Будущее боевых действий в воздухе

Если вы пытаетесь представить себе бой будущего, то забудьте о воздушных боях истребителей 6-го поколения, посмотрите лучше на стаи птиц и армады насекомых 19 Июнь 2016, 18:00
Двадцатый век в развитии военной авиации это мир неуклюжих бипланов, двигатели внутреннего сгорания и рулевые поверхности которых сформировали основу современных элегантных сверхзвуковых истребителей.  

Крылья, двигатели, пилот и пулемет - основное оружие воздушного боя. Тандем человека и машины, работающие вместе как единый механизм нацеленный на максимально эффективное выполнения задачи. 

От братьев Райт до Skunk Works (неофициальное название отдела Lockheed Martin по секретным разработкам) — самолеты продолжают развиваться. Летают выше и быстрее, они становятся еще аэродинамичнее и смертоноснее.  Но несмотря на то, что реактивные двигатели и лазерное оружие все еще дают простор для развития, мы, на самом деле, приближаемся к тому, что можно назвать «конечным истребителем»(“peak fighter”). 
Уже сейчас можно однозначно  признать, что первым выбывшим из данной гонки будет человек. Мы просто не сможем соответствовать машине: необходимая скорость реакции на происходящие события и суперсильные перегрузки сделают пилота самолета обузой и лишним грузом мешающим успешному выполнению боевого задания.  
Второй аспект согласно которому в перспективе 20-лет разработка новых истребителей упрется в потолок и остановится - экономика.

Главный постулат в оборонке - ведение боевых действий нужно всегда, в первую очередь рассматривать с экономической точки зрения. - насколько эффективен танк против пехоты вооруженной современными ПТРК и управляемыми снарядами беспилотниками? а насколько велика разница в стоимости оборудования? А имеет ли смысл уничтожать из ПТРК "Корнет" одиноких террористов или это лучше сделать из снайперской винтовки?
Это очень важные вопросы и ответ на них ищут большинство оборонных ведомств всех стран. Несомненно данные вопросы касаются и авиации. 

Давайте посмотрим сколько стоит F35 сейчас: 100 000 000 долларов или  всего навсего 6 500 000 000 рублей (шесть с половиной миллиардов рублей). И это не предел, рост стоимости будет только увеличиваться, а вот эффект от применения данной техники относительно каждого вложенного доллара или рубля будет стремительно падать. Ситуацию смогут изменить новые источники энергии, новые двигатели - но ощутимых результатов у гиперзвуковых летательных аппаратов пока нет.

Коллективное взаимодействие 

Уже в ближайшем будущем превосходство в воздухе будут обеспечивать не дорогие самолеты пятого поколения, рассчитанные на длительное пользование, а юркие рои легко заменяемых дронов. Как считают американские партнеры - единственный способ остаться впереди всех конкурентов и обеспечить преимущество в воздушном пространстве — начать разрабатывать «истребитель» шестого поколения в формате быстро репрограммируемой, адаптивной воздушной сети небольших устройств. Потому что будущее не за техникой, будущее — за программным обеспечением.
В прошлом, пилоты в воздушных боях устраивали разборки в стиле стрелков дикого запада: один на один, 4 на 4, 6 на 7. Это человеческие бои на технике подконтрольной человеку с человеческими последствиями. Так было и это останется в прошлом.  

Распространение аддитивного производства (3D-печати) и коммерческих общедоступных дронов, вполне возможно, приведет к тому, что воздушные бои перейдут из сферы человеческой в электронную. Появятся более компактные платформы. Уменьшится количество полезной нагрузки.
Программа SoSITE предполагает разработку и демонстрацию концепций, гарантирующих превосходство в воздухе
посредством внедрения новейших архитектур «системы систем», которые объединяют летательные аппараты, вооружение, датчики и системы,
обеспечивающие выполнение боевых задач, миссия, и помогают распределить боевые возможности в воздухе между большим количеством взаимодействующих пилотируемых
и беспилотных платформ. Концепция заключается в более быстрой и доступной интеграции новых технологий и бортовых систем с существующими системами,
что позволит предотвратить противодействие со стороны противника, имеющего приблизительно равные возможности.
Массовая печать дронов с небольшой полезной нагрузкой и дешевой электронной начинкой вполне может сделать возможным создание групп из нескольких тысяч квадрокоптеров, которые под управлением постоянно обучающегося электронного алгоритма будут выстраиваться в сложные трехмерные построения. Как только это станет реальностью, нам потребуются меры по борьбе с множественными целями — роями — при том, что все существующие боевые самолеты созданы для ровно противоположной задачи.
Новая программа DARPA использует концепцию «системы систем» для расширения возможностей по нанесению распределенных ударов в районах присутствия противника
А как может выглядеть бой между двумя роями? Чтобы приблизиться к пониманию ответа на этот вопрос, обратите свое внимание на стаи скворцов.

