Trenutno se nenehno razvija koncept izvajanja rojevnih operacij iz zraka, kopnega in morja z uporabo številnih "zapuščenih" sistemov, saj oborožene sile mnogih držav namenjajo veliko pozornosti namestitvi, da bi premagale nasprotnike naprednih avtonomnih tehnologij. Vendar je razvoj tovrstnih tehnologij trenutno osredotočen predvsem na zračne roje in ni verjetno, da bodo v bližnji prihodnosti lahko pomembno vplivali na izid vojaških operacij.
Kljub temu uporaba rojev zračnih, kopenskih, nadzemnih in podmorskih avtonomnih platform prisili vojsko, da se kljub relativno nedavni uvedbi spopade z zastrašujočimi izzivi vzdrževanja in financiranja te tehnologije.
Na primer, po besedah obrambnega ministra Gavina Williamsona, ki je pred enim letom govoril na Kraljevem raziskovalnem inštitutu za obrambo, je bil sklad za preoblikovanje britanskega ministrstva za obrambo „zadolžen za razvoj rojevnih eskadrilj mreženih brezpilotnih letal, ki bi lahko zmedele in osupnile sovražnikovo zračno obrambo. Upamo, da bo tehnologija pripravljena za uporabo do konca tega leta."
S tem stališčem se načelno strinjajo visoki uradniki poveljstva za posebne operacije ZDA. "Skupnost brezpilotnih sistemov, ki delajo na skupni misiji, ostaja sestavni del načrta poveljstva za njegov obetaven koncept" Posebne aplikacije za posebne situacije "," je dejal vodja programov za naprave tipa letal.
Njegov komentar je skladen s komentarji poveljstva, ki je govorilo o tem, kako bi lahko rojeva tehnologija podprla "taktično ozaveščenost" posebnih sil v bojnih razmerah. Koncept poveljstva, NGIA (Next Generation Information Awareness), združuje "oddaljene biometrične in tehnične senzorje, napredno arhitekturo podatkov in analitiko, ki dopolnjuje tradicionalno zbiranje obveščevalnih podatkov na sovražnem ozemlju."
Tiskovni predstavnik poveljstva je pojasnil različna načela bojne uporabe, vključno s tem, kako lahko roji navpičnih vzletno -pristajalnih brezpilotnih letal podpirajo koncept NGIA. Med drugimi obravnavanimi načeli bojne uporabe nove tehnologije je uvajanje brezpilotnih letal z naprednega položaja za vodenje vizualnega, zvočnega in elektromagnetnega izvidništva ter s tem ne ogrožati posebnih sil, za usposabljanje katerih je bilo porabljenih veliko denarja.
Govoril je tudi o želji poveljstva, da ustvari konzorcij "najboljših industrijskih partnerjev", ki bi lahko razvil rešitev za rojenje brezpilotnih letal in jih v naslednjih šestih letih uresničil.
Neprekinjena aktivnost
Vsaka operativna uporaba rešitev za roje se lahko začne pred izvajanjem koncepta NGIA. Ameriške vladne agencije že izvajajo različne programe za uporabo tesno povezanih tehnologij.
Programi, kot sta OFFSET (Offensive Swarm-Enabled Tactics) Agencije DARPA Defense Advanced Research Projects Agency, TOBS (Tactical Offboard Sensing) ameriških letalskih sil in LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology-poceni tehnologija rojevnih letal), mornarica ZDA.
Koncept TOBS temelji na letalu za podporo ognja AC-130J Ghostrider, ki lahko naenkrat izstreli več brezpilotnih brezpilotnih letal brezpilotnih zrakoplovov Area-I ALTIUS, da bi letalskemu letalu zagotovil informacije o potencialu tarče.
Letalske sile ZDA niso mogle posredovati podrobnosti o programu TOBS, vendar pa viri v industriji pravijo, da so droni ALTIUS opremljeni s termovizijskimi in optoelektronskimi kamerami ter podatkovno povezavo, ki vodi do kompleksa oborožitve Ghostriderja. Koncept TOBS omogoča Ghostriderju, da ujame tarče v najzahtevnejših vremenskih razmerah.
