Wojny dronów. Ukraińskie lekcje dla polskiego wojska

W dniu 2 maja dwa rosyjskie samoloty bojowe Su-30 zostały zestrzelone nad Morzem Czarnym. Rozgłos towarzyszący temu zdarzeniu nie wziął się jednak z samego faktu strącenia tych maszyn, ale z racji broni, której użyto. Sukces bowiem przypadł w udziale bezzałogowym pojazdom nawodnym Magura-7 przenoszącym pociski AIM-9 Sidewinder.

Nie był to pierwszy taki przypadek, wcześniej inna łódź zniszczyła rosyjski śmigłowiec. Jednak jest to kolejne zdarzenie, w którym istotną rolę odgrywają właśnie bezzałogowe środki walki, bardzo szeroko stosowane podczas pełnoskalowej inwazji Rosji na Ukrainę. To prowadzi do jednego zasadniczego pytania: czy obecne i przyszłe wojny będą wojnami dronów?

Faktem jest, że od roku 2022 zarówno, jeśli mowa o samej ilości, jak i rodzajach stosowanych przez obie strony urządzeń bezzałogowych, jest to konflikt bezprecedensowy, a stosowane typy aparatów budzą czasem zaskoczenie. Takim przypadkiem jest choćby szeroka proliferacja dronów FPV, wcześniej nieużywanych w celach militarnych. Inne jednak rozwiązania okazują się nowym wcieleniem dobrze znanych już w przeszłości koncepcji.

Nie da się analizować obecnej ewolucji bezzałogowych maszyn wojskowych bez odwołania się do historii. Bezzałogowe środki walki próbuje się stosować na polu walki od prawie stulecia, choć pozostawały one w cieniu załogowych samolotów czy czołgów, a tylko niektóre przypadki ich użycia stawały się szerzej znane.

Najpierw były V-1 i Goliaty

Tak było podczas II wojny światowej, gdy hitlerowskie Niemcy wykorzystały bezzałogowe samoloty pociski V-1 do ostrzału Londynu i Antwerpii, a w Powstaniu Warszawskim używane były zdalnie sterowane pojazdy Goliat — przenoszące ładunek wybuchowy, i dziś nazwano by je lądowymi dronami kamikadze.

Były to jednak tylko epizody. I zarówno podczas II wojny światowej, jak i później, zastosowanie dronów oraz samolotów-pocisków i pokrewnych im pocisków manewrujących, choć było coraz mniej epizodyczne — to jednak wciąż niszowe, wtedy, gdy korzyści z wykorzystania bezzałogowego urządzenia przewyższały koszty.

Przez całe dekady możliwości dronów ograniczał jeden czynnik: zdolność do sterowania nimi. Możliwe są bowiem dwa rozwiązania: albo urządzenie będzie w stanie autonomicznie kierować swoim działaniem, albo będzie zdalnie sterowane (ewentualnie jedno i drugie).

To jednak oznaczało i oznacza poważne wyzwania techniczne. Zdalne sterowanie można przerwać lub zakłócić (jak robili to powstańcy warszawscy, przecinając kable sterowania Goliatów).

Autonomiczne sterowanie niesie ze sobą jeszcze więcej problemów, od nawigacji poprzez proces celowania. Ten problem w V-1 rozwiązano w najprostszy możliwy sposób — kurs nadawał kierunek ustawienia wyrzutni, autopilot kontrolował wysokość i czas lotu, po którym następowało wyłączenie silnika i upadek na cel. To wystarczyło, by trafić w duże miasto.

Wyzwania techniczne, jakie wiązały się ze sterowaniem dronami, spowodowały, że przez całe dekady maszyny te pozostawały w niszy, tam, gdzie maszyny załogowe nie mogły być używane, zwłaszcza tam, gdzie ryzyko strat w ludziach było tak wysokie, że przewyższało koszty mniej zawodnego niż żywa załoga systemu sterowania.

Mogło to być rozpoznanie szczególnie silnie bronionego lub skażonego obszaru. W grę wchodziły także inne konsekwencje obecności człowieka, zwłaszcza miejsce na pokładzie oraz wytrzymałość załogi. Bezzałogowiec może mieć zarówno mniejsze rozmiary od klasycznej maszyny, jak i większą długotrwałość lotu.

