Raportti: Kustannustehokkaan torjuntajärjestelmän suunnittelu Shahed-136-drooneja vastaan

 

1. Johdanto Shahed-136 on iranilaisvalmisteinen, halpa ja pitkäkantoinen itsemurhadrooni, joka on osoittautunut tehokkaaksi asymmetrisen sodankäynnin aseeksi. Sen yksinkertainen rakenne, GPS-ohjaus ja puutteellinen suojautuminen tekevät siitä sekä uhkan että mahdollisuuden torjunnan kannalta. Tämä raportti kartoittaa droonin keskeiset haavoittuvuudet ja esittelee modulaarisen, kustannustehokkaan torjuntajärjestelmäkonseptin.

2. Shahed-136:n rakenteelliset ja toiminnalliset heikkoudet

Shahed-136 on suunniteltu kustannustehokkaaksi kertakäyttöaseeksi, jonka tarkoitus ei ole selviytyä torjunnasta vaan saavuttaa maali massan ja yksinkertaisuuden turvin. Tämä luo sille useita kriittisiä haavoittuvuuksia, joita voidaan hyödyntää torjuntajärjestelmän suunnittelussa. Tässä luvussa eritellään sen tärkeimmät rakenteelliset ja toiminnalliset heikkoudet teknisestä näkökulmasta.

2.1 Potkurin ja moottorin altistuminen

Droonin moottori ja potkuri on sijoitettu rungon takaosaan, missä ne ovat avoimesti alttiina fyysisille ja lämpöön perustuville hyökkäyksille. Koska rakenteet ovat kevyitä ja palavia (mm. puu- ja vaahtomateriaalit), riittää usein yksittäinen osuma potkuriin tai moottorin jäähdytykseen aiheuttamaan hallinnan menetyksen.

Torjuntapotentiaali:
– Kohdistettu laserisku,
– Kevyt aseistus tai verkkotorjunta,
– Aerosoli- tai hiukkaspohjainen häirintä.

2.2 Reaaliaikaisen ohjauksen puute

Shahed-136 ei yleensä toimi operaattorin kauko-ohjauksessa, vaan lentää ennalta ohjelmoidulla reitillä GNSS-signaalien varassa. Tämä tekee sen käyttäytymisestä ennakoitavaa ja mahdollistaa torjunnan ajoittamisen tarkasti ilman reaaliaikaista vastavuoroisuutta.

Torjuntapotentiaali:
– Passiivinen puolustus (esim. laukaisuvyöhykkeet),
– Spoofing (valesatelliittisignaalit),
– Suuntahäirintä GNSS-taajuuksilla.

2.3 Hidas ja suorasukainen lentokäyttäytyminen

Droonin lentonopeus on noin 185 km/h ja sen ohjauskyky on rajallinen. Se ei tee nopeita väistöliikkeitä eikä kykene mukautumaan torjuntaan lennon aikana. Näin se on erityisen altis automaattiselle torjunnalle, joka vaatii vain kohtuullista ennakointia.

Torjuntapotentiaali:
– AI-ohjatut torjuntadroonit,
– Verkko- tai estejärjestelmät,
– Matalatehoiset laserit, jotka vaativat pysyvyyttä kohteessa.

2.4 Sensorien ja tietoliikenteen puuttuminen

Shahed-136 ei sisällä optisia sensoreita, tutkavalvontaa eikä videoyhteyksiä. Sen navigointi perustuu inertiajärjestelmään ja GPS-ohjaukseen ilman kykyä reagoida ympäristön muutoksiin. Tämä rajoittaa sen kykyä tunnistaa hämäyksiä, valesuojauksia tai sensoripohjaista harhautusta.

Torjuntapotentiaali:
– Kohteen siirtäminen tai peittäminen (valetavoitteet),
– Passiivinen naamiointi ja lämpöhäive,
– Signaalitason harhauttaminen.

