Беспилотники в последнее время получают все большее распространение. Их начинают применять повсеместно: в воздухе, на воде и на суше. Ученые всего мира возлагать большие надежды на беспилотные устройства и рассчитывают, что в будущем не будет ни одной сферы, где они не будут применяться. Сегодня эти аппараты являются одним из наиболее перспективных направлений в развитии военных технологий. Их применение уже привело к существенному изменению тактики ведения боя.
Планируется, что и в гражданском секторе произойдут существенные изменения. К 2025 году глобальный рынок технологий использования беспилотников вырастет в несколько сотен раз, что приведет к вытеснению многих существующих операционных процессов. Стоимость аппаратов постепенно снижается, а с внедрением их в крупносерийное производство они станут стоить совсем немного, что приведет к их повсеместному использованию.
В оздушные . БПЛА находят все большее применение, так как воздушным дроном управлять на порядок проще, ведь в воздухе практически отсутствуют какие-либо препятствия. Это многообразные летающие военные роботы, дроны для фото и видеосъемки, развлекательные аппараты, дирижабли, в том числе агрегаты доставляющие товары и посылки.
Наземные беспилотники . Их конструкция создается с учетом наличия многочисленных препятствий и объектов, которые могут оказаться под колесами. Также здесь необходимо учитывать тип грунта. В данном случае большой перспективой обладают военные разработки.
На ровных покрытиях ситуация обстоит несколько по-другому. В этом направлении работает множество компаний, развивающих гражданский автомобильный сектор. Ограничивают внедрение подобных устройств действующие законы. Но сегодня уже имеются определенные подвижки, которые позволят в ближайшие годы внедрить эти автомобили.
Водные беспилотники . Это танкеры, подлодки, робо-рыбки и так далее. Изобретатели постоянно совершенствуют устройства, создавая роботехнические водомерки, медузы, рыбки.
Космические беспилотники . Их особенность в том, что это невероятно сложные и точные устройства, которые не терпят ошибок. На их производство выделяются огромные деньги, но в основном создаются единичные экземпляры.
Основой летающего аппарата является рама. Именно на нее устанавливаются все элементы. В большинстве случаев ее делают из полимеров и разных сплавов металлов. Полетный контроллер управляет дроном. На него приходят сигналы от пульта управления. В контроллер входят процессор, барометр, который, определяет высоту, акселерометр, гироскоп, GPS-навигатор, оперативное запоминающее устройство, устройство приема сигнала.
Двигатели, регуляторы и пропеллеры отвечают за полет беспилотника. При помощи регулятора задается скорость летающего аппарата. Аккумулятор является источником энергии для двигателя, а также других элементов дрона. Коммерческие и потребительские беспилотники управляются при помощи пульта управления. Военные агрегаты управляются как с помощью пульта, так и спутниковых систем.
Устройство наземных беспилотников несколько отличается от летающих. Большая часть разработчиков применяет уже существующие транспортные средства, в которые встраивает средства управления, камеры, сенсоры и датчики. По степени автоматизации это могут быть полностью автономные устройства или агрегаты, которые управляются частично или полностью человеком, но на расстоянии. Военные наземные беспилотники могут быть миниатюрными в виде червей и змей и огромными в виде танков, разминирующих, десантных и пехотных машин.
Коммерческие и потребительские беспилотныеустройства в большей части случаев управляются при помощи пульта управления. Однако могут быть и полностью автоматические аппараты. Пульт дистанционного управления отправляет сигналы в контроллер.
Контроллер производит обработку полученных сигналов, и далее отправляет команды на различные элементы беспилотника. К примеру, сигнал об увеличении скорости заставляет пропеллер крутиться быстрее, что приводит к повышению скорости и перемещения беспилотника.
В полностью автоматизированных наземных аппаратах отсутствуют типичные органы управления, свойственные стандартным автомобилям. Здесь нет педалей, рулевого колеса. Пассажиру необходимо только активировать, то есть указать пункт назначения, куда ему нужно ехать, или деактивировать систему.
Беспилотныеавтомобили обычно имеют разнообразные датчики и сенсоры, которые помогают им ориентироваться в пространстве. Основой их, к примеру, может быть 64-лучевой светодальномер, который устанавливается на крыше машины. При помощи этого прибора генерируется детальная карта пространства, которая находится вокруг машины. Далее автомобиль комбинирует полученные сведения с высокоточными картами и обрабатывает их.
В результате он может передвигаться, избегая любых возникающих препятствий. Также на автомобиле находятся и другие сенсоры и приборы, в том числе радары на бамперах, камеры переднего и заднего вида, инерциальные измерители, колесные датчики, позволяющие определять положение и отслеживать движение автомобиля.
Военные создают и более миниатюрные устройства в виде насекомых, червей и змей. Они смогут незаметно использоваться для разведки и даже для уничтожения целей. К примеру, дрон в виде осы может напасть на врага, кольнув его жалом и выпустив смертельный яд.
Разработка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) – одно из наиболее перспективных направлений развития современной военной авиации . Беспилотники или дроны уже привели к значительным изменениям в тактике ведения боевых действий, ожидается, что уже в ближайшем будущем их значение возрастет еще больше. Прогресс беспилотных летательных аппаратов – это, вероятно, самое важное достижение авиации за последние десятилетия.
Сегодня БПЛА используют не только военные, они активно применяются и на «гражданке». Их применяют для аэрофотосъемки, патрулирования, геодезических изысканий, мониторинга объектов и даже для доставки покупок на дом. Однако тон в разработках новых беспилотных воздушных систем все же задают именно военные.
Военные БПЛА выполняют множество задач. Прежде всего, это разведка — большинство современных дронов созданы именно для этой цели. Однако в последние годы появляется все больше ударных беспилотных аппаратов. В отдельную группу можно выделить дронов-камикадзе. БПЛА могут вести радиоэлектронную борьбу с противником, служить ретранслятором радиосигнала, давать целеуказания артиллерии . Используют дронов и в качестве воздушных мишеней.
Первые проекты летательных аппаратов без человека на борту были созданы сразу после появления самолетов, но реализовать эту идею на практике смогли только в конце 70-х годов прошлого столетия. Но зато вслед за этим начался настоящий «беспилотный бум».
В наши дни разрабатываются БПЛА с большой продолжительностью полета, а также способные решать разнообразные задачи в самых тяжелых условиях. Испытываются БПЛА, предназначенные для уничтожения баллистических ракет , беспилотных истребителей, микродронов, способные действовать большими группами (роями).
Работы над БПЛА идут в десятках странах мира, над этой задачей трудятся тысячи частных компаний, и самые «вкусные» их разработки попадают в руки военных.
Некоторые из современных БПЛА уже обладают высокой степенью автономности, и вероятно, что уже в ближайшем будущем дроны получат способность выбирать цель и принимать решение о ее уничтожении автономно. В связи с этим возникает непростая этическая проблема: насколько гуманно доверять судьбу живых людей равнодушному и безжалостному боевому роботу.
Какими преимуществами обладают беспилотные летательные аппараты по сравнению с пилотируемыми самолетами и вертолетами? Их немало:
Кроме несомненных преимуществ, современные БПЛА имеют и ряд недостатков:
Проекты летательных аппаратов, которые бы управлялись дистанционно или автоматически, появились еще на заре прошлого столетия, но существующий уровень техники не позволил воплотить их в жизнь.
