«Шахед-131»
Історія застосування «Шахедів» в Україні розпочалася з «Шахед-131», також відомий як «Герань-1» та IRN-05. БпЛА виготовлено з вуглецевого (карбонового) волокна, зміцненого внутрішніми металевими опорами. Поршневий двигун внутрішнього згоряння приводить платформу в рух за допомогою дерев’яного гвинта з фіксованим кроком. Електронна система всередині була з’єднана між собою за допомогою спеціального маркованого дроту. Оцінюється, що його можна запустити зі статичних рейок або вантажівки.
Оригінальний «Шахед-131» оснащений роторним двигуном Wankel Serat 1 з потужністю 38 кінських сил, який був сконструйований в Ірані з британського AR 731. За даними Київського інституту судових експертиз, з іранського там лише ковпачки на свічках запалювання, на яких стоїть відповідне маркування. Свічки раніше були японськими, зараз – китайського виробництва.
«Шахед-131» («Герань-1») мав блок керування польотом (FCU, Flight Control Unit), що містив п’ять виготовлених на замовлення друкованих плат (PCB), які містили процесори TMS320 F28335 американської Texas Instruments. Всередині блоку керування двигуном (ECU) було виявлено друковану плату з процесором тієї ж компанії.
Надалі модель «Шахед-131» було використано як основу для «Шахед-136».
«Шахед-136»
Оновлений БпЛА-камікадзе «Шахед-136» («Герань-2») можна запускати залпом з мобільних пускових установок, замаскованих під кузов самоскида, кожна з яких може одночасно запускати до 5 БпЛА.
Його каркас виготовлений із вуглецевого волокна та стільнику (з англ. – honeycomb), і може бути зроблений будь-яким майстром без серйозних конструкторських знань. В пізніших версіях немає стільникової структури – натомість є пінополістирол.
«Каркас можуть виготовляти й з алюмінієвого сплаву, що є складнішим рішенням, але швидшим і простішим у виготовленні. Стільник – це структура, що найчастіше робиться з картону і нагадує бджолині соти, звідси й назва. Такий матеріал дозволяє заповнити всі порожнини в конструкціях дрона для рівномірного розподілення навантажень, які виникають під час польоту. Пінополістирол для цього краще підходить: він такий же легкий, але на нього не так впливають вологість та температура, як на картон», – пояснює Андрій, експерт з розробки БпАК.
У березні 2024 року росіяни почали ставити на свої «Шахед-136» блоки навігаційної апаратури DGPS, або ж диференційованого GPS, котрі в теорії можуть збільшити точність влучання цих ворожих дронів-камікадзе. Такі системи використовуються як для цивільної техніки, наприклад агротехніки для точного обробітку землі, так і для військової.
«Шахед-238»
У січні 2024 року ЗСУ знищили новий «Шахед-238» («Герань-3») іранського виробництва, який Росія використала під час однієї з атак БпЛА на Україну. «Герань-3» темного кольору та безшумна. Майже всі компоненти цього безпілотника схожі на попередніх представників серії. Втім, якщо у попередніх модифікаціях використовувались поршневі двигуни, то в цьому випадку – турбореактивний, тягою 250-300 кг, китайського виробництва.
«Реактивний двигун складніший і дорожчий в обслуговуванні та виробництві. Він споживає більше палива, але з ним дрон може розвивати більшу швидкість, і його стає складніше виявити та збити. Втім, дальність його польоту менша», – розказує Андрій.
Він встановлений всередині фюзеляжу БпЛА, тоді як більша частина поршневого двигуна «Шахед-136» розташована зовні. Цей дрон-камікадзе розвиває швидкість до 480 км/год і несе осколково-фугасну бойову частину масою 50 кг. Має дальність польоту близько 2000 км. Така швидкість у поєднанні з нижчою видимістю та меншим шумом двигуна теоретично зробила «Шахед-238» менш вразливим до наземного вогню з Gepard або інших важких кулеметів. З іншого боку, вища швидкість і, ймовірно, більше теплове випромінювання зроблять «Шахед-238» легшим для виявлення ракетами ППО теплового наведення.