3. Kustannustehokkaan torjuntajärjestelmän periaatteet

Shahed-136:n torjuntaa suunniteltaessa keskeinen lähtökohta ei ole pelkästään tehokkuus vaan kustannustehokkuus suhteessa uhkan ominaisuuksiin. Koska drooni on halpa ja kertakäyttöinen, ei sen torjumiseksi ole taloudellisesti järkevää käyttää yksittäisiä, satojatuhansia euroja maksavia torjuntaohjuksia. Tässä luvussa esitetään torjuntajärjestelmän suunnitteluperiaatteet, jotka optimoivat suorituskyvyn ja hinnan suhteen.

3.1 Monikerroksisuus ja hajautus

Torjuntajärjestelmä rakentuu useasta erillisestä mutta toisiaan tukevasta kerroksesta:

• Ensimmäinen kerros: Varhainen havaitseminen ja reitin arviointi (akustiset ja optiset sensorit, tutkat).
• Toinen kerros: Pehmeä torjunta (GPS-häirintä, spoofing).
• Kolmas kerros: Fyysinen pysäytys (verkot, laserit, torjuntadroonit).

Tällainen rakenne mahdollistaa useita torjuntamahdollisuuksia eri vaiheissa droonin lähestymistä ja estää riippuvuuden yhdestä torjuntamekanismista.

3.2 Kohdennettu vaikutus heikkoihin kohtiin

Kaikkien torjuntakeinojen tulee hyödyntää Shahed-136:n tunnistettuja rakenteellisia heikkouksia:

• Potkurin ja moottorin vaurioherkkyys → tarkat, kevyet vaikutuskeinot riittävät.
• GPS-riippuvuus → mahdollistaa signaalipohjaisen harhauttamisen.
• Ohjauskyvyn puute → mahdollistaa ennalta asetetut torjuntavyöhykkeet.

Torjuntavoiman keskittäminen näihin haavoittuvuuksiin maksimoi torjunnan onnistumistodennäköisyyden ilman raskasta aseistusta.

3.3 Automaatio ja reaktioaika

Koska Shahed-136 voi lähestyä maalia äänivallin alapuolella mutta useiden kymmenien minuuttien ennakolla, torjuntajärjestelmän on:

• Havaittava uhka automaattisesti ilman jatkuvaa ihmisvalvontaa,
• Päätettävä toiminnasta nopeasti, mieluiten tekoälyllä,
• Toimittava itsenäisesti, vaikka viestiyhteys ohjauskeskukseen katkeaisi.

Tämä tekee järjestelmästä skaalautuvan ja sopivan myös kohteisiin, joissa ei ole jatkuvaa henkilöstöresurssia.

3.4 Ylläpito ja siviiliystävällisyys

Järjestelmän tulee olla:

• Helposti huollettavissa kenttäolosuhteissa,
• Siviiliturvallinen – ei vaaraa ihmisille torjuntavyöhykkeen ulkopuolella,
• Energiaomavarainen, esim. aurinkopaneeleilla tai akustoilla.

Tämä mahdollistaa järjestelmän käytön myös kaupunkialueilla ja kriittisen infrastruktuurin lähistöllä ilman merkittäviä sivuvaikutuksia.

4. Torjuntajärjestelmän rakenneosat

Tässä luvussa kuvataan suunnitellun kustannustehokkaan torjuntajärjestelmän keskeiset komponentit. Järjestelmä koostuu viidestä toisiaan täydentävästä osasta, jotka voidaan asentaa kiinteästi suojattavan kohteen ympärille tai hajautetusti suuremmalle alueelle. Jokainen osa vastaa tietystä torjunnan vaiheesta: havaitsemisesta, kohteen harhauttamisesta, fyysisestä pysäyttämisestä ja järjestelmän tilan varmentamisesta.

4.1 Monianturitunnistus

Torjunnan ensimmäinen vaihe on droonin aikainen havaitseminen ja reitin arviointi.

Komponentit:

• Akustiset sensorit: havaitsevat Shahed-136:n moottoriäänen useiden kilometrien päästä.
• IR-kamerat: tunnistavat lämpöjäljen erityisesti yöllä ja vaikeissa sääolosuhteissa.
• Lyhyen kantaman tutkat: tunnistavat matalalla ja hitaasti lentävät kohteet, joita tavanomaiset ilmapuolustustutkat voivat jättää huomaamatta.

