Робот не может причинить человеку вред или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
- А. Азимов, Три закона роботехники

Айзек Азимов ошибался. Совсем скоро электронный «глаз» возьмет человека на прицел, а микросхема бесстрастно прикажет: “Огонь на поражение!”

Робот сильнее пилота из плоти и крови. Десять, двадцать, тридцать часов непрерывного полета - он демонстрирует неизменную бодрость и готов к продолжению миссии. Даже когда перегрузки достигнут страшных 10 «же», наполняя тело свинцовой болью, цифровой дьявол сохранит ясность сознания, продолжая невозмутимо счислять курс и следить за противником.

Цифровому мозгу не требуется обучение и регулярные тренировки для поддержания квалификации. Математические модели и алгоритмы поведения в воздухе навечно загружены в память машины. Простояв десятилетие в ангаре, робот в любой момент вернется в небо, взяв штурвал в свои крепкие и умелые «руки».

Их час еще не пробил. В вооруженных силах США (лидера в данной области техники) беспилотники составляют треть парка всех находящихся в эксплуатации летательных аппаратов. При этом лишь 1% БПЛА способны применять .

Увы, даже этого хватает с избытком, чтобы посеять ужас на тех территориях, что отданы под охотугодья для этих безжалостных стальных птиц.

5 место - General Atomics MQ-9 Reaper (“Жатка”)

Разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой около 5 тонн.

Продолжительность полета: 24 часа.
Скорость: до 400 км/ч.
Потолок: 13 000 метров.
Двигатель: турбовинтовой, 900 л.с.
Полный запас топлива: 1300 кг.

Вооружение: до четырех ракет “Хэллфайр” и две 500-фунтовые управляемые бомбы JDAM.

Бортовое радиоэлектронное оборудование: радиолокатор AN/APY-8 с режимом картографирования (под носовым обтекателем), электронно-оптическая прицельная станция MTS-B (в сферическом модуле) для работы в видимом и ИК-диапазонах, со встроенным целеуказателем для подсветки целей для боеприпасов с полуактивным лазерным наведением.

Стоимость: 16,9 млн. долл.

К настоящему времени построено 163 БПЛА “Рипер”.

Наиболее громкий случай боевого применения: в апреле 2010 в Афганистане ударом БПЛА MQ-9 “Рипер” был убит третий человек в руководстве «Аль-Каиды» Мустафа Абу Язид, известный как Шейх аль-Масри.

4 место - Interstate TDR-1

Беспилотный бомбардировщик-торпедоносец.

Макс. взлетный вес: 2,7 тонны.
Двигатели: 2 х 220 л.с.
Крейсерская скорость: 225 км/ч,
Дальность полета: 680 км,
Боевая нагрузка: 2000 фн. (907 кг).
Построено: 162 ед.

«Помню охватившее меня возбуждение, когда экран зарябил и покрылся многочисленными точками - мне показалось, что система телеуправления дала сбой. Через мгновение я понял, это стреляют зенитки! Скорректировав полет дрона, я направил его прямо в середину корабля. В последнюю секунду перед моим взором мелькнула палуба - настолько близко, что я мог разглядеть детали. Внезапно экран превратился в серый статичный фон… Очевидно, взрыв убил всех находившихся на борту».

- Первый боевой вылет 27 сентября 1944 г.

“Проект Опцион” предусматривал создание беспилотных торпедоносцев для уничтожения японского флота. В апреле 1942 года состоялось первое испытание системы - «беспилотник», дистанционно управляемый с борта летящего в 50 км самолета, вышел в атаку на эсминец «Уорд». Сброшенная торпеда прошла точно под килем эсминца.

Взлет TDR-1 с палубы авианесущего корабля

Ободренные успехом, руководство флота рассчитывало к 1943 году сформировать 18 ударных эскадрилий в составе 1000 БПЛА и 162 командных “Эвенджеров”. Однако японский флот вскоре был разгромлен обычными самолетами, и программа потеряла приоритет.

Главным секретом TDR-1 была малогабаритная видеокамера конструкции Владимира Зворыкина. При весе 44 кг она обладала возможностью передачи изображения по радиоканалу с частотой 40 кадров в сек.

“Проект Опцион” потрясает своей смелостью и ранним появлением, но у нас впереди еще 3 удивительные машины:

3 место - RQ-4 “Глобал Хок”

Беспилотный самолет-разведчик с макс. взлетной массой 14,6 тонны.

Продолжительность полета: 32 часа.
Макс. скорость: 620 км/ч.
Потолок: 18 200 метров.
Двигатель: турбореактивной с тягой 3 тонны,
Дальность полета: 22 000 км.
Стоимость: 131 млн. долл (без учета затрат на его разработку).
Построено: 42 единицы.

Беспилотник оснащен комплектом разведывательного оборудования HISAR, подобным тому, что ставится на современные разведчики U-2. HISAR включает в себя РЛС с синтезированной апертурой, оптическую и тепловую камеры, а также спутниковый канал передачи данных со скоростью 50 Мбит/сек. Возможна установка дополнительного оборудования для ведения радиотехнической разведки.

Каждый БПЛА имеет комплекс защитных средств, включающий станции предупреждения о лазерном и радарном облучении, а также буксируемую ловушку ALE-50 для отвода выпущенных по нему ракет.

Лесные пожары в Калифорнии, снятые разведчиком "Глобал Хок"

Достойный преемник разведчика U-2, парящий в стратосфере, распластав свои огромные крылья. Среди рекордов RQ-4 полеты на большое расстояние (перелет из США в Австралию, 2001 г.), самое продолжительный полет среди всех БПЛА (33 часа в воздухе, 2008 г.), демонстрация дозаправки беспилотника беспилотником (2012 год). К 2013 году суммарный налет RQ-4 превысил 100 000 часов.

На базе “Глобал Хока” создан беспилотник MQ-4 “Тритон”. Морской разведчик с новым радаром, способный обследовать за сутки 7 млн. кв. километров океана.

“Глобал Хок” не несет ударного вооружения, но заслуженно попадает в список самых опасных дронов, за то что слишком много знает.

2 место - X-47B “Пегас”

Малозаметный разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой 20 тонн.

Крейсерская скорость: 0,9 Маха.
Потолок:12 000 метров.
Двигатель: от истребителя F-16, тяга 8 тонн.
Дальность полета: 3900 км.
Стоимость: 900 млн. долл. на научно-исследовательские работы по программе X-47.
Построено: 2 концепт-демонстратора.
Вооружение: два внутренних бомботсека, боевая нагрузка 2 тонны.

Харизматичный беспилотник, построенный по схеме “утка”, но без использования ПГО, роль которого выполняет сам несущий фюзеляж, выполненный по технологии “стелс” и имеющий отрицательный угол установки по отношению к воздушному потоку. Для закрепления эффекта нижняя часть фюзеляжа в носовой части имеет форму, подобную спускаемым аппаратам космических кораблей.

Год назад X-47B повеселил публику своими полетами с палуб авианосцев. Сейчас этот этап программы близится к завершению. В перспективе - появление еще более грозного дрона X-47C с боевой нагрузкой свыше четырех тонн.

1 место - “Таранис”

Концепт малозаметного ударного БПЛА от британской компании BAE Systems.

О самом дроне известно немного:
Дозвуковая скорость.
Технология “стелс”.
Турбореактивный двигатель с тягой 4 тонны.
Облик, напоминающий российский экспериментальный БПЛА “Скат”.
Два внутренних отсека вооружений.

Что же такого ужасного в этом “Таранисе”?

Целью программы является отработка технологий для создания автономного малозаметного ударного дрона, который позволит наносить высокоточные удары по наземным целям на большой дальности и автоматически уклоняться от средств поражения противника.

До этого споры о возможном “глушении связи” и “перехвате управления” вызывали лишь сарказм. Теперь они полностью утратили смысл: “Таранис”, в принципе, не готов к общению. Он глух ко всем просьбам и мольбам. Робот равнодушно ищет того, чей облик попадает под описание врага.

Цикл летных испытаний на австралийском полигоне Вумера, 2013 г.

“Таранис” - всего лишь начало пути. На его базе планируется создание беспилотного бомбардировщика-штурмовика с межконтинентальной дальностью полета. Кроме того, появление полностью автономных дронов откроет дорогу к созданию беспилотных истребителей (т.к. существующие дистанционно управляемые БПЛА не способны вести воздушный бой, ввиду задержек в их системе телеуправления).

Британские ученые готовят достойный финал всему человечеству.

Эпилог

У войны не женское лицо. Скорее, не человеческое.

Беспилотная техника - это полет в будущее. Она приближает нас к извечной человеческой мечте: перестать наконец рисковать жизнями солдат и отдать ратные подвиги на откуп бездушным машинам.

Следуя эмпирическому правилу Мура (удвоение производительности компьютеров каждые 24 месяца), будущее может наступить неожиданно скоро…

В последние годы появилось большое количество публикаций по использованию для решения топографических задач беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или беспилотных авиационных систем (БАС). Такой интерес в немалой степени вызван простотой их эксплуатации, экономичностью, относительно невысокой стоимостью, оперативностью и т.д. Перечисленные качества и наличие эффективных программных средств автоматической обработки материалов аэрофотосъемки (включая выбор необходимых точек) открывают возможности широкого использования программно-технических средств беспилотной авиации в практике инженерно-геодезических изысканий.