Projekt ameriških letalskih sil LOCUST se osredotoča na sodelovanje do 30 brezpilotnih letal Coyote v podporo zbiranju obveščevalnih podatkov, opazovanju, ciljanju in izvidniškim misijam. UAV MIT Perdix se obravnava tudi kot alternativna platforma za program LOCUST.
DARPA je imela zadnjo predstavitev v okviru projekta OFFSET junija 2019. Pričakuje se, da bo koncept OFFSET lahko zagotovil skupno delovanje do 250 brezpilotnih letal in integracijo avtomatskih kopenskih vozil (AHA) v enotno omrežje.
Junijske demonstracije v Fort Benningu, drugem od šestih načrtovanih, ponazarjajo koncept mreže brezpilotnih letal in kopenskih vozil, ki izvajajo izvidniške misije v skupnostih z visokimi navpičnimi strukturami, ozkimi ulicami in plitkimi koti gledanja. Po navedbah DARPA sta bila Lockheed Martin in Charles River Analytics v okviru programa OFFSET zadolžena za "arhitekturo rojevnega sistema v obliki realistične aplikacije za igre, vgrajene v fizično avtonomne platforme."
Namen te dejavnosti je tudi opredeliti "prilagodljivo, zapleteno, kolektivno vedenje, da bi izboljšali izmenjavo informacij, odločanje in interakcijo z okoljem, tako da lahko brezpilotna letala nemoteno sodelujejo, vplivajo drug na drugega in naredijo pravilne logične zaključke."
Medtem je bila tretja razvojna faza zaključena konec leta 2019, pravi Dynetics, generalni izvajalec projekta Gremlins. Cilj projekta je iz transportnega letala C-130 izstreliti "jato" letal Gremlin in se vanj vrniti. Program Gremlins, katerega koncept je razvil urad DARPA, predvideva uporabo brezpilotnih letal za večkratno uporabo, ki lahko izvajajo operacije razpršenega zraka v kompleksnem bojnem okolju.
Dynetics je v izjavi dejal, da "brezpilotne letalnike Gremlin izstreljujejo z obstoječih letal izven dosega sovražne zračne obrambe. Po opravljeni misiji letalo C-130 vzame brezpilotne letalnike Gremlin nazaj na krov in jih odpelje v bazo, kjer se hitro obnovijo in spet letijo."
V programu sodelujejo Sierra Nevada Corporation, Airborne Systems, Applied Systems Engineering, Kutta Technologies, Moog, Systima Technologies, Williams International in Kratos Unmanned Aerial Systems.
Tehnološke rešitve
Po besedah direktorja podjetja Kratos Stevea Fendleyja bo v prihodnje v rojih lahko sodelovalo na stotine, če ne celo na tisoče brezpilotnih letal.
Fendley je povedal, kako bodo roji brezpilotnih letal v prihodnosti lahko sodelovali s ciljem opravljanja neomejenega števila udarnih in obrambnih misij z neodvisnim odločanjem na "množični ravni".
"Zanesljivost se eksponentno poveča, če imate veliko število vozil, ki opravljajo določeno nalogo," je pojasnil Fendley in opozoril, da izguba enega ali več UAV v velikem številu sistemov ne bo negativno vplivala na misijo.
»Sam roj in njegove sposobnosti odločanja niso vezane na nobeno posebno letalo, zato lahko izgubite enega ali več brezpilotnih letal in še vedno ne izgubite sposobnosti dokončanja naloge. To je še posebej pomembno pri igranju proti skoraj enakovrednim nasprotnikom, kjer je pomembna količina."
Fendley je opozoril tudi na dejstvo, da se lahko roji brezpilotnih letal povežejo prek satelitske komunikacije, kar letalom po potrebi omogoča izmenjavo podatkov izven vidnega polja.
»V zraku si te naprave za različne namene med seboj izmenjujejo vse razpoložljive informacije, to pomeni, da ima vsaka od njih več informacij, kot bi jih lahko imela, če bi letela sama. Posledično se zmogljivosti vsakega posameznega elementa v roju močno povečajo."