Первым БПЛА считается дистанционно управляемый самолет Fairy Queen, построенный в Англии в 1933 году. Его использовали в качестве самолета-мишени для тренировок истребителей и зенитчиков.
Первым беспилотным летательным аппаратом, который выпускался серийно и принимал участие в боевых действиях, стала немецкая крылатая ракета Фау-1 . Немцы называли этот БПЛА «чудо-оружием», всего было изготовлено около 25 тыс. штук, ФАУ-1 активно применяли для обстрелов Англии.
Ракета Фау-1 имела импульсный реактивный двигатель и автопилот, в который вводились данные о маршруте. За годы войны Фау-1 убила более 6 тыс. англичан.
Начиная с середины 20 века беспилотные разведывательные системы разрабатывались и в СССР, и в США. Советские конструкторы создали целый ряд беспилотных самолетов-разведчиков, американцы активно использовали БПЛА во Вьетнаме. Дроны проводили аэрофотосъемку, обеспечивали радиоэлектронную разведку, использовались в качестве ретрансляторов.
Огромный вклад в развитие беспилотных летательных аппаратов внес Израиль. В 1978 году израильтяне продемонстрировали свой первый боевой беспилотник IAI Scout на авиавыставке в Париже.
В ходе ливанской войны 1982 года армия Израиля с помощью беспилотников полностью разгромили систему ПВО Сирии, которая была создана советскими специалистами. В результате тех боев сирийцы потеряли 18 батарей ПВО и 86 самолетов. Эти события заставили военных многих стран мира по-новому посмотреть на беспилотные летательные аппараты.
Дроны активно применялись американцами в ходе операции «Буря в пустыне». Использовали разведывательные БПЛА и в ходе нескольких военных кампаний в бывшей Югославии. Примерно с 90-х годов лидерство в разработке беспилотных боевых систем перешло к США, и в 2012 году на вооружении ВС США уже находилось почти 7,5 тыс. единиц БПЛА различных модификаций. По большей части это были небольшие разведывательные дроны для сухопутных подразделений.
Первым ударным дроном стал американский БПЛА MQ-1 Predator. В 2002 году он нанес ракетный удар по автомобилю, в котором находился один из лидеров Аль-Каиды. С тех пор использование дронов для уничтожения объектов противника или его живой силы стало привычным явлением для ведения боевых действий.
Американцы с помощью дронов устроили настоящее «сафари» на верхушку Аль-Каиды в Афганистане и в других странах Ближнего Востока. Нередко они добивались поставленных целей, но бывали и трагические промахи, когда вместо боевиков погибал свадебный кортеж или похоронная процессия. В последние годы на Западе некоторые общественные организации призывают отказаться от использования дронов в военных целях, поскольку они приводят к жертвам среди мирного населения.
Россия пока заметно отстает в области создания беспилотных боевых систем, и этот факт неоднократно признавали сотрудники МО РФ. Особенно очевидным это стало после грузино-южноосетинского конфликта в 2008 году.
В 2010 году российское военное ведомство подписало контракт с израильской компанией IAI, предусматривающий создание на территории РФ завода для лицензионной сборки израильских беспилотников Searcher (у нас они называются «Форпост»). Этот БПЛА трудно назвать современным, он был создан еще в 1992 году.
Существует и несколько других проектов, которые находятся в разной степени реализации. Однако в целом российский ВПК пока не способен предложить вооруженным силам беспилотные системы, сравнимые по характеристикам с современными зарубежными БПЛА.
В наше время существует множество беспилотных летательных аппаратов, отличающихся по своим размерам, внешнему виду, дальности полета и функционалу. Кроме того, БПЛА можно разделить по способу управления и степени их автономности. Они бывают:
По своему размеру, который обуславливает большинство других характеристик, дроны условно делятся на классы:
Аппараты, которые входят в группу мини, способны находиться в воздухе не более одного часа, миди – от трех до пяти часов, а средние – до пятнадцати часов. Если говорить о тяжелых БПЛА, то самые совершенные из них могут находиться в небе более суток и совершать межконтинентальные перелеты.
Одной из основных тенденций развития современных БПЛА является их дальнейшее уменьшение. Ярким примером этого служит дрон PD-100 Black Hornet, разработанный норвежской компанией Prox Dynamics.
Этот дрон вертолетного типа имеет длину 100 мм и вес 120 гр. Дальность его полета не превышает 1 км, а продолжительность – 25 минут. Каждый PD-100 Black Hornet оснащен тремя видеокамерами.
Серийный выпуск этих беспилотников начался в 2012 году, военное ведомство Англии закупило 160 комплектов PD-100 Black Hornet за 31 млн долларов. Дроны этого типа применялись в Афганистане.
Работают над созданием микродронов и в США. У американцев существует специальная программа Soldier Borne Sensors, направленная на разработку и внедрение разведывательных БПЛА, которые могли бы снабжать информацией каждый взвод или роту. Появилась новость о желании армейского руководства США в недалекой перспективе снабдить индивидуальным дроном каждого бойца.
Сегодня наиболее массовым дроном в американской армии является RQ-11 Raven, который весит 1,7 кг, имеет размах крыла 1,5 м и может подниматься на высоту до 5 км. Электрический двигатель обеспечивает ему скорость до 95 км/ч, в воздухе RQ-11 Raven может находиться от 45 минут до одного часа.
На беспилотнике установлена цифровая видеокамера дневного или ночного видения, аппарат запускается с руки, не нуждается в специальной площадке для приземления. Аппарат может летать по заданному маршруту автоматически, ориентируясь на сигналы GPS, или под управлением.
Этот беспилотник находится на вооружении более чем десяти стран мира.
Более тяжелым БПЛА, находящимся на вооружении армии США, является RQ-7 Shadow. Он предназначен для ведения разведки на уровне бригады. Серийное производство комплекса началось в 2004 году. Дрон имеет двухкилевое оперение и толкающий винт. Этот БПЛА оснащается обычной или инфракрасной видеокамерой, радиолокатором, аппаратурой подсветки целей, лазерным дальномером и мультиспектральной камерой. На аппарат можно подвесить управляемую бомбу массой 5,4 кг. Существует несколько модификаций этого дрона.
Еще одним американским БПЛА среднего размера является RQ-5 Hunter. Вес пустого аппарата составляет 540 кг. Это совместная американо-израильская разработка. БПЛА оснащается телевизионной камерой, тепловизором третьего поколения, лазерным дальномером и другим оборудованием. Дрон запускается со специальной платформы с помощью ракетного ускорителя, радиус его действия – 267 км, в воздухе он может находиться до 12 часов. Созданы несколько модификаций Hunter, на некоторые из них можно подвешивать небольшие бомбы.
Самым известным американским БПЛА является MQ-1 Predator. Этот дрон начинал свою карьеру в качестве разведывательного, но затем был «переквалифицирован» в ударный аппарат. Существует несколько модификаций этого БПЛА.
MQ-1 Predator предназначен для ведения разведки и нанесения высокоточных наземных ударов. Максимальная взлетная масса MQ-1 Predator превышает тонну. На аппарате установлена станция РЛС, несколько видеокамер (в том числе и ИК-система) и другое оборудование. Существует несколько модификаций этого беспилотника.
В 2001 году для этого дрона была создана высокоточная ракета с лазерным наведением Hellfire-C, в следующем году ее использовали в Афганистане.
Стандартный комплекс состоит из четырех беспилотников, станции управления и терминала спутниковой связи.