В этом номере обзором технических средств беспилотной авиации мы открываем серию публикаций о возможностях БПЛА и опыте их использования при полевых и камеральных работах.

Д.П. ИНОЗЕМЦЕВ,руководитель проекта ООО«ПЛАЗ»,г. Санкт-Петербург

БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Часть 1. Обзор технических средств

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Беспилотные летательные аппараты появились в связи с необходимостью эффективного решения военных задач - тактической разведки, доставки к месту назначения боевого оружия (бомб, торпед и др.), управления боевыми действиями и пр. И не случайно первым их применением считается доставка австрийскими войсками бомб к осажденной Венеции с помощью воздушных шаров в 1849 году . Мощным импульсом к развитию БПЛА послужило появление радиотелеграфа и авиации, что позволило существенно улучшить их автономность и управляемость.

Так, в 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно, а уже в 1910 году американский военный инженер Чарльз Кеттеринг предложил, построил и испытал несколько моделей беспилотных летательных аппаратов . В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА

многократного использования, а созданная на его основе радиоуправляемая мишень использовалась в королевском флоте Великобритании до 1943 года.

На несколько десятков лет опередили свое время исследования немецких ученых, давших миру в 1940-х годах реактивный двигатель и крылатую ракету «Фау-1» как первый применявшийся в реальных боевых действиях беспилотный летательный аппарат.

В СССР в 1930–1940 годы авиаконструктором Никитиным был разработан торпедоносец-планер типа «летающее крыло», а к началу 40-х был подготовлен проект беспилотной летающей торпеды с дальностью полета от 100 километров и выше, однако в реальные конструкции эти разработки не превратились.

После окончания Великой Отечественной войны интерес к БПЛА существенно возрос, а начиная с 1960-х годов отмечается их широкое внедрение для решения задач невоенного характера.

В целом историю БПЛА можно условно разделить на четыре временных этапа :

1.1849 год–начало ХХ века - попытки и экспериментальные опыты по созданию БПЛА, формирование теоретических основ аэродинамики, теории полета и расчета самолета в работах ученых.

2.Начало ХХ века - 1945 год - разработка БПЛА военного назначения (самолетов-снарядов с небольшой дальностью и продолжительностью полета).

3.1945–1960 годы - период расширения классификации БПЛА по назначению и создание их преимущественно для разведывательных операций.

4.1960 годы - наши дни - расширение классификации и усовершенствование БПЛА, начало массового использования для решения задач невоенного характера.

КЛАССИФИКАЦИЯ БПЛА

Общеизвестно, что аэрофотосъемка, как вид дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), - это наиболее производительный метод сбора пространственной информации, основа для создания топографических планов и карт, создания трехмерных моделей рельефа и местности. Аэрофотосъемка выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов - самолетов, дирижаблей мотодельтапланов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Беспилотные летательные аппараты, как и пилотируемые, бывают самолетного, а также вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры - летательные аппараты с четырьмя и более роторами с несущими винтами). В настоящее время в России не существует общепринятой классификации БПЛА самолетного типа. Missiles.

Ru совместно с порталом UAV.RU предлагает современную классификацию БПЛА самолетного типа , разработанную на основе подходов организации UAV International, но с учетом специфики и ситуации именно отечественного рынка (классы) (табл. 1):

Микро- и мини-БПЛА ближнего радиуса действия. Класс миниатюрных сверхлегких и легких аппаратов и комплексов на их основе с взлетной массой до 5 килограммов начал появляться в России относительно недавно, но уже довольно

широко представлен. Такие БПЛА предназначены для индивидуального оперативного использования на коротких дальностях на удалении до 25–40 километров. Они просты в эксплуатации и транспортировке, вы полняются складными и позиционируются как «носимые», запуск осуществляется, с помощью катапульты или с руки. Сюда относятся: Geoscan 101 , Geoscan 201 , 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, Т23 «Элерон», Т25, «Элерон-3», «Гамаюн-3», «Иркут-2М», «Истра-10»,

«БРАТ», «Локон», «Инспектор 101», «Инспектор 201», «Инспектор 301» и др.

Легкие БПЛА малого радиусадействия. К этому классу относятся несколько более крупные аппараты - взлетной массой от 5 до 50 килограммов. Дальность их действия - в пределах 10–120 километров.

Среди них: Geoscan 300, «ГрАНТ», ZALA 421-04, Орлан-10, ПтероСМ , ПтероЕ5 , Т10, «Эле рон-10», «Гамаюн-10», «Иркут-10»,

Т92 «Лотос», Т90 (Т90-11), Т21, Т24, «Типчак» БПЛА-05, БПЛА-07, БПЛА-08.

Легкие БПЛА среднего радиуса действия. Ряд отечественных образцов можно отнести к этому классу БПЛА. Их масса варьируется в пределах 50–100 килограммов. К ним относится: Т92М «Чибис», ZALA 421-09,

«Дозор-2», «Дозор-4», «Пчела-1Т».

Средние БПЛА. Взлетная масса средних БПЛА лежит в диапазоне от 100 до 300 килограммов. Они предназначены для применения на дальностях 150–1000 километров. В этом классе: М850 «Астра», «Бином», Ла-225 «Комар», Т04, Е22М «Берта», «Беркут», «Иркут-200».

Среднетяжелые БПЛА. Этот класс имеют схожую с БПЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой - от 300 до 500 килограммов.

К этому классу следует отнести: «Колибри», «Данэм», «Дань-Барук», «Аист» («Юлия»), «Дозор-3».

Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия. Данный класс включает БПЛА полетной массой от 500 и более килограммов, предназначены для применения на средних дальностях 70–300 километров. В классе тяжлых следующие: Ту-243 «Рейс-Д», Ту-300, «Иркут-850», «Нарт» (А-03).

Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета. Достаточно востребованная за рубежом категория беспилотных аппаратов, к которой относятся американские БПЛА Predator, Reaper, GlobalHawk, израильские Heron, Heron TP. В России образцы практически отсутствуют: «Зонд-3M», «Зонд-2», «Зонд-1», беспилотные авиационные системы Сухого («БасС»), в рамках которой создается роботизированный авиационный комплекс (РАК).

Беспилотные боевые самолеты (ББС). В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БПЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 километров и массой от 1500 килограммов.

На сегодняшний день в России в классе ББС представлено два проекта: «Прорыв-У», «Скат» .

На практике для аэрофотосъемки, как правило, применяются БПЛА весом до 10–15 килограммов (микро-, мини-БПЛА и легкие БПЛА). Это связано с тем, что при увеличении взлетного веса БПЛА растет сложность его разработки и, cоответственно, стоимость, но снижается надежность и безопасность эксплуатации. Дело в том, что при посадке БПЛА выделяется энергия E = mv2 / 2, а чем больше масса аппарата m, тем больше его посадочная скорость v, то есть выделяемая при посадке энергия очень быстро растет с ростом массы. А эта энергия может повредить как сам БПЛА, так и находящееся на земле имущество.

Беспилотный вертолет и мультикоптер лишены этого недостатка. Теоретически, такой аппарат можно посадить со сколь угодно малой скоростью сближения с Землей. Однако беспилотные вертолеты слишком дороги, а коптеры пока не способны летать на большие расстояния, и применяются только для съемки локальных объектов (отдельных зданий и сооружений).

Рис. 1. БПЛА Mavinci SIRIUS Рис. 2. БПЛА Geoscan 101

ПРЕИМУЩЕСТВА БПЛА

Превосходством БПЛА перед пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, стоимость производства работ, а также значительное уменьшение количества регламентных операций. Само отсутствие человека на борту самолета значительно упрощает подготовительные мероприятия для проведения аэрофотосъемочных работ.

Во-первых, не нужен аэродром, даже самый примитивный. Беспилотные летательные аппараты запускаются или с руки, или с помощью специального взлетного устройства - катапульты.

Во-вторых, особенно при использовании электрической двигательной схемы, отсутствует необходимость в квалифицированной технической помощи для обслуживания летательного аппарата, не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ.

В-третьих, отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БПЛА по сравнению с пилотируемым воздушным судном.

Данное обстоятельство имеет большое значение при эксплуатации аэрофотосъемочного комплекса в удаленных районах нашей страны. Как правило, полевой сезон аэрофотосъемочных работ короток, каждый погожий день необходимо использовать для производства съемки.

УСТРОЙСТВО БПЛА

две основные схемы компоновки БПЛА: классическая (по схеме «фюзеляж+крылья+хвост»), к которой относится, например БПЛА «Орлан-10», Mavinci SIRIUS (рис. 1) и др., и «летающее крыло», к которой относятся Geoscan101 (рис. 2), Gatewing X100 , Trimble UX5 и др.

Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) и аэрофотосъемочное оборудование.