Toda hkrati potencial rojevnih brezpilotnih letal še ni v celoti izkoriščen, kljub prisotnosti "več sto" tehnoloških programov v ZDA in drugih državah.
Uporaba umetne inteligence (AI) in strojnega učenja pri odločanju o brezpilotnih letalih ter zagotavljanje distribucije in spreminjanja kognitivnih zank odločanja so področja, ki jih je treba še temeljito raziskati. Po mnenju Fendleyja je "raziskave na teh področjih zdaj v velikem povpraševanju", vendar mora večina rojnih zaslonov še vedno v celoti integrirati in optimizirati programsko opremo za umetno inteligenco. Današnja predstavitev rojev UAV temelji bolj na logiki kot na AI."
Maja lani je Kratos v okviru svojega rojstnega načrta napovedal strateško partnerstvo s proizvajalcem brezpilotnih letal Aerovironment. Namen tega sodelovanja je razviti koncept "Integrirane zmogljivosti visoko učinkovitih taktičnih brezpilotnih letal in taktičnih raket". Predvideva uvedbo taktičnega izstrelitvenega raketnega sistema Switch Airde Switchblade z uporabo hitrih in večjih brezpilotnih vozil, vključno z brezpilotnim letalom Kratos MQM-178 Firejet. 3-metrski nosilec Firejet, prvotno ustvarjen kot celovit trener za spuščanje orožja, je miniaturna kopija podmrežne zračne tarče BQM-167A, ki jo dobavljajo ameriške letalske sile.
Drugi napadalni droni iz Kratosa vključujejo tudi UTAP-22 Mako in XQ-58A Valkyrie.
Letalo Mako, dolgo 13 metrov, razvito leta 2015, je sposobno dostavljati roje brezpilotnih letal na spletno mesto in usklajevati njihova dejanja, prilagajati njihove naloge in pošiljati informacije na zemeljsko nadzorno postajo. 23. januarja 2020 je bil na poligonu Yuma izveden četrti uspešen let brezpilotnega letala XQ-58A. Preizkusi so bili izvedeni v okviru programa ameriškega raziskovalnega laboratorija letalskih sil za poceni demonstrator tehnologije z zmogljivostmi LCASD (Low Cost Attritable Strike Demonstrator).
Med preskusi je večopravilno letalo XQ-58A, neodvisno od vzletno-pristajalne steze, opravilo vse svoje naloge, vključno z višinskim letom in zbiranjem podatkov v realnih razmerah. Fendley je dejal, da bi morali biti prvi leti raketnih nosilcev z UAV Switchblade izvedeni v začetku leta 2020.
Takšna kombinacija lahko znatno poveča operativno učinkovitost curka Switchblade, ki ima največji doseg 20 km pri delovanju v enojnem načinu. "V kombinaciji z nosilno raketo se bo doseg Switchblade povečal za dodatnih 270 km, če želite vrniti plovilo, in 540 km, če opravljate misijo v eno smer," je dejal Fendley in opozoril, da bo vsak Firejet lahko nosi do štiri stikala. "Tradicionalne roje je lažje implementirati z majhnimi sistemi, zato se nameravamo s Firejetom približati koncem roja."
Zmožnosti roja
Kratos sodeluje tudi v programu DARPA Gremlins, ki bi lahko bil podlaga za več deset konceptov tipa roja, vključno z "zračno uvedbo in velikim ponovnim vstopom brezpilotnih letal".
Konec leta 2019 sta Kratos in urad DARPA izvedla prvi let z letala C-130 še nerazkritega prevoznika, kar je vmesna rešitev med vozili Firejet in 167A. Za ta neoznačeni nosilec so značilna zložljiva krila, ki omogočajo prevoz v tovornem prostoru letala C-130.
Po zaključku naloge se vrnejo nosilci nazaj v tovorni prostor s tehnologijo, ki spominja na dolivanje goriva. To omogoča letalu C-130, da se "priveže" z nosilcem, da ga vrne v predal in ga premakne na stojalo za shranjevanje za ponovno uporabo.