В 2011 году один БПЛА MQ-1 Predator стоил 4,03 млн долларов. Наиболее продвинутой модификаций этого дрона является MQ-1C Grey Eagle. Этот аппарат имеет больший размах крыла и более совершенный двигатель.
Дальнейшим развитием американских ударных БПЛА стал MQ-9 Reaper, эксплуатация которого началась в 2007 году. Этот БПЛА имел большую продолжительность полета по сравнению с MQ-1 Predator, мог нести управляемые авиабомбы, обладал более совершенным радиоэлектронным оборудованием. Эти беспилотники отлично показали себя в Ираке и Афганистане. Основными преимуществами дрона перед многоцелевым самолетом F-16 является меньшая стоимость закупки и эксплуатации, большая продолжительность полета, возможность не подвергать риску жизнь пилотов.
Создано несколько модификаций MQ-9 Reaper.
В 1998 году свой первый полет совершил американский стратегический беспилотный разведчик RQ-4 Global Hawk, который на сегодняшний день является самым большим БПЛА. Этот летательный аппарат имеет взлетную массу в 14,5 т, несет полезную нагрузку в 1,3 т и может оставаться в воздухе 36 часов, покрывая за это время до 22 тыс. км.
По замыслу американских военных, этот дрон должен заменить самолет-разведчик U-2S.
В области создания беспилотников Россия отстает от нынешних лидеров – США и Израиля. Чем же сегодня располагает российская армия, и какие аппараты могут быть появятся в ближайшие годы?
«Пчела-1Т». Это советский и российский беспилотник, первый полет которого произошел еще в 1990 году. Он предназначен для корректировки огня систем залпового огня «Смерч» и «Ураган». Масса БПЛА – 138 кг, радиус действия – 60 км. Старт аппарата происходит со специальной установки с помощью ракетных ускорителей, посадка – с помощью парашюта.
Этот БПЛА применялся в Чечне для корректировки артиллерийского огня (10 вылетов), при этом чеченские боевики сумели сбить два аппарата. Дрон является морально устаревшим и не соответствует требованиям времени.
«Дозор-85». Этот разведывательный беспилотник прошел испытания в 2007 году, годом позже была заказана первая партия из 12 машин. БПЛА разработан специально для пограничной службы. Он имеет массу 85 кг, может находиться в воздухе 8 часов.
На вооружении российской армии находится БПЛА «Форпост». Это лицензионная копия израильского Searcher 2. Данные аппараты были разработаны в середине 90-х, так что их сложно назвать современными. «Форпост» имеет взлетную массу около 400 кг, дальность полета 250 км, оснащен системой спутниковой навигации и телевизионными камерами.
Разведывательно-ударный БПЛА «Скат». Это перспективная машина, работы над которой ведутся в АКБ «Сухой» и РСК «МиГ». Нынешняя ситуация с этим комплексом не совсем понятна: была информация, что финансирование работ приостановлено.
«Скат» имеет форму фюзеляжа «бесхвостка», изготовлен с использованием технологий малозаметности, его взлетная масса – около 20 т. Боевая нагрузка – 6 т, четыре точки подвески.
«Дозор-600». Это многоцелевой аппарат, разрабатываемый компанией «Транзас», показан широкой общественности на выставке МАКС-2009. БПЛА считается аналогом американского MQ-1B Predator, хотя его точные характеристики неизвестны. «Дозор» планируют оснастить РЛС переднего и бокового обзора, видеокамерой и тепловизором, системой целеуказания. Данный БПЛА предназначен для разведки и наблюдения в прифронтовой зоне. Об ударных возможностях дрона информация отсутствует. В 2013 году Шойгу потребовал ускорить работы над «Дозором-600».
«Орлан-3М» и «Орлан-10». Эти БПЛА разработаны для ведения разведки, проведения поисковых работ, целеуказания. Аппараты очень схожи своим внешним видом, незначительно отличается их взлетная масса и дальность полета. Старт происходит за счет катапульты, а приземляется аппарат на парашюте.
Существует несколько наиболее перспективных направлений развития беспилотных летательных аппаратов.
Одним из них является создание комбинированных аппаратов (Optionally Piloted Vehicles), которые можно использовать как в пилотируемой модификации, так и в беспилотной.
Другой тенденцией является уменьшение размеров ударных БПЛА и создания для них более миниатюрных видов управляемого вооружения. Такие аппараты дешевле и в изготовлении, и в эксплуатации. Отдельно следует упомянуть о дронах-камикадзе, способных барражировать над полем боя, а после обнаружения цели по команде оператора пикировать на нее. Подобные системы разрабатывают и для нелетального оружия, которое должно мощным электромагнитным импульсом выводить из строя вражескую электронику.
Интересной идеей является создание большой группы (роя) боевых дронов, которые бы совместно выполняли какую-либо миссию. Беспилотники, входящие в подобную группу, должны уметь обмениваться информацией и распределять задачи между собою. Функции могут быть абсолютно разными: от сбора информации, до атаки на объект или подавления вражеских РЛС.
Довольно пугающей выглядит перспектива появления полностью автономных беспилотных аппаратов, которые будут самостоятельно находить цели, идентифицировать их и принимать решение об их уничтожении. Подобные разработки ведутся в несколько странах и находятся на завершающих этапах. Кроме того, идут исследования возможности дозаправки БПЛА в воздухе.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
В представлении большинства людей, не имеющих отношения к авиации, беспилотные летательные аппараты представляют собой несколько усложненные версии радиоуправляемых моделей самолетов. В определенном смысле так оно и есть. Однако функции этих устройств в последнее время стали настолько разнообразными, что ограничиваться только таким взглядом на них больше нельзя.
Если говорить об автоматических летательных и космических дистанционно управляемых системах, то тема эта не нова. Другое дело, что в последнее десятилетие на них возникла определенная мода. По своей сути, советский челнок «Буран», совершивший космический полет без экипажа и благополучно приземлившийся в теперь уже далеком 1988 году, - тоже беспилотник. Фото поверхности Венеры и многие научные данные об этой планете (1965) также получены в автоматическом и телеметрическом режиме. И луноходы вполне соответствуют представлениям о беспилотной технике. И многие другие достижения советской науки в космической сфере. Откуда же возникла упомянутая мода? По всей видимости, она стала результатом опыта боевого применения подобной техники, а он был богатым.
Управление беспилотными летательными аппаратами является такой же специальностью, как обычная Дорогую и сложную машину запросто можно разбить о землю, совершая неумелую посадку. Ее можно потерять в результате неудачного маневра или обстрела неприятелем. Как и обычный самолет или вертолет, беспилотник нужно постараться спасти и вывести из опасной зоны. Риск, конечно, не такой, как в случае с «живым» экипажем, но и разбрасываться дорогостоящим оборудованием не стоит. Сегодня в большинстве стран инструкторскую и учебную работу проводят опытные летчики, усвоившие управление БЛА. Они, как правило, не являются профессиональными педагогами и специалистами по компьютерной технике, поэтому такой подход вряд ли сохранится надолго. Требования к «виртуальному пилоту» отличаются от тех, что предъявляются к будущему курсанту при приеме в летное училище. Можно предположить, что конкурс среди поступающих на специальность «оператор БЛА» будет немалым.
Не вдаваясь в политическую подоплеку вооруженного конфликта в восточных областях Украины, можно отметить крайне неудачные попытки проведения воздушной разведки самолетами Ан-30 и Ан-26. Если первый из них был разработан специально для аэрофотосъемки (преимущественно мирной), то второй - исключительно транспортная модификация пассажирского Ан-24. Оба самолета были сбиты огнем ополченцев. А как же беспилотники Украины? Почему их не использовали для получения информации о дислокации сил повстанцев? Ответ прост. Их нет.