Корпус БПЛА изготавливают излегкого пластика (например, углепластика или кевлара), чтобы защитить дорогостоящую фотоаппаратуру и средства управления и навигации, а его крылья - из пластика или экструдированного пенополистирола (EPP). Этот материал легок, достаточно прочен и не ломается при ударе. Деформированную деталь из ЕРР зачастую можно восстановить подручными средствами.

Легкий БПЛА с посадкой на парашюте может выдержать несколько сотен полетов без ремонта, который, как правило, включает замену крыльев, элементов фюзеляжа и др. Производители стараются удешевить части корпуса, подверженные износу, чтобы расходы пользователя на поддержа-БПЛА в рабочем состоянии были минимальными.

Надо отметить, что наиболее дорогостоящие элементы аэрофотосъемочного комплекса, наземная система управления, авионика, программное обеспечение, - вообще не подвержены износу.

Силовая установка БПЛА можетбыть бензиновой или электрической. Причем, бензиновый двигатель обеспечит намного более продолжительный полет, так как в бензине, в расчете на килограмм, запасено в 10–15 раз больше энергии, чем мож-но сохранить в самом лучшем аккумуляторе. Однако такая силовая установка сложна, менее надежна и требует значительного времени для подготовки БПЛА к старту. Кроме того, беспилотный летательный аппарат с бензиновым двигателем крайне сложно перевозить к месту работ на самолете. Наконец, он требует от оператора высокой квалификации. Поэтому бензиновый БПЛА имеет смысл применять только в тех случаях, когда необходима очень большая продолжительность полета - для непрерывного мониторинга, для обследования особо удаленных объектов.

Электрическая двигательная установка, напротив, очень нетребовательна к уровню квалификации обслу-живающего персонала. Современные аккумуляторные батареи могут обеспечить длительность непрерывного полета свыше четырех часов. Обслуживание электрического двигателя совсем несложно. Преимущественно это только защита от влаги и грязи, а также проверка напряжения бортовой сети, что осуществляется с наземной системы управления. Зарядка аккумуляторов производится от бортовой сети сопровождающего автомобиля или от автономного электрогенератора. Бесколлекторный электрический двигатель БПЛА практически не изнашивается.

Автопилот -с инерциальной системой (рис. 3) - наиболее важный элемент управления БПЛА.

Автопилот весит всего 20–30 граммов. Но это очень сложное изделие. В автопилоте, кроме мощного процессора, установлено множество датчиков - трехосевые гироскоп и акселерометр (а иногда и магнитометр), ГЛО-НАСС/GPS-приемник, датчик давления, датчик воздушной скорости. С этими приборами беспилотный летательный аппарат сможет летать строго по заданному курсу.

Рис. 3. АвтопилотMicropilot

В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.

Наземная система управления

(НСУ) -это планшетный компьютерили ноутбук, оснащенный модемом для связи с БПЛА. Важная часть НСУ - программное обеспечение для планирования полетного задания и отображения хода его выполнения.

Как правило, полетное задание составляется автоматически, по заданному контуру площадного объекта или узловым точкам линейного объекта. Кроме того, существует возможность проектирования полетных маршрутов, исходя из необходимой высоты полета и требуемого разрешения фотоснимков на местности. Для автоматического выдерживания заданной высоты полета есть возможность учесть в полетном задании цифровую модель местности в распространенных форматах.

Во время полета на картографической подложке монитора НСУ отображается положение БПЛА и контуры снимаемых фотографий. Оператор имеет возможность во время выполнения полета оперативно перенацелить БПЛА на другой район посадки и даже оперативно посадить беспилотник с «красной» кнопки наземной системы управления. По команде с НСУ могут быть запланированы и другие вспомогательные операции, например - выброс парашюта.

Кроме обеспечения навигации и обеспечения полета автопилот должен управлять фотоаппаратом, чтобы получать снимки с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, приходится настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.

Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ.

Аэрофотосъемочное оборудование на БПЛА устанавливается в зависимости от его класса и цели использования.

На микро- и мини-БПЛА устанавливаются компактные цифровые фотокамеры, комплектуемые сменными объективами с постоянным фокусным расстоянием (без трансфокатора или zoom-устройства) весом 300–500 граммов. В качестве таких камер в настоящее время используются фотоаппараты SONY NEX-7

с матрицей 24,3 МП, CANON600D матрицей 18,5 МП и подобные им. Управление срабатыванием затвора и передача сигнала от затвора в спутниковый приемник производится с помощью штатных или незначительно доработанных электрических разъемов фотоаппарата.

На легкие БПЛА малого радиуса действия устанавливаются зеркальные фотокамеры с большим размером светочувствительного элемента, например CanonEOS5D(размер сенсора 36×24 мм) , NikonD800 (матрица 36,8 МП (размер сенсора 35,9×24 мм)), Pentax645D(CCD-сенсор 44×33 мм, матрица 40 МП) и им подобные, весом 1,0–1,5 килограмма.

Рис. 4. Схема размещения аэроснимков (голубые прямоугольники с подписями номеров)

ВОЗМОЖНОСТИ БПЛА

Согласно требованиям документа «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов» ГКИНП-09-32-80 носитель аэрофотосъемочной аппаратуры должен предельно точно следовать проектному положению маршрутов аэрофотосъемки, выдерживать заданный эшелон (высоту фотографирования), обеспечивать требования по соблюдению предельных отклонений по углам ориентирования фотокамеры - наклон, крен, тангаж. Кроме того, навигационная аппаратура должна обеспечивать точное время срабатывания фотозатвора и определять координаты центров фотографирования.

Выше указывалась аппаратура, интегрированная в автопилот: это микробарометр, датчик воздушной скорости, инерциальная система, навигационная спутниковая аппаратура. По проведен-ным испытаниям (в частности, БПЛА Geoscan101) были установлены следующие отклонения реальных параметров съемки от заданных:

Уклонения БПЛА от оси маршрута - в диапазоне 5–10 метров;

Уклонения высот фотографирования - в диапазоне 5–10 метров;

Колебание высот фотографирования смежных снимков - не более

Возникающие в полете «елочки» (развороты снимков в горизонтальной плоскости) обрабатываются автоматизированной системой фотограмметрической обработки без заметных негативных последствий.

Фотоаппаратура, устанавливаемая на БПЛА, позволяет получить цифровые изображения местности с разрешением лучше 3 сантиметров на один пиксель. Применение коротко-, средне-, и длиннофокусных фотообъективов определяется ха-рактером получаемых готовых мате-риалов: будь это модель рельефа или ортофотоплан. Все расчеты производятся так же, как и в «большой» аэрофотосъемке.

Применение двухчастотной ГЛО-НАСС/GPSспутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров, а применение метода PPP(PrecisePointPositioning) - позволяет определять координаты центров снимков без использования базовых станций или на значительном удалении от них.

Конечная обработка материалов аэрофотосъемки может служить объективным критерием оценки качества выполненной работы. Для иллюстрации можно рассмотреть данные об оценке точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки с БПЛА, выполненной в ПО «PhotoScan» (производства фирмы Agisoſt, г. СанктПетербург) по контрольным точкам (табл. 2).

Номера точек	Ошибки по осям координат, м				Абс, пикс	Проекции
(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2

ПРИМЕНЕНИЕ БПЛА

В мире, а в последнее время и в России, беспилотные летательные аппараты применяются в геодезических изысканиях при строительстве , для составления кадастровых планов промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, поселков, дачных массивов, в маркшейдерском деле для определения объемов горных выработок и отвалов, при учете движения сыпучих грузов в карьерах, портах, горнообогатительных комбинатах, для создания карт, планов и 3D-моделей городов и предприятий.

3. Цепляева Т.П., Морозова О.В. Этапы развития беспилотных летательных аппаратов. М., «Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии», № 42, 2009.

В наше время многие развивающиеся страны выделяют из бюджета немаленькие деньги на совершенствование и разработку новых образцов БПЛА - беспилотных летательных аппаратов. На театре военных действий не редкостью стали случаи, когда при решении боевой или учебной задачи командование отдавало предпочтение цифровой машине, нежели летчику. И на это был ряд веских причин. Во-первых, это беспрерывность работы. Дроны способны выполнять задачу на протяжении до 24 часов без перерыва на отдых и сон - неотъемлемых элементов человеческих потребностей. Во-вторых, это выносливость.

Беспилотник практически бесперебойно работает, в условиях высоких перегрузок, и там, где человеческий организм попросту не в состоянии выдержать перегрузки в 9G, дрон можно продолжать работу. Ну а в-третьих, это отсутствие человеческого фактора и выполнение задания согласно заложенной в компьютерный комплекс программы. Ошибиться может разве что только оператор, который вводит информацию на выполнение миссии - роботы не ошибаются.

История развития БПЛА

Человека достаточно давно посетила мысль о создании такой машины, которой можно было бы, без вреда для себя, управлять на расстоянии. Спустя 30 лет после первого полета братьев Райт эта идея воплотилась в реальность, и в 1933 году в Великобритании был построен специальный самолет на дистанционном управлении.