Podjetje Kratos za roje brezpilotnih letal razvija tudi tehnologijo Wolf Cancer. Kot del koncepta Wolf Pak se preučuje komunikacijska tehnologija, ki bo omogočila združevanje več zračnih sistemov v visokofrekvenčno omrežje in s tem izboljšala kakovost izmenjave podatkov.
Tehnologija Wolf Pak omogoča tudi rojem, da se na decentraliziran način prilagodijo in preoblikujejo, kar omogoča, da roji brezpilotnih letal letijo na vnaprej določeni razdalji drug od drugega. Ta programska oprema se razvija na zahtevo neznanega kupca ameriške vojske. Dodatne podrobnosti niso bile posredovane, čeprav strokovnjaki iz industrije menijo, da bi jih lahko uporabili za podporo številnih operativnih zahtev, od obveščevalnih podatkov do ciljanja.
Programska oprema Wolf Pak, ki je trenutno v oceni strank, deluje na povezavah UWB, ki zmanjšujejo elektromagnetni podpis UAV pri uporabi ene same nadzorne postaje.
Kratos je dejal, da rešitev Wolf Pak imenuje "vodjo", ki na daljavo ali avtonomno nadzoruje preostanek roja. Sistem je tudi odveč, na delovanje roja ne vpliva zaustavitev ali poškodba ločenega brezpilotnega letala. Vsak brezpilotni zrakoplov v roju deluje na svoji integrirani programski opremi, ki preprečuje konflikte z brezpilotnimi letali in druge ovire.
Po Kratosovih besedah je danes programska oprema Wolf Pak sposobna upravljati do 10 brezpilotnih letal v enem roju. Letala se lahko tudi ločijo od omrežja za posamezne operacije, nato pa se lahko znova povežejo z rojem. Fendley je rekel:
“Wolf Pak omogoča hitro integracijo skupin UAV za sodelovanje, čeprav ne vključuje AI ali funkcij odločanja. Danes ne uporabljamo Wolf Paka, vendar je bil ustvarjen prototipni sistem, da bi razumeli, kako bi lahko koncept deloval. Program ne vključuje šifriranega komunikacijskega kanala, vendar je danes potreben varen sistem za nadzor v bojnih razmerah."
Kratos uporablja še neimenovan avtonomni sistem za podporo svojih trenutnih predstavitvenih programov in zagotavlja skupni vmesnik z množicami brezpilotnih letal, ki jih je mogoče prilagoditi za integracijo določenih tipov letal. Vključuje podatkovno povezavo za daljinsko upravljanje in spremljanje; dodaten komunikacijski kanal med vozili, ki letijo v neposredni bližini; Programska oprema za avtopilot za zagotavljanje "osnovnih" zmogljivosti letenja; kot tudi ciljni računalnik za odločanje na višji ravni. Tehnologija vključuje tudi programsko opremo AI, ki so jo razvili Kratos in drugi neimenovani partnerji v civilnem sektorju.
»Naš namen je imeti odprte vmesnike in različne pristope, ki se prilagajajo vsakemu delu strojne / programske opreme. Kratos se želi z vsemi uskladiti in v naše drone vključiti druge rešitve. Avtonomija je lahko vgrajena v osnovne sisteme z vmesniki, ki nam omogočajo interakcijo in usklajevanje z avtonomnimi podsistemi in AI drugih razvijalcev , - je opozoril Fendley.
Medtem je evropski proizvajalec raket MBDA na letalskem sejmu v Parizu poleti 2019 predstavil več konceptov in sistemov za podporo operacijam rojev UAV.
Dostava roja
Predstavnik podjetja MBDA je dejal, da je v teku aktivni razvoj lastnega koncepta prihodnjega zračnega sistema in njegovih sestavnih delov - zmogljivosti roja. Zlasti vključuje dostavo roja brezpilotnih letal s tako imenovanim daljinskim prevoznikom, ki bo "kompakten in nevsiljiv" in bo lahko deloval v povezavi z drugimi platformami in orožjem.