На фоне перманентного финансового кризиса в стране средств, необходимых для создания современных образцов вооружения, не нашлось. Беспилотники Украины пребывают на стадии эскизных проектов или простейших самодельных устройств. Некоторые из них собраны из радиоуправляемый авиамоделей, приобретенных в магазине «Пилотаж». Точно так же действуют и ополченцы. Не так давно по украинскому телевидению был показан якобы сбитый российский беспилотник. Фото, на котором изображена небольшая и не самая дорогая модель (без каких-либо повреждений) с кустарным образом прикрепленной видеокамерой, вряд ли может послужить иллюстрацией агрессивной военной мощи «северного соседа».
Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние Фетисов Владимир Станиславович
1.2.2.1. БПЛА самолетного типа
Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом (англ.: fixed-wing UAV). Подъемная сила у этих аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.
Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации , применимы и в беспилотной. На рис. 1.1 – 1.6 представлены некоторые примеры.
На рис. 1.1 показан экспериментальный многоцелевой самолет Proteus разработки американской компании Scaled Composites. Разработаны как пилотируемый, так и беспилотный варианты этого самолета. Особенностью конструкции является тандемная схема расположения крыльев. Его длина составляет 17,1 м, размах задних крыльев 28 м, потолок высоты 16 км (при нагрузке 3,2 т), взлетная масса 5,6 т, максимальная скорость 520 км/ч (на высоте 10 км), длительность полета до 18 ч. Силовая установка – два турбореактивных двигателя с тягой по 10,2 кН.
Рис. 1.1. Экспериментальный самолет Proteus (США, 2006). Под фюзеляжем подвешена гондола с радиолокационным оборудованием
На рис. 1.2 показан разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk, разработанный американской фирмой Teledyne Ryan Aeronautical, дочерним предприятием компании Northrop Grumman. Он отличается необычной формой фюзеляжа, в носовой части которого размещено радиолокационное, оптическое и связное оборудование. Аппарат изготовлен из композитных материалов на основе углеволокна и аллюминиевых сплавов, имеет длину 13,5 м, размах крыльев 35 м, взлетную массу около 15 тонн, способен нести полезную нагрузку массой до 900 кг. RQ-4 Global Hawk может находиться в воздухе до 30 часов на высоте до 18 км. Максимальная скорость 640 км/ч. Силовая установка – турбореактивный двигатель с тяговым усилием 34,5 кН.
Рис. 1.2. БПЛА RQ-4 Global Hawk (США, 2007)
На рис. 1.3 показан перспективный боевой палубный БПЛА Х-47В, разрабатываемый компанией Northrop Grumman (США). Он имеет форму широко выгнутой буквы "V" без хвостовой части. Крылья могут складываться, что немаловажно для ограниченной площади палубы авианосца. Для управления полетом БПЛА оснащен 6-ю рабочими плоскостями. Турбореактивный двигатель канадской фирмы Pratt amp; Whitney обеспечивает высокую скорость полета беспилотного аппарата и расположен в задней части аппарата. Беспилотник состоит из четырех частей, собранных из композитных материалов и соединяющихся примерно в середине корпуса. Самолет имеет длину 11,6 м, размах крыльев 18,9 м (в сложенном состоянии 9,4 м), собственную массу 6,3 т, максимальную взлетную массу 20,2 т. Крейсерская скорость составляет 900 км/ч. Радиус действия 3900 км. Потолок 12,2 км. Предположительно аппарат будет приспособлен для выполнения дозаправки в воздухе. При этом БПЛА будет готов при необходимости беспрерывно выполнять поставленную боевую задачу в течение 80 часов, что на порядок больше длительности полёта боевых самолетов с пилотами .
Рис. 1.3. БПЛА X-47B компании Northrop Grumman (США, 2013)
Х-47В UCAS-D Air Vehicle System in Focus
Altitude: ›40,000 ft
Speed: High Subsonic
Weapons Payload Provisions: 4,500 lbs
Max Unrefueled Range: ›2,100 NM
Max Unrefueled Endurance: ›6 hours
Sensor Provisions: EO/IR/SAR/ESN
Air Refueling Provisions: USN/USAF
CV Demo TOGW: 44,567 lbs
CV Launch OPWOD: -3.6 kts
CV Recovery WOD: 9.3 kts
Spot Factor (F/A-18C): 0.87
На рис. 1.4 показан ударный БПЛА MQ-9 Reaper, разработанный американской компанией General Atomics и стоящий на вооружении ВВС США и других стран с 2007 г. Как и многие другие БПЛА, аппарат имеет V-образное оперение, состоящее из двух наклонных поверхностей, выполняющих функции и горизонтального, и вертикального оперения. Синхронное отклонение управляющих поверхностей играет роль руля высоты и управляет тангажом, а асинхронное руля направления и управляет рысканьем. Для беспилотников V-образное оперение представляется более экономичным решением, чем классическое. MQ-9 Reaper оснащен турбовинтовым двигателем, позволяющим развивать скорость более 400 км/ч. Практический потолок составляет 13 км. Максимальная продолжительность полёта равна 24 ч.
Рис. 1.4. БПЛА MQ-9 Reaper во время боевого вылета в Афганистане, 2008 год.
БПЛА тактического назначения Viking 300 разработки американской компании L-3 Unmanned Systems представлен на рис. 1.5. Он построен полностью из композитных материалов. Оснащен двухтактным двухцилиндровым двигателем внутреннего сгорания мощностью 25 л.с. с толкающим винтом. Причем винт расположен между основным крылом и хвостовым оперением, а не позади него, как в предыдущем примере. Модульная конструкция позволяет легко собирать и разбирать аппарат. Длительность полета составляет 8-10 ч при крейсерской скорости 100 км/ч. Максимальная взлетная масса 144 кг, а масса полезной нагрузки 13,5 кг. Радиус действия составляет 50-75 км. Особенностью аппарата является возможность осуществлять полностью автономные взлет и посадку, которые могут выполняться не только на бетонной полосе, но и на плохо подготовленных поверхностях.
Рис. 1.5. Тактический БПЛА Viking 300 – разработка фирмы L-3 Unmanned Systems (США, 2009)
Еще один пример (рис. 1.6) – это любительская разработка летающей радиоуправляемой модели с дисковым крылом. Аппарат отличается хорошей маневренностью и способность сохранять стабильность полета на малых скоростях.
Рис. 1.6. Радиоуправляемая модель с дисковым крылом
В качестве движителей аппаратов самолетного типа обычно используются тянущие или толкающие винты, а также импеллеры (лопаточные машины, заключенные в цилиндрический кожух – англ.: impeller, ducted fan, shrouded propeller) или реактивные двигатели.
Для аппаратов самолетного типа обычно необходима взлетно-посадочная полоса (ВПП) (рис. 1.7 а). Для некоторых типов при взлете используют стартовые катапульты (рис. 1.7 б). Есть также самолетные БПЛА легкого класса, запускаемые "с руки" (рис. 1.7 в). При посадке может применяться ВПП, парашют (рис. 1.8) или специальные уловители (тросы, сетки, растяжки) (рис. 1.9).