Первым дроном, принявшим участие в боях был . Это была радиоуправляемая ракета с реактивным двигателем. Она была оснащена автопилотом, в который немецкие операторы вводили информацию о предстоящем полете. За годы Второй мировой войны эта ракета успешно выполнила около 20 тыс. боевых вылетов, нанося авиаудары по важным стратегическим и гражданским объектам Великобритании.

После окончания Второй мировой, США и Советский Союз по ходу растущих взаимных претензий друг к другу, ставшими плацдармом для начала холодной войны, начали выделять огромные деньги из бюджета на развитие беспилотных летательных аппаратов.

Так, во время ведения боевых действий во Вьетнаме, обе стороны активно применяли БПЛА, для решения различных боевых задач. Радиоуправляемые аппараты делали аэрофотоснимки, вели радиолокационную разведку и их применяли в роли ретрансляторов.

В 1978 году случился настоящий прорыв в истории развития беспилотников. ИАИ Скаут был представлен военпредами Израиля и стал первым в истории боевым БПЛА.

А в 1982 году, во время войны в Ливии этот дрон практически полностью уничтожили сирийскую систему ПВО. Во время ведения тех боевых действий армия Сирии потеряла 19 зенитных батарей и было уничтожено 85 самолетов.

После этих событий американцы стали уделять максимум внимания к разработке дронов, и в 90-х годах стали мировыми лидерами в области применения беспилотных летательных аппаратов.

Дроны активно использовались в 1991 году во время «Бури в пустыне», а также в ходе военных операции на территории Югославии в 1999 году. Сейчас на вооружении армии США стоит около 8,5 тыс. радиоуправляемых дронов и это в основном малогабаритные БПЛА для выполнения разведывательных задач в интересах сухопутных войск.

Конструктивные особенности

Со времен изобретения британцами дрона-мишени, наука сделала огромный шаг вперед в развитии летающих роботов на дистанционном управлении. Современные беспилотники имеют большую дальность и скорость полета.

Это происходит в основном за счет жесткой фиксации крыла, мощности встроенного в робот двигателя и применяемого топлива, конечно. Имеются беспилотники и на аккумуляторах, но они не в состоянии конкурировать по дальности полета с топливными, во всяком случае, пока.

Обширное применение при проведении разведывательных действий получили глайдеры и конвертопланы. Первые довольно просты в производстве и не требуют больших финансовых вложений, и в некоторых образцах по конструкции не предусмотрен двигатель.

Отличительной особенностью вторых, является то, что его взлет основан на вертолетной тяге, в то время как при маневрировании в воздухе, эти дроны используют самолетные крылья.

Тейлсиггеры - роботы, которых разработчики наделили способностью менять профили полета находясь непосредственно в воздухе. Происходит это за счет поворота либо всей, либо части конструкции в вертикальной плоскости. Также бывают проводные беспилотники и пилотирование дрона осуществляется посредством передачи на его борт команд управления через подсоединенный кабель.

Есть беспилотники, отличающиеся от остальных набором своих нестандартных функций или выполненные функций в необычном стиле. Это экзотические БПЛА, и некоторые из них могут без труда приземлиться на воду или закрепиться на вертикальной поверхности как рыба-прилипала.

БПЛА, в основе которых лежит вертолетная конструкция, также отличаются друг от друга своими функциями и задачами. Существуют аппараты как с одним винтом, так и несколькими - такие дроны именуют квадрокоптерами, и используют их преимущественно в «гражданских» целях.

У них бывают по 2, 4, 6 или 8 винтов, парно и симметрично расположенных от продольной оси робота, и чем их больше, тем лучше БПЛА устойчив в воздухе, и он намного лучше управляем.

Какие бывают беспилотники

В неуправляемых БПЛА человек принимает участие только при запуске и введении параметров полета перед взлетом дрона. Как правило, это бюджетные беспилотники, не требующие для их эксплуатации особой подготовки оператора и специальных площадок приземления.

В дистанционно управляемых дронах предусмотрена их корректировка траектории полета, а автоматические роботы выполняют задачу полностью автономно. Успех выполнения миссии здесь зависит от точности и правильности введения предполетных параметров оператором в стационарный компьютерный комплекс, находящийся на земле.

Вес аппаратов микро не более 10 кг., и они могут находиться в воздухе не более часа, дроны группы мини весят до 50 кг., и способны выполнять задачу 3…5 часов без перерыва, у средних вес некоторых образцов достигает 1 тонны и их время работы составляет 15 часов. Что касается тяжелых БПЛА, которые весят больше тонны - эти дроны могут беспрерывно летать больше 24 часов, а некоторым из них под силу межконтинентальные перелеты.

Зарубежные беспилотники

Одним из направлений в развитии БПЛА является уменьшение их габаритов без существенного ущерба для технических характеристик. Норвежская компания «Прокс Динамикс» разработала микро дрон ПД-100 Блэк Хорнет вертолетного типа.

Данный беспилотник может работать около четверти часа на расстоянии до 1 км. Этот робот применяется в качестве индивидуального разведывательного средства солдата и оснащен тремя видеокамерами. Используется некоторыми регулярными подразделениями США в Афганистане с 2012 года.

Самый распространенный беспилотник армии США - РКью-11 Рэйвен. Его запуск производится с руки солдата и для его приземления не требуется специальной площадки, он может летать как в автоматическом режиме, так и находясь под управлением оператора.

Этот легкий беспилотник солдаты США применяют при решении задач ближней разведки на уровне роты.

Более тяжелые БПЛА американской армии представляют РКью-7 Шэдоу и РКью-5 Хантер. Оба образца предназначены для производства разведки местности на уровне бригады.

Беспрерывное время работы в воздухе этих беспилотников существенно отличается от более легких образцов. Существуют множественные их модификации, некоторые из которых включают в себя функции подвешивания на них небольших управляемых бомб массой до 5.4 кг.

МКью-1 Предатор - это самый известный американский дрон. Изначально его основной задачей, как и у многих других образцов, была разведка местности. Но вскоре, в 2000 году, производители внесли в его конструкцию ряд модификаций, позволяющих ему выполнять боевые задачи, связанные с непосредственным уничтожением целей.

Помимо подвешиваемых ракет (Хеллфайр-С, созданные специально для этого беспилотника в 2001 году), на борту робота установлены три видеокамеры, инфракрасная система и своя бортовая радиолокационная станция. Сейчас существуют несколько модификаций МКью-1 Предатора для выполнения задач самого различного характера.

В 2007 году появился еще один ударный БПЛА-американский МКью-9 Рипер. По сравнению МКью-1 Предатор его показатель продолжительности полета был намного выше, а также помимо ракет мог нести на борту управляемые авиабомбы и имел более современную радиоэлектронику.

Вид БПЛА	МКью-1 Предатор	МКью-9 Рипер
Длина, м	8.5	11
Скорость, км/ч	до 215	до 400
Вес, кг	1030	4800
Размах крыла, м	15	20
Дальность полета, км	750	5900
Силовая установка, двигатель	поршневой	турбовинтовой
Время работы, ч	до 40	16-28
до 4-х ракет Хеллфайр-С	бомбы до 1700 кг
Практический потолок, км	7.9	15

Самым большим БПЛА в мире по праву считается РКью-4 Глобал Хоук. В 1998 году он впервые поднялся в воздух и по сей день выполняет задачи разведывательного характера.

Этот дрон - первый в истории робот, который может использовать воздушное пространство и воздушные коридоры США без разрешения органа управления воздушным движением.

Отечественные БПЛА

Российские беспилотники условно подразделяют на следующие категории

БПЛА «Элеон-ЗСВ» относится к аппаратам ближнего радиуса действия, он довольно прост в эксплуатации и его легко переносить в заплечном ранце. Запускается дрон вручную со жгута или сжатым воздухом от насоса.

Способен вести разведку и передавать информацию по цифровому видеоканалу на расстоянии до 25 км. Элеон-10В схож по конструкции и правилам эксплуатации с предыдущим аппаратом. Главное их отличие - увеличение дальности полета до 50 км.

Процесс приземления этих БПЛА осуществляется при помощи специальных парашютов, выбрасываемых при выработке дроном своего заряда батареи.

Рейс-Д (Ту-243) - разведывательно-ударный дрон, способный нести на себе авиавооружение массой до 1 т. Аппарат, выпущенный конструкторским бюро имени Туполева, свой первый полет совершил в 1987 году.

С тех пор беспилотник претерпел множественные улучшения, были установлены: усовершенствованный пилотажно-навигационный комплекс, новые приборы ведения радиолокационной разведки, а также конкурентоспособная оптическая система.

Иркут-200 - больше ударный беспилотник. И в нем в первую очередь ценится высокая автономность аппарата и маленькая масса, благодаря которой могут осуществляться перелеты продолжительностью до 12 часов. Приземляется БПЛА на специально оборудованную площадку длиной около 250 м.

