W trakcie początkowych ataków dronowych na wojska ukraińskie – które wkroczyły do rosyjskiego obwodu kurskiego – wozy bojowe i pojazdy ukraińskich żołnierzy, także te otrzymane od Zachodu, chociaż były wyposażone w zagłuszarki, nie wyeliminowały ani jednego rosyjskiego bezzałogowca. Ukraińcy byli bezbronni. Okazało się, że nie mogli nic zrobić, ponieważ Rosjanie zaatakowali kolumnę tak zwanymi dronami na uwięzi typu Książę Wandal Nowogrodzki, czyli dronami FPV z podczepioną szpulą kabla światłowodowego. Potem Rosjanie atakowali przy ich pomocy również na innych odcinkach frontu.
Sterowane za pomocą kabla światłowodowego drony, znane również jako drony tetherowane, nie boją się żadnego zagłuszacza sygnału GPS. Ten sposób komunikacji – za pomocą przewodu, zamiast sygnałów radiowych – sprawia, że drony są całkowicie odporne na urządzenia wykorzystywane do walki elektronicznej. Są całkowicie niewidoczne w widmie radiowym, dlatego nie namierzą ich detektory innych dronów ani żaden system zagłuszania elektronicznego. Nie można także zlokalizować miejsca startu drona – i co najważniejsze – namierzyć operatora, bo nie emituje on sygnałów radiowych.
Światłowodowe rozwiązania dronowe – znane i wykorzystywane od dawna
O tym, że Rosjanie wprowadzili drony na uwięzi kierowane światłowodem dowiedzieliśmy się już w marcu 2024 roku z informacji Serhija „Flasha”, ukraińskiego eksperta do spraw łączności wojskowej i walki elektronicznej, który opublikował zdjęcia takich urządzeń w mediach społecznościowych. Widać na nich, jak wyposażony w kabel światłowodowy dron rozwija go ze szpuli, nawiguje w powietrzu, utrzymując komunikację ze swoim operatorem. Ich zastosowanie było jednak incydentalne, a efekty nie tak spektakularne, jak w trakcie ataku pod Kurskiem.
Oczywiście wykorzystanie światłowodów do sterowania bronią nie jest samo w sobie niczym innowacyjnym. Na tej samej zasadzie działają przykładowo niektóre systemy kierowanych pocisków przeciwpancernych, jak chociażby produkowany w polskich zakładach Mesko przeciwpancerny pocisk rakietowy Spike LR2 na izraelskiej licencji producenta broni Rafael, który ciągnie za sobą szpulę światłowodową, rozwijając ją na odległość do 5,5 km.
Teraz tego typu drony stały się jednak potężną bronią. To kolejny dowód jak ogromną rolę odgrywają bezzałogowce we współczesnej wojnie i jak szybko rozwijają się technologie do ich zwalczania. Każdego dnia obie strony zestrzeliwują od kilkudziesięciu do kilkuset dronów, które używane są na niespotykaną wcześniej skalę. Stąd ciągłe poszukiwanie rozwiązań, które pozwoliłby uzyskać przewagę w wojnie dronowej i decydować o wynikach na polu bitwy. Dlatego ewolucja bezzałogowców, pozwalająca na przewagę technologiczną, to ważny trend w nowoczesnej wojnie.
Wady dronów na uwięzi w sektorze obronnym
Początkowo wojskowi bez entuzjazmu podeszli to systemów światłowodowego naprowadzania dronów. Specjaliści wskazywali, że ciągnący się za dronem przewód ogranicza jego manewrowość i grozi zaplątaniem się kabla, zwiększając zawsze istniejące ryzyko, że przewód pęknie gdzieś na tej 10-kilometrowej linii i UAV czy FPV zostanie utracony na dobre. Kabel obniża też prędkość operacyjną oraz czas, a zatem i możliwości wykonywanych misji.
Lista wymienianych wad jest oczywiście dłuższa. Oprócz ograniczonej mobilność i zdolność do eksploracji szerszych obszarów oraz ryzyka uszkodzenia kabla wymienia się również zależność od infrastruktury naziemnej. Funkcjonowanie dronów tetherowanych jest ściśle związane z dostępnością odpowiedniej infrastruktury naziemnej. Brak możliwości rozstawienia stacji kontrolnej może uniemożliwić użycie drona w trudno dostępnych terenach.