Рис. 1.7. Различные типы старта БПЛА самолетного типа: а – запуск с ВПП; б – запуск с катапульты; в – запуск "с руки"
Рис. 1.8. Посадка БПЛА с помощью парашюта
Рис. 1.9. Посадка БПЛА с помощью тормозного троса (иллюстрация к патенту США № 7335067)
Взлеты и посадки традиционных БПЛА самолетного типа – процесс достаточно трудоемкий и затратный, требующий наличия специальных вспомогательных средств (ВПП, устройств запуска и посадки), поэтому разработчики новой техники все чаще обращаются к нетрадиционным схемам самолетных БПЛА, позволяющим создать безаэродромные БАС. Речь идет прежде всего о самолетах вертикального взлета и посадки (СВВП). На сегодняшний день существует много разновидностей аппаратов ВВП . Многие из них являются гибридами самолетов и вертолетов, поэтому рассмотрены в следующих подразделах (см. далее – "Винтокрылы", "Конвертопланы"). Те же СВВП, которым в большей степени присущи свойства самолета, чем вертолета, обычно имеют в качестве движителя реактивный двигатель, импеллер или небольшие по размеру пропеллеры. Их условно можно разделить по положению фюзеляжа при взлете и посадке на аппараты с вертикальным положением фюзеляжа (тэйлситтеры, от англ. – tailsitter) и аппараты с горизонтальным положением фюзеляжа.
Рис. 1.10. Тэйлситтер SkyTote – разработка компании AeroVironment (США, 2006). Основное назначение – быстрая доставка небольших грузов.
Тэйлситтер ы в стартовом положении обычно опираются хвостовой частью на грунт. Если в качестве движителя используются тянущие винты, то они располагаются в носовой части (как в примере, показанном на рис. 1.10). Посадка, как и взлет, у таких аппаратов обычно производится вертикально. Самое сложное для СВВП – это переход с вертикальной фазы полета на горизонтальную и обратно. У показанного на рис. 1.10 БПЛА SkyTote, например, для управления полетом в этих фазах используется даже специальный нейросетевой контроллер .
В последнее время в тэйлситтерах все чаще в качестве движителей используют импеллеры, особенно если движитель является толкающим и находится в хвостовой части аппарата, – это энергетически выгоднее обычного пропеллера . Примером может служить разработка группы исследователей южнокорейского института KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) (рис. 1.11). У представленного беспилотного тэйлситтера предусмотрена возможность взлета и посадки как вертикально, так и горизонтально (т.е. по-самолетному – на ВПП) .
Рис. 1.11. Тэйлситтер разработки KAIST (Южная Корея, 2012): а – взлет из вертикального положения; б – взлет с ВПП
Особой разновидностью тэйлситтеров можно считать т.н. колъцепланы (или колеоптеры) – летательные аппараты с крылом, имеющим при виде спереди правильную кольцевую форму. Внутренняя полость кольцевого крыла обдувается воздушной струёй, отбрасываемой двумя соосными винтами противоположного вращения, расположенными на входе в крыло. Хвостовое оперение в конце короткого фюзеляжа и управляющие элероны, установленные на двух профилированных пилонах, крепящих кольцевое крыло к фюзеляжу, находятся в зоне интенсивного обдува струёй от винтов, что повышает их эффективность. В 1959 во Франции фирмой SNECMA был построен экспериментальный пилотируемый кольцеплан с турбореактивным двигателем и проведены его испытания в вертикально подвешенном состоянии (рис. 1.12). При попытке перейти к горизонтальному полету произошло крушение и после этого проект был закрыт .
Рис. 1.12. Кольцеплаи С-450 фирмы SNECMA (Франция, 1959): а – проект аппарата; б – С-450 в режиме вертикального висения
Однако в наши дни кольцепланы получили новое развитие, но уже в виде беспилотных аппаратов. На рис. 1.13 показаны примеры многофункциональных БПЛА, выполненных по схеме кольцеплана. Кольцевое замкнутое крыло имеет свои преимущества (нет срыва потока по краям, допускаются очень большие углы атаки, большая маневренность, большая прочность и меньшая масса крыла, хорошее соотношение массы полезной нагрузки к общей массе аппарата).
Рис. 1.13. Беспилотные кольцепланы: а – FanTail фирмы ST Aerospace (Сингапур, 2006); б – Air 250 – разработка ООО "Группа Эйр" (Россия, 2010)
Приведенные в качестве примеров на рис. 1.13 БПЛА предназначены, в первую очередь для видеонаблюдения, причем они могут работать в сложных условиях – внутри строений, лесных массивов, горных ущелий и пещер: защищенность вентилятора корпусом-крылом делает эксплуатацию безопасной и устойчивой к контакту с препятствиями. Вертикальный взлет/посадка делают возможным применение БПЛА с ограниченных площадок и транспортных средств. Оба аппарата работают от двигателей внутреннего сгорания (в российском предусмотрен также вариант с электромотором и аккумулятором) и могут развивать горизонтальную скорость порядка 150 км/ч.
В последние годы появляются сообщения о возобновившихся и небезнадежных попытках создать самолет обычного (не вертикального) способа взлета/посадки с замкнутым крылом. Группа энтузиастов в Белоруссии в 2007 г. испытала самолет с таким крылом. Выяснено, что в поперечном сечении он должен иметь не кольцевую форму, а форму эллипса. Прототип оказался в воздухе очень стабильным, маневренным и экономичным, а длина его пробега по ВПП при взлете/посадке заметно короче, чем, например у биплана такого же размера. Можно ожидать, что вскоре появятся и беспилотные самолеты, реализующие описанную концепцию .
СВВП с горизонтальным положением фюзеляжа на взлете/ посадке исторически раньше были реализованы в военной пилотируемой авиации. Наиболее известные СВВП этого класса – это серийно производимые штурмовики: советский Як-38 разработки ОКБ им. Яковлева и американский AV-8B Harrier разработки фирмы McDonnell Douglas (рис. 1.14). Силовая установка Як-38 состоит из одного реактивного подъемно-маршевого двигателя и двух подъемных двигателей, а у AV-8B она состоит из одного мощного подъемно-маршевого двигателя. Управление вектором тяги при смене режима полета осуществляется с помощью поворотных реактивных сопел . Главное достоинство таких СВВП очевидно – возможность базирования на ограниченных по площади полосах, в частности, на палубах авианосцев. Кроме того, СВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полёта в боковом направлении. По отношению к другим вертикально взлетающим летательным аппаратам, например, вертолётам, СВВП обладают несравненно большими скоростями и в целом преимуществами, свойственными летательным аппаратам с неподвижным крылом. Недостатками таких самолетов являются сложность управления и энергетическая неэффективность.
Рис. 1.14. Серийные пилотируемые самолеты с вертикальным взлетом и посадкой: а – советские штурмовики Як-38 на борту тяжёлого авианесущего крейсера "Новороссийск" (Тихоокеанский флот, 1984); б – штурмовик AV-8B Harrier Корпуса морской пехоты США на взлете в аэропорту г. Фритаун (Сьерра-Леоне, 2003)
Беспилотные СВВП с горизонтальным положением фюзеляжа на взлете/посадке стали появляться только в последние 10 лет. Один из примеров – разработка американской компанией American Dynamics военного беспилотного СВВП BattleHog 100х (рис. 1.15).
