"Wieczór 19 października tego roku na lotnisku w Modlinie - samolot lecący z Leeds mija się w odległości 100m z przelatującym dronem. Dwa kolejne samoloty nie chcąc ryzykować zderzenia z bezzałogowcem kierują się na Lotnisko im. Fryderyka Chopina w Warszawie. Jak podaje Straż Graniczna sprawcy tego zdarzenia nie udało się ująć, więc nie wiadomo czy sytuacja się nie powtórzy. Zagrożenie dla pasażerów samolotu, wzrost kosztów dla linii lotniczych czy angażowanie służb w ściganie operatora drona - czy można temu zapobiec?"
Bezzałogowe statki powietrzne (BSP), czyli drony, stają się coraz częstszym narzędziem w rękach cywilów i wojskowych. Liczne zastosowania wynikają ze stosunkowo łatwej dostępności platform dronowych i zaawansowanego technicznie wyposażenia, które drony mogą zabrać na pokład. W najlżejszej i najtańszej wersji technologicznej są to kilkukilogramowe quadro- lub hexa-koptery ze zdalnym-modelarskim systemem sterowania prowadzonym przez operatora. W wersji bojowej z najwyższej półki są to amerykańskie Predatory o masie użytecznej około 1 tony i zasięgu 700 km lub latające na wysokości 20 km 10-tonowe platformy Global Hawk. Jednakże, istnieje wiele potencjalnych cywilnych zastosowań dla prostych konstrukcji dronów, np. obserwacje z niskiego pułapu i dużej rozdzielczości wykorzystywane w leśnictwie, rolnictwie i ochronie środowiska. Takie statki latające wypełniają lukę pozostawioną przez satelity (rzadkie przeloty, pokrywa chmur) i samoloty (drogie usługi, planowanie z wyprzedzeniem). Inne zastosowanie dronów to sytuacje kryzysowe, w których wspomagają one nie tylko ocenę szybko zmieniającej się sytuacji w terenie poprzez obserwacje, ale mogą wspierać też łączność lub dostarczać niewielkie przesyłki do służb kryzysowych lub do potrzebujących. Stąd już tylko krok do systemów budowanych w technologii podwójnego zastosowania, np. dla potrzeb zapewnienia bezpieczeństwa imprez masowych poprzez monitoring dronami z pułapu lotniczego, ochrony obiektów wojskowych i cywilnych o szczególnym znaczeniu, patrolowania obszarów przygranicznych. Typowo wojskowe zastosowania to obserwacje pola walki i agresywne użycie dronów jako nosicieli broni lub środków wybuchowych. Łączna wartość światowego przemysłu BSP wynosi (2015 r) 3,3 mld $ i zgodnie z przewidywaniami ma wzrosnąć do 90 mld $ w 2025 r. W Polsce mówimy o rynku wartym obecnie ponad 200 mln zł.
To, co z punktu widzenia naszych sił zbrojnych i służb jest uważane za znakomite narzędzie w ich działaniach, może stać się wielkim zagrożeniem, gdy jest wykorzystywane przez przeciwników lub osoby trzecie. Drony mogą stać się źródłem zagrożeń wywołanych przez trzy kręgi użytkowników: amatorów próbujących nietypowych zastosowań dronów, na ogół z pogwałceniem przepisów prawnych, grup przestępczych, które wykorzystują drony, by pokonać bariery, które bez ich pomocy byłyby nie do pokonania, np. mury więzień czy granice, terrorystów, dla których drony są łatwo dostępnym i tanim środkiem ataków bombowych. Kilka przykładów z ostatnich miesięcy i lat pokazuje powagę sytuacji i zakres zagrożenia.
W wojnie z ugrupowaniami ISIS w Syrii i Iraku wojska rządowe wiele razy doznały ataków z powietrza, gdy prymitywne drony terrorystów zrzucały granaty lub bomby na ich pozycje. Tak było, na przykład, podczas walki o odbicie Mosulu.