Do tego dochodzą wyzwania techniczne. Pomimo widocznych postępów technologicznych, konstrukcja systemu dronów tetherowanych wymaga precyzyjnej i skomplikowanej inżynierii. Problemy techniczne związane z połączeniami i transmisją danych mogą wymagać zaawansowanych rozwiązań i serwisowania.
Jednak ten rodzaj kierowania dronami – choć krytykowany – może być zaskakująco ważnym ulepszeniem możliwości powietrznych bezzałogowców. Czyni on bowiem wojnę elektroniczną nieskuteczną, ale także, dzięki metodom wywiadu sygnałowego, takim jak monitorowanie komunikacji radiowej między dronem a jego pilotem, zapewnia operatorom wysokiej jakości obrazy i co bardzo ważne, uniemożliwia przeciwnikowi namierzenie operatora, co jest niezmiernie łatwe w przypadku żołnierzy operujących dronami za pomocą fal radiowych.
Oprócz problemów i wyzwań tethering w przypadku dronów przynosi również wiele korzyści. Ukraińscy wojskowi przyznają, a ich doświadczenia są szczególnie cenne, że zdarza się, iż niektóre odcinki linii frontu mają trudny teren – w tym zmiany wysokości, doliny i lasy – co utrudnia korzystanie z dronów sterowanych radiowo. Nawet nieznaczny wiatr może na większych wysokościach drastycznie pogarszać czas lotu w zawisie. Drony światłowodowe całkowicie eliminują te problemy. Do tego wróg często spodziewa się, że dron zaatakuje cel z góry, więc uważnie obserwuje niebo. Jednak drony światłowodowe mogą zbliżać się do celów poza polem widzenia wroga, latają bowiem z reguły na małej wysokości, co zwiększa ich skuteczność i dodaje element zaskoczenia.
Zalety i przewagi dronów na kablu światłowodowym
Niewątpliwą zaletą jest też nieograniczony czas lotu. Dzięki stałemu zasilaniu z ziemi, drony z kablami światłowodowymi mogą utrzymywać się w powietrzu praktycznie przez nieograniczony czas, co jest niezwykle przydatne w przypadkach monitoringu ciągłego, na przykład nadzoru infrastruktury krytycznej, imprez masowych czy też misji ratowniczych. Dodatkową zaletą jest też stabilność połączenia. Kabel łączący dron z naziemną stacją kontrolną zapewnia stabilne i szybkie przesyłanie danych i jest odporne na zakłócenia elektromagnetyczne. I nie chodzi tu nawet o celowe zakłócenia związane z walką elektroniczną. Każdy operator bezzałogowych statków powietrznych wie bowiem, że nawet burze słoneczne (magnetyczne), czyli silne wybuchy na Słońcu, mogą powodować czasowe zakłócenia kontrolerów radiowych bezzałogowców pojawiające się przez kilkanaście godzin, a nawet kilka dni po burzach słonecznych. W tradycyjnych dronach zasilanych bateriami połączenie bezprzewodowe może być również zakłócone przez inna czynniki środowiskowe, co jest minimalizowane w przypadku dronów na uwięzi.
Nie bez znaczenia jest także efektywność kosztowa. W dronach na uwięzi nie ma potrzeby wymiany i ładowania baterii, co redukuje koszty eksploatacyjne. Drony te potrzebują mniej serwisowania, a to znacznie zmniejsza wydatki związane z ich utrzymaniem.
Cywilne możliwości zastosowania dla dronów na uwięzi
Drony sterowane za pomocą kabla światłowodowego doskonale nadają się do wykonywania niektórych zadań znacznie lepiej niż inne.
Faktem jest, że już długo przed wojną w Ukrainie drony tetherowane służyły zarówno jako zabawki, ale także jako profesjonalne bezzałogowce wykorzystywane w cywilnym sektorze przemysłowym. Wykorzystywane są głównie przez instytucje cywilne do mapowania, kontroli czy dla potrzeb badawczych i naukowych. Szerokie zastosowanie znajdują również w rolnictwie – do precyzyjnych oprysków lub zasiewów.