Toiminta:
Sensorit keräävät tietoa ja syöttävät sen tekoälylle, joka yhdistää datan ja ennakoi lähestymissuunnan.

---

4.2 GNSS-häirintä ja -spoofing (JamWall™)

Toinen torjuntalinja pyrkii estämään droonia navigoimasta tarkasti maaliinsa.

Komponentit:

• Suuntaavat GNSS-häirintälähettimet: katkaisevat droonin GPS-signaalin.
• Spoofing-moduulit: lähettävät vääriä satelliittisignaaleja, jotka voivat ohjata droonin harhaan tai laskeutumaan.

Toiminta:
Häirintä aktivoituu, kun drooni lähestyy tiettyä vyöhykettä, ja vaikuttaa vain rajattuun alueeseen, minimoiden haitat muulle GPS-riippuvaiselle liikenteelle.

---

4.3 Verkkoansatornit (NetCannon™)

Kolmas kerros muodostaa fyysisen esteen droonin reitille.

Komponentit:

• Paineilmatoimiset tai jousella varustetut laukaisimet
• Kevyet, kestävät verkkoammukset (esim. aramidikuitua)

Toiminta:
Kun drooni ohittaa tietyn pisteen, järjestelmä laukaisee verkon sen lentoradalle. Verkko tarttuu potkuriin ja aiheuttaa droonin syöksyn ilman räjähdystä.

Rajoitteet:
Toimii parhaiten matalalla ja suoraviivaisesti lentäviä kohteita vastaan. Soveltuu erityisesti rajatuille lähestymisalueille tai kiinteiden kohteiden suojaukseen.

---

4.4 Kevyt lasertorjunta (BurnDot™)

Neljäntenä kerroksena toimii tarkka ja halpa energiapohjainen vaikutus.

Komponentit:

• 5–20 kW kuitulaserit
• Automaattinen kohdistusyksikkö (gimbaali, optiikka)
• Jäähdytys- ja virtayksikkö (akku tai verkkovirta)

Toiminta:
Laser kohdistuu droonin potkuriin, moottoriin tai rakenteeseen. Lyhytkestoinen polttopiste voi riittää aiheuttamaan kriittisen rakenteellisen vaurion tai jopa sytyttämään droonin.

Edut:
– Nopea vasteaika
– Ei tarvitse ammuksia
– Erinomainen toistuviin torjuntoihin.

---

4.5 Torjuntadroonit (DroneInterceptor™)

Viimeinen kerros on liikkuva ja adaptiivinen torjuntaväline, joka voidaan aktivoida automaattisesti.

Komponentit:

• Kevyet ja nopeat droonit, jotka kykenevät saavuttamaan Shahedin nopeuden ja korkeuden.
• Verkkopudotus- tai törmäystoiminto.
• Reaaliaikainen koneälypohjainen lentoradan ennakointi.

Toiminta:
Kun drooni havaitaan lähestymässä, torjuntadrooni lähetetään sieppaamaan se ilmassa joko törmäämällä tai tiputtamalla verkon. Yksi torjuntadrooni voi suojata laajaa aluetta.

---

4.6 Integroitu hallintayksikkö

Kaikkia komponentteja hallitaan keskitetyn ohjausjärjestelmän kautta, joka:

• Yhdistää sensoridatan (sensorifuusio)
• Antaa tekoälylle torjuntapäätösvallan
• Valvoo järjestelmän kuntoa ja häiriöitä
• Tallentaa dataa analysointia ja jälkikäsittelyä varten

5. Järjestelmän mukautuvuus kehittyviin uhkiin

Torjuntajärjestelmän elinkelpoisuus ei määräydy ainoastaan sen tämänhetkisen tehokkuuden perusteella, vaan sen mukaan, kuinka hyvin se mukautuu drooniteknologian kehitykseen. Tässä luvussa arvioidaan järjestelmän robustiutta tilanteessa, jossa Shahed-136:n kaltaisten droonien ominaisuudet paranevat – erityisesti liikehtimiskyvyn, uhkatietoisuuden ja torjuntavasteiden osalta.