Вид БПЛА	Рейс-Д (Ту-243)	Иркут-200
Длина, м	8.3	4.5
Вес, кг	1400	200
Силовая установка	турбореактивный двигатель	ДВС мощностью 60 л. с.
Скорость, км/ч	940	210
Дальность полета, км	360	200
Время работы, ч	8	12
Практический потолок, км	5	5

Скат - тяжелый БПЛА большой дальности нового поколения разрабатываемый КБ МиГ. Этот дрон будет малозаметен для вражеских радаров, благодаря схеме сборки корпуса, исключающей хвостовое оперение.

Задачей этого дрона нанесение точных ракетно-бомбовых ударов по наземным целям, таким как зенитные батареи войск ПВО или стационарные командные пункты. По задумке разработчиков БПЛА Скат сможет выполнять задачи как автономно, так и в составе звена самолетов.

Длина, м	10,25
Скорость, км/ч	900
Вес, т	10
Размах крыла, м	11,5
Дальность полета, км	4000
Силовая установка	Двухконтурный турбореактивный двигатель
Время работы, ч	36
Корректируемые авиабомбы 250 и 500 кг.
Практический потолок, км	12

Недостатки беспилотных летательных аппаратов

Одним из недостатков БПЛА является сложность при его пилотировании. Так, к пульту управления не может подойти обычный рядовой не прошедший курс специальной подготовки и не знающий определенных тонкостей при использовании компьютерного комплекса оператора.

Еще одним существенным недостатком является сложность поисков беспилотников, после их приземления при помощи парашютов. Потому как некоторые модели, когда заряд батареи близок к критическому могут выдавать некорректные данные о своем местонахождении.

К этому можно еще прибавить чувствительность некоторых моделей к ветру, ввиду легкости конструкции.

Некоторые беспилотники могут подниматься на большую высоту и это в некоторых случаях занятие высоты того или иного дрона требует разрешения у органа управления воздушным движением, что может существенно осложнить выполнение задания к определенному сроку, потому как приоритет в воздушном пространстве отдается судам под управлением пилота, а не оператора.

Использование БПЛА в гражданских целях

Беспилотники нашли свое призвание не только на полях сражений или в ходе выполнений войсковых операций. Сейчас дроны активно используются для вполне мирных целей граждан в городских условиях и даже в некоторых отраслях сельского хозяйства им нашлось применение.

Так некоторые курьерские службы используют роботов на вертолетной тяге для доставки самых разнообразных товаров своим клиентам. При помощи дронов ведется аэрофотосъемка многими фотографами при организации торжественных мероприятий.

А также их приняли к себе на вооружение некоторые детективные агентства.

Заключение

Беспилотные летательные аппараты - существенно новое слово в век стремительно развивающихся технологий. Роботы идут в ногу со временем, охватывают не только одно направление, а развиваются сразу в нескольких.

Но все же, несмотря на еще далекие от идеала, по меркам человека, модели в области погрешностей или дальностей полета, БПЛА имеют один огромный и неоспоримый плюс. Дроны, за время их использования сохранили сотни человеческих жизней, а это дорогого стоит.

Видео

1 136

Б еспилотные летательные аппараты, или БПЛА, в международной практике обозначаются англоязычной аббревиатурой UAV (Unmanned Aerial Vehicle ). В настоящее время номенклатура этого типа систем достаточно разнообразна и находит все более широкое распространение. В статье приводятся основные направления развития и классификация БПЛА морского назначения. Публикация завершает серию статей о необитаемых системах военного назначения, состоящих на вооружении современных ВМС зарубежных стран.

Основные направления развития БПЛА

Использование военных БПЛА над морем осуществляется как с кораблей, так и с наземных опорных пунктов. Зарубежными экспертами определены следующие направления развития беспилотных летательных аппаратов:

• гибкость: среди военных БПЛА, только часть ориентирована для выполнения исключительно морских миссий. Большинство беспилотников, предназначенных для действий над морем, при необходимости, путем изменения полезной нагрузки или системы привода, пригодны также для использования над сушей. За исключением моделей на аккумуляторных батареях большая часть военных БПЛА морского назначения используют военное авиационное топливо, а в некоторых случаях, по выбору, также корабельное дизельное топливо.

• автономия: в принципе каждый БПЛА может управляться дистанционно. Превалирующим направлением развития, однако, считается разработка автономно действующих систем. Прежде всего, большие БПЛА со значительной продолжительностью полета должны завершать свою миссию самостоятельной посадкой на аэродром взлета.
• применение отрядов, или групп (тактика роя): согласно некоторым сценариям сотни малых или микро БПЛА должны самостоятельно поддерживать связь между собой с целью выполнения скоординированных задач. Использование отрядов БПЛА призвано перегружать и преодолевать систему обороны противника.
• взаимодействие систем разного типа: БПЛА будут преимущественно применяться в сочетании с пилотируемыми системами (Manned / Un-Manned Teaming — MUM-T ). Например, пилотируемый самолет с целью обнаружения и захвата цели высылает вперед БПЛА в качестве средства разведки. В дальнейшем пилот самолета поражает цель дистанционным оружием, не заходя в зону действия ПВО противника. Другим вариантом является взаимное автономное или полу-автономное оперирование БПЛА с наземными, надводными или подводными необитаемыми системами (Un-Manned / Un-Manned Teaming, UM-UM-T ).

• глобализация: помимо США, самой активной страной в секторе развития, производства и экспорта БПЛА считается Китай. Согласно некоторым оценкам, Пекин с 2025 года станет ведущим экспортером военных БПЛА. Тем не менее, во всем мире растет число стран, производящих БПЛА военного или двойного назначения. В частности, все большее значение приобретают транснациональные проекты в Европе.

Классифицирование БПЛА может быть проведено в основном по двум параметрам: согласно их основного предназначения или по размеру и боевой эффективности (производительности). Ниже приводятся примеры принятых на вооружение и перспективных образцов военных БПЛА.

По задачам

Наиболее важными для морских беспилотных систем до сих пор остаются задачи разведки и мониторинга (Intelligence, Surveillance, Reconnaissance/рекогнаосцировка – ISR ). К ним добавляются выполнение вооруженных миссий и другие мероприятия по поддержке ВМС.

Разведывательные БПЛА

Использование малых и средних БПЛА с борта военных кораблей в качестве тактических разведчиков растет во всем мире. В одном ангаре для вертолета могут размещаться вплоть до трех БПЛА среднего размера. При поочередном использовании они способны гарантировать ведение практически непрерывного наблюдения.

Особенно успешной считается модель «Кемкоптер S-100» (Camcopter S-100 ) компании «Шибель» (Schiebel, Австрия). Этот БПЛА с 2007 года протестирован и принят на вооружение ВМС девяти стран.

Camcopter S-100 при весе 200 кг обеспечивает 6-часовую продолжительность полета, которая может быть увеличена до 10 часов с помощью дополнительных топливных баков. В стандартный набор полезной нагрузки входят оптико-электронные инфракрасные датчики (ЕO/IR ). Возможно их дополнение одной SAR-РЛС (РЛС с синтезированной апертурой) для наземного и морского наблюдения. Отмечается также, что БПЛА, в принципе, может вооружаться легкими многоцелевыми ракетами типа LMM (Lightweight Multirole Missile ). Ракеты изготавливаются французской компанией «Талес» (Thales) и предназначены для поражения легких морских и воздушных целей.

Проект беспилотного вертолета MQ-8B «Фаэ Скаут» (Fire Scout , Огненный скаут) запущен ВМС США в 2009 году. Аппарат весит 940 кг. В оперативном отношении система MQ-8 включает одну консоль управления (размещается на пилотируемом вертолете или корабле) и до трех БПЛА.

В первую очередь MQ-8B предназначен для использования на эсминцах, фрегатах и кораблях прибрежной морской зоны LCS (Littoral Combat Ship ). Одна машина имеет продолжительность полета до 8 часов и способна вести разведку и наблюдение в радиусе 110 морских миль от корабля-носителя. Полезная грузоподъемность составляет 270 кг. Сенсорное оборудование модели MQ-8B включает лазерное устройство обнаружения цели.

Данные целеуказания могут передаваться на корабли или летательные аппараты в режиме реального времени. Этот параметр прошел тестирование 22 августа 2017 года в водах у о. Гуам. Согласно заданию, один БПЛА MQ-8B управлял наведением на цель выпущенной с корабля противокорабельной ракетой «Гарпун». Как пояснил контр-адмирал Дон ГАБРИЭЛЬСОН (Don GABRIELSON), командующий 73 оперативным соединением ВМС США (Task Force 73 ), эта способность особенно ценна в водах архипелагов островов, где военные корабли редко имеют прямой визуальный контакт со своими целями.

В дополнение к EO/IR датчикам возможна установка SAR-РЛС для обнаружения и отслеживания воздушных и морских целей. Дополнительные модули полезной нагрузки обеспечивают также альтернативное использование MQ-8B. В числе вариантов применения БПЛА: ретрансляция сигналов связи, разведка морских мин и подводных лодок, управление ракетами с лазерным наведением, а также обнаружение радиоактивных, биологических и химических боевых веществ.

