Виклик джемінгу
Жулинський служив в українській армії мінометником, де глибоко зрозумів потреби солдатів на фронті. Його захоплювали квадрокоптери Mavic, які команда використовувала для пошуку цілей та стрільби під прицілом. Влітку 2022 року машина, на якій їхав Жулинський, налетіла на міну, вбивши двох членів його команди та серйозно поранивши його самого.
Через отримані травми Жулинський не зміг повернутися до дійсної служби, але він все ще хотів допомогти у військових діях. Дрони-камікадзе FPV починали набувати популярності, і Жулинський разом з деякими колегами заснували 3DTech для виробництва дронів. Компанія співпрацювала з українським технологічним інкубатором BRAVE1, і до літа 2023 року вони постачали українським збройним силам FPV під назвою «Хизаки». На відміну від деяких своїх російських колег, 3DTech постійно вдосконалювала та коригувала свою конструкцію у відповідь на відгуки з фронту.
«Щомісяця з’являються нові методи та технології, і нам потрібно йти в ногу з ними», — каже Жулинський. «Ми активно шукаємо, тестуємо та впроваджуємо нові технології, оскільки сучасна війна розвивається дуже швидко».
Глушіння, як завжди, залишалося проблемою, оскільки обидві сторони заповнили свої лінії фронту портативними засобами радіоелектронної боротьби, щоб перешкоджати зв’язку безпілотників. Це швидко стало серйозною проблемою. У березні генерал Шилл, начальник штабу французької армії, заявив, що глушителі вивели з ладу 75% безпілотників в Україні , і він очікує, що це число зросте.
«Солдати повідомляли, що на деяких ділянках фронту спостерігається дуже висока концентрація систем радіоелектронної боротьби (РЕБ), особливо там, де розташовані важливі цілі противника», — каже Жулинський. «Багато цінних цілей були повністю недосяжними через ці потужні системи РЕБ».
Українські (і російські) розробники використовували різноманітні методи, щоб зробити свої дрони більш стійкими до глушіння. Але кожен крок зустрічається зустрічними кроками розробників глушилок, і постійні оновлення необхідні лише для того, щоб дрони продовжували літати. Ідеальним рішенням було б здатне перемогти будь-яку глушилку.
«Ми звернули свою увагу на єдиний канал зв’язку, який можна використовувати в таких умовах, — оптоволоконний зв’язок», — каже Жулинський.
Риболовля для велосипедистів
Жулинський каже, що деякі розробники експериментували з волоконною оптикою на початку війни, але тоді інтересу до неї було мало, оскільки радіозв’язок все ще працював добре. Коли фронт був насичений глушильними установками, 3DTech знову звернула увагу на цю технологію.
Однією з найбільших проблем був кабель, який, як і інші види скла, міцний, але крихкий.
«Ми зіткнулися з проблемами під час транспортування та використання дронів, оскільки оптоволоконні кабелі можуть легко зламатися або обірватися. Це спонукало нас створити спеціалізовані системи для рівномірного змотування та розмотування кабелю під час польоту, щоб запобігти провисанню та заплутуванню».
Кріплення котушки на дрон спричинило певні труднощі, враховуючи необхідність уникати контакту з пропелерами дрона та запобігання його зачіпленню за перешкоди.
Оптоволоконний кабель міг бути напрочуд міцним. Жулинський розповідає інцидент під час першого випробувального польоту. Група велосипедистів перетнула дорогу дрона; Жулинський, керуючи дроном, неправильно оцінив відстань. Наступного разу він відчув, як хтось смикнув за кабель, немов риба за волосінь. Волосінь зачепила одного з велосипедистів і збила його з велосипеда.
«Трос не обірвався, що доводить його міцність, але нам довелося щиро вибачитися, бо велосипедист був незадоволений ситуацією», – каже Жулинський.
Рання тестова версія мала лише 1 кілометр [0,6 милі] мотузки, але вона довела, що техніка працює.
«Нас вразила швидкість передачі даних та відсутність перешкод», — каже Жулинський. «Єдина проблема — це вага котушки. Пізніше ми зібрали робочі версії дрона з 5-кілометровою [3,1 милі] котушкою та відвезли їх на передову, щоб отримати відгуки від наших військовослужбовців. Вони були дуже вражені продуктом і надали кілька рекомендацій щодо покращення, які ми почали впроваджувати».
Проблеми та можливості пілотування
Троси розмотуються під час руху дрона, тому немає натягу (хіба що велосипедист на нього наїде). Але хоча трос має хорошу міцність на розтяг, існують проблеми з пілотуванням: він крихкий, якщо його згинати більше ніж на 45 градусів, або він заплутується.
«Пілотам справді потрібно бути обережнішими», — каже Жулинський. «Хоча наша система кріплення котушок мінімізує ризик перерізання кабелю, пілотам все одно потрібно пам’ятати про оптоволоконний кабель, що знаходиться позаду, та уникати різких або швидких маневрів, які можуть призвести до перерізання кабелю гвинтами».
