPV наиболее важны два независимых канала — управление и видеосвязь. Потеря изображения ещё не означает потерю аппарата, а потеря управления не всегда приводит к его падению. Максимальный эффект достигается только при одновременном подавлении обеих линий связи.

Современные цифровые видеосистемы, ExpressLRS и другие защищённые протоколы заметно усложняют работу средств радиоэлектронной борьбы, но не делают её невозможной. В свою очередь, появление оптоволоконных FPV показало, что полностью отказаться от радиоканала тоже возможно, хотя и ценой новых ограничений.

Именно поэтому невозможно создать «идеальную глушилку», одинаково эффективную против любого беспилотника. Всё определяется конкретным типом аппарата, используемыми частотами, условиями местности, тактикой применения и уровнем подготовки операторов.