Защита транспортных терминалов от угроз незаконного применения беспилотных летательных аппаратов

А. Ю. Гарькушев, И. Л. Карпова








ЗАЩИТА ТРАНСПОРТНЫХ ТЕРМИНАЛОВ ОТ УГРОЗ НЕЗАКОННОГО ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ



Учебное пособие















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 623.746
ББК 39.52
     Г21



Рецензенты:
к. т. н., доцент, доцент кафедры автоматизированного управления ракетными войсками и артиллерией Михайловской артиллерийской академии Сазыкин Андрей Михайлович;
к.  п. н., доцент, полковник, начальник кафедры обеспечения служебно-боевой деятельности Санкт-Петербургского Военного ордена Жукова института войск национальной гвардии Российской Федерации Курилов Алексей Владиславович




        Гарькушев, А. Ю.

Г21 Защита транспортных терминалов от угроз незаконного применения беспилотных летательных аппаратов : учебное пособие / А. Ю. Гарькушев, И. Л. Карпова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 100 с.: ил.
           ISBN 978-5-9729-1531-6

           Показано воздействие БЛА на объекты транспортной инфраструктуры, приведены меры по превентивному противодействию таким угрозам.
           Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы», 25.03.04 «Эксплуатация аэропортов и обеспечение полетов воздушных судов», 26.03.04 «Инженерно-экономическое обеспечение технологий и бизнес-процессов водного транспорта». Может применяться при изучении таких дисциплин, как «Ноксология», «Комплексная защита промышленного предприятия», «Защита в чрезвычайных ситуациях», «Авиационная безопасность», «Специальная подготовка и применение специальных средств», «Безопасность жизнедеятельности».

УДК 623.746
                                                                  ББК 39.52










ISBN 978-5-9729-1531-6

     © Гарькушев А. Ю., Карпова И. Л., 2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

        СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ............................................... 4
1. БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ -
УГРОЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ........ 7
    1.1. Общие сведения. Классификация БЛА..............7
    1.2. Конструктивные решения БЛА................... 11
    1.3. Беспилотная авиационная система...............26
    1.4. БЛА как угроза объектам транспортной инфраструктуры.31
2. ЗАЩИТА ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ОТ АКТОВ НЕЗАКОННОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХАППАРАТОВ.................................. 38
    2.1. Научно-технические основы обнаружения БЛА.....38
    2.2. Способы защиты от БЛА.........................55
3. ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ОТ АКТОВ НЕЗАКОННОГО
ВМЕШАТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХАППАРАТОВ.................................. 73
    3.1. СредстваПВО.................................. 73
    3.2. Дроны-перехватчики........................... 80
    3.3. Средстварадиоэлектронной борьбы...............83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................90
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................92

з

        ВВЕДЕНИЕ


     Беспилотные летательные аппараты (БЛА) на заре своего существования использовались в основном военными и другими силовыми структурами, предоставляя им средства наблюдения, разведки и сбора информации, а позднее и ударные возможности. Однако, с развитием технологий производства беспилотных летательных аппаратов (или другим словом - дронов) они стали доступны многим организациям и персоналиям, в том числе злоумышленникам в силу своей дешевизны и эффективности.
     По оценкам экспертов в 2018 году граждане Российской Федерации имели в пользовании более 110000 дронов [1]. С каждым годом тенденция к росту только увеличивается.
     Дроны могут затруднять воздушное движение. Это относится как к воздушным судам в зоне федеральных аэропортов, так и к гражданской авиации (вертолеты, планеры, дельтапланы). Столкновение летательного аппарата даже с небольшим дроном может создать риск падения воздушного судна или его повреждения. Именно поэтому вопросы защиты от такой потенциальной угрозы выходят сегодня на первый план.
     Также беспилотники могут повреждать другие объекты транспортной инфраструктуры (мосты, тоннели, склады, перевалочные узлы и так далее), а также исторические памятники, архитектурные объекты при целенаправленном воздействии, либо при авариях. Более того, дроны являются эффективным инструментом в руках грабителей, воров и мошенников. С их помощью злоумышленники исследуют защищенность периметра, планируют налеты, осуществляют мониторинг ситуаций в режиме реального времени для обхода постов охраны.
     Дополнительной угрозой использования беспилотных летательных аппаратов является транспортировка запрещенных грузов. С этими целями злоумышленники могут осуществлять пересечение границ, проникать на территории аэропортов, складов с опасными веществами, места лишения свободы и на производственные предприятия.
     Еще одной серьезной проблемой является терроризм и угроза жизни граждан. Обычный «гражданский» дрон даже при минимальной доработке может стать серьезным оружием, оснащенным минами, гранатами и бомбами, зажигательными веществами и вредоносными бактериями.
     Защита от беспилотных летательных аппаратов необходима крупным инфраструктурным объектам (аэропортам, вокзалам, стадионам), а также частным секторам - для защиты от покушений на жизнь, здоровье и имущество. Зача