Боевое применение военных БПЛА

Различные страны стремятся к выполнению с помощью беспилотных систем задач аналогичных для истребителя-бомбардировщика. Так, в 2016 году завершил первый летный тест в ВМС Франции многонациональный европейский концептуальный самолет nEUROn. Прежде всего, проверялась пригодность модели, изготовленной с применением технологии «стелс», для выполнения задач над морем. В частности, дрон совершил посадку на участвовавший в испытаниях авианосец «Шарль де Голль».

Как ВМС Франции, так и ВМС Великобритании стремятся к приобретению боевого стелс-БПЛА, пригодного для базирования на авианосце. Вероятно, что эта способность получит реализацию в развиваемом Парижем и Лондоном совместном проекте беспилотной авиационной боевой системы будущего (Future Combat Air System, FCAS ). Как заявил в сентябре 2017 года главный технолог компании BAE Найджел УАЙТХЕД (Nigel WHITEHEAD), FCAS может поступить на вооружение около 2030 года и будет применяться совместно с пилотируемыми самолетами.

По оценкам западных экспертов, в секторе боевых БПЛА вперед значительно ушли ВС Китая. Разрабатываемый компанией «Авиэйшен Индастри Корпорейшн Чайна» (Aviation Industry Corporation China) самолет «Лицзянь» (Lijian , Острый меч) считается первым беспилотным стелс-самолетом за пределами зоны НАТО.

Размещенная внутри машины полезная нагрузка достигает, по оценкам, двух тонн. Десятиметровый реактивный самолет имеет размах крыла 14 м. Самолет предназначен для скрытного наблюдения за боевыми кораблями противника и нанесения первичного поражения важным целям, прикрытым поясом ПВО. Под такими целями аналитики понимают американские и японские корабли или военные базы. Предполагается, что ведется разработка авианосного варианта БПЛА.

Китайские неофициальные источники сообщают о вводе модели в эксплуатацию к 2020 году. По западным же оценкам, этот срок довольно оптимистичен, учитывая тот факт, что первый полет «Лицзянь» совершил только в 2013 году.

Профессиональный журнал «Джейн» в июле 2017 года сообщил о секретном китайском проекте, обозначенном как CH-T1. Беспилотный летательный аппарат длиной 5,8 м обладает «стелсподобными» свойствами и предназначен для полетов над морем на высоте в один метр. Это, как считается, должно позволять БПЛА не обнаруживать себя и гарантировать приближение к кораблю на расстояние до 10 морских миль. При общем весе дрона 3000 кг, вес полезной нагрузки оценивается в одну тонну. Предполагается, что она может состоять из противокорабельных ракет или торпед. Подробная информация о серийной готовности проекта неизвестна.

Беспилотники – заправщики

Первоначально, на рубеже 2020 года ВМС США планировали приступить к внедрению авианосных беспилотных боевых самолетов. Однако, после нескольких лет концептуальных исследований в 2016 году командованием ВМС принято решение о принятии на вооружение сначала реактивного беспилотного танкера MQ-25A «Стингрей» (Stingray , Скат). В качестве второстепенных задач для этого БПЛА фигурируют разведывательные полеты и использование в качестве коммуникационного ретранслятора.

Контракт на проектирование в 2018 году будет передан четырем конкурирующим компаниям. Начало серийной разработки ожидается в середине 2020-х годов. Шесть аппаратов «Стингрей» предусматривается интегрировать в каждую из авианосных авиационных эскадрилий ВМС США. Один БПЛА MQ-25A должен поддерживать до шести истребителей F/A-18. Это позволит увеличить их эффективную боевую дальность полета от 450 до 700 морских миль.

Классификация БПЛА по размеру и производительности

Малые и микро беспилотники

По мнению западных специалистов, беспилотные летательные аппараты малого размера наилучшим образом подходят для оперативного использования в составе отряда. ВМС США в 2016 году проверили концепцию технологии роя недорогих БПЛА (Low Cost WAV Swarming Technology, LOCUST ).

Девять аппаратов модели «Койот» (Coyote ) компании «Рейтеон» (Raytheon, США) после быстрого последовательного запуска с ракетной пусковой установки выполнили плановую автономную разведывательную миссию. В ходе ее проведения БПЛА координировали между собой направление полета, построение боевого порядка роя, дистанцию между машинами.

Использовавшаяся для запуска установка способна запустить в течение 40 сек. до 30 БПЛА. При этом, дрон имет 0,9 м в длину и весит девять килограмм. Время и дальность полета «Койота» составляют около двух часов и 110 морских миль соответственно. Предполагается, что подобные отряды могли бы использоваться в будущем для проведения наступательных операций. В частности, аналогичные БПЛА, снаряженные малыми зарядами ВВ, могли бы уничтожать сенсоры или бортовое вооружение вражеских кораблей и катеров.

Другим вариантом является система «Фулмар» (Fulmar ) от компания Thales. БПЛА имеет взлетный вес 20 кг, длину 1,2 м и размах крыла три метра.

Согласно публикациям, несмотря на небольшие размеры «Фулмар» показывает значительную оперативную производительность. Время выполнения миссии – до 12 час. Боевая дальность полета – 500 морских миль. Возможность ведения видеонаблюдения за целями на расстоянии до 55 морских миль. Аппарат пригоден к полетам при скорости ветра до 70 км в час.

Полет выполняется по выбору, либо в полностью автоматическом режиме, либо с использованием дистанционного управления. Как и многие малые БПЛА морского базирования «Фулмар» запускается катапультой, а после окончания миссии приниматься развернутой на палубе корабля сетью. Основными задачами модели являются ведение разведки и работа в качестве ретранслятора для организации связи. Сообщается, что боевое применение «Фулмар» пока не предусматриваются.

Основным преимуществом малых БПЛА считатеся возможность их задействования без длительной предварительной подготовки. В частности, «Фульмар» готов к использованию уже через 20 мин. Микро-БПЛА запускаются еще быстрее. По этой причине в 2016 году капитан-лейтенант ВМС США Кристофер КЕЙТЛИ (Christopher KIETHLEY) предложил иметь миниатюрные вертолеты на всех кораблях и подводных лодках. После сигнала «человек за бортом» задачей этих БПЛА должен стать немедленный поиск пропавшего человека, пока корабль делал разворот. Тихоокеанский флот США в настоящее время изучает реализацию этой концепции.

БПЛА среднего размера

Беспилотные летательные аппараты средних размеров используются, как правило, непосредственно с борта корабля-носителя. Например, 760 кг беспилотный вертолет VSR700 производства концерна «Эабас» (Airbus ). Летные испытания модели назначены на 2018 год. Начало серийного производства возможно в 2019 году. Ожидается, что БПЛА первоначально будет приобретаться для фрегатов ВМС Франции.

Состав полезной нагрузки общим весом 250 кг включает EO/IR датчики и РЛС. Дополнительными элементами могут быть гидролокационный буй для поиска подводных лодок или спасательные плоты. Продолжительность выполнение боевого задания – до 10 часов. В качестве преимуществ своей модели Airbus подчеркивает ее более высокую производительность по сравнению с «Кемкоптер S-100» и более низкую цену по сравнению с MQ-8.

В этой размерной категории имеются также реактивные БПЛА. Согласно данным информационного агентства «Фарс», стартующий с суши иранский дрон «Садек 1» (Sadegh 1 ) достигает сверхзвуковой скорости. Высота полета в ходе выполнения миссии составляет 7700 м. В дополнение к разведывательному оборудованию БПЛА несет также две ракеты типа воздух-воздух. Отмечается, что именно этот БПЛА, принятый на вооружение в 2014 году, часто провоцирует корабли и самолеты ВМС США в Персидском заливе.

Большие беспилотные летательные аппараты

К этой категории БПЛА относятся аппараты, которые с учетом размеров фюзеляжа, веса и несущей поверхности крыла, подобны пилотируемым машинам. Причем часто, размах крыльев беспилотников гораздо больше, чем у пилотируемых самолетов. Наиболее крупные БПЛА, как правило, обладают самой большой дальностью, высотой, а также продолжительностью полета.

• средневысотные с большой продолжительностью полета (Medium Altitude/Long Endurance, MALE );
• высотные с большой продолжительностью полета (High Altitude/Long Endurance, HALE ).

При этом, оба класса БПЛА, даже если они и применяются как морские системы, но из-за своих размеров применяются, главным образом, с наземных аэродромов.

Беспилотный морской разведчик ВМС США MQ-4C «Тритон» (Triton ) имеет практический потолок выполнения задач 16 000 м и, следовательно, относится к HALE классу. Имея взлетный вес 14 600 кг и размах крыла в 40 м, MQ-4C считается одним из крупнейших морских БПЛА. Радиус его применения составляет 2000 морских миль. Согласно информации, опубликованной в пресс-релизе ВМС США, в течение 24 часового задания один БПЛА охватывает площадь 2,7 млн. кв. миль. Это, примерно, соответствует площади Средиземного моря, включая прибрежные районы.

В сравнении с MQ-4C итальянский БПЛА Piaggio P.1HH Hammerhead относится к MALE классу. Фактически, этот БПЛА весом 6 000 кг, с размахом крыла 15,6 м является производной административного самолета P180 Avanti II. P.1HH.