Без західних компонентів досі не обходиться
Обробка сигналів супутникової навігації нового «Шахеда» реалізована в основному на американських продуктах.
Андрій пояснює: «Використання електронних компонентів цих компаній може свідчити про те, що китайських або локальних російських аналогів немає, або вони не можуть забезпечити відповідні характеристики. Тому використовуються рішення, перевірені часом, з прогнозованою якістю. Це якраз про ці передові американські компанії».
Більш «просунутий» «Шахед-238» може коштувати стільки ж, скільки ракета «Калибр» – від 200 до 300 тис. доларів. Це залежить від терміновості, об’єму замовлення, локалізації виробництва і багатьох інших факторів.
Існує три варіанти «Шахед-238», усі вони оснащені мікротурбореактивним іранським двигуном Toloue-10 896, але мають різні системи наведення. Звичайна модель включає стандартні системи наведення на базі GPS/ГЛОНАСС та інерціальні системи наведення, які використовуються в «Шахед-136». Друга версія містить інфрачервону систему для пошуку «гарячих» цілей, таких як військові машини. Третя версія має систему радіолокаційного виявлення, призначену для атаки на системи ППО та інші радари.
Вимушені модифікації: чому Росія змінює начинку «Шахед-136», і що за цим стоїть?
Спойлер: не санкціями єдиними, але ними у великій мірі!
Може здатися, що основною мотивацією змінювати наповнення дронів є бажання покращити їхню ефективність, підбираючи більш стійкі чи ефективні компоненти. Наприклад, зміни в навігаційних системах можуть зробити дрон менш вразливим до української РЕБ. Втім, у сфері машино- та літакобудування існує низка зовнішніх і внутрішніх факторів, які впливають на доступність та вибір компонентів.
- Санкції та обмеження доступу до компонентів
Звісно, передусім це санкції. Західні торгові обмеженні та заборони серйозно ускладнили постачання електроніки та високотехнологічних деталей, які використовуються в навігаційних системах, двигунах та елементах управління «Шахедів». Їх вводили як безпосередньо щодо іранських та російських виробництв (зокрема спеціальної економічної зони Алабуга – величезного хабу з виробництва «Шахедів»), так і щодо компаній-посередників постачальників компонентів. Через це Росія змушена шукати аналоги на «сірому» ринку, купувати компоненти через підставні компанії або навіть розробляти власні версії деяких компонентів, наприклад адаптивну антенну решітку «Комета Р8», що може впливати на якість і функціональність дронів. Санкції не можуть повністю припинити всі можливі схеми постачань через треті країни, але вони значно здорожчують і сповільнюють процес виробництва.
- Відмова постачальників співпрацювати з РФ
Деякі компанії, навіть з країн, які не підтримують санкції, можуть свідомо відмовлятися продавати Росії деталі, щоб уникнути репутаційних або юридичних проблем. Це змушує російських виробників шукати альтернативні варіанти або використовувати менш ефективні компоненти.
- Економічні чинники або гуртом дешевше
«Шахеди» – одноразові, ще й здебільшого збиваються Повітряними силами України. Так, відсоток збиття цих дронів протягом травня-липня 2024 року становив близько 94%. Тому Росія прагне всіляко зменшити собівартість дронів. Окрім іншого, закупівля деталей часто відбувається на спеціальних платформах, що нагадують біржі, наприклад DigiKey. Ціни на ту саму продукцію можуть змінюватися щоденно, адже якщо якась компанія випускає велику партію певної продукції, ціни на неї можуть швидко впасти, чим і користуються покупці. Як і в будь-якому іншому бізнесі, найбільш фінансово вигідно закуповувати компоненти великими партіями, навіть якщо якість таких компонентів нижча.
«Може бути, що один чип коштує 10 доларів, але якщо замовити відро цих чипів, то він буде коштувати 50 центів», – розповідає інженер з робототехніки одного з українських підприємств.
Крім того, перехід на дешевші аналоги може дозволити нарощувати виробництво без значного збільшення витрат.