Летные испытания БПЛА BattleHog 100х прошли в 2006 г. Аппарат мог находиться в воздухе непрерывно до 8 часов. Длина BattleHog 100х составляет 3,8 м, размах крыльев – 5,2 м, высота – 1,5 м, максимальный взлетный вес – 1450 кг, полезная нагрузка – 340 кг, потолок высоты – около 7 тыс. м, максимальная скорость – 500 км/ч, крейсерская – 330 км/ч. Расчет станции управления – от 1 до 3 чел. Дальность передачи данных по каналу прямой видимости – около 250 км. BattleHog 100х оснащен турбовентиляторным двигателем Rolls Royce Т63-А720. Аппарат может действовать как в режиме вертикального взлета и посадки, так и в режиме обычного самолетного взлета и посадки . Разработка BattleHog 100х была ориентирована на использование его в боях в городе или сильнопересеченной местности.
Рис. 1.15. Проект беспилотного СВВП BattleHog 100х фирмы American Dynamics (США, 2006)
Аппарат BattleHog 100х предположительно должен быть оснащен двумя ракетами HellFire, либо пусковыми установками НУРС и артиллерийской системой M134 . Бронирование кевларом призвано защитить подъемный вентилятор от пуль калибра 7,62 мм на дистанции до 50 м, а также от воздействия разрывов гранат в непосредственной близости от аппарата .
В ходе испытаний в лесу аппарат продемонстрировал возможность совершать полет ниже уровня верхушек деревьев, что позволяет обеспечить его крайне низкую заметность. Полет с огибанием рельефа местности, между деревьями или зданиями осуществляется с помощью модифицированного радара Raytheon. Управление летательным аппаратом осуществляется путем изменения скорости вращения и угла наклона подъемного вентилятора с высоким крутящим моментом (High Torque Aerial Lift, HTAL). Его применение, во-первых, позволило резко уменьшить габариты роторов, "спрятав" их внутрь фюзеляжа, что одновременно позволило снизить их уязвимость от огня противника. С другой стороны, система HTAL позволила обеспечить BattleHog 100х не только высокую грузоподъемность, но и возможность вертикального взлета и посадки, зависания и полета с предельно малыми скоростями, а также, по заверению разработчиков, уникальную маневренность аппарата без использования аэродинамических управляющих поверхностей – рулей поворота и элеронов (что также снижает уязвимость) или сложных систем управления вектором тяги, используемых в современных военных СВВП.
Другим примером беспилотного СВВП с горизонтальным расположением фюзеляжа является аппарат Excalibur американской фирмы Aurora Flight Sciences (рис. 1.16). Он имеет разворачиваемый подъемно-маршевый газотурбинный двигатель, а для управления положением используются электрические импеллеры, расположенные в крыльях и носовой части. Данный БПЛА также предназначен для применения в качестве штурмовика и рассчитан на подвеску различного ракетного и стрелкового вооружения .
И еще один пример БПЛА этого же подкласса – аппарат V-STAR компании Frontline Aerospace (США). Он имеет несколько модификаций, некоторые из которых показаны на рис. 1.17.
V-STAR проектировался как боевая машина универсального применения: для разведки, слежения, целеуказания и поиска; для ударов по наземным объектам с помощью устанавливаемого на борту оружия; для доставки на поле боя и за линию фронта оружия, боеприпасов, продовольствия, медикаментов и т.д.; для эвакуации раненых и др. За свои эксплуатационные характеристики БПЛА V-STAR получил неофициальное название "Humvee of the air" ("воздушный хаммер" – по аналогии с известным американским вездеходом). Основные особенности этого аппарата :
Рис. 1.16. БПЛА Excalibur – разработка американской фирмы Aurora Flight Sciences (США, 2009)
– 2 компактных газотурбинных двигателя Rolls-Royce 250. Передача движения осуществляется как на подъемный вентилятор, расположенный в центре фюзеляжа, так и на маршевый толкающий вентилятор в хвостовой части. При выходе из строя одного двигателя аппарат может продолжить полет и совершить посадку на оставшемся. В штатном режиме оба двигателя работают одновременно лишь на взлёте, когда нужно оторвать аппарат от земли. При горизонтальном полёте маршевый вентилятор приводит во вращение лишь один двигатель, а второй в это время не работает, экономя топливо;
– особая технология энергосбережения делает аппарат эффективным при перевозке грузов и пригодным для длительных полетов на дальние расстояния: V-STAR рассчитан на перевозку грузов до 180 кг при максимальном взлетном весе 1,06 т. Наибольшая скорость 533 км/ч. Дальность полёта 1316 км с полной нагрузкой, при уменьшении массы груза до 15 кг дальность увеличивается до 5570 км. Длительность полета (при нагрузке 50 кг) составляет порядка 20 ч;
Рис. 1.17. БПЛА V-STAR компании Frontline Aerospace (США, 2009): а – базовая модель; б – модификация с увеличенной продолжительностью и дальностью полета; в – V-STAR в полете; г – компоновка БПЛА
– груз в машине располагается в центре тяжести агрегата (внутри цилиндрического отсека, вокруг которого вращаются лопасти подъёмного вентилятора), поэтому загрузка/разгрузка не нарушает центровки аппарата;
– особая конструкция крыльев. Основные крылья – ромбовидная "этажерка", которая обеспечивает устойчивый горизонтальный полет, и в то же время не ограничивает скороподъемность. На законцовках могут раскладываться дополнительные короткие крылья для увеличения грузоподъемности на малой скорости;
– вертикальные взлет/посадка или обычные самолетные взлет/посадка с укороченным пробегом по полосе. В полете – способность быстро переключаться от медленного барражирования к мгновенному броску в сторону цели;
– БПЛА V-STAR имеет очень высокий показатель транспортной результативности, который вычисляется как произведение скорости, дальности полёта и полезной нагрузки, деленное на полный взлётный вес. По этому показателю аппарат опережает многие БПЛА самолетного и вертолетного типов.
В заключение темы аппаратов самолетного типа с вертикальным взлетом и посадкой необходимо упомянуть о существовании еще одного особого вида БПЛА – аппаратах с жестким зонтообразным крылом, основанных на эффекте Коанды. Хотя эти аппараты мало похожи на самолеты, по принципу полета они все же больше всего соответсвуют этой классификационной группе.
Эффект Коанды – физическое явление, названное так, потому что в 1932 году румынский учёный Анри Коанда обнаружил, что поток жидкости или газа стремится отклониться по направлению к стенке тела с криволинейной поверхностью и при определенных условиях прилипает к ней, вместо того, чтобы продолжать движение в начальном направлении. Действие эффекта Коанды проявляется тогда, когда подача слоя воздуха на поверхность производится через узкую щель. Этот тонкий скоростной слой захватывает окружающий воздух. В итоге создается т.н. настилающая струя – полуограниченная струя, которая всегда развивается только вдоль поверхности ограждения. Дальность распространения настилающей струи увеличивается приблизительно в 1,2 раза по сравнению со стеснённой струей (т.е. струей, ограниченной со всех сторон, как в трубе). Таким образом, струя, которая настилается на поверхность, имеет большую дальнобойность при остальных одинаковых условиях, чем струя ненастилающая .
Летательный аппарат на эффекте Коанды устроен довольно просто: над зонтообразной поверхностью установлен вентилятор или реактивный двигатель, создающий поток воздуха, выходящий через узкую щель и настилающий криволинейную поверхность. Результаты моделирования скорости потока показаны на рис. 1.18.
