Klasické radiolokátory mívají problém s nízkoletícími cíli v záhybech terénu, zvuk motoru se ale před okolím neschová. Ukrajinský systém Zvook proto staví na síti pasivních akustických senzorů, které pomocí strojového učení rozpoznávají zvukové stopy dronů a střel s plochou dráhou letu. Akustické sledování sice protivníkovi neprozradí vlastní pozici, naráží však na fyzikální rychlost zvuku a rozmary počasí.
Když se nad obzorem objeví hejno sebevražedných dronů nebo nízko letící střela s plochou dráhou letu, radarová obrana často závodí s časem i geometrií. Radiolokátory narážejí na radarový horizont, terénní překážky, stromy i zástavbu, za které se útočící stroje cíleně schovávají. Radar navíc při vysílání funguje jako maják v temné noci, takže přitahuje pozornost protiradiolokačních střel a průzkumných prostředků nepřítele. Ukrajinští inženýři proto sáhli po zdánlivě archaickém, ale překvapivě účinném řešení. Vzdušný prostor začali bedlivě poslouchat.
Paraboly a mikrofony: Jak senzory třídí hluk bojiště
Právě na tomto principu vznikl ukrajinský projekt Zvook, který vzešel ze spolupráce dobrovolníků, armádních specialistů a technologické platformy Brave1. Základem systému jsou kompaktní hardwarové stanice rozmístěné po celé zemi na telekomunikačních věžích, střechách budov a strategických vyvýšeninách. Každá stanice se skládá ze směrových mikrofonů, často doplněných parabolickým zrcadlem pro zesílení zvukových vln, a jednoduchého mikropočítače odolného proti povětrnostním vlivům.
Mikrofon zachytí každý hluk z okolí, ale teprve software z něj vytvoří taktickou informaci. Vývojáři vytrénovali algoritmy strojového učení na stovkách tisíc zvukových záznamů. Počítač na okraji sítě v reálném čase odděluje běžný provoz na silnicích, vítr, štěkot psů nebo zemědělské stroje od specifického zvuku dvoutaktních spalovacích motorů dronů Shahed-136 i hvízdání proudových motorů střel Kalibr. Když několik okolních senzorů zachytí tentýž zvuk v nepatrně odlišném čase, centrální síť pomocí matematické triangulace dopočítá přesný směr, odhadovanou výšku i rychlost cíle. Tyto údaje pak okamžitě putují do ukrajinských systémů velení a řízení i do tabletů mobilních palebných skupin, podobně jako moderní systém Nexus propojující senzory a stíhací drony.
Cena jedné stanice se pohybuje kolem 500 dolarů, což je ve vojenském světě zanedbatelná částka. Proti náletům tak lze postavit hustou síť stovek naslouchacích bodů za zlomek ceny jediného moderního radaru.
Lekce z Ukrajiny: Zpráva americké armády volá po návratu akustiky
Zkušenosti z ukrajinského bojiště vzbudily značnou pozornost také ve Spojených státech. Detailně se jimi zabývá odborná studie amerického střediska Center for Army Lessons Learned (CALL) s názvem Listening to the Sky, kterou připravil plukovník J. J. Serowik. Americká analýza konstatuje, že akustické sítě jako Zvook nebo Sky Fortress úspěšně zaplnily kritickou mezeru v obraně proti levným rojům bezpilotních prostředků.
Zpráva připomíná zajímavou historickou paralelu. Během první světové války a ve třicátých letech dvacátého století budovala Velká Británie na pobřeží v Kentu obří betonová zvuková zrcadla, která měla včas varovat před blížícími se bombardéry. Tehdejší technologii brzy odsunul na vedlejší kolej vynález radaru. Dnes, o století později, zažívá myšlenka renesanci v digitální podobě. Pasivní senzory nevysílají žádné elektromagnetické paprsky, takže je nepřítel nemůže zaměřit, zničit protiradiolokační raketou ani jednoduše vyřadit pomocí pokročilých radarových a rušících systémů. Zpráva CALL proto výslovně doporučuje, aby armády NATO zvážily nasazení podobných akustických linií na východním křídle aliance i na předsunutých základnách v Pacifiku.
Fyzika se ošidit nedá: Rychlost zvuku, vítr a falešné poplachy
Přestože akustická detekce přináší obrovské výhody, naráží na neúprosná fyzikální omezení. Největší překážkou je samotná rychlost šíření zvuku, která v suchém vzduchu při běžné teplotě činí přibližně 343 metrů za sekundu, tedy zhruba 1235 kilometrů v hodině.
U pomalých pístových dronů, které létají rychlostí kolem 150 až 180 kilometrů v hodině, funguje akustika spolehlivě. Pokud senzor zachytí cíl na vzdálenost čtyř kilometrů, obránci získají varování s předstihem delším než minuta, což stačí na otočení zbraní a přípravu střelby. Zcela jiná situace však nastává u podzvukových střel s plochou dráhou letu, které létají rychlostí kolem 800 až 900 kilometrů v hodině. Zvuková vlna se v takovém případě pohybuje jen o málo rychleji než samotná střela. Když pozemní mikrofon zvuk zaznamená, střela už se nachází téměř nad ním a časová rezerva na reakci se smrskne na pouhé sekundy.
Další vrásky na čele přidává meteorologie. Silný vítr nejenže zvedá hlukovou kulisu v mikrofonu, ale doslova ohýbá a rozptyluje zvukové paprsky. Teplotní inverze, kdy je při zemi chladnější vzduch než ve vyšších vrstvách, může způsobit odraz zvuku a vytvořit takzvané akustické stíny, v nichž je blížící se stroj prakticky neslyšitelný. Hustý déšť i hustá městská zástavba navíc tlumí vysoké frekvence a snižují efektivní dosah z běžných pěti kilometrů na zlomek této hodnoty.
Akustické senzory proto nikdy plnohodnotně nenahradí klasický radiolokátor ani optické zaměřovače. Představují však neobyčejně chytrou a dostupnou vrstvu, která v přízemních výškách dokáže zachytit to, co radaru kvůli horizontu spolehlivě uniká.