«На об`ємі заміна компонента – це в основному економічне питання. Тобто можна робити R&D на одному чипі, а потім різко переїхати на інший, якщо він більш вигідний. Сьогодні чип SТМ-8 може коштувати у гуртовій закупівлі 25 центів, а післязавтра – 10. І компанія може швидко обрати дешевший варіант, якщо ці компоненти взаємозамінні. Інженери роблять підрахунок затрат на виробництво в годинах і в грошах. Потім керівництво розглядає ці пропозиції й вирішує, що йому складніше: продовжувати купувати ці чипи по подвійній ціні, чи замінити їх», – продовжує фахівець.
- Необхідність навчання персоналу
Оператори та технічні спеціалісти, які складають та обслуговують дрони на конкретному виробництві, обмежені певними знаннями та вміннями. Якщо компоненти змінюються, працівники змушені витрачати додатковий час та зусилля на навчання роботі з новими деталями. Тому кожне окреме підприємство закуповує елементи, які вже знайомі її фахівцям або простіші в обслуговуванні. Так само й інженери, що вивчають, які нові компоненти варто закупити їхньому підприємству, йдуть шляхом найменшого опору та обирають зрозумілі їм матеріали для роботи. Часто вони мають приймати рішення в обмеженому проміжку часу, тому ще й на цей критерій варто зважати.
«Наприклад, існують ПЛК-контролери (програмований логічний контролер), контролери виробництва тощо. І просто в команді розробників є людина, яка вміє працювати тільки з одним типом контролерів. Відповідно, закуповують лише його», – пояснює інженер.
- Пристосованість до виробничих можливостей
Змінюючи конструкцію дронів, будь-який виробник орієнтується на можливості власного виробництва. Не всі деталі можна легко інтегрувати у вже наявні конструкції, а створення нових технологічних процесів потребує часу і ресурсів. Тому вибір компонентів часто залежить від того, чи можна їх легко виробляти на наявному обладнанні. Якщо не знаходяться потрібні деталі, виробник може ексклюзивно робити замовлення на них, звернувшись до компанії напряму.
«Перехід на умовно підшипник іншого діаметру може означати, що необхідно закупити взагалі інший станок для того, щоб з ним працювати. Якщо говорити про електроніку, то тут схожа ситуація, але глибша і складніша. Коли виробнику потрібен саме певний транзистор, його інженери можуть напряму надати специфікацію на їх виробництво, і завод виконає це замовлення. Завод може навіть не публікувати їх у свої публічні каталоги. Тому що він потрібен тільки одному певному замовнику», – каже фахівець.
- Технічні стандарти та сумісність
У «Шахеді» використовуються компоненти, які мають відповідати певним стандартам, зокрема по вазі, енергоспоживанню та стійкості до зовнішніх впливів. Якщо один елемент змінюється, це може вимагати заміни й інших деталей для збереження загальної ефективності дрона.
«Інженери приймають рішення не з голови. Існують певні технічні вимоги, і зазвичай, це про сумісність з чимось. Інколи технічне завдання для інженера звучить так: у нас є отакий ПЛК-контролер, а нам потрібен такий же, тільки під ліцензією британської компанії ARM Holding. Це може трапитися з різних причин, а інженеру доводиться потім підшуковувати цей контролер, аби він технічно підійшов для вже наявних потужностей та компонентів і відповідав стандартам якості. Може трапитися і так, що, наприклад, при внесенні змін в плату її клас складності зріс з 5 на 6. І виявиться, що весь завод став не придатним для цього. Тоді мова може йти взагалі про побудову нового заводу. Тому в таких випадках зважують всі за і проти заміни певних компонентів. Навіть моделі одного дрона можуть різнитися, якщо виготовлені на різних заводах через низку цих факторів», – пояснює інженер.
Зміни у «Шахедах» – це поєднання економічних, технічних і політичних факторів, які впливають як на якість, так і на кількість вироблених дронів.
Які країни та компанії поповнюють «Шахеди»?
У листопаді 2022 року британська дослідницька організація Conflict Armament Research (CAR) задокументувала близько 500 компонентів (включно з приблизно 200 унікальними моделями) чотирьох БпЛА «Шахед-131/136», збитих над територією України. Ці компоненти виробили понад 70 виробників із 13 різних країн, причому 82% з них виготовили компанії, розташовані в США.