Рис. 1.18. Результаты моделирования скорости воздушного потока вдоль зонтообразной поверхности (по материалам исследований Jean-Louis Naudin, 2006)
В последние годы ряд исследователей и фирм провели достаточно удачные эксперименты по реализации эффекта Коанды применительно к построению БПЛА. Так, в Великобритании фирмой AESIR испытан экспериментальный аппарат Embler, демонстрирующий возможности использования эффекта. Аппарат выполнен из углепластикового корпуса. Привод вентилятора – электромотор. Аппарат может находиться в воздухе до 10 мин. Управление направлением движения в этом БПЛА осуществляются с помощью управляемых заслонок в выходной щели вентиляторного канала (управление рысканьем), а также с помощью четырех закрылков у кромки зонтообразной поверхности (управление креном и тангажом).
Рис. 1.19. БПЛА Embler компании AESIR, принцип полета которого основан на эффекте Коанды (Великобритания, 2009)
Компания AESIR объявила также о своих планах построения целой линейки аппаратов на эффекте Коанды . Они отличаются своими размерами и грузоподъемностью. Самый крупный из них, названный Hoder, показан на рис. 1.20. Этот БПЛА имеет 2 вентиляторных движителя, приводимых в движение от двигателей внутреннего сгорания. Угол расположения лопаток вентиляторов сделан регулируемым. В отличие от прототипа, показанного на рис. 1.19, у БПЛА Hoder обтекаемые поверхности сделаны вообще без всяких аэродинамических элементов управления. А управление движением осуществляется путем изменения соотношения параметров вращения и углов лопаток вентиляторов. Собственная масса аппарата 1500 кг, масса полезной нагрузки 500 кг. БПЛА предназначен для выполнения локальных транспортных миссий продолжительностью до 8 ч. Такой аппарат имеет преимущество при использовании по сравнению с обычными вертолетами в городских условиях, лесистой и горной местности, где велика вероятность повреждения несущего винта вертолета. У предлагаемого аппарата небольшие столкновения с препятствиями не могут нарушить его работу.
Рис. 1.20. Перспективный БПЛА Hoder компании AESIR (Великобритания, 2009): а – общий вид аппарата; б – выставочный образец
Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторовРобот-вертолет БПЛА Российская компания KVAND разработала малогабаритный беспилотный робот-вертолет. Он может применяться для исследования местности, проводить слежение за газо– и нефтепроводами, вести поисковые работы. Он способен развивать свою скорость до 150 км/ч
Из книги Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние автора Фетисов Владимир Станиславович1.2.2.2. БПЛА с гибким крылом Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого
Из книги автора1.2.2.3. БПЛА вертолетного типа Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом (англ.: rotary-wing UAV, rotorcraft UAV, helicopter UAV). Часто их называют также VTOL UAV (Vertical Take-off and Landing UAV) – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае
Из книги автора1.2.2.4. БПЛА с машущим крылом БПЛА с машущим крылом (flapping-wing UAV) основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми.Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического
Из книги автора1.2.2.5. БПЛА аэростатического типа БПЛА аэростатического типа (blimps) – это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в
Из книги автора1.2.3. Классификация БПЛА по летным параметрам
Из книги автора1.2.4. Классификация БПЛА по назначению Во многих классификациях по назначению БПЛА разделяют на военные и гражданские. Однако, видимо, более логичным является подразделение , в котором БПЛА подразделяются вначале по укрупненным сферам использования, а именно – для
Из книги автора2.3. Крупнейшие фирмы-производители БПЛА 2.3.1. Крупнейшие производители БПЛА самолетного типа Основные фирмы-производители БПЛА самолетного типа могут быть поделены на 2 категории :1. Крупные производители авиационной техники, для которых БПЛА не являются основной
Из книги автора2.3.1. Крупнейшие производители БПЛА самолетного типа Основные фирмы-производители БПЛА самолетного типа могут быть поделены на 2 категории :1. Крупные производители авиационной техники, для которых БПЛА не являются основной продукцией:– Aerospatiale Matra, Франция– Alliant Techsystems,
Из книги автора2.3.2. Крупнейшие производители БПЛА вертолетного типа Число фирм-производителей и программ развития БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой постоянно растет. В настоящее время существует более 35 компаний в 14 странах мира, связанных с производством и/или разработкой более
Из книги автора2.3.3. Крупнейшие производители БПЛА аэростатического типа Аппараты LTA развиваются довольно медленно. БПЛА данного типа потенциально могут использоваться в военных целях, а также для гражданских применений. Ограниченное количество таких БПЛА уже используется для
2.4.4.2. Южнокорейские производители БПЛА Korea Aerospace Industries Ltd. В 1999 г. под эгидой правительства Республики Корея была организована компания KAI, концентрирующая разработки и производство военной авиационной техники. В нее вошли аэрокосмические подразделения известнейших
Из книги автора3.3. Перспективные российские БПЛА (по материалам )На российском рынке достаточно широко представлены БПЛА малого радиуса действия, предназначенные для полетов на небольших высотах. Разработкой подобных аппаратов занимается несколько компаний, они используются
Ведение работ по разработке беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) считается одним из самых многообещающих курсов в развитии нынешней боевой авиации. Применение беспилотников или дронов уже привело к немаловажным переменам в тактике и стратегии военных конфликтов. Более того, считается, что в самое ближайшее время их значимость существенно приумножится. Некоторые военные эксперты считают, что положительный сдвиг в развитии беспилотников является самым важным достижением авиастроения последнего десятилетия.
Однако беспилотники применяются не только в военных целях. На сегодняшний день их активно задействуют и в «народном хозяйстве». С их помощью производится аэрофотосъемка, патрулирование, геодезические изыскания, мониторинг самых разнообразных объектов, а кое-кто даже доставляет покупки домой. Тем не менее, самые перспективные разработки новых беспилотников сегодня проводятся для военных нужд.
С помощью БПЛА решаются многие задачи. Главным образом, это разведдеятельность. Большая часть современных беспилотников создавались собственно для этого. В последние годы появляется все больше ударных беспилотных аппаратов. Отдельной категорией можно выделить дроны-камикадзе. Беспилотники могут вести радиоэлектронную борьбу, они могут быть ретрансляторами радиосигналов, корректировщиками для артиллерии, воздушными мишенями.
Впервые попытки создать летательные аппараты, неуправляемые человеком, предпринимались сразу же с появлением первых аэропланов. Однако практическое их осуществление произошло лишь в 70-х годах минувшего века. После чего начался подлинный «бум беспилотников». Дистанционно управляемую авиационную технику довольно-таки долго не получалось реализовать, но на сегодняшний день она производится в изобилии.
Как часто это бывает, лидирующее положение в сотворении дронов занимают американские компании. И это не удивительно, ведь финансирование за счет американского бюджета создания беспилотников было по нашим меркам просто астрономическим. Так в течение 90-х годов на аналогичные проекты затратили три млрд. долларов, тогда как в одном лишь 2003 году на них потратили больше одного млрд.
В наши дни ведутся работы по созданию новейших беспилотников с большей длительностью полета. Сами аппараты должны быть тяжелее и решать задачи в нелегкой обстановке. Разрабатываются дроны, предназначенные для борьбы с баллистическими ракетами, беспилотными истребителями, микродронами, способными действовать в составе больших групп (роев).
Работы над разработкой беспилотников ведутся во множестве стран мира. В этой индустрии задействована не одна тысяча компаний, но самые перспективные разработки идут прямиком к военным.
Преимуществами беспилотных летательных аппаратов являются:
К недостаткам БПЛА можно отнести:
Первым дистанционно управляемым самолетом стал Fairy Queen, построенный в 1933 году в Великобритании. Он был самолетом-мишенью для истребительной авиации и зениток.