Służby policyjne i więzienne Wlk. Brytanii powołały specjalną wspólną jednostkę antydronową, która ma przeciwdziałać mocno już rozwiniętemu procederowi przemytu narkotyków i telefonów komórkowych do więzień. Wymierzono surowe kary kilku złapanym organizatorom przemytu. Podobna zjawisko występuje we Francji. Ostatnio dron dostarczył przesyłkę do więzienia w Valence na południu Francji. Służbom więziennym udało się przejąć drona, ale przesyłka zniknęła. Był to czwarty tego typu incydent we Francji w krótkim okresie czasu. Władze obawiają się, że po narkotykach i telefonach przyjdzie kolej na przemyt broni i materiałów wybuchowych bardzo pomocnych podczas prób ucieczki w więzienia.
Lotniska i otaczająca je przestrzeń powietrzna stanowią obszar szczególnie wrażliwy na niekontrolowany ruch dronów. Dwa zdarzenia opisane przez prasę ilustrują dobitnie jak niewiele brakuje niekiedy do katastrofy. Na jednym z najbardziej ruchliwych lotnisk, JFK w Nowym Jorku już kilka razy zaobserwowano drony. Te liczne incydenty wynikają, jak się wydaje, z małej wyobraźni i lekceważenia przepisów przez właścicieli dronów-zabawek. Inny przykład to zaobserwowanie i sfotografowanie dronu w sierpniu 2017 r podczas pokazów lotniczych marynarki wojennej USA nad jeziorem Waszyngton. Dron znalazł się ledwie 50 m od samolotów F18 Hornet wykonujących precyzyjne ewolucje na dużej prędkości.Podobny przypadek zdarzył się w październiku 2017r na lotnisku Okęcie w Warszawie gdzie dron znalazł się 100m od skrzydła samolotu pasażerskiego.
Ostatnie doniesienia dotyczą także zagrożeń dla sił zbrojnych. Zgodnie z informacjami www.endgadget.com dron wylądował na pokładzie największego brytyjskiego okrętu wojennego Queen Elizabeth II. Operatorem drona był fotograf, który chciał jedynie wykonać zdjęcia, a do lądowania zmusił go zbyt silny wiatr. Fotograf zawiadomił o incydencie brytyjskie dowództwo, ale sprawa nie spowodowała zbyt szerokiego rezonansu, być może dlatego, że okręt jeszcze w pełni wyposażony i nie znajdował się w stanie gotowości bojowej. Drugie wydarzenie to zderzenie małego, cywilnego drona z helikopterem sił zbrojnych USA odbywającym rutynowy lot na Staten Island w Nowym Jorku. Dron poważnie uszkodził helikopter, któremu, mimo to, udało się awaryjnie wylądować. Dron wzniósł się kilkadziesiąt metrów powyżej dopuszczalnego, dla tego typu obiektów latających, pułapu 130 m (400 stóp) i złamał zasadę, że loty dronów mogą odbywać się tylko na obszarach parków. Te i inne incydenty skłoniły armie amerykańską do wprowadzenia zasady, że niezidentyfikowane drony mogą być neutralizowane bez uprzedzenia, gdy tylko zbliżają się do obiektów wojskowych.
Polska prasa donosi o zagrożeniu dronami w kraju (lotniska, budynki rządowe) i tuż za naszymi granicami (ataki dronów na ukraińskie składy amunicji).
Zagrożenia powodowane przez drony wymuszają rozwój systemów antydronowych. Taki system ma dwa podstawowe zadania: wykrycie dronu w możliwie dużej odległości od obiekt potencjalnie zagrożonego atakiem i jego neutralizację. Istnieje wiele metod wykrywania dronów. Należą do nich obserwacje optyczne i w podczerwieni, monitoring radarowy, radiolokacja, tj. wykrywanie sygnałów emitowanych przez drony, metody nasłuchu akustycznego. Każda z nich ma swoje wady i zalety oraz preferowane (optymalne) warunki działania, zatem najczęściej łączy się kilka sensorów różnych rodzajów, by zwiększyć szanse rozpoznania i wykrycia dronu.
