Górnicze kompetencje mile widziane. Naukowcy z Politechniki Śląskiej biorą się za systemy antydronowe

Jan Warczek i Adam Mańka prezentują prototyp urządzenia do wykrywania dronów Shahed

Jesienią ub.r. odnotowano kilka przypadków naruszenia polskiej przestrzeni powietrznej przez rosyjskie drony. Obiekty wlatywały głównie przez granicę z Ukrainą, a ich szczątki znajdowano m.in. w województwach: lubelskim, podlaskim i mazowieckim. Incydenty te, traktowane jako prowokacje, skutkowały alertami Rządowego Centrum Bezpieczeństwa i interwencjami wojska. Kto wie, może gdybyśmy wówczas dysponowali specjalistycznym sprzętem do wykrywania tego rodzaju obiektów, udałoby się uniknąć tych incydentów?

Sposób na Shahedy

Adam Mańka, Jarosław Kozuba, Jan Warczek i Marek Marcisz z Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej Politechniki Śląskiej w Katowicach są autorami nie lada wynalazku. To jedyne w swoim rodzaju urządzenie do wykrywania dronów. Urządzenie jest niepozorne i swym zewnętrznym wyglądem przypomina bardziej aparat fotograficzny umieszczony na statywie niż sprzęt paramilitarny. Waży około jednego kilograma. 

– Co mamy w środku? Elektronikę oczywiście. To taki mikrokomputer z mikrofonem i matrycą diod LED. Urządzenie reaguje na dźwięk zbliżającego się drona, konkretnie Shaheda – tłumaczy dr Adam Mańka.

Shahedy to irańskie bezzałogowce uderzeniowe produkowane od II dekady XXI w. przez Iran Aircraft Manufacturing Industries Corporation. Rosja używa ich m.in. w wojnie na Ukrainie pod nazwą Gierań-2. Kiedyś nie stanowiły większego zagrożenia i były łatwe do strącania, ale gdy uzbrojono je w głowice odłamkowo-burzące, stanowią ogromne zagrożenie. Dziś to prawdziwy myśliwski dron siejący poważne zniszczenia.

Generują typowy dla siebie dźwięk, który potrafi rozpoznać urządzenie wyprodukowane przez naukowców z Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej Politechniki Śląskiej.

– Wzorce tego dźwięku pozyskaliśmy z Ukrainy – prezentuje na ekranie swojego smartfona dr inż. Adam Mańka.

– System jest wyczulony właśnie do wykrywania dokładnie tego wzorca. Jeżeli ustawimy całą siatkę tego rodzaju urządzeń, dla przykładu na naszych granicach z Ukrainą, Białorusią czy Obwodem Królewieckim, to będziemy w stanie otrzymywać informację o zbliżającym się potencjalnym ataku dronów z odpowiednim wyprzedzeniem. Wiemy, że drony Shahed 136 osiągają prędkości od 120 do 180 km na godzinę, a wersje odrzutowe nawet do 500 km na godzinę. A zatem przy odpowiednim rozmieszczeniu tego typu czujników na granicach lub innych obszarach wymagających ochrony, zyskamy cenny czas, żeby dobrze przygotować odpowiednie służby od odparcia ataku – wyjaśnia dalej tajniki techniczne wynalazku dr inż. Adam Mańka.

Nie kryje przy tym głównego założenia całego pomysłu, jakim był koszt produkcji urządzenia.

– Postaraliśmy się o to, aby wyprodukować ten prototyp jak najtaniej. Wyszło 500 zł za jedno urządzenie. Gdyby podjąć ich seryjną produkcję, na masową skalę, to ten koszt będzie jeszcze niższy. My szacujemy, że rozstawienie urządzeń w odległości ok. 1000 m od siebie przyniosłoby pożądane efekty – dodaje naukowiec.

Naturalnie w razie potrzeby urządzenie można zaprogramować do wykrywania innych rodzajów dźwięku.

Na Śląsku bądźmy czujni

Ale to nie wszystko. Wraz z wykrywaczem dronów naukowcy z Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej Politechniki Śląskiej skonstruowali również niewielkich rozmiarów czujniki wychwytujące dźwięk i drgania.

– Jeżeli ktoś będzie próbował przejść koło takiego czujnika pieszo, przejechać samochodem bądź innym obiektem, albo będzie przelatywał dron, to taki czujnik momentalnie zareaguje. Mogą być one rozsiewane z powierza wokół określonego obiektu, dla przykładu kopalni, ujęcia wody pitnej lub innego obiektu infrastruktury krytycznej, tj. ważnego dla bezpieczeństwa i obronności kraju. W razie wykrycia ruchu lub dźwięku czujniki przekazują tę informację do punktu zbiorczego. Docelowo wynalazek ma pracować z wykorzystaniem sieci neuronowej, żeby ta informacja z dużej liczby czujników mogła być przedstawiona w formie obrazu pokazującego, czy mamy do czynienia z obiektem, który się przemieszcza w określonym kierunku, bądź ze zwierzęciem, człowiekiem lub grupą ludzi. Nieco większa wersja wyposażona została w minikamerę. Urządzenia posiadają oczywiście baterie litowo-jonowe ładowane energią słoneczną, zapewniające ciągłość funkcjonowania – wyjaśnia prof. Jan Warczek.

Z pewnością koncentracja przemysłu i ludności cywilnej na niedużym obszarze sprawia, że ewentualna agresja wroga może zostać wycelowana właśnie w nasz region. Z tego względu zabezpieczenie struktury krytycznej, zasobów surowcowych będzie nadal kluczowe. A zatem zapotrzebowanie na produkcję dronów, urządzeń do ich wykrywania lub ochrony infrastruktury krytycznej będzie rosło.

– Liczymy na to, że w ramach restrukturyzacji górnictwa i zmniejszania zatrudnienia w tym sektorze uda się pozyskać do pracy w branżach zbrojeniowych także obecnych pracowników kopalń. Ich kompetencje będą mile widziane i z pewnością zostaną wykorzystane – podkreśla dr inż. Adam Mańka. 

Warto też wiedzieć, że podobne urządzenia nie mogłyby powstać, gdyby nie surowce mineralne wykorzystywane do produkcji komponentów. Rudy miedzi, złoto, srebro, cyna, krzem czy nawet węgiel kryją się w ich budowach, mikroprocesorach, przewodach, bateriach, półprzewodnikach, diodach i mikrofonach.

Specjaliści z dziedziny transportu Politechniki Śląskiej mają za sobą lata współpracy z największymi podmiotami górniczymi, zwłaszcza w dziedzinie projektowania przykopalnianych bocznic kolejowych – tak jak było to w przypadku Jastrzębskiej Spółki Węglowej. Skonstruowali także sygnalizator diagnostyki wagonów z funkcją ich lokalizacji. Niedawno pojawił się pomysł opracowania niewielkich rozmiarów czujników, które umieszczone w załadowanym węglem wagonie rejestrowałyby np. usypy dokonywane przez złodziei i pomagały policji w lokalizowaniu kradzionego surowca.