Comunicaciones por fibra óptica para vehículos no tripulados. Cómo funciona.
Carrete de fibra óptica para UAV de la serie Piranha. Foto: SKB Piranha
En el área de la Operación Especial para la Protección del Donbás, se utilizan ampliamente vehículos aéreos no tripulados controlados por cable de fibra óptica. La sustitución del canal de radio por una bobina de cable ha proporcionado una serie de importantes ventajas que ahora se utilizan activamente en la lucha contra el enemigo. Al mismo tiempo, el progreso no se detiene y surgen constantemente nuevas soluciones para mejorar el rendimiento.
Progreso obvio
Según los datos disponibles, el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados domésticos con comunicación y control por cable comenzó en 2023. Para entonces, los drones de ataque ya se habían generalizado. drones de diferentes clases, y junto con ellas, sistemas especializados de guerra electrónica. Como resultado, se requirieron nuevos medios de comunicación protegidos de interferencias.
La solución fue utilizar una línea de fibra óptica. Los nuevos UAV comenzaron a recibir un carrete con un cable largo y su módem correspondiente. Las estaciones de operador y los puestos de transmisión de señales remotas se equiparon con dispositivos para trabajar con fibra óptica.
Los drones FPV con comunicación por fibra óptica aparecieron en la zona de combate a principios de 2024. Curiosamente, se utilizaron en ambos lados del frente casi simultáneamente. La industria rusa logró establecer la producción en masa de estos UAV y su entrega a las tropas en el menor tiempo posible.
UAV "Prince Vandal Novgorodsky" de primera modificación. Foto: Telegram / BMPD
La serie incluye varios tipos de vehículos aéreos no tripulados (UAV). El más famoso es el Prince Vandal Novgorodsky (KVN), del Centro Científico y de Producción Ushkuynik, uno de los primeros en aparecer. A su vez, la Oficina de Diseño de Simbirsk produce dispositivos de la serie Piranha con capacidades similares.
La información sobre el uso en combate y los éxitos de los nuevos drones llega por diversos canales. También han surgido reseñas críticas que indican las mejoras necesarias. En general, incluso en datos abiertos, se han acumulado estadísticas extensas que permiten extraer conclusiones sobre el uso y la eficacia del equipo.
Existen fotos y videos de cientos de ataques con vehículos aéreos no tripulados (UAV) de fibra óptica nacionales en fuentes públicas. Se utilizaron para destruir personal en refugios, diversos automóviles y vehículos blindados. A finales de junio, el Centro Científico y de Producción de Ushkuynik informó que sus productos KVN habían destruido equipo enemigo por un valor total de 2 mil millones de dólares estadounidenses durante su operación. Otros tipos de UAV también contribuyen significativamente al proceso de desmilitarización forzosa del enemigo.
El desarrollo de vehículos no tripulados y sistemas de fibra óptica continúa. Se ofrecen sistemas de comunicación con mayor alcance y otras ventajas. Además, se está intentando utilizar fibra óptica en equipos terrestres. Casi todas las innovaciones llegan al frente en un tiempo mínimo, al menos en lo que respecta a las pruebas militares. Posteriormente, algunas muestras entran en producción y comienzan las entregas a gran escala.
"KVN" sin carrete. Foto: Telegram / BMPD
Ventajas obvias
El sistema de comunicación por fibra óptica para un vehículo aéreo no tripulado o una plataforma terrestre no tripulada tiene un diseño bastante simple. Incluye varios dispositivos básicos montados en la estación de control y en el vehículo controlado.
El elemento principal del sistema es un enrollador de cable. Un producto típico de este tipo tiene un cuerpo cilíndrico con un extremo cónico y se instala en un dispositivo controlado. Dentro de dicho cuerpo se colocan varios kilómetros de cable, asegurando así su libre salida.
También se utilizan dos módems: uno para la estación de control y otro para el dispositivo. Estos convierten las señales y comandos en pulsos para su transmisión por fibra óptica. Existen carretes con equipos de recepción y transmisión integrados, lo que les confiere una mayor dimensión y peso.
La principal ventaja de la comunicación por fibra óptica es su invulnerabilidad al reconocimiento electrónico y la guerra electrónica. Un sistema no tripulado no puede ser detectado por las señales de radio emitidas ni sus canales de comunicación pueden ser suprimidos. Además, un UAV de fibra óptica no se enfrenta al problema del deterioro de la comunicación con el aumento del alcance, ya que el cable mantiene constantemente la calidad de señal requerida.