---

5.1 Droonin liikehtimiskyvyn kasvu

Mikäli drooni kykenee tekemään jyrkkiä suunnanvaihtoja, korkeudenmuutoksia tai väistöliikkeitä, se vaikeuttaa erityisesti ennakoivaan torjuntaan perustuvien järjestelmien toimintaa. Tästä kärsivät erityisesti:

• Verkkoansatornit, joiden laukaisu perustuu tarkkaan ajoitukseen ja lentoradan arvioon.
• Tähdätty kevyt aseistus tai kiinteät esteet, jotka eivät pysty seuraamaan muuttuvaa lentoa.

Sen sijaan seuraavat komponentit säilyttävät tehokkuutensa:

• Lasertorjunta, joka perustuu jatkuvaan kohteen seuraamiseen ja toimii, kunhan linjanäkö säilyy.
• Torjuntadroonit, joiden reittiä voidaan päivittää reaaliaikaisesti tekoälyn avulla.

Mukautusstrategia:
Lisätään verkkoansojen määrää ja asennuskulmia, kehitetään niiden laukaisulogiikkaa dynaamisemmaksi ja varmistetaan droonien AI-ohjausmallien päivittäminen väistöalgoritmien mukaisesti.

---

5.2 Hyökkääjän vastatoimet ja adaptiivisuus

Mikäli hyökkääjä ottaa käyttöön teknologioita, kuten:

• Swarm-hyökkäykset (useita drooneja samanaikaisesti)
• Tutkavasteen pienentäminen (stealth)
• Häirinnän torjunta (anti-jamming tai inertianavigointi)
• Valehälyttimien käyttö (decoys)

…järjestelmän eri osien kuormitus kasvaa. Erityisesti sensorit ja päätöksentekojärjestelmä joutuvat arvioimaan useita kohteita ja priorisoimaan torjuntaresursseja.

Mukautusstrategia:

• Tehostetaan AI-perusteista uhkapriorisointia,
• Käytetään monistettuja sensoriyksiköitä kohdistuskuormien tasaamiseksi,
• Mahdollistetaan resurssien dynaaminen allokointi torjuntayksiköiden välillä.

---

5.3 Ympäristötekijöiden vaikutus

Sään ja ympäristön muuttuessa torjuntajärjestelmä voi kohdata useita esteitä:

• Sumu, sade tai lumi heikentävät optisia sensoreita ja lasertorjuntaa.
• Tuuli vaikuttaa verkkotorjunnan tarkkuuteen ja torjuntadroonien lentovakauteen.
• Melu saattaa peittää akustisen tunnistuksen.

Mukautusstrategia:

• Otetaan käyttöön säänkestäviä sensorivaihtoehtoja, kuten maassa sijaitsevat tutkat,
• Luodaan monianturifuusio, jossa järjestelmä sopeutuu automaattisesti parhaaseen tiedonlähteeseen vallitsevissa olosuhteissa,
• Tehostetaan itsekalibroitumista sääolosuhteiden muuttuessa.

---

5.4 Järjestelmän skaalautuvuus ja ohjelmistopäivitykset

Kehittyvä uhkakuva edellyttää, että järjestelmä voidaan:

• Päivittää ohjelmistollisesti ilman fyysisiä muutoksia,
• Laajentaa alueellisesti ilman keskitettyä infrastruktuuria,
• Sopeuttaa uusiin uhkiin jatkuvan tietokeruun ja simulaatioiden avulla.

Mukautusstrategia:

• Käytetään modulaarisia, langattomia komponentteja,
• Toteutetaan pilvipohjainen tai hajautettu päätöksenteko,
• Kehitetään mallipohjainen oppimismekanismi droonien uusien profiilien tunnistamiseen.