4

стую дроны применяются для шпионажа за государственными и коммерческими компаниями, а также военными объектами и строительными площадками.
      Законодательство Российской Федерации [2] затрагивает эксплуатацию беспилотных воздушных судов/беспилотных летательных аппаратов с максимальной взлетной массой от 0,25 до 30 кг, а также регламентирует процесс регистрации, получение разрешения на полёты, и утверждает меры наказания за игнорирование закона о регистрации и правил использования воздушного пространства Российской Федерации.
      Согласно закону, беспилотные гражданские воздушные суда с максимальной взлётной массой от 0,25 килограмма до 30 килограммов, ввезённые на территорию Российской Федерации или произведённые в ней, подлежат учёту в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.
      Постановка на учёт беспилотного воздушного судна реализована посредством подачи владельцем заявления с необходимой информацией в Федеральное Агентство Воздушного Транспорта.
      На территории Российской Федерации, как и на территории любого другого государства, есть зоны, в которых запрещается запуск/полёт беспилотных летательных аппаратов без разрешения владельца, в распоряжении которого находится запретная зона.
      Чтобы не нарушать действующее законодательство, рекомендуется осуществлять эксплуатацию дронов в светлое время суток на высотах менее 150 метров от земной или водной поверхности вне диспетчерских зон, районов аэродромов государственной и экспериментальной авиации, запретных зон, зон ограничения полетов, специальных зон, мест проведения публичных мероприятий и официальных спортивных, а также на удалении не менее 5 км от контрольных точек неконтролируемых аэродромов и посадочных площадок.
      В настоящее время в магазине можно купить не только летательные аппараты самолетной и вертолетной схем, оборудованные автопилотами на базе GPS, но и бортовую аппаратуру, которая предлагает операторам изображение высокого качества, во многих моделях даже инфракрасное. Кроме того, эти аппараты также могут нести рудиментарную боевую нагрузку. Ряд полувоенных группировок получили доступ к БЛА, которые зачастую ни в чем не уступают тем, что развернуты современными вооруженными силами. Ныне правительствам и военным необходимо развертывать эффективные контрмеры против ряда угроз, начиная от «одинокого стрелка», высокоорганизованных террористических атак и кончая де-факто милитаризованными возможностями - не в последнюю очередь ударными. Несмотря на то, что технологии противодействия БЛА только лишь зарождаются, четко определена последовательность стадий этого процесса: обнаружить, опознать и уничтожить. Первые два эле

5

мента в этой цепочке на данный момент по большей части отработаны за счет совершенствования существующих технологий, хотя, впрочем, появляются и специфические решения в этой сфере. При обнаружении и идентификации БЛА главное внимание уделяется использованию комбинации радиолокационных и оптико-электронных систем и здесь основная проблема - особенно это касается малоразмерных беспилотников - обуславливается их небольшой эффективной площадью отражения (ЭПО), минимальными тепловыми сигнатурами, и зачастую небольшой скоростью полета. Кроме того, положение дел осложняется типичными условиями боевого применения подобных систем, которые зачастую летают на малых высотах и в застроенных районах, что создает проблемы, связанные с помехами от наземных объектов. К сожалению, необходимо констатировать тот факт, что на сегодняшний день расширяется задействование БПЛА и в преступных целях. Переброска наркотиков, коммерческий шпионаж, контрабанда - вот далеко не полный список незаконного применения дронов. Активно используют беспилотники и террористические организации.
     Поэтому специалисты и организации, работающие в области обеспечения транспортной (авиационной) безопасности во всех транспортных отраслях и особенно в гражданской авиации, заинтересованы в кратком, но емком учебном пособии, раскрывающем возможности противодействия угрозам возникновения актов незаконного вмешательства с применение БЛА. Пособие рассчитано на студентов транспортных вузов, обучающихся по профилям «Транспортная безопасность», «Авиационная безопасность», «Безопасность транспортных процессов».