Desminado terrestre RTK desde el complejo Shvabe. El complejo cuenta con comunicaciones por radio y fibra óptica. Foto: Rostec
La fibra óptica proporciona una alta velocidad de transferencia de datos. Gracias a esto, el dron puede incorporar una cámara de vídeo HD o una cámara termográfica de alta resolución, cuya señal se transmite con alta calidad y sin retrasos. A su vez, la alta resolución de imagen simplifica la búsqueda de objetivos desde arriba y la resolución de misiones de combate en general.
El alcance de vuelo y el radio de combate de un UAV con comunicación por fibra óptica están determinados por la longitud del cable en el carrete. Los primeros modelos en serie, como el "KVN", tenían un alcance de no más de 10-15 km. Posteriormente, se introdujeron en producción carretes más grandes con mayor capacidad de cable. Según diversas fuentes, los drones nacionales más grandes ahora pueden transportar hasta 35-40 km de cable.
Las comunicaciones por fibra óptica para sistemas no tripulados siguen evolucionando. Actualmente, se habla de aumentar la longitud del cable en la bobina y mejorar la electrónica de a bordo. Quizás en el futuro, estas comunicaciones permitan la introducción de nuevas funciones que mejoren aún más las capacidades de aeronaves o vehículos terrestres.
Defectos obvios
Cabe señalar que este método de comunicación también presenta varias desventajas importantes. Estos factores afectan negativamente el costo de producción y operación, y también pueden complicar su uso en combate o limitar sus resultados. Sin embargo, la mayoría de estos problemas pueden solucionarse.
Uso en combate del UAV KVN. En primer plano, un vehículo enemigo con el complejo... EWEl dron la ignora y avanza hacia el objetivo. Foto: Telegram / "UAV Operator Chronicle"
Todas las opciones de carrete de cable tienen un tamaño y peso considerables. El cuerpo, con decenas de kilómetros de fibra óptica, puede ser más grande que el de otras unidades UAV y pesar varios kilogramos. Esta unidad reduce parte de la carga útil de la plataforma, por lo que es necesario reducir la carga de combate o utilizar un sistema de propulsión más potente.
La fibra óptica es inmune a las interferencias, pero no es duradera. Incluso pequeños impactos pueden provocar roturas, pérdida de comunicación y la interrupción de las operaciones de combate. La rotura puede deberse a diversos obstáculos en la ruta, impactos enemigos, etc. Incluso una velocidad de vuelo excesiva, que supere la capacidad de la bobina para transportar el cable, constituye un factor de riesgo.
Tanto las plataformas no tripuladas aéreas como las terrestres se enfrentan a estos problemas. Al mismo tiempo, las características específicas de cada modelo determinan la proporción de desafíos y riesgos. Por ejemplo, los UAV son más propensos a romper un cable debido al exceso de velocidad, y para los RTK terrestres, el principal problema reside en diversos obstáculos.
El problema de la estabilidad de las comunicaciones por cable se resuelve de varias maneras. Por ejemplo, el operador del dron debe planificar la ruta teniendo en cuenta las características del terreno y los posibles riesgos. Además, la industria está trabajando en nuevos carretes que pueden transportar el cable a mayor velocidad y compensar las sacudidas.
Un UAV con fibra óptica vuela hacia un objetivo, como se ve desde la cámara del dispositivo. Foto: Ministerio de Defensa de Rusia.
Los sistemas de comunicación por fibra óptica para sistemas no tripulados siguen siendo bastante caros. Son significativamente más caros que los sistemas de radio con alcance y parámetros de transmisión de señal similares. Al mismo tiempo, el equipo de comunicación es uno de los componentes más costosos de los UAV.
Sin embargo, el componente económico de los proyectos debe evaluarse no solo por el coste de cada componente, sino también considerando otros parámetros, como la eficacia en combate alcanzada. En este caso, las comunicaciones por radio y por cable presentan indicadores similares.
Tecnología del futuro
Los sistemas no tripulados con comunicación por fibra óptica aparecieron en primera línea hace menos de dos años. Demostraron rápidamente su potencial y, gracias a ello, se generalizaron. Los UAV de este tipo se utilizan activamente en operaciones de combate y están impulsando el desarrollo de dispositivos similares con comunicación por radio. Al mismo tiempo, estos sistemas de comunicación evolucionan constantemente y mejoran sus características.
Es evidente que los medios de comunicación por fibra óptica para vehículos no tripulados se han consolidado y no dejarán de utilizarse en el futuro próximo. Seguirán contribuyendo a la solución de las tareas de combate y al logro de los objetivos generales de la Operación Especial actual. La experiencia acumulada permite considerar la comunicación por fibra óptica para vehículos aéreos no tripulados (UAV) como una de las principales innovaciones de los últimos años.
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