Reaper na Osamę bin Ladena

Poza lotnictwem bezzałogowce wykorzystywane były na lądzie przez wojsko i policję, w dobrze znanej roli robotów do neutralizacji bomb. Na morzu stosowane były zdalnie sterowane pojazdy przeznaczone do prac podwodnych, w tym także rozpoznania i niszczenia min morskich.

Żargonowo niszowe zastosowania dronów określano jako 3D: Dangerous, Dirty and Dull — niebezpieczne, brudne lub nudne To właśnie nudne misje stały się powodem szerokiego stosowania amerykańskich maszyn Predator i Reaper w Iraku i Afganistanie.

W konflikcie asymetrycznym, gdy potrzebne było dozorowanie danego obszaru — na przykład drogi, na której partyzanci podkładali ładunki wybuchowe, czy budynków, w których mogli ukrywać się ludzie uważani za terrorystów, użycie zdolnego do długotrwałych — trwających do 24 godzin misji — samolotu mogło być bardziej efektywne od załogowego samolotu.

Aby uzyskać ciągłą obserwację, potrzebne byłoby bowiem kilka maszyn, zmieniających się kolejno w strefie patrolowania. Zarazem ani Predator, ani Reaper nie zostały zaprojektowane, by działać w warunkach silnej obrony przeciwlotniczej. Stąd też nie dziwią ani strącenie takiej maszyny nad Irakiem w roku 2002 przez myśliwiec Mig-25 ani niedawne przypadki zestrzeleń Reaperów nad Jemenem.

Pojawienie się w roku 2001 uzbrojonego wariantu Predatora także było wynikiem niszowego — jak sądzono — zastosowania. Powstał on w ramach rozważanych przed 11 września planów zabicia Osamy bin Ladena, co wymagało posiadania samolotów zdolnych do długotrwałego przebywania nad Afganistanem i w razie zauważania poszukiwanej osoby — użycia uzbrojenia.

Te plany stały się wzorcem dla późniejszych działań, w Iraku, Afganistanie, Jemenie i innych państwach — gdzie prowadzono ataki na faktycznych lub domniemanych terrorystów, poprzedzone nierzadko obserwacją budynków czy śledzeniem pojazdów, którymi się przemieszczali.

Pomijając inne uwarunkowania (choćby kwestie prawne czy etyczne) takich działań, pod względem technicznym oznaczały one postęp — sterowany poprzez łącza satelitarne przez „załogę” znajdującą się nierzadko na innym kontynencie działał poprawnie i można było traktować go jako efektywny technicznie nosiciel uzbrojenia.

Dla porównania, w latach sześćdziesiątych US Navy eksperymentowała z prostym zdalnie sterowanym śmigłowcem QH-50, mającym wykonać proste zadanie: wystartować z pokładu okrętu w miejsce, gdzie wykryto okręt podwodny, zrzucić torpedy i wrócić. Program okazał się fiaskiem z powodu małej niezawodności (ponad połowa maszyn została utracona w wypadkach) oraz niskiej jakości obsługi.

Techniczny sukces Predatora oraz innych konstrukcji z początku XXI wieku (jak choćby wysokościowego Global Hawka) stał się powodem, dla którego bezzałogowce stały się stałym, a nie używanym okazjonalnie elementem systemu walki.

Ten trend dotarł także do Polski, gdzie od 2006 zaczęto używać izraelskich dronów Orbiter, zaś w roku 2010 do wojska trafiły pierwsze rodzime zwiadowcze FlyEye produkowane przez polski przemysł.

Tanie cywilne drony

Postęp zwłaszcza w zakresie elektroniki, kamer cyfrowych, systemów łączności i nawigacji pozwolił także na rozwój cywilnych, hobbystycznych dronów, takich jak chińskie DJI Phantom czy francuskie Parrot AR Drone.

I to właśnie tanie cywilne bezzałogowce stały się kolejnym etapem wojennych zastosowań, zarówno w Syrii w roku 2016, jak i w Ukrainie od roku 2015, początkowo w najprostszej postaci — komercyjnie dostępnego drona z podwieszonym granatem.