Nie ulega jednak wątpliwości, że drony na uwięzi, znane również jako drony tetherowane, to obecnie nowoczesne urządzenia latające, a technologia światłowodowego naprowadzania zdobywa coraz większą popularność i zastosowanie w nowych dziedzinach.
Tego typu bezzałogowce świetnie sprawdzają się między innymi do monitorowania infrastruktury krytycznej, takiej jak elektrownie, rurociągi i mosty. Możliwość długotrwałego lotu pozwala na ciągłe nadzorowanie i wykrywanie potencjalnych awarii lub zagrożeń.
Koleiny przykład to nadzór nad imprezami masowymi. Podczas dużych wydarzeń, takich jak koncerty, festiwale czy zawody sportowe, drony tetherowane mogą zapewniać monitoring tłumu i zwiększać bezpieczeństwo uczestników. Stałe zasilanie pozwala na całodniowe operacje bez przerw i obaw o ewentualne zakłócenia radiowe.
W sytuacjach kryzysowych, takich jak katastrofy naturalne czy wypadki, drony na uwięzi mogą dostarczać ciągłe obrazy sytuacyjne, wspierając koordynację działań ratunkowych i poprawiając efektywność operacji.
Nadają się także doskonale do nadzorowania granicy. Rozmieszczone w strategicznych punktach granicznych mogą zapewnić ciągły nadzór i detekcję nielegalnych przekroczeń granicy lub prób przemytu towarów, które dokonywane są nawet za pomocą bezzałogowców czy balonów. Nic zatem dziwnego, że technologia ta zainteresowała służby wojskowe wielu krajów.
Nieograniczony czas lotu pozwala na ich wygodne i sprawne wykorzystanie do obserwacji, monitoringu czy zwiadu. Na rynku znajduje się wiele konstrukcji, a część z nich jest mobilna, co pozwala prowadzić obserwację znacznych obszarów na przykład z samochodu. Oferowane są również w Polsce, między innymi przez firmę Dilectro Enterprise. Przykładem klasycznego drona tego rodzaju jest Elistair Orion 2 TE, jeden z najbardziej zaawansowanych dronów na uwięzi o zasięgu do 10 km i wysokość zawisu w powietrzu 100 m.
Military Tethered Drone Orion Mobile. fot. Dilectro Enterprise
Wyposażono go w sześć silników, a jego cechą charakterystyczną jest 50-godzinna długotrwałość lotu. Przy wadze 8,5 kg, na swój pokład może zabrać ładunek o masie 2 kg. Do mniejszych rodzajów takich dronów, tzw. pudełkowych, należą drony Elistair Khronos, tej samej firmy, które można wykorzystywać np. z samochodów typu pickup. Ten bezzałogowiec powietrzny na uwięzi osiąga maksymalną wysokość lotu 60 m, a jego długotrwałość to 24 godziny. Przeznaczony do misji statycznych lub mobilnych. Takie drony oferuje firma Dilectro polskim służbom mundurowym. Drony tej firmy zakupiła między innymi Komenda Główna Policji.
Wojskowy potencjał dronów na uwięzi
Rosja nie jest monopolistą, jeśli chodzi o bojowe drony na uwięzi i wygląda na to, że przez najbliższe lata będzie to technologia wspierana i rozwijana badawczo i produkcyjnie.
Tego typu bezzałogowce produkują już Stany Zjednoczone w kilku amerykańskich firmach, takich jak AeroVironment i General Atomics, które pracują też nad rozwojem technologii dronów kierowanych światłowodem.
Oczywiście w rozwój dronów tego typu inwestują też Chiny, z takimi firmami jak Dongguan Yihang Technology Co.
W Izraelu, który jest znany z zaawansowanych technologii dronów, nad tymi z systemami światłowodowymi pracuje na przykład firma Elbit Systems.
Swoje zdolności w zakresie dronów na uwięzi rozwija też Iran, z firmą Qods Aviation na czele.
Także na Ukrainie istnieją już producenci dronów z naprowadzaniem światłowodowym. Propozycje dronów na światłowód były już w przeszłości składane ukraińskiemu wojsku, ale zostały odrzucone. Wojsko wątpiło wówczas, czy drut nie pęknie podczas ciągnięcia go przez drona przez dziesięć kilometrów.