Gdy dron zostanie już wykryty należy podjąć szybką decyzję o jego unieszkodliwieniu lub dalszym śledzeniu jego lotu. Stosowane zazwyczaj na wojnie proste środki strzeleckie (karabiny, strzelby, rakiety) należy stosować z umiarem, by nie narażać ludności cywilnej na szkody uboczne. Najczęściej stosowana metoda to zakłócenie łączności radiowej pomiędzy operatorem a dronem, które powoduje przejście dronu w stan awaryjny, czyli lądowanie blisko punku utraty łączności. Zakłócenie wywoływane jest przy pomocy strzelby (lancy) elektromagnetycznej wyposażonej w antenę kierunkową wycelowaną w otoczenie drona. Taka broń nie wymaga dużych mocy (1-20 W) i nie niszczy drona. Silniejszy impuls powoduje zniszczenie elektroniki drona, zatem unieszkodliwia go ostatecznie. Taki sam efekt wywołuje strzał z lasera dużej mocy (50 kW w impulsie), który spala osłonę czułej elektroniki drona i samą elektronikę. Istnieją wreszcie metody fizycznego złapania drona, między innymi poprzez wyrzucaną w jego kierunku siatkę z drona przechwytującego. Jeśli decydujemy się na złapanie lub przechwycenie drona, kolejnym wyzwaniem jest wybór sposobu i miejsca lądowania. Proponowane są: opuszczenie drona na spadochronie lub odholowanie go przez własnego drona. Jest to o tyle istotne, że wybuch uzbrojonego drona powinien nastąpić w miejscu, w którym zagrożenie dla ludzi i infrastruktury jest nieszkodliwe lub minimalne.
Systemy antydronowe mogą być stacjonarne, np. w przypadku ochrony budynków o szczególnym znaczeniu (siedziby władz państwowych, parlamentu, obiekty wojskowe) lub mobilne, w sytuacjach gdy ochronie podlegają duże grupy ludzi podczas imprez masowych, demonstracji, ćwiczeń i manewrów.
Ostatnie lata to intensywny rozwój systemów antydronowych na świecie i w Polsce. Duży rynek instytucjonalny (infrastruktura cywilna i wojskowa) gwarantuje, że wczesne inwestycje przyniosą duży dochód. Trwa więc wyścig technologiczny, w którym decydują nie tylko rozwiązania techniczne, ale inwencja i elastyczność w reagowaniu na potrzeby zamawiających.
Potencjalni polscy użytkownicy systemów antydronowych są świadomi, że nadszedł czas wdrożenia tej nowej technologii i szukają dostawców, w pierwszym rzędzie w Polsce. Tegoroczne targi przemysłu zbrojeniowego w Kielcach, pokazały, że przynajmniej trzy polskie przedsiębiorstwa lub konsorcja planują produkcję systemów antydronowych (www.defence24.pl). Dwa z nich związane są z przedsiębiorstwami Polskiej Grupy Zbrojeniowej. Trzecim producentem jest firma Hertz Systems z Zielonej Góry, specjalizująca się od dawna w systemach bezpieczeństwa, nawigacji satelitarnej, a ostatnio również w systemach radarowych i produktach na rynek satelitarny. Hertz rozwinął własny system antydronowy Jastrząb, który wykorzystuje do wykrywania dronów wykonane w technologii podwójnego zastosowania pracujący dookólnie radar na platformie samochodowej, a do ich zwalczania elektromagnetyczny neutralizator emitujący w szerokim zakresie częstotliwości.