Через рік, у серпні 2023 року, CAR провели аналогічне нове дослідження і проаналізували понад 100 компонентів (з них 30 унікальних моделей) з двох збитих в Україні БпЛА «Шахед-136». Вони були вироблені у 22 різних компаніях з 7 країн, включно з Росією. Більшість компаній були зі штаб-квартирами в КНР, Швейцарії та США.
Проєкт «Війна і санкції», створений Головним управлінням розвідки України, містить дані щодо західних компонентів у російській зброї, зокрема і в «Шахедах». Проаналізувавши наявні дані з сайту ГУР за другу половину 2024 року, бачимо, що за цей час найбільшу кількість знайдених становлять компоненти зі США (171), КНР (46), Швейцарії (32), Японії (11). Серед інших країн-виробників – Тайвань, Нідерланди, Німеччина, Південна Корея, Австрія та Ірландія. Ще 7 виробників компонентів не було ідентифіковано.
Помітно, що після деякого зниження географії імпорту компонентів для безпілотників у 2023 році, у 2024 кількість країн-експортерів знову підвищилася (з 7 до 10 ратифікованих).
Частка США знизилася до 57%, що все ще становить значну частину серед всіх компонентів у знайдених апаратах.
Найбільше ідентифікованих компонентів були вироблені американськими компаніями Texas Instruments, Analog Devices, CTS Corporation, швейцарськими STMicroelectronics, U-Blox, нідерландською NXP Semiconductors, китайською Mornsun тощо.
«Компанії типу Texas Instruments чи Analog Devices – це лідери ринку виробництва напівпровідників у світі. Тому до них і звертаються, передусім через ім`я, потужності й відомість. Але є менш помітні у списку, хоч і набагато важливіші для росіян компанії. Наприклад, Honeywell International. Це міжнародна корпорація, що виробляє зброю, космічні системи, автоматичні й контролюючі системи тощо. Вона виробляє дуже вузькоспеціалізовані деталі, які часто пов`язані з безпекою та на загал «секретні». Компанія виготовляє багато чого, зокрема GPS-системи для авіаційної техніки (аналоги до «Комет»). На ринку часто немає альтернативи їхнім продуктам», – розповідає фахівець.
Серед знайдених компонентів «Шахедів» від Honeywell є два – датчик повітряної швидкості та датчик тиску для монтажу на платі.
«Деяким компонентам дуже легко знайти аналог. Наприклад, конденсаторам, резисторам, транзисторам, бо багато компаній виготовляють однакові деталі. От чому справді складно знайти заміну, так це різним датчикам, наприклад, повітряного тиску, магнітному, барометру, датчику швидкості, кута повороту тощо. Це через те, що тоді потрібно змінити саму механіку дрона, його електроніку, переписати софт. Їхня заборона може боляче вдарити по російському виробництві дронів. А от транзистори, наприклад, мають мільйон аналогів. Там вибір впирається тільки в «інженерку».
Серед інших знайдених датчиків – три магнітні датчики кута повороту від Ams-OSRAM AG, два підсилювачі датчика моніторингу струму від Texas Instruments, два датчики тиску від TE Connectivity, точний 16-розрядний цифровий датчик температури SPI від Analog Devices, PNI чіп магнітного датчика від PNI Sensor Corporation.
«Ще що складно замінити, це FPGA або ПЛІС (програмована логічна інтегральна схема) по-нашому. Це спеціальний комп’ютер, який програмується під одну задачу, але він робить її дуже швидко. Ця штука дорога, і її теж складно замінити, хоч сьогодні китайці й навчилися їх виготовляти у великих кількостях. Тому я думаю, що з інженерної точки зору блокувати постачання FPGA до РФ вкрай важливо для зупинки виробництва тих самих «Комет». Серед знайдених компонентів «Шахедів» є FPGA виробництва Xilinx Inc. (AMD) та Cyclone V від Altera Corporation (Intel)», – підсумовує інженер з робототехніки.