Obecnie Ukraińscy inżynierowie osiągnęli znaczący przełom w wojskowej technologii dronów dzięki opracowaniu światłowodowego drona Tethered, który działa poza zasięgiem systemów walki elektronicznej. Dron ten, o pracach nad którym początkowo poinformował Kyiv Post, ma osiągać prędkość ponad 60 km/h, a czas lotu drona został wydłużony z 20 do 46 minut, znacznie rozszerzając jego możliwości operacyjne. Nie bez znaczenia są też koszty tych dronów. Porównywalne drony światłowodowe produkcji chińskiej kosztują około 2.500 dolarów plus 1000 dolarów za światłowód. Ukraińska wersja kosztuje 1.800 dolarów za całość.
Jeżeli weźmie się pod uwagę, że jedna brygada potrzebuje kilka tysięcy dronów miesięcznie, taka różnica w cenie ma duże znaczenie. Wyzwaniem jest fakt, że krajowa produkcja stanowi obecnie tylko 40% komponentów takiego drona. Pozyskiwanie pozostałych podzespołów ogranicza wielkość produkcji i wydłuża jej czas.
Pod koniec 2024 roku ukraińska firma 3DTech zaprezentowała swój Predator REBOFF, który jest wyposażony w kabel światłowodowy. Dron przechodzi obecnie proces certyfikacji, aby uzyskać zgodę na zakup przez Siły Zbrojne, mimo to firma wypuściła już pierwszą partię dronów uderzeniowych. Ukraińcy chwalą się, że przy dostępnych zasobach, mogą wyprodukować nawet tysiąc dronów w stosunkowo krótkim czasie. Firma oferuje 25 cm drony z dwiema cewkami, które umożliwiają latanie na odległość 5 lub 10 kilometrów. Jednocześnie „krótka” wersja może unieść do 2,3 kg ładunku, a „długa” wersja może unieść tylko 1,2 kg. Wynika to z wagi samego kabla. Mechanizm nawijający waży 300 gramów, a 5 kilometrów kabla waży 1,25 kg, więc system o zasięgu 10 kilometrów przenosi dodatkowe 2,8 kilograma, co znacznie zmniejsza dostępny ładunek.
W ramach badań twórcy testowali również drony, które przy użyciu 10 kilometrów kabla były w stanie przenosić głowicę bojową o wadze 2 kilogramów. Ich zdaniem drony mogą mieć większy zasięg, jeśli zostaną użyte mocniejsze drony, takie jak Queen Hornet.
To Ukraińska firma Wild Hornets zaprezentowała wielofunkcyjną platformę bezzałogową Queen Hornets. To ponad 38 cm wielofunkcyjna platforma bezzałogowa FPV produkcji Wild Hornets, która może udźwignąć ładunek do 9,5 kg i przenieść go na odległość 5 kilometrów lub lżejszy ładunek, o wadze 6 kilogramów, przenieść na odległość 17 km. Jednocześnie jeden dron kosztuje tylko 1.000 dolarów i w 65% zbudowany jest z ukraińskich podzespołów. Ponad sto egzemplarzy Queens Hornets już wysłano na front. Ukazały się filmy z ataku ukraińskiego bezzałogowca sterowanego za pośrednictwem światłowodu.
Drony na uwięzi – propagandowy mit o niewykrywalności?
Wszystko to wskazuje, że drony na uwięzi stanowią coraz bardziej nowoczesne rozwiązanie technologiczne z szerokim spektrum zastosowań. Ich zdolność do długotrwałego lotu, stabilność połączenia i bezpieczeństwo operacyjne są nieocenione w wielu dziedzinach. Niemniej jednak, ograniczona mobilność i techniczne wyzwania związane z ich użyciem stanowią istotne aspekty, które należy uwzględnić przy planowaniu ich zastosowań. Przyszłość dronów tetherowanych wydaje się obiecująca, zwłaszcza w kontekście rozwoju nowych technologii i infrastruktury wspierającej ich efektywne wykorzystanie, ale nie ma co liczyć na to, że technologie radiowe zostaną w związku z tym wyparte z rynku.
Analitycy wojskowi przypominają, że obecnie – zazwyczaj w ciągu trzech miesięcy od wdrożenia jakiejkolwiek nowej zdolności – pojawiają się środki zaradcze.