6

1.        БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ -УГРОЗА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

        1.1. Общие сведения. Классификация БЛА

     Все исходные понятия, используемые в пособии, приведены с соблюдением требований «ГОСТ Р 57258-2016 Системы беспилотные авиационные. Термины и определения» [3], который определяет беспилотное воздушное судно (unmanned aircraft), как воздушное судно (ВС), управляемое в полете пилотом, находящимся вне борта такого ВС, или выполняющее автономный полет по заданному предварительно маршруту. Наряду с термином «беспилотное воздушное судно» также используется термин «беспилотный летательный аппарат». Еще одним вариантом служит определение дистанционно пилотируемого воздушного судна (remotely-piloted aircraft), как беспилотного воздушного судна, которое пилотируется внешним пилотом с наземной станции управления полетом.
     Кроме того существует и понятие «беспилотная авиационная система» (unmanned aircraft system), означающее комплекс, включающий одно или несколько беспилотных ВС, оборудованных системами навигации и связи, средствами обмена данными и полезной нагрузкой, а также наземные технические средства передачи-получения данных, используемые для управления полетом и обмена данными о параметрах полета, служебной информацией и информацией о полезной нагрузке такого или таких ВС, и канал связи со службой управления воздушным движением.
     Классификация. БЛА по принципу полета.
     По этому критерию все БЛА можно разделить на 5 групп (первые 4 группы относятся к аппаратам аэродинамического типа):
     1) БЛА с жестким крылом (БЛА самолетного типа);
     2) БЛА с гибким крылом;
     3) БЛА с вращающимся крылом (БЛА вертолетного типа);
     4) БЛА с машущим крылом;
     5) БЛА аэростатического типа.
     Кроме БЛА перечисленных пяти групп существуют также различные гибридные подклассы аппаратов, которые по их принципу полета трудно однозначно отнести к какой-либо из перечисленных групп. Особенно много таких БЛА, которые совмещают качества аппаратов самолетного и вертолетного типов.
     Классификация БЛА по габаритно-весовым характеристикам:
     -  микро- и мини-БЛА - взлётная масса до 5 кг;
     -  лёгкие БЛА - взлётная масса 5-100 кг;

7

     -  средние БЛА - взлётная масса 100-300 кг;
     -  средне-тяжёлые БЛА - взлётная масса 300-500 кг;
     -  тяжёлые БЛА - взлётная масса более 500 кг.
     Классификация. БЛА по радиусу действия:
     -  БЛА ближнего радиуса действия - дальность действия до 25-40 км;
     -  БЛА малого радиуса действия - дальность действия 10-70 км;
     -  БЛА среднего радиуса действия-дальность действия 70-150 (250) км;
     -  БЛА большой дальности - около 1500 км.
     Классификация БЛА по назначению.
     Во многих классификациях по назначению БЛА разделяют на военные и гражданские. Возможно деление БЛА вначале по укрупненным сферам использования, а именно - для научных целей и для прикладных целей; последние же подразделяются на БЛА для военного и гражданского применения.
     В научной сфере БЛА используются для получения новых знаний, причем не имеет значения то, из какой области эти знания и где они потом будут применены. Это могут быть испытания новой техники (в т. ч. новых принципов полета) или наблюдения за природными явлениями.


Рис. 1. Укрупненная классификация БЛА

     Прикладная же область использования БЛА представляет собой два основных направления - военное и гражданское.
     Военные БЛА по функциональному назначению можно классифицировать следующим образом [4]:
     -   наблюдательные (в частности, для корректировки огня на поле боя);
     -   разведывательные;
     -        ударные (для ударов по наземным целям посредством ракетного вооружения;
     -   разведывательно-ударные;
     -   бомбардировочные;

8

     -  истребительные (для уничтожения воздушных целей);
     -  радиотрансляционные;
     -  БЛА РЭБ (для целей радиоэлектронной борьбы);
     -  транспортные;
     -  БЛА-мишени;
     -  БЛА-имитаторы цели;
     -  многоцелевые БЛА.
     Гражданская область применения БЛА весьма обширна. Отрасли и потребители услуг, предоставляемых с помощью БЛА, также самые разные: от сельского хозяйства и строительства до нефтегазового сектора и сектора безопасности, а также научные организации, рекламные компании, средства массовой информации и отдельные граждане. Для систематизации обзора всего многообразия назначений гражданских БЛА условно выделим 5 укрупненных групп, сформированных по критерию выполняемых функций (группы перечислены в порядке убывания частоты применения на сегодняшний день).
     1.  Мониторинг и подобные задачи.
     Сюда входят все задачи, связанные с наблюдением за различными объектами, сбор измерительной и другой информации. Перечислим известные применения из этой группы:
     -  видеонаблюдение с целью охраны различных объектов;
     -  мониторинг лесных массивов службой лесоохраны;
     -  патрулирование заданных зон полицией;
     -        наблюдение за движением на железных и шоссейных дорогах, контроль судоходства;
     -        наблюдение за посевами фермерами и предприятиями сельского хозяйства;
     -  контроль рыбного промысла;
     -  картографирование земной поверхности;
     -        разведка и составление планов помещений с помощью малых БПЛА внутри разрушенных или опасных зданий;
     -        поиск полезных ископаемых с помощью специальных средств зондирования;
     -  мониторинг нефтегазовых объектов, особенно трубопроводов;
     -  инспектирование строек;
     -        видеофотосъемка труднодоступных промышленных объектов (линий электропередач, опор мостов, дымовых труб, ветрогенераторов, антенн и т. д.);
     -  радиационная и химическая разведка на опасных территориях;
     -  метеорологические наблюдения;
     -  экологический мониторинг атмосферы и поверхности водоемов;

