Що таке ФПВ дрон? Чи не головна зброя ЗСУ? Ці невеликі пристрої, наче конструктор, можна швидко зібрати й пристосувати до військових завдань. Але зміна технічних характеристик кожної системи, додавання модулів перетворює доволі прості коптери на складні інноваційні ударні або розвідувальні БПЛА. Вони можуть мати високу продуктивність та вантажопідйомність, долати великі відстані та повертатись на наземну станцію неураженими. Поговоримо у статті про адаптацію FPV-технології до спецзавдань ЗСУ.
Чому серійний дрон потребує адаптації
Дрон складається з базових компонентів, як-от рама, мотори, пропелери, політний контролер, електронний регулятор обертів, відеопередавач, антена, камера. Ознайомитися з їхнім функціональним призначенням допоможе матеріал про типи військових FPV дронів.
Приймач працює на певній частоті, щоб гарантувати безперервне дистанційне управління дроном з боку оператора.
Система в цілому та кожний модуль окремо перебувають в постійному удосконаленні та розвитку відповідно до умов війни. Необхідність бути на крок попереду ворога та забезпечити підрозділи ЗСУ з відповідним бойовим досвідом найбільш ефективними безпілотниками сприяє розвитку сектору виробництва дронів та їх адаптації до конкретних потреб.
Поліпшення можуть бути спрямовані на посилення наявних характеристик, як-от час перебування у повітрі, здатність підіймати вантажі. Вдосконалення відбувається через інтегрування технологій та пристроїв, які розширюють функціональність та поліпшують захист дрона від зовнішнього впливу.
Модифікація “заліза” (Hardware)
На дрони встановлюють спеціалізовані модулі, які уможливлюють виконання певного завдання у певних умовах. Є БПЛА, що бачать у повній темряві без ризику бути поміченими ворогом. Такі камери називають термальними. Вони розпізнають тепло та фіксують різницю у температурі в просторі на екрані у вигляді різних кольорів.
Зараз виробляють відеопередавачі VTX з підвищеною потужністю, яка забезпечує стійкість сигналу та його передачу на великі відстані. Модифікації дронів призводять до поліпшення критичних властивостей. Додаткові плати фільтрації живлення дають змогу усунути шуми та компенсувати нестабільність напруги для захисту відеокамери, передавача, інших вразливих компонентів від пошкоджень через короткі замикання. Для оптоволоконних дронів використовують оптичні модеми, що конвертують радіосигнал у світловий імпульс. В цьому випадку контролер польоту адаптується під керування через кабель.
Актуальною задачею є енергоощадження, забезпечення умов, в яких заряду батареї та живлення FPV вистачає для польоту на великі відстані. Оскільки загальна вага дрона суттєво впливає на розрядження батареї, наукові підрозділи вишукують способи полегшити безпілотник. І, навпаки, для дронів, які мають транспортувати важкі бойові частини, розробляють рішення для оптимального посилення рами.
Програмна адаптація та прошивки
Активно працюють над кастомізацією програмного забезпечення. Сьогодні існують наступні продукти:
- Betaflight. Відкрите, вбудоване ПЗ для польотних контролерів, за допомогою якого можна точно налаштувати параметри польоту, а також адаптувати “рейти” (чутливість) до стилю керування дроном конкретного оператора.
- Ardu Pilot. Програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, що використовують для автопілотування безпілотників. Надає широкі можливості адаптування під індивідуальні потреби.
- ELRS/Crossfire. Ці дві системи радіокерування з великим радіусом дії забезпечують стабільну передачу відеосигналу з дрона на наземну станцію з мінімальною затримкою. Вони постійно оновлюються. Crossfire більш фіксована, але ELRS є кастомною прошивкою для надійного зв’язку.
- Binding Phrase — це унікальний ідентифікатор, який створює захищене з’єднання між радіопередавачем (пультом керування) та приймачем на дроні. Це пароль або унікальний ключ, який гарантує, що дрон буде слухати команди лише від одного пульта, а не від інших передавачів поблизу.
Безпілотники стають спритнішими, більш маневровими та потужними, оснащеними сучасними системами керування FPV. Є багатоцільові моделі, що поєднують на борту електрооптичні інфрачервоні системи спостереження (EOIR), придушення сигналів керування, відеосигналів (EW) та використовують так званий машинний зір. На фронті очікуються дрони, в яких все більше функцій виконує штучний інтелект.
Адаптація до ворожого РЕБ
Для протидії ворожим засобам РЕБ використовують наступні методи:
- Переходять на нестандартні діапазони частотної сітки, які не пеленгуються типовими ворожими аналізаторами. Зміна частоти є простим та дієвим способом протидії РЕБ.
- Використовують оптоволоконний кабель, що передає світловий імпульс, зовсім невидимий для РЕБ.
- Інтегрують модуль донаведення з машинним зором у вигляді апаратно-програмного рішення, що захоплює ціль та досягає її в автоматичному режимі або у напівавтоматичному режимі з керуванням оператором до певного моменту.
Також для адаптації FPV-дронів до польотів в умовах роботи РЕБ розробляють дрони зі штучним інтелектом, який здатний заздалегідь виявити засоби, що створюють перешкоди сигналам, та скоординувати свій маршрут, щоб уникнути їх впливу.
Перепрофілювання дронів у польових умовах
Бойові підрозділи можуть мати інженерні частини, в яких здійснюють перепрофілювання, перепрошивку дронів у польових умовах. Наприклад, на стандартні конструкції може бути встановлена більш якісна, потужна камера, яка перетворить ударний дрон на дрон-розвідник. Або, якщо встановити потужну антену, можна отримати ретранслятор сигналу для дрона. Модулі навантаження бомберів або камікадзе можуть бути адаптовані до нестандартних боєприпасів або спеціального обладнання через встановлення кастомних кріплень (3D-друк).
Тестування та зворотний зв’язок
Перед виконанням військової операції дрони мають пройти тестування на полігонах. Це є критичним етапом. Може виявитись, що коптер нездатний точно виконати команду оператора. Навіть дрібні невідповідності неприпустимі, особливо коли використовують дрони FPV у складі штурмових груп, де хвилинне зволікання може призвести до втрати людей.
У разі виявлення неточного виконання дроном команди (набрати висоту, рухатись вперед, назад тощо), потрібно провести калібрування. Інженер має усунути механічні причини порушень, підкрутити регулятор тяги та протестувати дрон знову.
Перед кожним польотом необхідно провести візуальний огляд дрона. Перевіряють цілісність рами на предмет тріщин або поламаних елементів, переконуються, що всі гвинти затягнуті та мотори надійно закріплені. Пропелери не повинні мати сколів, тріщин чи деформацій. Перевіряють всі роз’єми, живлення, камери. Антени VTX та приймача повинні бути цілими, без пошкоджень та правильно закріплені.