Nie jest też tak – wbrew budowanej narracji Kremla – że światłowodowe drony są cudowną bronią, niewykrywalną dla przeciwnika.
– To prawda, że sensory sygnałów radiowych nie są w stanie wykryć dronów FPV, które są sterowane za pomocą światłowodu. Natomiast jak najbardziej te drony są wykrywalne, tylko za pomocą innych technologii, radarów – podkreśla Radosław Piesiewicz, prezes Advanced Protection Systems (APS), polskiego dostawcy technologii systemów radarowych oraz antydronowych. – Dla radarów nie ma znaczenia, czy lecący obiekt jest sterowany po światłowodzie, czy drogą radiową. Radar wykryje wszystkie lecące obiekty, na każdej wysokości, nawet jeśli to będą ptaki. Pozostaje tylko kwestia identyfikacji i właściwej kwalifikacji, czy obiekt może stanowić zagrożenie, czy nie.
Obalamy zatem mit o niewykrywalności. Prezes Radosław Piesiewicz zaznacza jednak, że zaletą światłowodowych rozwiązań dronowych – prócz tego, że rzeczywiście utrudniają wykrycie przez sensory sygnałów radiowych – jest fakt, iż dodatkowo nie są one podatne na jamming, czyli zakłócanie systemu sterowania.
Nie da się ich zagłuszyć, ponieważ mają sygnał sterujący prowadzony po światłowodzie, więc neutralizacja tych dronów polega na ich fizycznym zestrzeleniu lub trafieniu kinetycznym innym dronem. A firma APS ma w tej kwestii doświadczenie, ponieważ prócz stworzenia systemu wykrywania bezzałogowych statków powietrznych SKYctrl, będącego już na wyposażeniu polskich Sił Zbrojnych, który samodzielnie wykrywa, śledzi oraz co istotne, klasyfikuje wykryte zagrożenia, dba również o połączenie go z różnego rodzaju efektorami neutralizującymi zagrożenia. Wraz z brytyjską firmą MSI Defence Systems, opracowała system antydronowy MSI-DS Terrahawk Palladin zintegrowany z armatą Mk-44 Buschmaster 30 mm i radarami w wersji Ultra. Wspólnie z MBDA, światowym liderem w dziedzinie systemów rakietowych – połączyła stworzony przez siebie system zarządzania polem walki FIELDctrl 3D MIMO Advance z efektorem laserowym MBDA. Skonstruowała też własny efektor kinetyczny, tak zwanego drona-myśliwego, to znaczy bezzałogowca, który startuje w kierunku atakującego statku powietrznego i unieszkodliwia go bez użycia ładunku wybuchowego, niszcząc go energią kinetyczną wytworzoną w momencie zderzenia.
W związku z zastosowaniem w walce z dronami technologii radarowej, przez sceptyków podnoszone są często obawy i wątpliwości dotyczące tego, że włączony radar staje się natychmiast łatwo wykrywalnym celem i może być szybko zniszczony przez przeciwnika. Nie można go więc zastosować, a zatem faktycznie drony światłowodowe są niewykrywalne.
– Nie można generalizować – uważa Radosław Piesiewicz. – Taka sytuacja dotyczy raczej radarów dużych mocy. Radary APS, które są stosowane od dawna w Ukrainie, są radarami niskomocowymi, więc dużo trudniej je wykryć. Poza tym pracują z falą ciągłą, bo to radary typu FMCW, więc natywnie są też trudniejsze do wykrywania niż radary impulsowe. Dodatkowo, jak pokazują doświadczenia wojsk ukraińskich, ważna jest także taktyka stosowania radarów. Ukraińcy opracowali specjalną taktykę. Radary nie działają non-stop, są włączane czasowo, naprzemiennie, i to stanowi dodatkowe zabezpieczenie.
– Wracając jednak do zasadniczego wątku dotyczącego skuteczności radarów, mamy to już przetestowane w praktyce. Bez względu na to, czy dron FPV jest sterowany radiowo czy za pomocą światłowodu i bez względu na to, na jakiej wysokości leci, nasze radary wykrywają go bez problemu, i to z odległości kilku kilometrów – dodaje Radosław Piesiewicz.
