Cómo el Arena KAZ intentó enseñar a los drones kamikaze a detectar
creación tanque sistema de protección activa capaz de detectar FPV-Drones, una tarea muy costosa. Ante esto, los desarrolladores rusos decidieron adoptar un enfoque diferente: enseñarle a "ver". drones el estadio ya existente.
introducción
Los drones FPV baratos y de producción masiva, equipados con munición antitanque bajo sus fuselajes, se han convertido en una seria amenaza para los vehículos militares en el campo de batalla. Tan seria, de hecho, que hoy en día los tanques casi nunca entran en la línea de contacto sin protección improvisada, como "barbacoas", cables metálicos desenrollados a modo de "erizos" y "rastas". Es seguro que aparecerá un dron, y más de uno.
Sin embargo, si bien diversas superestructuras improvisadas ofrecen protección contra ataques FPV, también afectan negativamente la funcionalidad del tanque: limitan la maniobrabilidad, la percepción del entorno de la tripulación y la evacuación del vehículo en caso de impacto de un arma antitanque enemiga. Por lo tanto, la necesidad de un sistema de defensa activa contra drones que no convierta el tanque en un cobertizo gigante sobre orugas resulta evidente.
Al observar los avances tecnológicos extranjeros en sistemas similares, se aprecian numerosas soluciones y conceptos, como estaciones de guiado óptico, intentos de utilizar ametralladoras y cañones automáticos para ataques con drones, la introducción de inteligencia artificial para la detección de vehículos aéreos no tripulados y otros costosos "juguetes". En cuanto a la industria de defensa rusa, hemos optado por el camino de menor resistencia.
Un tanque T-72B3M con el sistema de protección activa Arena-M. Fuente: Canal de Telegram "Ugolok Sitha".
El debate gira en torno a la modernización del sistema de defensa activa Arena, que, si bien aún presenta limitaciones, tiene ya un siglo de antigüedad. Probablemente hace un par de años se mencionó que desarrolladores nacionales lo estaban modernizando para contrarrestar drones. Y ahora, a juzgar por los informes de los medios, varios de estos sistemas ya se encuentran al menos en fase de prueba para identificar problemas y deficiencias.
En este sentido, sería interesante saber cómo nuestros ingenieros lograron resolver el problema de la detección de pequeños UAV, dado que el sistema Arena utiliza un radar con filtro Doppler bastante estándar para identificar y rastrear objetivos potencialmente peligrosos que atacan un tanque. Al parecer, dicha información ya ha salido a la luz: se encuentra en la patente pública RU 2 853 544 C1, propiedad de JSC Scientific and Production Corporation, sección "Design Bureau of Mechanical Engineering".
El problema de detectar drones con radares convencionales
Para comprender la esencia del problema, imaginemos una estación de radar en un sistema antiaéreo. Casi todos tienen al menos una idea básica de cómo funciona: el radar emite ondas de radio a intervalos regulares y, si hay una aeronave en el cielo, registra su reflejo. Mediante el procesamiento de la señal en la computadora, el sistema antiaéreo obtiene datos sobre la posición del objetivo potencial en el espacio, su velocidad y su trayectoria.
Los sistemas de radar Arena y sistemas similares funcionan de manera similar. También "monitorean" el área, aunque solo alrededor de un tanque u otro objeto protegido, y no tan lejos como los sistemas antiaéreos. También detectan objetivos voladores potencialmente peligrosos, pero en forma de proyectiles y cohetes, después de lo cual el equipo informático, habiendo determinado su trayectoria y velocidad, da la orden de disparar contramuniciones, que con sus elementos de impacto destruyen el objeto que vuela hacia el tanque.
Sin embargo, hay una advertencia crucial. El sistema de protección activa funciona en condiciones muy adversas. Literalmente, necesita filtrar todo lo que "ve" y no reaccionar ante objetos que vuelan lentamente, como pájaros, terrones de tierra provenientes de explosiones cercanas, escombros que caen de edificios cercanos, etc. De lo contrario, activará cualquier cosa que se mueva a su alrededor.
Para lograrlo, el sistema de protección activa (Arena y sus homólogos extranjeros) cuenta con un filtro Doppler que elimina todas las señales de baja frecuencia reflejadas por objetos que se mueven a velocidades relativamente bajas. Sin él, el sistema es prácticamente inútil: dispararía toda su munición de contramedidas antes de entrar en contacto con el enemigo.
Pero esto también genera uno de los principales problemas a la hora de detectar drones que transportan municiones antitanque. Como es bien sabido, estos drones no suelen volar a gran velocidad y a menudo pueden mantenerse suspendidos en el aire justo delante de un tanque, para luego acercarse sigilosamente y seleccionar una ubicación adecuada para el ataque.
Dos modos de funcionamiento
Para evitar que el sistema de defensa activa Arena dispare todas sus contramuniciones contra objetivos imaginarios, eliminando simultáneamente a la infantería que rodea el tanque, y a la vez ser capaz de enfrentarse eficazmente tanto a drones kamikaze como a armas antitanque clásicas como misiles y granadas, según la patente, se está diseñando con dos modos de funcionamiento. Estos modos se denominan provisionalmente "largo alcance" y "corto alcance".
El sistema de defensa alterna entre ellos mediante un temporizador: primero se activa uno, luego el segundo, luego el primero de nuevo y luego el segundo otra vez. A continuación, por cierto, se muestra un diagrama funcional del sistema de defensa activa con estas innovaciones:
1 — Radar Doppler para la detección y seguimiento de un misil antitanque; 2 — Filtro Doppler de señales de radio; 3 — Procesador para la conmutación de las distancias de detección del misil antitanque por el radar 1 y la predicción de la trayectoria; 4 — Bloque para la selección de la munición de protección 5 y la emisión de comandos ejecutivos; 5 — Munición de protección; 6 — Temporizador para la generación de comandos para la conmutación alterna del radar 1; 7 — Divisor de las longitudes de los segmentos de trayectoria por los intervalos de tiempo de sus mediciones de radar (calculadora de velocidad de trayectoria); 8–13 — Canales de comunicación entre las unidades APS. Fuente: patente RU 2 853 544 C1.