Зайдите на YouTube и введите в поиск слово "сковорцы" - как только вы увидите десятки тысяч птиц движущихся вместе, вы поймете, что столкновения между роями ничем не будет похожи на те, в которых участвуют люди.

В рамках крупного столкновения роев (скажем, 1000 на 1000) каждый дрон каждую секунду будет находиться в состоянии «боя» с 10-20 врагами внутри целого облака атакующих друг друга устройств, производя при этом бесчисленное количество вычислений по «атакующим решениям» и «актуальному плану маневрирования» каждую микросекунду.

Единственный способ подготовки к подобному типу ведения боя в будущем — это создания плафторм, которые будут способны менять свое поведение (перепрограммироваться) на ходу. Зачем такая способность?

Для того, чтобы иметь возможность адаптироваться под поведение вражеского роя. Как и у современной техники, у роев дронов будет параметр предельных ТТХ, которые будут иметь такое же значение для победы, как и физические характеристики платформы.

Военный стратег Джон Бойд когда-то пришел к выводу, что техника может оказать влияние на исход боя, дав человеку возможность с большой скоростью менять свои скорость, угол атаки и позицию. Этот подход к ведению боя привел к созданию самых маневренных и смертоносных самолетов в истории.

Однако в его рамках подразумевается, что цикл Наблюдение-Ориентирование-Принятие решения-Действие (OODA, observation, orientation, decision, action) возлагается на человека. В формате боя между роями все эти задачи возлагаются на программное обеспечение, которое выполняет их практически на скорости света.
Беспилотники под названием "Цикады" (CICADAs) способны выполнять ряд важных функций во время боевых действий, при этом каждый из них умещается на человеческой ладони.
Также, в мире войн дронов операционные системы станут главной целью военных разведок. Помимо этого, при любом контакте с неизвестной системой маневрирования будет немедленно начинаться сбор информации, на основе которой люди и компьютерные алгоритмы будут вычислять возможные платформенные или программные уязвимости врага. И вот тут уже потребуется возможность изменять ПО роев на ходу, чтобы максимально эффективно использовать эти уязвимости — открытость процессов OODA на системном уровне.

Если вооруженные силы не воспримают серьезно тот факт, что техническую базу и программное обеспечение надо воспринимать как две раздельные вещи дополняющие друг друга, мы неизбежно окажемся позади тех, кто это понимает.

В мире, в котором способность вычислить, понять и проанализировать вражеские алгоритмы, а затем выработать контрмеры становится важным фактором в боевой обстановке, закон Мура станет актуален и в рамках ведения воздушного боя.
 
Для того чтобы сохранять господство в воздухе, вооруженные силы должны понять, что нужно создавать платформы, которые бы  максимально пользовались потенциалом современных вычислительных технологий как в виде программного обеспечения, так и процессорных мощностей.

А может все проще?

Многие могут сказать что, на самом деле уже сейчас можно уничтожить рой беспилотников  и что такое оружие придумали еще 50 лет назад, но никогда еще не применяли против роя беспилотников.
Речь идет о боеприпасах объёмного взрыва (БОВ) — боеприпасах, использующих распыление горючего вещества в виде аэрозоля и подрыв полученного газового облака. Именно так работают всеми любимые ТОС-1 (Буратино / Солнцепек) с термобарическими зарядами.  
Так может это и есть самое простое решение - добавить управляемым ракетам воздух-воздух термобарический заряд и сжигать все в воздухе?  
Возможно.