А первым серийным беспилотником, участвовавшим в реальной войне, была ракета Фау-1. Это немецкое «чудо-оружие» обстреливало Великобританию. Всего изготовили до 25 000 единиц такой техники. Фау-1 обладала импульсным реактивным двигателем и автопилотом с данными о маршруте.
После войны над беспилотными разведсистемами работали в СССР и США. Советские беспилотники были самолетами-разведчиками. С их помощью проводилась аэрофотосъемка, радиоэлектронная разведка, а также ретрансляция.
Немало для развития беспилотников сделал Израиль. С 1978 года у них появился первый беспилотник IAI Scout. В ливанскую войну 1982 года израильская армия при помощи дронов целиком разбила сирийскую систему ПВО. В итоге Сирия потеряла почти 20 батарей ПВО и почти 90 самолетов. Это отразилось на отношении военной науки к БПЛА.
Американцы пользовались БПЛА в «Буре в пустыне» и в югославской кампании. В 90-х годах лидерами в разработке беспилотников они же и стали. Так с 2012 года у них было почти 8 тыс. единиц БПЛА самых разнообразных модификаций. В основном это были малые армейские разведдроны, но были и ударные БПЛА.
Первый из них в 2002 году ракетным ударом по автомашине ликвидировал одного из глав Аль-Каиды. С той поры применение БПЛА для ликвидации ОВО неприятеля или его подразделений стало обычным делом.
В настоящее время имеется масса беспилотников, отличающихся своими размерами, внешним видом, дальностью полетов, а также функционалом. БПЛА отличаются способами управления и своей автономностью.
Они могут быть:
По своим размерам беспилотники бывают:
Микродроны, могут пребывать в воздушном пространстве до одного часа, минидроны – от трех до пяти часов, а мидидроны – до пятнадцати часов. Тяжелые дроны, могут пребывать в воздухе более двадцати четырех часов с совершением межконтинентальных перелетов.
Основной тенденцией в развитии современных беспилотников является уменьшение их размеров. Таким примером может быть один из норвежских дронов компании Prox Dynamics. Вертолетный беспилотник обладает длиной 100 мм и массой 120 гр., дальностью до одного км, а длительностью полета до 25 мин. Он имеет три видеокамеры.
Серийно эти беспилотники начали выпускаться с 2012 года. Так, британскими военными было закуплено 160 комплектов PD-100 Black Hornet на сумму 31 млн. долларов, для проведения спецопераций на территории Афганистана.
Разрабатывают микродроны и в Соединенных Штатах. Они работают над специальной программой Soldier Borne Sensors, направленной на разработку и внедрение разведдронов с потенциалом добывать информацию для взводов или рот. Имеются сведения о планировании американским армейским руководством обеспечить индивидуальными дронами всех бойцов.
На сегодняшний день самым тяжелым дроном в армии США считается RQ-11 Raven. Он располагает массой 1,7 кг, размахом крыльев 1,5 м и полетом до 5 км. С электродвигателем беспилотник развивает скорость до 95 км/ч, а пребывает в полете до одного часа.
Он обладает цифровой видеокамерой с ночным видением. Запуск производится с рук, а для посадки не нужна спецплощадка. Аппараты могут летать по заданным маршрутам в автоматическом режиме, ориентирами для них могут служить GPS-сигналы, либо управляться операторами. Эти беспилотники пребывают на вооружении более десятка государств.
Тяжелым американским армейским БПЛА является RQ-7 Shadow, ведущий разведку на бригадном уровне. Серийно стал производиться с 2004 года и обладает двухкилевым оперением с толкающим винтом и несколькими модификациями. Эти беспилотники оснащаются обычными или инфракрасными видеокамерами, радиолокаторами, подсветкой целей, лазерными дальномерами, а также мультиспектральными камерами. К аппаратам подвешиваются управляемые пятикилограммовые бомбы.
RQ-5 Hunter является среднеразмерным полутонным дроном, совместной американо-израильской разработки. В его арсенале имеется телевизионная камера, тепловизор третьего поколения, лазерный дальномер и прочее оборудование. Его запускают со спецплатформы ракетным ускорителем. Зона его полетов находится в радиусе действия до 270 км, в течение 12 часов. Некоторые модификации Хантеров обладают подвесками для небольших бомб.
MQ-1 Predator — самый известный американский БПЛА. Это «перевоплощение» разведывательного дрона в ударный, располагающий несколькими модификациями. «Хищник» ведет разведку и наносит высокоточные наземные удары. Обладает предельной взлетной массой более тонны, станцией РЛС, несколькими видеокамерами (в т. ч. и ИК-системой), прочим оборудованием и несколькими модификациями.
В 2001 году для него создали высокоточную ракету с лазерным наведением Hellfire-C, которую в следующем году применяли на территории Афганистана. В комплексе есть четыре беспилотника, станция управления и терминал спутниковой связи, а стоит он более четырех млн. долларов. Самая продвинутая модификация — MQ-1C Grey Eagle с большим размахом крыльев и более совершенным двигателем.
MQ-9 Reaper — следующий американский ударный БПЛА, имеющий несколько модификаций, известный с 2007 года. Он обладает большей длительностью полета, управляемыми авиабомбами, более совершенной радиоэлектроникой. MQ-9 Reaper превосходно зарекомендовал себя в иракской и афганской кампании. Его преимущество перед F-16 — меньшая закупочная и эксплуатационная цена, большая длительность полета без риска для жизни пилота.
1998 год — первый полет американского стратегического беспилотного разведчика RQ-4 Global Hawk. В настоящее время это самый большой БПЛА с взлетной массой более 14 т, с полезной нагрузкой в 1,3 т. Может пребывать в воздушном пространстве 36 часов, преодолевая при этом 22 тыс. км. Предполагается, что эти дроны заменят самолеты-разведчики U-2S.
Что же в наши дни находится в распоряжении российской армии, и какие имеют перспективы российские БПЛА в ближайшее время?
«Пчела-1Т» — советский дрон, впервые взлетел в 1990 году. Он был корректировщиком огня для систем залпового огня. Обладал массой 138 кг, радиусом действия до 60 км. Стартовал со спецустановки ракетным ускорителем, садился на парашюте. Использовался в Чечне, но устарел.
«Дозор-85» -разведдрон для погранслужбы с массой 85 кг, время полета до 8 часов. Разведывательно-ударный БПЛА «Скат» являлся перспективной машиной, но пока работы приостановлены.
БПЛА «Форпост» является лицензионной копией израильского Searcher 2. Он разрабатывался еще 90-х. «Форпост» обладает взлетной массой до 400 кг, дальностью полета до 250 км, спутниковой навигацией и телекамерами.
В 2007 году на вооружение приняли разведдрон «Типчак» , со стартовой массой 50 кг и длительностью полета до двух часов. Имеет обычную и инфракрасную камеру. «Дозор-600» является многоцелевым аппаратом, разработанный «Транзасом», был представлен на выставке МАКС-2009. Его считают аналогом американского «Хищника».
БПЛА «Орлан-3М» и «Орлан-10» . Их разрабатывали для проведения разведки, поисково-спасательных работ, целеуказаний. Беспилотники чрезвычайно похожи по своему внешнему виду. Однако незначительно отличаются своей взлетной массой и дальностью полета. Стартуют они при помощи катапульты, а совершают посадку на парашюте.