Podstawowy element obserwacyjny systemu Jastrząb to obrotowy radar monitorujący przestrzeń powietrzną w trybie ciągłym z pokryciem 360 stopni w azymucie. Radar ma zasięg 5 km, potrafi wykryć nawet małe drony o masie mniejszej niż 3 kg. Radar wyposażony jest w bogato oprogramowany system wspomagający analizę wykrytych obiektów. System potrafi odróżnić drony od ptaków, potrafi też dokonać klasyfikację drona, gdy ten jest w odległości 1-2 km. Ĺšledzenie i rozpoznanie jest automatyczne, a każdy wykryty obiekt generuje alert i powiadomienie operatora. W wersji stacjonarnej stacje radarowe otaczają dozorowany teren i zapewniają bezpieczeństwo także w strefie rozciągającej kilka kilometrów poza granicą chronionego obiektu. Wersja stacjonarna systemu jest dodatkowo wyposażona w kamery sprzężone z radarem, zatem od momentu wykrycia BSP operator dysponuje też informacją optyczną. System stacjonarny może być stosowany w celu antydronowej ochrony lotnisk, obiektów wojskowych, budynków rządowych i więzień. Inne funkcjonalności systemu radarowego, o których warto wspomnieć, to: wizualizacja danych z radaru na mapie (zwykłej lub topograficznej wojskowej), interfejs do integracji z istniejącym systemem bezpieczeństwa, możliwość wykrywania płatowych i wirnikowych BSP i ich odróżniania, pozycjonowanie i wizualizacja trasy BSP (odnawianie co 1 sek), wyłączenie wybranych stref z dozoru i automatyczne włączenie alarmu dźwiękowego w momencie wykrycia zagrożenia. Stosowanie radaru w systemie Jastrząb wymagało uzyskania pozwolenia z UKE.
Neutralizator stanowiący kolejny element Jastrzębia został skonstruowany z myślą o wygodzie użytkownika i łatwości użycia. Wyglądem przypomina karabin i ma szereg części stosowanych w karabinach (kolba, uchwyt, język spustowy), tylko zamiast lufy ma zamontowaną antenę kierunkową emitującą sygnał elektromagnetyczny w kierunku drona. Po krótkim przeszkoleniu, każdy użytkownik jest w stanie obsłużyć neutralizator. W systemach stacjonarnych neutralizatory są sprzężone z radarem i po otrzymaniu informacji o obiekcie są automatycznie kierowane w jego stronę. Potwierdzenie przez operatora decyzji o neutralizacji powoduje strzał impulsu e-m.
System Jastrząb jest stale doskonalony przez zespół inżynierów Hertz Systems. Pokazy, ćwiczenia i ochrona odbywających się imprez (np. Tall Ship Races 2017 w Szczecinie) przynoszą wiele interesujących pomysłów dotyczących usprawnienia systemu. Prowadzone są prace badawczo-wdrożeniowe (wkrótce rusza projekt NCBiR), które koncentrują się na następujących innowacjach: zastosowanie kamer termowizyjnych, zwiększenie zasięgu rozpoznania powyżej 5 km poprzez rozwój oprogramowania, wyposażenie neutralizatora w elektroniczny wizjer ułatwiający celowanie, tworzenie elektromagnetycznego płotu wokół dozorowanych obiektów, wprowadzenie systemu rozpoznania BSP wg. klucza swój – obcy, ochrona obiektów przed zorganizowanym atakiem roju dronów, monitorowanie użycia neutralizatora i jego pozycji, lokalizacja operatora drona i rozwój systemu niszczącego elektronikę BSP.
Wysiłki Hertz Systems w udoskonalaniu Jastrzębia nie pozostają bez echa w środowisku potencjalnych użytkowników systemu, czego dowodzą dyskusje i oceny podczas licznych praktycznych prezentacji działania systemu, a czego najlepszym dowodem jest Nagroda Specjalna Komendanta Głównego Policji przyznana podczas Targów MSPO w Kielcach w 2017 r.
Rysunek 1. Mobilna wersja systemu jastrząb z dookólnym radarem na platformie samochodowej i operatorem wyposażonym w elektromagnetyczny neutralizator.
Rysunek 2. Neutralizator Jastrzębia
Rysunek 3. Projekt stacjonarnego systemu ochrony lotniska oparty o urządzenia Jastrząb.
Ĺąródło publikacji: Zygmunt Rafał Trzaskowski dla Hertz Systems
Artykuł Sponsorowany