Також є додаткова вага. Механізм намотування важить 300 грамів, а 5 кілометрів кабелю важать 1,25 кг, тому система з дальністю польоту 10 кілометрів несе додаткові 2,8 кілограма, що значно зменшує доступне корисне навантаження. Тому Жулинський каже, що для більшої дальності польоту використовувалися більші дрони. 13-дюймовий дрон може нести достатньо кабелю для 10 кілометрів, а також 2-кілограмову / 4,4-фунтову боєголовку. Більша дальність польоту була б можлива з більшими дронами, такими як Queen Hornet.
Оптоволоконне керування також відкриває нові можливості. Оскільки радіокерування залежить від прямої видимості, FPV-модулі повинні залишатися високо, щоб підтримувати контакт перед останнім зануренням.
«Деякі ділянки лінії фронту мають складний рельєф, включаючи перепади висот, долини та ліси, що ускладнює використання радіокерованих дронів. Волоконно-оптичні дрони повністю усувають ці проблеми», — каже Жулинський.
Як уже показали російські вандали, оптоволоконні дрони можуть літати на надзвичайно низькій висоті – аж до висоти колін – і з’являтися під несподіваними кутами.
«Ворог часто очікує, що дрон атакуватиме зверху, тому він схильний спостерігати за небом. Однак дрони з оптоволоконним керуванням можуть наближатися до цілей поза полем зору противника, летячи на низьких висотах, що підвищує їхню ефективність і додає елемент несподіванки».
Міські воїни оптоволоконної системи
Обмеження прямої видимості означає, що більшість дронів втрачають зв’язок, коли вони знаходяться всередині будівлі на відстані більше кількох футів.
«Оптичне керування забезпечує стабільне з’єднання навіть у закритих приміщеннях, де звичайні радіосигнали можуть бути блоковані стінами або бар’єрами», — каже Жулинський.
Робота у вузьких місцях без пошкодження кабелю вимагає складного механізму розмотування, щоб уникнути його заплутування.
«Після вдосконалення системи кріплення для оптоволоконної котушки ми досягли дуже високої маневреності дронів. Вони можуть зависати, повертатися на місці та орієнтуватися навколо як малих, так і великих об’єктів на низьких та високих швидкостях», — каже Жулинський. «Така маневреність дозволяє дрону легко досліджувати кожну кімнату в будівлі або отримувати доступ до складніших укриттів».
Російські безпілотники Vandal вже показали, як вони можуть вражати цілі всередині будівель, а REBOFF можуть летіти набагато глибше.
Це відкриває можливості використання дронів для міських або підземних боїв, які виходять попереду або навіть замість піхотинців, перевіряючи будівлі та атакуючи цілі, поки їхні оператори залишаються на безпечній відстані. (Ізраїльська компанія XTEND розробляє подібний підхід, використовуючи оптоволоконні кабелі для своїх дронів. Інші, ймовірно, наслідують цей приклад.)
Волоконно-оптичні дрони в дії
REBOFF успішно завершив військові випробування, і 3DTech готує першу партію до поставки. Ймовірно, їх буде застосовано в дії одразу після доставки.
Водночас дрони проходять сертифікацію, щоб їх можна було придбати через стандартний процес військових закупівель. Жулинський каже, що з наявними ресурсами вони можуть виготовити тисячу RedOFF «за відносно короткий проміжок часу». Після цього все залежить від зростання попиту.
Тим часом низка інших українських розробників працюють над волоконно-оптичними дронами, а також німецька компанія HIGHCAT продемонструвала свою технологію Україні . Технологія не є дорогою, і хоча існують технічні труднощі, вона, ймовірно, швидко поширюватиметься.
3DTech вже розглядає можливості вдосконалення для наступного покоління. Серед них тонший і легший оптоволоконний кабель, що забезпечує більшу дальність польоту або корисне навантаження. Вони також планують інтегрувати систему наведення на терміналі зі штучним інтелектом, щоб збільшити відсоток влучань і зменшити потребу в кваліфікованому пілоті. Оптоволоконне волокно означає, що дорогий блок штучного інтелекту можна розмістити в блоці керування оператора, а не загубити його разом із дроном.
Інші розробки включають комбінації радіо та волоконно-оптичного зв’язку для оперативної гнучкості, а також впровадження волоконно-оптичного зв’язку для материнських кораблів-дронів. Це носії дронів, які зможуть розширити операції на полі бою, доставляючи в тил противника нечутливі до перешкод FPV.
Жулинський каже, що ту саму технологію можна застосувати до наземних роботів та дистанційно керованої зброї, такої як « Коса смерті ». Волоконна оптика, ймовірно, буде безцінною скрізь, де високоінтенсивне глушіння робить радіокеровані дрони неефективними.
«Безпілотні літальні апарати з оптоволоконним керуванням – це інноваційна та перспективна технологія, яка може вирішувати завдання, що виходять за рамки можливостей традиційних безпілотників. Наша мета – зробити цю технологію максимально доступною та ефективною для допомоги нашим військовим», – каже Жулинський. «Але цей проєкт стосується не лише технологій; він спрямований на реальний внесок у безпеку та ефективність наших військових на передовій».