"Ker se grožnje razvijajo in strategije zavračanja postajajo vse bolj izpopolnjene, bo treba ustvariti lokalno in začasno superiornost v zraku," so v izjavi zapisali v družbi. "Pri teh bliskovito hitrih operacijah bodo omrežni izvršni elementi zavzeli pomemben del bojnega oblaka in v realnem času izmenjavali taktične informacije in koordinate ciljev s platformami in drugimi omrežnimi vozlišči, da bi dosegli želeni učinek."
MBDA svoje daljinske izstreljevalce, ki so jih izstrelili z bojnih in transportnih letal ter površinskih ladij, imenuje "podaljševalci platform in orožja, ki jih spremljajo".
Po besedah predstavnika podjetja projekt "oddaljeni mediji" vključuje omrežne infrardeče in radijske frekvenčne senzorje s funkcijo združevanja podatkov in samodejne identifikacije ciljev v težkih okoljih; funkcije odkrivanja groženj; ter razvoj naprednih orodij za načrtovanje in orodij za odločanje.
Posebni sistemi, ki jih preučuje MBDA, imajo taktične zmogljivosti z "kompaktnim, omreženim orožjem, ki je razporejeno izven dosega orožja, zmožno zelo natančnega udarca in dezorganizirati sovražnikovo obrambo s skupinskim vedenjem".
Poljsko podjetje WB Electronics preučuje tudi zmogljivosti roja za svoje brezpilotne letalnike in potujoče strelivo (BB). Družba je govorila o prihodnjih načrtih za avtonomne platforme, ki delujejo v rojnih konfiguracijah. Po besedah direktorja WB Electronics Martina Masievskega bo prihodnji operativni uspeh teh avtonomnih tehnologij temeljil na funkcionalnosti, ki jo lahko nudijo vojski.
Na primer, to je sposobnost letenja BB in UAV v odsotnosti signala GPS in izmenjave sporočil z drugimi letali s posadko in brez posadke med misijami roja.
Masievski je dejal, da WB Electronics razvija rojevske tehnologije za zadovoljevanje potreb vojske po nenaseljenih sistemih, zlasti pri podpori operacijam v bojnih razmerah, vendar ni mogel zagotoviti podrobnejših informacij. Opozoril je, da si WB Electronics prizadeva povezati v mrežo do šest streliv Warmate LM, čeprav je ta projekt še v zgodnjih fazah razvoja. Izrazil je tudi svojo vizijo zmogljivosti roja LM, ki predvideva uporabo do 20 brezpilotnih letal, povezanih v enotno omrežje za izvidništvo in zbiranje informacij.
Večina rojevih tehnologij je danes razvitih za zračni prostor. Dolgoročne načrte pa je mogoče dopolniti s podobnimi zmogljivostmi za površinska in kopenska vozila.
»Te priložnosti še niso dobro razvite. Vendar so poslovne odločitve zdaj osredotočene na letala, «je dejal Masievski. "Ko pa se tehnologija razvija, se stopnje avtonomije povečujejo in se pojavlja umetna inteligenca, ki podpira operacije v tridimenzionalnem prostoru, jih bo mogoče prenesti na površinsko ali zemeljsko sfero."
"Toda potencial je neverjetno velik, še posebej, ko se tehnologija AI razvija in postaja vse bolj praktična. V prihodnosti bomo lahko videli neverjetne stvari, na primer roj brezpilotnih letal, ki delujejo kot jata ptic. Potencial teh priložnosti je ogromen."
Uporabniki bi morali poleg zmožnosti izstrelitve in vračanja jat avtonomnih vozil imeti tudi možnost daljinskega upravljanja velikega števila brezpilotnih letal, zemeljskih robotov ali površinskih vozil.
Operaterji morajo biti opremljeni s programsko opremo za zemeljsko kontrolo naslednje generacije in napravami za končne uporabnike za optimalno upravljanje rojev, hkrati pa zmanjšujejo kognitivno obremenitev. Omeniti velja podjetje Pison, ki v interesu ameriškega MTR razvija tehnologijo upravljanja s kretnjami. Operaterjem omogoča, da nadzorujejo delovanje brezpilotnega zrakoplova z gibi roke z napravo, ki se nosi na zapestju. Po navedbah podjetja je naslednja faza demonstracij predvidoma junija 2020.
