"До біса хороша": українці застосовують нову стратегію для захисту неба, - The Economist

На початку вторгнення Росії перспективи України щодо захисту повітряного простору виглядали поганими. Радарне покриття країни було неоднозначним ще до того, як її радіолокаційні станції зазнали атаки. Багато безпілотників і крилатих ракет летіли надто низько, щоб їх помітити. Але ситуація змінилася.

Як пише The Economist, через чотири дні після початку вторгнення група амбітних українських розробників сформувала підрозділ під назвою "Technari" та розробила систему для виявлення та відстеження російських повітряних атак. Це застосунок та модель штучного інтелекту, що дозволяє громадянам України повідомляти про об’єкти в небі одним натисканням кнопки.

Це виявилося приголомшливо ефективним. Група Technari сподівається на ще більші успіхи, оскільки починає обробляти звуки потенційних повітряних загроз, які вловлюють мікрофонні мережі, розташовані по всій Україні.

"Робота компанії – маленька частина тихого, але драматичного українського експерименту з протидії авіаційним атакам. Кілька інших підрозділів уже користуються мережами мікрофонів, які передають звуки українським операторам ППО. Ці інновації часів війни виявилися настільки успішними, що скоро їх приклад можуть наслідувати й інші країни", - пише видання.

Мікрофонні мережі досягли значного прогресу за останні два десятиліття, особливо у захисті західних солдатів в Афганістані та Іраку. Але аналіз звукових хвиль для ППО довгий час вважався недоцільним. Мері "Міссі" Каммінгс, колишня американська пілотеса винищувача, скептично коментує цю технологію, називаючи її "читання з чиєїсь долоні".

Досвід України змінив ситуацію, каже Джеймс Гекер, який командує американськими ВПС у Європі. Він описує українську інновацію в області акустичного зондування як "надзвичайну".

Порівняно з радаром, українські мікрофонні мережі дешевші та не випромінюють сигналів, які могли б виявити російські сили. І в той час, як розумна інженерія може різко зменшити радіолокаційну помітність літака, рух через повітря створює звук. Акустичне виявлення найкраще працює на малих висотах, де літає більшість бойових безпілотників. Генерал Гекер вважає, що тепер ця технологія життєздатна на висоті приблизно 3000 метрів, а радар може контролювати висоту без перешкод від землі.

Феномен Zvook
Прикладом вдалої розробки став львівський стартап Zvook, який розмістив високоякісні мікрофони поблизу міста. Отримані записи були використані для навчання програмного забезпечення із визначення акустичних сигнатур загроз, починаючи від невеликих дронів і закінчуючи ракетами та літаками з екіпажем, не враховуючи звуків цивільного життя.

Дрони можна виявити на відстані до 5 км. Для крилатих ракет дальність близько 7 км. Щоб це зробити, Zvook розробив вигнуті "акустичні дзеркала" діаметром півметра, які концентрують звукові хвилі на мікрофонах. Більшість прослуховувальних станцій мають дві для дуги охоплення близько 200°. Обробка відбувається на комп'ютері.

Станції прослуховування Zvook менші за взуттєву коробку. Вартість - приблизно 500 доларів за штуку. Для порівняння, радар, здатний виявити невеликий дрон на відстані 5 км, може коштувати 500 000 доларів. Тому мережа мікрофонів може бути відносно щільною, а точність зростає разом із кількістю станцій, які чують звук. Телекомунікаційна компанія "Київстар" безкоштовно встановлює комплект Zvook на своїх вежах стільникового зв’язку, здійснює технічне обслуговування та передає дані. У місцях без функціонуючих веж стільникового зв’язку, наприклад, поблизу, система часто ховається в траві без громіздких акустичних дзеркал, які можна помітити. Живлення здійснюється завдяки акумулятору або сонячній панелі.ц

Виявлення Zvook зазвичай з’являються в армійській комп’ютерній програмі Delta за 12 секунд. Мар’ян Сулим, сержант ППО та керівник Zvook, каже, що рівень помилкових спрацьовувань зараз становить близько 1,6%. Щоб забезпечити додаткову перевірку, користувачі Delta отримують дев’ятисекундний кліп відповідного звуку. Встановлено приблизно 270 станцій Zvook, усі передають дані армії. Радар часто вмикається лише у відповідь на сповіщення. Допомога Zvook у зриві авіаударів, особливо по Харкову, дозволила Сулиму зосередити свої зусилля на великому розширенні мережі.

Точність також має підвищитися. Для більш ефективної тріангуляції джерела звуку Zvook розробляє спеціальний масив із чотирьох мікрофонів для підключення до станцій прослуховування. Це повинно дозволити визначити напрямок походження звуку з точністю приблизно до 5°. Сулим сподівається, що цього буде достатньо, щоб запускати перехоплювачі без необхідності попереднього огляду з наземного радара. Військовий персонал повинен протестувати першу партію з 15 цих тріангуляційних матриць наступного місяця.

Sky Fortress
Набагато більшу мережу акустичного виявлення розробила таємна українська група під назвою Sky Fortress. Вона складається з кількох тисяч станцій прослуховування, а заплановано ще тисячі. Хоча її початкові станції прослуховування фіксували та обробляли звук за допомогою смартфонів Android, мережа, як і Zvook, тепер використовує спеціальні мікрофони та мікрокомп’ютери. Дані надходять в українську систему командування і управління, відому як "Віраж". Sky Fortress здебільшого фінансується за рахунок пожертвувань, що є дивовижною розробкою для протиповітряної оборони.

Експерт Рікі Еллісон - один з небагатьох, хто знайомий з цим проєктом. За його словами, Sky Fortress став таким масштабним і "таким до біса хорошим", що тепер він виявляє більшість російських боєприпасів, які летять низько в Україну. Російські підрозділи почали приглушувати або іншим чином змінювати акустичні сигнатури своїх безпілотників, але алгоритми виявлення швидко адаптуються.

Частотні спектрограми, надані українським полковником, який побажав залишитися невідомим, показують, що дрони мають чіткі звукові характеристики.

Російський Malik
Росія відповідає тим же. Компанія Tallamkho Design Bureau нещодавно оголосила, що її нова мікрофонна система Malik може захищати російські окопи та інші позиції, виявляючи українські безпілотники з відстані приблизно 330 метрів. Менша система Malik кріпиться до солдатської форми.

Кілька тижнів тому набір Sky Fortress тихо продемонстрували на полігоні в Європі. Представники 11 країн НАТО бачили виявлення крилатих ракет та безпілотників. Еллісон каже, що заплановано ще дві такі події. НАТО розглядає можливість розміщення мікрофонів для своєї протиповітряної оборони, каже генерал Гекер. Кілька міністерств оборони на сході військового альянсу вже закуповують акустичне спорядження для ППО.

Деякі заповзятливі українські технологи оснащують дрони для бойових дій мікрофонами, щоб допомогти їм зрівнятися з російськими суперниками в повітряних боях.

Посилення української ППО
У липні Повітряні сили Збройних сил України показали, як американський зенітний комплекс HAWK ("Яструб") захищає наше небо від ворожих повітряних цілей. Ця зброя призначена для ліквідації різних ракет, однак нашим воїнам вдалося завдяки ній збивати і дрони типу "Шахед".

Останніми місяцями союзники України відреагували на дедалі наполегливіші заклики президента Володимира Зеленського про надання більшої кількості систем ППО великої дальності. І тепер найбільшою проблемою ППО України стане нестача ракет, а не пускових установок та радарів, що їх підтримують.

Нещодавно США закликали союзників по НАТО передати Україні всі доступні системи ППО, якими вони можуть поділитися.