Два турбовинтовых двигателя позволяют развивать максимальную скорость 395 узлов (730 км в час). На скорости 135 узлов (около 250 км в час) БПЛА готов вести 16-часовое барражирование на высоте 13 800 м. Максимальная дальность полета составляет 4 400 морских миль. Нормальный боевой радиус – 1500 морских миль.

Беспилотный самолет предназначен для выполнения разведывательных задач над землей или морем (мониторинг прибрежных вод или открытого океана). Хотя летные испытания еще идут, Объединенные Арабские Эмираты уже заказали восемь машин. Определенный интерес проявляют и ВС Италии.

Возможно ударное применение беспилотных систем классов MALE и HALE. Так, согласно данным руководства проекта, в 2017 году достиг стадии серийного производства китайский дрон CH-5 (MALE). Западные эксперты ставят этот факт под сомнение, поскольку беспилотник совершил свой первый дальний полет только в 2015 году.

Планер имеет длину 11 м, размах крыла – 21 м. Его конфигурация аналогична американскому БПЛА MQ-9 «Рипер» (Reaper , Жнец). Как заявил в июле 2017 года китайский военный эксперт Ван ЦЯН (Wang QIANG), модель будет играть значительную роль в обеспечении морской безопасности и разведке.

БПЛА обеспечивает ориентировочный эксплуатационный потолок в 7 000 м и может вмещать до 16 единиц оружия класса воздух-земля (полезная грузоподъемность – 600 кг). Боевой радиус, по разным источникам, составляет от 1 200 до 4 000 морских миль. Журнал «Джейн», цитируя китайских должностных лиц, сообщает, что CH-5, в зависимости от двигателя, может оставаться в воздухе от 39 до 60 час. Согласно данным производителя, корпорации «Чайна Аэроспейс Сайенс энд Технолоджи Корпорейнш» (China Aerospace Science and Technology Corporation, CASC), возможно скоординированное управление нескольких CH-5.

Семейства БПЛА

Все чаще возникают, так называемые, «семейства БПЛА» из специализированных дополняющих друг друга моделей. Примером служит серия «Растом» (Rustom , Воин), которая разрабатывается управлением исследований и развития ВС Индии.

Беспилотный аппарат MALE класса Rustom 1 имеет 5 м в длину и размах крыла – 8м. Его полезная грузоподъемность составляет 95 кг, практический потолок – 7 900 м, а продолжительность полета – 12 час.

Модель Rustom H – БПЛА класса HALE. Аппарат имеет длину 9,5 м, размах крыла – 20,6 м. Полезная нагрузка – 350 кг. Практический потолок – 10 600 м. Продолжительность полета – 24 час. В настоящее время на базе Rustom H разрабатывается разведывательный Rustom 2. Сообщается, что ВМС Индии первоначально приобретут 25 единиц разных версий Rustom.

Более сложным является индийский проект «Гхатак» (Ghatak) по разработке беспилотного истребителя-бомбардировщика невидимки. В настоящее время создается нелетная модель в масштабе 1:1. На этой модели пройдет тестирование радиолокационной подписи дрона, а также эффективность его радиолокационного отражения.

Техническую поддержку проекта Индия получает от Франции. Вместе с тем, индийское министерство обороны подчеркивает, что речь идет о развитии полностью отечественного проекта. Время первого полета дельтовидного прототипа с взлетной массой 15 тонн, в настоящее время не определено.

По материалам журнала «MarineForum»

Не успели еще истребители пятого поколения стать полноценным оружием войны, а уже разгораются жаркие дискуссии о шестом поколении крылатых машин. Детально обрисовать облик последних пока сложно, но некоторые тенденции уже очевидны.

Конфликт поколений

Вопрос поколений крылатых машин – дискуссионный, четкой грани между ними зачастую нет. Успевшее набить оскомину пятое поколение характеризует, прежде всего, малозаметность, сверхзвуковая крейсерская скорость и сверхманевренность, а также интеграция в единую информационно-командную систему.

Но сколь бы совершенны ни были авиационные комплексы пятого поколения, у них есть одно слабое звено: человек. Считается, что боевой потенциал истребителя сегодня сдерживают ограничения человеческого организма и разума. Именно поэтому имеется повод рассуждать о том, что машины шестого поколения могут стать поголовно беспилотными и будут способны на скорость и маневренность, которая не снилась конструкторам минувших лет.

самолеты будущего

Впрочем, этот, казалось бы, очевидный тезис справедлив лишь отчасти. Дело в том, что ни огромная скорость, ни выдающаяся маневренность уже не спасают летательные аппараты от зенитных ракет. За последние десятилетия средства ПВО сделали большой скачок вперед, и теперь едва ли не единственное спасение от них – малозаметность.

С другой стороны, использование технологий стелс часто ведет к ухудшению летных характеристик, и всегда – к резкому удорожанию самолета. Особенно разница в цене ощутима для беспилотных систем. Например, разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk стоит 140 млн долларов, а перспективные американские аппараты, построенные по стелс-технологии, обойдутся дороже в разы. Поэтому вопрос, будет ли истребитель шестого поколения беспилотным, во многом лежит в экономической плоскости.

По мнению ведущих специалистов, такой самолет должен существовать как в пилотируемой, так и в беспилотной версиях, причем пилотируемый вариант сможет использоваться как ведущий для небольшого звена, включающего несколько беспилотных аппаратов. Но зачем превращать истребитель в пункт управления беспилотниками, разве не проще это делать с земли? Проблема в том, что БПЛА еще не стали полностью автономными, а отправка сигналов с расстояния нескольких тысяч километров означает задержки. В современном воздушном бою, где все решают доли секунд, такое промедление смерти подобно. Кроме того, в серьезном конфликте обе стороны будут активно использовать всевозможные постановщики помех: к своим беспилотникам в такие моменты лучше держаться поближе.

самолеты будущего

самолеты будущего

Считается, что внешность боевых машин следующего поколения будет сильно отличаться от предыдущих: еще более малозаметные, они должны обрести еще большие летные способности. Если машины пятого поколения могут выполнять сложные маневры на дозвуковых скоростях, то шестое поколение должно делать это уже на сверхзвуковой скорости, а в форсаже набирать и гиперзвуковую (превышающей 5 Маха – около 6 тыс. км/ч).

В остальном машины шес­того поколения не будут принципиально отличаться от поколения пятого или четвертого с двумя плюсами. Они научатся еще шире взаимодействовать с наземными или морскими соединениями. Вооружение станет еще более дальнобойным, что позволит действовать за сотни километров от зоны поражения зенитно-ракетных систем противника. Гигантская цена боевых машин не позволит создавать узкоспециализированные самолеты, истребители лишь расширят свою многофункциональность, научившись применять весь спектр существующих вооружений.

Шестое поколение еще очень нескоро потеснит пятое. Даже истребители поколения четыре с плюсом будут служить еще не одно десятилетие, а уж такие самолеты как ПАК ФА и вовсе останутся на вооружении до 2050-х. Модернизационный потенциал современных истребителей очень велик, и технологии шестого поколения сначала найдут свое применение на машинах поколения предыдущего.

Возможно, к привычным для нас корректируемым бомбам и ракетам добавится еще и лазерное оружие. Так, ВВС США планируют оснас­тить шестое поколение лазерными системами нескольких типов. Маломощными –для выведения из строя датчиков противника, средней мощности – для уничтожения ракет. Наконец, мощные лазеры должны будут поражать авиацию врага и выводить из строя наземную технику. Но чтобы всерьез говорить об этом, нужно решить вопрос с источником питания, увеличить мощность и снизить цену лазерных комплексов.

самолеты будущего

Мнения

С просьбой внести ясность в воп­рос о том, как будут выглядеть истребители шес­того поколения, мы обратились к старшему преподавателю Национального аэрокосмичес­кого университета им. Н. Е. Жуковского Павлу Солянику. «Проблемы, стоящие перед разработчиками истребителей, не поменялись, – объяснил он. – Одним из главных аспектов являются более мощные двигатели. Они должны позволять развивать сверхзвуковую крейсерскую скорость без использования форсажа. К тому же, они должны быть экономичными и позволять летать на больших высотах. Ремонтоспособность – еще одно важное направление в вопросах создания новых боевых аппаратов. Есть мнение, что истребители шестого поколения будут гиперзвуковыми. Действительно, сейчас есть гиперзвуковые летательные аппараты, но все они существуют лишь в виде экспериментальных образцов. Как вы знаете, разница между экспериментальным и серийным аппаратом очень и очень велика».

Делить реактивные истребители на поколения придумали американцы, но с их методикой согласны не все. Например, шведы относят свой истребитель Saab JAS 39 Gripen к пятому поколению. Они полагают, что к последнему поколению следует отнести все истребители, которые могут действовать в рамках единого информационного поля.

Тот же вопрос мы задали продюсеру, QA-менеджеру, специалисту по авиационной документации компании Eagle Dynamics, занимающейся разработкой военных авиасимуляторов, в том числе для ВВС США, Андрею Чижу. «В США уже сейчас определяется «лицо» истребителя шестого поколения, – сообщил он. – Основное и принципиальное отличие от существующих машин в том, что шестое поколение, скорее всего, будет беспилотным. Отсутствие человека на борту решает сразу множество проблем, начиная с физиологических ограничений человеческого тела по перегрузке и длительности полета, и заканчивая морально-этическими проблемами возможной гибели пилота».