---

5.5 Yhteenveto

Uhka	Riskivaikutus	Sopeutumismahdollisuus
Parantunut liikehtimiskyky	Heikentää verkko- ja estevaikutuksia	AI-pohjainen dynaaminen torjunta
Swarm-taktiikat	Kuormittaa havaintoa ja torjuntaa	Monianturifuusio, priorisointi
GPS-häirintäresistanssi	Vähentää GNSS-torjunnan tehoa	Spoofing, visuaalinen identifiointi
Stealth-ominaisuudet	Tutkahavainto vaikeutuu	Akustiikka + IR-yhdistelmät
Epätyypilliset reitit	Passiiviset esteet ohitetaan	Reittien kartoitus ja adaptiivisuus

---

Johtopäätös:
Järjestelmän suunnittelu on lähtökohtaisesti mukautuva, mutta sen tehokkuus kehittyvää drooniuhkaa vastaan edellyttää jatkuvaa datapohjaista arviointia, tekoälyn hyödyntämistä ja laitteiston modularisointia. Näiden ehtojen toteutuessa järjestelmä säilyy käyttökelpoisena myös tulevaisuuden droonisodankäynnin olosuhteissa.

6. Johtopäätökset

Shahed-136-droonin aiheuttama uhka perustuu yksinkertaisuuteen, halpuuteen ja massakäytettävyyteen. Samat ominaisuudet, jotka tekevät siitä vaikeasti torjuttavan perinteisillä aseilla, tarjoavat myös mahdollisuuden kehittää uudentyyppinen, kustannustehokas ja skaalautuva torjuntajärjestelmä. Tässä raportissa esitelty järjestelmäkonsepti perustuu siihen, että droonin tekniset heikkoudet – erityisesti sen avoin rakenne, haavoittuva potkurialue ja ennakoitava lentokäyttäytyminen – kohdataan joustavalla ja hajautetulla puolustuksella.

Torjuntamalli rakentuu viidestä kerroksesta, jotka kattavat droonin lähestymisen koko elinkaaren: tunnistuksesta häirintään ja lopulta fyysiseen pysäyttämiseen. Se yhdistää passiiviset ja aktiiviset elementit, automatisoidun päätöksenteon sekä energia- ja kustannustehokkaat torjuntavälineet, kuten kevyet laserit, verkkotorjunnan ja AI-ohjatut torjuntadroonit.

Järjestelmä ei ole riippuvainen yksittäisestä haavoittumattomasta komponentista, vaan se on modulaarinen, päivitettävä ja toimintakykyinen myös tilanteissa, joissa droonien suorituskyky kasvaa. Erityistä painoarvoa on annettu järjestelmän robustiudelle ympäristötekijöitä, teknisiä häiriöitä ja hyökkääjän vastatoimia vastaan.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että:

• Drooniin ei tarvitse vastata ohjuksella, jos sen voi torjua verkkopallolla tai laserilla.
• Älykäs torjunta perustuu kohteen ymmärtämiseen – ei kalliimpaan aseeseen.
• Joustava ja hajautettu torjuntajärjestelmä tarjoaa realistisen ja taloudellisen suojan myös siviilikohteille ja ei-sotilaallisille toimijoille.

Tulevaisuudessa tärkein torjuntakyky ei ehkä ole suurin tulivoima, vaan nopein havainto, fiksuin algoritmi ja oikea-aikainen, kohdennettu vaste. Tämän periaatteen pohjalta rakennettu järjestelmä muodostaa vahvan perustan droonitorjunnan seuraavalle sukupolvelle.

7. Kehitysehdotuksia ja jatkotoimia

Jotta esitelty torjuntajärjestelmäkonsepti voidaan viedä kohti käytännön sovellusta, tarvitaan systemaattisia kehitysaskeleita teknisestä validoinnista operatiiviseen käyttöönottoon. Tässä luvussa esitetään keskeiset suositukset järjestelmän jatkokehittämiseksi, testaamiseksi ja skaalaamiseksi eri käyttötarpeisiin.