Давайте попробуем представить методы применения роя

Использование роя против крупной авиации

Все мы знаем чем грозит самолету встреча с птицей. Если прив встрече с плотью птицы обшивка самолета еще может выдержать удар, то при встрече с прочным корпусом дрона камикадзе  самолет точно не понесет значительные и с большой вероятностью фатальные потери. 
Пассажирский самолет авиакомпании British Airways при заходе на посадку в аэропорту «Хитроу» столкнулся в воздухе с неопределенным предметом
Применение дешевых беспилотников против дорогих современных истребителей наиболее логично, но без объединения в облако - по четко выстроенному алгоритму,  с множества неудобных углов, пусть и на не очень большой скорости. Это однозначно будет большая проблема. И управляемая ракета с термобарическим зарядом здесь не спасет однозначно. Нет роя, нечего сжигать.
Отлично может сработать применение роя при взлете и посадке самолетов - один беспилотник в двигателе и самолет уничтожен. В тоже самое время применять боеприпасы объемного взрыва на своем аэродроме подобно самоуничтожению. 
 

Применение в городских войнах

Наиболее целесообразно использование роя при ведении боевых действий на земле (в городе или на любой другой местности), среди множества объектов и солдат потенциального противника. 
Во всех этих случаях применение оружия массового поражения  типа термоборических ракет не целесообразно. Хотим мы того или нет надо искать другое решение.  Как в поле тушат пожар встречным палом, так и в случае борьбы с роем - нужен аналогичный ответ.  

Что же делать?

В марте 2015 года состоялся семинар на тему "Визуализация и тактика ведения наземных боевых действий в 2050 году". Семинар был организован Мэрилендским университетом (UMD) по поручению Исследовательской лаборатории Армии США (ARL) и Научно-исследовательского управления Армии (ARO). На проводимом мероприятии среди прочих, рассматривались вопросы  применения и методов борьбы с роем беспилотников.

Вот как описывают американские эксперты данный вопрос: 
Роботы в ходе тактических боевых действий в будущем будут обычно работать в группах или «роях», таким же образом, как солдаты действуют в составе подразделений в настоящее время. Эти самоорганизованные и/или совместно работающие совокупности роботов будут работать с разными степенями свободы (от полностью управляемых роботов до полностью автономной работы) в условиях динамически меняющихся правил ведения боя/приоритетов.

«Рои» и группы роботов (а также индивидуальные роботы) будут выполнять различные задачи. Например, они будут использоваться как независимые средства ведения атаки или как часть организованной атаки, использующей различные виды оружия, как коллективные силы обороны, а также как система датчиков.

На семинаре сочли, что такие совместные действия роботов/людей, очень возможно, станут обычными в 2050 году. Как отметил один из участников, широко известное видео, где роботы-квадрокоптеры исполняют на музыкальных инструментах тему из «Бондианы», уже дает ясное представление, на что может быть похожа совместная атака команды интеллектуальных боевых средств.
Осуществимость этой возможности подтверждается еще и возможностью масштабируемости действий «роя», а также относительной простотой производства и использования миниатюрных «роевых» роботов. Поскольку коллективные, совместные действия критически важны для выживания в оспариваемой среде, насыщенной датчиками и роботизированными боевыми средствами, потребуются значительные усилия в области исследований и разработки для получения таких средств, организующихся в «рои» или группы.

 Для уничтожения «роя» или группы роботов имеется большой выбор средств. Для противодействия появлению роботов в определенной области или для защиты этой области от роботов смогут использоваться физические сети, состоящие из набора препятствий.

«Рои» или группы роботов могут быть кинетически атакованы при помощи оружия для поражения групповых целей или огнем высокой плотности. Противодействие этому может состоять в распределении «роя» и концентрировании его только на короткий период времени, когда требуется совместное действие.
Заменят ли крупных хищников рои жалящих насекомых?
Еще одна контрмера против совместной группировки роботов будет включать атаку на их способности устанавливать связь друг с другом и/или «воспринимать» среду, в которой они действуют. Она может включать постановку помех, создание электромагнитного импульса, киберхакинг или атаку на средства связи роботов. Сети роботов могут быть созданы более динамичными и менее уязвимыми для таких атак, будучи оснащены несколькими альтернативными режимами связи, усложняющими влияние помех или иных атак на все эти режимы одновременно.

Другой подход к противодействию «роям» или группам роботов включает обратную разработку (reverse engineering) поведения группы роботов для создания прогнозирующей модели, которая будет полезна при разработке плана по предотвращению выполнения задания группой роботов. Способности противника понять и спрогнозировать действия роботов можно противодействовать при помощи введения случайного (стохастического) элемента в алгоритмы, которые определяют действия робота.