Tanie i proste urządzenia stały się dostępne na najniższych szczeblach walki. Jednocześnie obok oddolnych prób wojskowego zastosowania cywilnych urządzeń, zaczęto opracowywać konstrukcje o przeznaczeniu wojskowym — oraz co ważne, myśleć o ich włączeniu w system walki.

Od 2016 roku Korpus Piechoty Morskiej USA rozpoczął eksperymenty z integracją małych dronów z pododdziałami piechoty i po prawie dekadzie eksperymentów utrzymała się koncepcja, aby w drużynie piechoty znalazł się żołnierz wyspecjalizowany w kierowaniu dronami i innymi środkami precyzyjnego rażenia.

Amunicja krążąca

Równocześnie stał się widoczny inny trend wykorzystania bezzałogowców, przeznaczonych do atakowania przeciwnika — określanych jako amunicja krążąca. Taki aparat, jak choćby polski Warmate, po wystrzeleniu może krążyć nad wskazanym obszarem, przekazując obraz na stanowisko kierowania. A gdy zostanie wykryty cel, podejmowany jest atak — czyli uderzenie przenoszącego głowicę bojową drona w budynek czy pojazd.

Jak pokazała pełnoskalowa faza agresji Rosji na Ukrainę, te trendy się spotkały: tanie proste drony FPV oraz cięższe bombowce (określane zbiorczo jako „Baba Jaga”) są po prostu amunicja krążącą najniższego szczebla, odgrywającą rolę zamiennika lub uzupełnienia tradycyjnych środków walki.

Typowym bowiem narzędziem walki wojsk lądowych są oprócz karabinów czy karabinów maszynowych, granatniki różnych typów (w tym przeciwpancerne), przeciwpancerne pociski kierowane, moździerze oraz cięższe uzbrojenie: działa czołgów, haubice (jak polski Krab) czy artyleria rakietowa a wsparcie zapewnia także lotnictwo.

Każda z tych broni ma różny zasięg — od 500 metrów po 50 kilometrów, niektóre służą do ognia płasko torowego (strzelając na wprost) inne stromotorowego (a więc można strzelać do celu niewidocznego na wprost).

Dron przenosi z kolei głowicę — czasem wymontowaną z pocisku artyleryjskiego lub granatnika, czasem bardzo podobną konstrukcyjnie, nad stanowiska przeciwnika i zrzuca pocisk lub uderza. To ma swoje zalety i wady.

W przeciwieństwie do zwykłego granatnika przeciwpancernego dron może zaatakować cel znajdujący się np. za przeszkodą (drzewami czy budynkiem). Nad moździerzem ma przewagę precyzji rażenia — zamiast wstrzeliwania się w cel można nad niego nadlecieć i precyzyjnie wycelować zrzut czy uderzenie. Znane są przypadki, gdy drony FPV wlatywały do budynków czy ukryć. Jednak oprócz zalet widoczne są też wady.

Rakietowe pociski kierowane

Przeciwpancerny pocisk kierowany, taki jak używany w polskim wojsku Spike-LR, naprowadzany jest przy pomocy kamery zabudowanej w głowicy pocisku. Operator wskazuje cel, na który ma naprowadzać się pocisk, a ponadto podczas lotu może precyzyjnie kierować jego lotem (lub kierując go na inny obiekt, jeśli zachodzi taka potrzeba).

Ponadto pocisk napędzany jest silnikiem rakietowym — co czyni jego lot szybszym: prędkość drona FPV to około 120 kilometrów na godzinę, Spike-LR – około 150 metrów na sekundę (czyli ponad 500 km/h).

Pocisk rakietowy przenosi także większą głowicę i jest mniej wrażliwy na warunki atmosferyczne jak wiatr czy oblodzenie. Poza technicznymi różnicami należy jednak odnotować inną: dostępność.

Ukraina rozpoczynała wojnę, mając w swoich arsenałach niewielką liczbę nowoczesnych przeciwpancernych pocisków kierowanych, a gros arsenału stanowiły pociski odziedziczone po ZSRR. Także dostępność artylerii i co ważne amunicji do niej, była ograniczona, zwłaszcza wobec dużego zużycia na polu walki.