---

7.1 Simuloidut testikenttäkokeet

Ennen laajamittaista pilotointia on suositeltavaa toteuttaa kontrolloituja kenttäkokeita, joissa voidaan:

• Testata sensorien tunnistustarkkuutta erilaisissa sää- ja äänitaustaympäristöissä,
• Simuloida droonin lähestymistä eri korkeuksilta ja nopeuksilla,
• Arvioida torjuntakomponenttien vasteaikaa ja yhteensopivuutta (verkko, laser, drooni),
• Kartoittaa vääriä hälytyksiä ja järjestelmän virheenkestoa.

Kokeet mahdollistavat sekä algoritmien kalibroinnin että käyttöliittymien ja laukaisulogiikan optimoinnin.

---

7.2 Tekoälyn koulutus ja päätöksenteko

Tekoälyllä on keskeinen rooli havaintojen yhdistämisessä, kohteen arvioinnissa ja torjunnan priorisoinnissa. Kehitysehdotuksia:

• Koulutetaan AI-malleja monimuotoisilla drooniprofiileilla, sisältäen sekä oikeita että harhautuskohteita,
• Kehitetään uhkaluokittelumalleja, jotka antavat torjuntayksiköille dynaamisen prioriteetin,
• Simuloidaan swarm-hyökkäyksiä ja optimoidaan torjuntapäätökset rajallisten resurssien olosuhteissa.

---

7.3 Torjuntayksiköiden tekninen parantaminen

Torjuntalaitteiden toimivuutta voidaan parantaa seuraavasti:

• Verkkoansojen laukaisumekanismeja kehitetään monisuuntaisiksi ja laajakulmaisiksi,
• Laserin kohdistusjärjestelmä automatisoidaan täysin linjanäön ja AI:n perusteella,
• Torjuntadrooneihin lisätään kyky toimia parvessa ja suorittaa usean kohteen sieppauksia.

Samalla tulee panostaa kevytrakenteisuuteen, kenttähuollettavuuteen ja varaosien saatavuuteen.

---

7.4 Operatiivinen integraatio ja siviilisovellukset

Järjestelmän käyttökelpoisuutta laajennetaan integroimalla se osaksi olemassa olevia valvonta- ja turvallisuusjärjestelmiä:

• Yhteensopivuus lentokenttien ilmailunhallintajärjestelmien kanssa (esim. NOTAM-alueet),
• Soveltaminen voimalaitosten, satamien tai rajanylityspaikkojen suojaukseen,
• Mahdollisuus liikkuviin versioihin (esim. konttiin tai ajoneuvoon asennettu torjuntamoduuli).

Erityistä huomiota on kiinnitettävä myös siviiliturvallisuuteen, viranomaishyväksyntöihin ja tietosuojavaatimuksiin.

---

7.5 Rahoitus ja yhteistyö

Ehdotetun järjestelmän kehittäminen vaatii monialaista yhteistyötä:

• Puolustus- ja turvallisuusviranomaiset voivat tarjota koeympäristöjä ja uhka-analyysejä,
• Yliopistot ja tutkimuslaitokset osallistuvat AI:n, sensorifuusion ja häirintäteknologian kehittämiseen,
• Startupit ja teknologia-alan yritykset voivat tuottaa nopeasti iteroitavia prototyyppejä.

Rahoitusta voidaan hakea esimerkiksi EU:n turvallisuus- ja puolustushankkeista, kansallisista teknologiaohjelmista tai puolustusteollisuuden innovaatiotuista.

---

Yhteenveto

Vektoriverkko™-konseptin jatkokehitys edellyttää vaiheittaista etenemistä simulaatioista kenttätesteihin ja lopulta käytännön käyttöönottoon. Tekninen, operatiivinen ja organisatorinen valmius voidaan saavuttaa 12–24 kuukauden kehitysjaksolla, edellyttäen riittävää rahoitusta ja toimivaa yhteistyöverkostoa. Näin luodaan moderni, kustannustehokas ja mukautuva torjuntakyky, joka vastaa drooniuhkien muuttuvaan luonteeseen.