9

     -       мониторинг опасных природных явлений (паводков, извержений вулканов, лавиноопасных горных районов и др.);
     -  оценка результатов стихийных бедствий и ликвидации их последствий;
     -  наблюдение за дикими животными в заповедниках.
     2.  Презентации, реклама, развлечения, творчество.
     Эта группа применений БЛА в настоящее время быстро расширяется благодаря деятельности многочисленных фирм и отдельных энтузиастов. Сюда можно отнести следующее:
     -       видео- и фотосъемка объектов архитектуры, природы, бизнеса, а также массовых мероприятий с целью презентации или рекламы;
     -       использование БЛА в качестве носителей рекламы (например, на поверхности дирижабля);
     -      использование малых БЛА в учебных целях в школах и вузах;
     -      авиамоделизм и авиаконструирование для многочисленных любителей;
     -       использование малых БЛА в качестве арт-объекта или объекта развлечения.
     3.  Доставка грузов и подобные задачи.
     Специфика этой группы применений позволяет называть такие БЛА воздушными роботами. Сюда, в частности, можно включить такие применения БЛА как:
     -  доставка почты;
     -       доставка инструмента, комплектующих и материалов на строительные объекты;
     -  монтаж различных конструкций;
     -       выполнение или обеспечение ремонтных работ на труднодоступных объектах;
     -  распыление химикатов и внесение удобрений на полях;
     -  прокладка кабеля в опасных зонах;
     -        доставка продуктов, горючего, запчастей, источников питания и т. д. в труднодоступные районы для обеспечения альпинистов, туристов, экспедиций;
     -        сброс маркеров (световых, радиоизлучающих) для обозначения каких-либо объектов;
     -       доставка медикаментов и медоборудования для пострадавших в зоны аварий и катастроф;
     -  эвакуация пострадавших из зоны бедствия;
     -  эвакуация дорогостоящих материальных ценностей из опасных зон;
     -  доставка спасательных средств терпящим бедствие на воде;
     -        сброс взрывных устройств в горах для организации превентивного схода лавин;

10

     -        дозаправка или подзарядка автономно работающих труднодоступных устройств (буев, маяков, метеостанций, ретрансляционных станций и т. д.).
     4.  Ретрансляция сигналов и подобные задачи.
     Сюда входят следующие применения (реализуемые обычно с помощью БЛА вертолетного или аэростатического типов):
     -        ретрансляция радиосигналов с целью увеличения дальности действия каналов связи;
     -        использование БЛА в качестве носителей осветительного оборудования;
     -        установка на борту громкоговорителей для воспроизведения звука: команд, музыки ит. п.;
     -        использование БЛА в качестве площадки для генерации или отражения лазерного луча.
     5.  Управление поведением живых объектов.
     Эти пока немногочисленные и довольно экзотические применения сводятся к следующему:
     -        использование БЛА в качестве «пастуха»: управление передвижением табунов лошадей, отар овец ит. д.;
     -      отпугивание стай птиц от аэродромов.
     Еще одним классификационным признаком может служить тип двигательной установки. По этому признаку различают:
     -      электрические;
     -      поршневые;
     -      роторно-поршневые;
     -      турбовинтовые;
     -      турбореактивные;
     -      турбовальные.

        1.2. Конструктивные решения БЛА

     По разнообразию конструкции существует 4 основных типа беспилотных летательных аппаратов [5]:
     -  мультироторные - мультикоптерные дроны;
     -  беспилотник с неподвижным крылом;
     -  однороторный дрон - беспилотный вертолет;
     -  гибридные дроны;
     -  мультироторные - мультикоптерные дроны.

11