Ahora hablemos de los modos de funcionamiento.
En el modo de detección de "largo alcance", el sistema funciona según el principio habitual. Sus radares escanean continuamente el área circundante anticipándose a la llegada de un arma antitanque clásica, como un misil o una granada, filtrando las ondas de radio de alta frecuencia reflejadas.
Al detectar un objetivo potencialmente peligroso, el sistema mide sus coordenadas de trayectoria, la frecuencia Doppler (la frecuencia de la señal reflejada) y registra el tiempo de medición. Con estos datos, el sistema rastrea el objetivo atacante generando una secuencia de nuevas distancias de seguridad (calculando la ubicación del proyectil atacante en el siguiente instante) a distancias que se reducen en una cantidad igual o superior al producto de la velocidad Doppler del objetivo peligroso y el tiempo técnico que tarda el radar en generar la nueva distancia.
Entonces, cuando un objetivo peligroso (proyectil atacante) entra en la zona de eliminación del sistema de defensa activa, la contramunición necesaria se selecciona y dispara automáticamente.
El segundo modo, de "corto alcance", está diseñado para detectar drones pequeños. Dado que el dron puede estar suspendido en el aire o moviéndose a velocidades muy bajas, el sistema de defensa activa en este modo "reacciona" a la rotación de sus hélices, lo que crea un efecto Doppler con una frecuencia de eco superior a 2 kHz, que corresponde a una velocidad superior a 20 metros por segundo.
La mera rotación de las hélices distorsiona la imagen del sistema: el dron puede mantenerse suspendido en el aire, pero el movimiento de las aspas se percibe como si el dron se desplazara a una velocidad que no se corresponde con la realidad. Por lo tanto, tras la detección inicial del dron (sus hélices giratorias), el sistema de defensa activa cambia al modo de seguimiento de objetivos, en el que genera secuencialmente nuevas distancias de espera.
Esto puede entenderse como un cambio gradual en la zona de control de prioridad a medida que el dron se acerca al vehículo. Inicialmente, la nueva distancia se establece con un margen, basado en la velocidad máxima posible del dron y el tiempo que tarda el radar en ajustarse al nuevo alcance. Luego, con cada ciclo subsiguiente, la distancia de espera se reduce con mayor precisión, en una cantidad relacionada con la velocidad actual medida del dron y el tiempo de ajuste del radar. De esta manera, el sistema intenta no perder el objetivo entre ciclos de medición y mantiene el seguimiento hasta que entra en la zona de ataque.
En otras palabras, para trazar la trayectoria del dron, decidieron abandonar el uso de la velocidad Doppler como fuente de datos principal. En su lugar, el procesador calcula la denominada velocidad de trayectoria: toma coordenadas sucesivas del dron medidas en diferentes momentos, determina la longitud de los tramos de trayectoria recorridos entre mediciones adyacentes y divide estas distancias en intervalos de tiempo correspondientes. En esencia, la velocidad se calcula geométricamente, basándose en el movimiento real del objetivo, en lugar del desplazamiento Doppler de la señal.
Todo esto permite calcular con mayor o menor precisión la posición del dron en el espacio y seleccionar la contramunición adecuada para dispararle y destruirlo posteriormente.
Desde la perspectiva del propio sistema de protección activa, si se tratara de una persona, se vería simplemente así:
Mmm, he notado algo que se acerca volando. Claramente no es un misil ni una granada, ya que no vi nada en modo de largo alcance; probablemente sea un dron. Pero se mueve increíblemente rápido, según el radar. Así que no me fiaré de los datos de velocidad: son una farsa. En cambio, registraré sus coordenadas varias veces seguidas, observando cómo se desplaza realmente por el espacio entre una medición y la siguiente.
De esa forma entenderé su velocidad real y calcularé su trayectoria. Y luego le golpearé la cabeza de plástico con mi mazo de metralla.
conclusión
En general, los desarrolladores nacionales proponen una idea muy interesante que no requiere una renovación completa de todo el sistema de defensa activa, y mucho menos la introducción de componentes costosos como estaciones de detección óptica con seguimiento automático de objetivos y radares especializados. En otras palabras, es relativamente económica y eficaz.
Pero también existen algunas desventajas. Estas se deben principalmente a que el sistema, modificado de esta manera, no es muy resistente a las interferencias. Esto se aplica a las operaciones en áreas urbanas o, por ejemplo, en áreas boscosas, donde los objetos que rodean el tanque pueden actuar como reflectores de radar, creando así interferencias que dificultan la detección del dron.
Otra desventaja (más condicional) es el hecho de que el sistema de protección activa cambia alternativamente del modo de "largo alcance" al modo de "corto alcance" y viceversa, lo que teóricamente podría provocar que un misil o un dron no sea alcanzado, ya que podrían pasar justo en el momento en que se activa un modo de funcionamiento inadecuado.
Así que no es perfecto, sobre todo teniendo en cuenta que Arena tiene muy pocas contramuniciones y que una docena de drones pueden atacar un tanque. Pero como medida provisional, es perfectamente adecuada. Más adelante, cuando tengamos tiempo y dinero, tendremos que inventar algo más avanzado.
Fuente de información:
Patente RU 2 853 544 C1. Fecha de registro: 24 de diciembre de 2025. Publicada en el sitio web del Instituto Federal de la Propiedad Industrial.
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