Wsparcie lotnicze nie zawsze było możliwe. Ukraina w roku 2022 oficjalnie posiadała tylko 35 śmigłowców szturmowych Mi-24 i 31 samolotów Su-25 służących do wsparcia wojsk lądowych a główną bronią tych maszyn były niekierowane bomby i pociski rakietowe, uzupełniane tylko przez nie najmłodszą broń kierowaną.

Ponadto działające nad frontem maszyny narażone były na działanie obrony przeciwlotniczej przeciwnika. Wprawdzie Rosja posiadała większe i nieco nowocześniejsze lotnictwo, jednak na swobodę operowania nim wpływała także ukraińska obrona przeciwlotnicza. Stąd też brały się obrazy z początku wojny pokazujące loty śmigłowców na bardzo małej wysokości oraz charakterystyczne manewry odpalenia niekierowanych pocisków rakietowych salwą podczas chwilowego zwiększenia wysokości lotu.

To pozwalało razić obszar, a nie konkretny cel. Stąd też zalety dronów, zwłaszcza gdy nie rozwinęły się jeszcze środki przeciwdziałania, były oczywiste. Widoczna także jest szeroka proliferacja i szybka ewolucja dronów oraz środków antydronowych.

Gdy obie strony zaczęły bronić się, używając środków walki radioelektronicznej, by wykrywać i zakłócać wrogie drony — pojawiły się uderzeniowe FPV kierowane światłowodem, a także wyposażone w algorytmy samonaprowadzania na cel w końcowej fazie lotu.

Drony przeszły wiec ewolucję zbliżającą je do wspomnianych wcześniej przeciwpancernych pocisków kierowanych. Z kolei cięższe urządzenia o zasięgu przekraczającym 20 kilometrów (jak rosyjskie Lancety) stosowane są jako uzupełnienie klasycznej artylerii i rakiet.

W przypadku lądowego frontu, nic bowiem nie wskazuje, aby zostały wyparte całe rodzaje klasycznego uzbrojenia — czołgi, haubice czy śmigłowce bojowe. Przeciwnie, te środki rażenia zwłaszcza używane wspólnie z bezzałogowcami są wciąż skuteczne i mają zalety, których drony – zwłaszcza prostsze i tańsze – nie posiadają.

Przykładowo śmigłowce charakteryzuje duża mobilność i mogą być użyte do szybkich działań — i w obronie i w ataku. Podczas walk w Ukrainie, mimo deficytów, odnotowano przypadki skutecznych działań rosyjskich śmigłowców Mi-28NM oraz Ka-52, zwłaszcza uzbrojonych w nowoczesne pociski kierowane Wichr oraz LUMR.

Podobnie amerykańskie koncepcje redukcji floty śmigłowców zakładają wycofanie części szturmowych Apache — ale starszej generacji.

Samoloty bezzałogowe

Podobnie kształtuje się sytuacja na froncie powietrznym. Obie strony używają do uderzeń na cele na zapleczu przeciwnika (w tym infrastruktury krytycznej, takiej jak paliwowa i energetyczna) zarówno tradycyjnych pocisków rakietowych, jak i tańszych samolotów bezzałogowych.

Rosjanie sięgnęli po tanie irańskie Shahedy, gdy rozpoczęli kampanię zmasowanych uderzeń przeciwko infrastrukturze energetycznej, z racji zwiększonego zapotrzebowania na środki napadu powietrznego.

Z kolei użycie dronów podczas ukraińskie uderzenia na Rosję spowodowane jest częściowo ograniczeniami politycznymi dotyczącymi celów, przeciwko którym można używać zachodniej broni jak pociski ATACMS (gdy w końcu je dostarczono) czy Storm Shadow oraz brakiem dostatecznej liczby własnych rakiet dalekiego zasięgu.

