Cuộc đua khắc chế drone cáp quang trên chiến trường Ukraine

Nga và Ukraine đang chạy đua để tìm cách hóa giải mối đe dọa từ drone cáp quang, loại khí tài miễn nhiễm với gây nhiễu bằng sóng vô tuyến.

Một trong những điểm nổi bật của xung đột Ukraine là sự sáng tạo trong công nghệ về thiết bị bay không người lái (drone), cũng như phương pháp chống lại loại khí tài này của hai bên.

Biện pháp đối phó phổ biến nhất là tác chiến điện tử, sử dụng các thiết bị gây nhiễu cầm tay phát sóng vô tuyến can thiệp vào tín hiệu kết nối giữa drone và người điều khiển. Nó có thể khiến drone mất khả năng điều khiển, lao xuống đất, hoặc tự động hạ cánh.

Để đối phó các hệ thống chống drone hoạt động bằng phương pháp gây nhiễu, Nga và Ukraine đang tăng cường sử dụng loại drone tự sát gắn sợi cáp quang mảnh để điều khiển, thay vì tín hiệu vô tuyến như truyền thống.

Sợi cáp quang được cuốn vào một cuộn dây bên trong chiếc drone và sẽ dần bung ra khi nó di chuyển, giúp duy trì tín hiệu điều khiển, hình ảnh từ camera trên drone tới tổ vận hành ngay cả khi đối phương triển khai thiết bị tác chiến điện tử.

Năng lực kháng nhiễu của drone cáp quang không phải là thách thức duy nhất đối với các hệ thống chống drone.

Khi tác chiến điện tử không có tác dụng, lực lượng Nga và Ukraine sẽ phải sử dụng các phương pháp động năng để đối phó loại drone này. Tuy nhiên, nhiều hệ thống chống drone bằng động năng vẫn dựa vào tín hiệu vô tuyến phát ra từ quả đạn, trong đó có dữ liệu hình ảnh, để có thể phát hiện nó.

Tín hiệu này được phân tích bằng phương pháp tam giác đạc để xác định vị trí chính xác của drone.

"Nhưng với drone cáp quang, các luồng dữ liệu này được truyền tới tổ vận hành thông qua dây cáp nên không phát ra tín hiệu vô tuyến có thể truy dấu", Vikram Mittal, phó giáo sư tại Học viện Lục quân West Point của Mỹ, cho biết.

Dù vậy, vẫn có một số cách khác để phát hiện drone cáp quang. Công ty công nghệ Kara Dag của Ukraine mới đây đề xuất các phương pháp sử dụng đặc điểm nhận dạng bằng âm thanh và hình ảnh của drone, kết hợp với những kỹ thuật xử lý tiên tiến để phát hiện chúng.

Sau khi xác định được vị trí của drone, lực lượng Ukraine có thể dùng nhiều phương pháp để bắn hạ quả đạn.

Không chỉ Ukraine, Bộ Công nghiệp Vô tuyến điện tử Nga cũng đang thu thập ý kiến từ cộng đồng quốc phòng trong nước về phương pháp tiềm năng nhằm phát hiện và hạ drone cáp quang. Nhiều đề xuất thu được cũng tập trung vào hướng phát hiện drone thông qua âm thanh và hình ảnh.

Trên thực tế, truy dấu drone bằng âm thanh là kỹ thuật đã được công nhận rộng rãi, trong đó sử dụng lượng lớn micro để nhận diện tiếng ồn đặc trưng do cánh quạt và động cơ của drone tạo ra.

Cuộn dây cáp quang của drone FPV Nga trong bức ảnh đăng tháng 3/2024. Ảnh: Telegram/Serhii Flash

"Drone cáp quang phát ra tiếng ồn lớn hơn so với drone bình thường do cánh quạt của nó cần tạo ra lực đẩy lớn hơn để có thể đáp ứng được lực kéo từ cuộn dây cáp", chuyên gia Mittal cho hay.

Dù vậy, phương pháp này có một nhược điểm lớn là tầm hoạt động. Độ ồn do drone phát ra giảm dần theo khoảng cách và hầu hết các loại micro đều gặp khó khăn trong phân biệt tiếng ồn của drone với âm thanh khác ngoài môi trường ở khoảng cách từ khoảng 100 mét trở lên.

Micro định hướng thường được sử dụng để khắc phục nhược điểm trên. Chúng được xếp thành dãy và hướng về một khu vực cụ thể trên bầu trời, điều sẽ giúp giảm đáng kể tạp âm từ môi trường. Dãy micro này sẽ được điều chỉnh để liên tục quét sang các khu vực khác, làm tăng khả năng phát hiện âm thanh từ drone.

Truy tìm drone bằng cách quan sát cũng là phương pháp đã được công nhận rộng rãi, nhưng cũng có những nhược điểm riêng.

Thông thường, drone cỡ nhỏ chỉ là một chấm rất bé trên bầu trời, rất khó để phân biệt với máy bay hay chim. Hơn nữa, drone cáp quang thường bay sát mặt đất hơn, điều khiến tầm nhìn của người quan sát bị hạn chế.

Một số đề xuất cho rằng nên tập trung cả vào sợi dây cáp quang thay vì chỉ chiếc drone. Tuy mỏng và rất khó nhìn thấy bằng mắt thường, sợi cáp này lại phản chiếu ảnh sáng trong quang phổ hồng ngoại. Tận dụng đặc tính này, hệ thống phát hiện drone có thể phát chùm tia laser hồng ngoại khuếch tán quét qua bầu trời rồi dùng camera hồng ngoại để phát hiện áng sáng phản chiếu từ sợi cáp.

Camera này cũng có thể được dùng để nhận diện tín hiệu nhiệt từ động cơ của drone khi nó nóng lên trong quá trình hoạt động.

Drone cáp quang Ukraine trong bức ảnh đăng hồi tháng 1. Ảnh: BQP Ukraine

Dù vậy, cả phương pháp phát hiện drone cáp quang bằng âm thanh và hình ảnh đều đòi hỏi phải xác định được các tín hiệu rất nhỏ giữa rất nhiều tác nhân gây nhiễu, điều chuyên gia Mittal ví như hành động "mò kim đáy bể".

"Những bước tiến về kỹ thuật xử lý, trong đó có công nghệ học máy và trí tuệ nhân tạo, có thể giúp nhiệm vụ này trở nên dễ dàng hơn", ông cho hay. "Ngoài ra, kết hợp cả hai phương pháp sẽ có tác dụng bổ trợ lẫn nhau, giúp tăng khả năng phát hiện drone".

Dù có một số cách tiềm năng để ứng phó drone cáp quang, các hệ thống ứng dụng những phương pháp này vẫn chưa được sản xuất đại trà. Do đó, bên nào đi trước trên lĩnh vực này nhiều khả năng sẽ chiếm được ưu thế lớn trên chiến trường Ukraine.

"Nga sở hữu trình độ chuyên môn cao về công nghệ drone, trong khi Ukraine có khả năng sáng tạo và triển khai các giải pháp mới một cách nhanh chóng. Khi một bên áp dụng một giải pháp nào đó, bên còn lại nhiều khả năng sẽ lập tức đưa ra phương án riêng của mình, khiến cuộc chiến drone tiếp tục phát triển", chuyên gia Mittal cho hay.

Phạm Giang (Theo Forbes)