Stąd też pojawił się szeroki wachlarz aparatów uderzeniowych. Najpierw stare radzieckie rozpoznawcze Tu-141, a nawet sportowe ultralekkie samoloty przebudowywano na maszyny uderzeniowe. Później wdrożono produkcję kilku typów prostych konstrukcji jak UJ-22, UJ-26 czy An-196. Wszystkie te maszyny napędzane są silnikiem tłokowym i poruszają się z prędkością 150-200km/h. Dopiero od 2024 używane są także bezzałogowce o napędzę odrzutowym, rozwijające większą prędkość.

Tutaj najważniejszą obserwacją z użycia samolotów – pocisków przez Ukrainę i Rosję jest efektywność takich nisko kosztowych środków. Jeśli istnieje możliwość wystrzelenia tuzinów tanich dronów, lecących nawet nisko i powoli, to zwiększa się prawdopodobieństwo skutecznego ataku.

Obrona może nie być w stanie zestrzelić wszystkich. Ponadto, jeśli używa się względnie tanich dronów, może się okazać, że przeciwnik zmuszony jest używać przeciwko nim drogich środków — jak rakiety przeciwlotnicze i samoloty myśliwskie, skonstruowane przecież do walki z bardziej wymagającymi zagrożeniami, a co więcej, może ich zabraknąć, gdy oprócz tanich dronów do ataku użyte zostaną inne środki.

To wymusza na obrońcy budowę systemu obrony przed nisko kosztowymi zagrożeniami, a więc skierowanie środków, których może zabraknąć na froncie. Last but not least, bezzałogowe samoloty pozwalają oszczędzać życie załóg — a łatwiej jest zastąpić sprzęt niż ludzi.

Stąd też widać w powietrzu nad Ukrainą i Rosją charakterystyczne sylwetki. Załogowe samoloty rzadko, jeśli w ogóle obecnie pojawiają się nad terytorium przeciwnika, działając w obszarach (do czasu…) uważanych za bezpieczne — zwłaszcza z daleka od obrony przeciwlotniczej.

Uderzenia prowadzone są przy pomocy pocisków rakietowych, kierowanych bomb szybujących czy właśnie dronów. To z kolei jest zbieżne z przedwojennymi ocenami i planami, zakładającymi, że załogowe samoloty będą tylko częścią systemu — wraz z bezzałogowcami.

Już w latach 2019-2021 pierwsze loty wykonały samoloty XQ-58 i MQ-28, będące demonstratorami technologii „lojalnych skrzydłowych” – bezzałogowców towarzyszących załogowym myśliwcom i przejmujących na siebie wykonywanie najbardziej ryzykownych misji. Załogowe maszyny takie jak F-35 czy przyszły F-47 będą więc latającymi ośrodkami kierowania walką toczoną z udziałem latających robotów, a więc zachodzić będzie proces obserwowany już na morzu.

Drony nawodne i podwodne

Współcześnie wchodzące do służby okręty — jak choćby polskie niszczyciele min typu „Kormoran” są bowiem od początku przygotowane do używania bezzałogowych pojazdów, traktowanych jako integralna część systemu walki.

W przypadku polskich okrętów zaprojektowano je z myślą o wykorzystaniu kilku typów pojazdów o różnym przeznaczeniu, w tym dużych autonomicznych pojazdów AUV Kongsberg HUGIN, zdolnych do działania w morzu do trzydziestu godzin, poszukując min lub sprawdzając bezpieczeństwo podmorskich kabli i rurociągów.

Faktem jest, że bezzałogowce morskie stały się bardziej znane po użyciu na Morzu Czarnym zdalnie sterowanych łodzi motorowych, przenoszących ładunki wybuchowe a z czasem inne uzbrojenie w tym wspomniane już pociski przeciwlotnicze.

W przypadku działań morskich, ukraińskie drony morskie stały się jednak substytutem dużych okrętów, których Ukraina prawie nie posiadała. Jak zauważył brytyjski analityk dr Duncan Redford, działania dronów były skuteczne — ataki na okręty, zwłaszcza w pobliżu baz morskich sprawiły, że flota rosyjska musiała ograniczyć swoje działania, a strategicznie ważne bazy stały się kłopotliwe w wykorzystaniu.

Zarazem stronie ukraińskiej sprzyjały warunki hydrometeorologiczne na ciepłym i spokojnym w porównaniu choćby do Bałtyku, Morzu Czarnym. Ponadto początkowo Rosjanie byli zaskoczeni i zupełnie nieprzygotowani do odparcia tego rodzaju ataków. Od tego czasu, zauważalne stało się stosowanie środków przeciwdziałania, zapór, poprawy jakości ochrony bezpośredniej okrętów oraz patroli powietrznych mających wykrywać drony. A to z kolei stało się powodem instalowania przez Ukraińców na niektórych bezzałogowcach rakiet przeciwlotniczych.

To ewolucja, a nie rewolucja

Zarówno więc na lądzie, w powietrzu, jak i na morzu nie mają miejsca zmiany rewolucyjne. Nie są nimi także szeroko nagłaśniane przypadki ulepszania systemów sterowania, określane zbiorczo mianem „sztucznej inteligencji”. To pojęcie jest, zwłaszcza gdy mowa o wojnie lotniczej i morskiej nieprecyzyjne.

Automatyzacja systemów sterowania i samonaprowadzania pocisków nie jest niczym nowym. Z zasady oznacza to, że pocisk (lub cały system) ma poszukiwać i zwalczać cel pasujący do znanej charakterystyki (fachowo: sygnatury). O ile w przeszłości owa sygnatura mogła być opisana ogólnie (np. jako temperatura, częstotliwość fal radiowych emitowanych przez dany obiekt), z czasem możliwe było stosowanie urządzeń porównujących obraz terenu i celu (optyczny lub radarowy) z danymi zapisanymi w pamięci pocisku. To także pozwalało wprowadzać dodatkowe rozwiązania, na przykład określanie priorytetu zwalczania celów.

Postęp elektroniki pozwala natomiast na osiąganie większej precyzji za mniejsze pieniądze. Warunkiem niezbędnym jest posiadanie odpowiedniej bazę sygnatur (charakterystycznych cech: wygląd, kształt, emitowane fale radiowe, dźwięk, ciepło) oraz algorytmów obróbki danych.

To pozwala po pierwsze na przyśpieszenie wykrywania celów — udział człowieka może być ograniczony do akceptacji wyników lub wręcz tylko nadzoru. A po drugie pozwala na określenie szczegółowych priorytetów, tak aby w pierwszej kolejności atakowane były cele najgroźniejsze lub najbardziej wartościowe.

Jeśli dron wykonujący lot nad terenem przeciwnika wykryje baterię artylerii, może spróbować określić rodzaje pojazdów i zaatakować na przykład wóz dowodzenia. To także ułatwia działanie zespołowe, co medialnie określa się mianem „roju”: jeśli oprogramowanie i łączność na to pozwolą, można zaimplementować algorytmy określające zasady współpracy i podziału zadań.

Jeśli więc zadanie zwalczania artylerii przeciwnika otrzyma kilka maszyn, to możliwe jest, że będą w stanie dokonać klasyfikacji celów z minimalnym udziałem człowieka (a w przerażającym scenariuszu: bez udziału). Drony zaatakują wtedy poszczególne pojazdy, a na wspomniany wóz dowodzenia skierowane zostaną dla pewności dwa. Dalsze implikacje proliferacji tego rodzaju zdolności są już sferą etyczną i prawną, ale technicznie są to rozwiązania wykonalne już teraz lub w najbliższej przyszłości.

Co jednak jest najważniejsze — nie zmieniają one w całości konfliktu zbrojnego i jego podstawowych zasad. Systemy uzbrojenia są tylko środkami do osiągnięcia celów: strategicznych, operacyjnych i taktycznych. Liczy się więc to, co dana strona chce osiągnąć, a nie jakimi środkami.

To z kolei jest fundamentalne także dla określenia kierunku wdrażania dronów w Wojsku Polskim, tak aby nie powielać bezkrytycznie zarówno wszystkich doświadczeń z frontu ukraińskiego, jak i nie wystawiać się na żer lobbystów. Marketingowo bowiem łatwo jest sprzedać urządzenie, które można pokazać na żywo lub przynajmniej w efektownej wizualizacji, zaś koncepcji użycia, adekwatnej do polskich wymagań i wyzwań — kupić się nie da.