самолеты будущего

– С окончанием холодной войны скорость смены поколений самолетов сильно замедлилась, – добавил Андрей Чиж. – Если в середине XX века смена поколения проходила за 10-15 лет, то четвертое поколение истребителей отслужило 30-40 лет. Пятое поколение, по некоторым прогнозам, прослужит более 50 лет. За это время технологии боевого искусственного интеллекта продвинутся далеко вперед, что позволит создавать беспилотные аппараты более эффективные, чем пилотируемые. Уже сегодня проходят испытания перспективных БПЛА, таких как Х-47, которые предназначены для разведывательно-­ударных операций без участия человека. Их, с определенными оговорками, можно считать первыми ласточками нового поколения. Первые прототипы таких истребителей, вероятно, появятся в 2020-2030-х годах нашего века. Скорее всего, в США.

Белоголовый орлан

Как можно догадаться из названия, речь пойдет об американских разработках. Действительно, именно американцы ближе всех подошли к пониманию того, каким должен быть истребитель шестого поколения.

Подобным самолетом очень интересуется флот США. Сейчас на вооружении американских ВМС находятся более 450 современных истребителей F/A-18E/F Super Hornet и около 400 других модификаций F/A-18. В обозримом будущем к ним добавится палубная модификация F-35 – F35C. Но ресурс «шершней» небезграничен, а программа F-35 подвергается жесткой критике за излишнюю дороговизну и невысокую эффективность.

самолеты будущего

Парадоксально, но самый дорогой проект Пентагона – новейший истребитель F-35 – формально к пятому поколению не относится. Считается, что истребитель пятого поколения должен уметь летать со сверхзвуковой скоростью без использования форсажа и обладать сверхманевренностью. Истребитель F-35 на это неспособен. Кроме того, самолет уступает многим машинам четвертого поколения по тяговооруженности.

Специально для американского флота Boeing разработал концепт палубного истребителя шестого поколения F/A-XX. Иногда эту программу еще называют Next Generation Air Dominance. В будущем F/A-XX войдут в авиационную группировку авианосцев типа Джеральд Форд, которые начнут службу с 2015 года. Истребители F/A-XX смогут использоваться для завоевания превосходства в воздухе, уничтожения наземных подвижных и неподвижных целей, а также поражения кораблей противника.

Облик истребителя шестого поколения был представлен публике в 2008 году, во время авиашоу в Сан-Диего. Он создан по аэродинамической схеме «бесхвостка»: вертикальное оперение отсутствует, а форма крыла напоминает крылья малозаметных F-22 и F-35. Если верить американцам в том, что по части фронтальной малозаметности F-22 можно сравнить с насекомым, то, стоит полагать, что F/A-XX станет еще незаметнее. Обнаружить такой самолет устаревшим радаром будет почти невозможно.

На изображении F/A-XX предстает в виде двухместного летательного аппарата, что косвенно подтверждает мысль о его использовании для управления БПЛА. В будущем для решения стандартных боевых задач второй пилот, скорее всего, будет не нужен. А вот для координации действий беспилотников, построенных на базе F/A-XX, оператор очень даже пригодится. Разработчики полагают, что беспилотная версия сможет находиться в воздухе до 50 часов.

Странные впечатления оставляет гигантский вес F/A-XX. Сложно представить, как огромный 45-тонный «монстр» взмывает в небо с палубы авианосца. С другой стороны, увеличение общей массы истребителей – тренд последних десятилетий, и этот вопрос решается за счет установки более мощных двигателей. Например, вес пустого F-22A даже больше массы довольно тяжелого Су-27 (19 700 кг против 16 300 кг у Су-27П), но тяговооруженность – отношение мощности двигателей к массе летательного аппарата – лучше у F-22A.

самолеты будущего

На первом этапе для F/A‑XX может использоваться двигатель Pratt & Whitney F135, самый мощный из ныне существующих: на форсаже он способен развивать тягу до 19500 кгс. Сейчас им оборудованы F-35, но в отличие от них, F/A-XX будет иметь два двигателя F135. Истребитель F/A-XX может встать в строй примерно в 2025-2030 годах, но чтобы всерьез говорить о полноценной разработке, американскому флоту нужно найти как минимум 40 млрд долларов.

Помимо проекта F/A-XX существует еще одна концепция шестого поколения от Boeing – F-X. Насколько можно судить, она подразумевает создание истребителя не для флота, а в рамках требований ВВС США. Такой самолет должен будет заменить в рядах ВВС F-22A Raptor. Глава подразделения Boeing Phantom Works Дэрил Дэвис (Darryl Davis) заявил, что новый истребитель будет летать быстрее F-35 и сможет развивать сверхзвуковую крейсерскую скорость. Воздухозаборники F-X находятся в верхней части фюзеляжа – решение довольно необычное для истребителя. Пока что концепт разрабатывается лишь за счет самой компании Boeing: в последние годы Пентагон выделяет деньги на новые разработки без особого рвения. Помимо создания двух разных боевых машин, прорабатывается вариант единого истребителя для американских ВВС и ВМС.

Как и следовало ожидать, к гонке вооружений подключилась еще одна могущественная корпорация – Lockheed Martin. Ее представление о шестом поколении отличается от проектов Boeing. Концепт LM выглядит несколько более тради­ционно: самолет выполнен по интегральной аэродинамической схеме и во многом схож с YF-23. После 2030-х годов он должен будет постепенно заменить F-22A. Информации по новому проекту почти нет, пока он даже не имеет названия. Но очевидно, что Lockheed Martin приложит особое внимание к снижению радиолокационной заметной самолета. У сотрудников компании огромный опыт в этой области, ведь малозаметные истребители F-22A и F-35 – их разработки.

самолеты будущего

Демонстраторы технологий

Оригинально подошли к вопросу нового поколения европейцы: они отказались от пятого – и сразу перешли к созданию шестого. Dassault nEUROn стал своего рода проверкой для технологий нового поколения. Выполненный по технологии стелс разведывательно-ударный беспилотник впервые увидел небо в 2012 году. Аппарат дозвуковой и может развивать максимальную скорость 0,8 Маха. Экспериментальный БПЛА не пойдет в серию, но позволит отработать ряд технологий, которые лягут в основу настоящих машин шестого поколения. Но даже если самолет нового поколения и будет создан в Европе, наивно полагать, что он сможет составить достойную конкуренцию американским истребителям. Все-таки перешагнуть через целое поколение и остаться наравне с ведущими производителями довольно сложно.

Китай в данный момент занят разработкой истребителей пятого поколения J-20 и J-31 и тоже не прочь пофантазировать на тему самолета будущего. В 2013 году состоялся полет китайского ударного беспилотника-невидимки Lijian, технологии которого это самое будущее обеспечат. Lijian может брать полезную нагрузку массой до 2 т, а дальность его полета достигает 4 тыс. км. Можно быть полностью уверенным в том, что компании Chengdu Aircraft Industry Corporation и Shenyang довольно скоро вплотную подойдут к облику нового самолета.

самолеты будущего

Желание обзавестись шес­тым поколением изъявила и Япония. Истребитель будет создан на основании опыта, полученного в результате испытаний экспериментального аппарата ATD-X. Разработка шестого поколения будет вестись совместно с американцами. Сам проект ATD-X иногда называют прототипом пятого поколения, но это, насколько можно судить, неверно. ATD-X – не прототип, а демонстратор технологий будущего.

Как обстоят дела в России

Дабы сохранить статус великой державы, России нужно делать акцент на новых технологиях. Разработка истребителя шестого поколения входит в планы руководства РФ, но когда именно она начнется – неизвестно. Истребитель пятого поколения Т-50 ПАК ФА видится важным звеном в цепочке, ведущей к новым самолетам. Многое из того, что будет задействовано на машине шестого поколения, планируют отработать именно на ПАК ФА.

В прошлом году экс-главнокомандующий ВВС России Петр Дейнекин заявил, что российские специалисты уже прорабатывают облик новой боевой машины – вероятно, истребитель шестого поколения будет беспилотным. Но создать его быстрее американцев получится едва ли. Если в сфере пилотируемой военной авиации Россия успешно конкурирует с США, то по части беспилотников отстает очень заметно. Сроки испытаний БПЛА постоянно переносят, а сами испытания нередко заканчиваются неудачей.

самолеты будущего

Правда, заслуженный летчик-испытатель Сергей Богдан считает, что торопить события не стоит, как и не стоит списывать со счетов пилотируемую авиацию. Тем более, что, по его мнению, первый истребитель шестого поколения появится только через пятнадцать лет, а за это время многое может измениться.

Хотя с развитием беспилотных технологий в России ситуация сложилась непростая, на месте они, все же, не стоят. Самым амбициозным отечественным проектом в этой области стал малозаметный БПЛА «Скат», технологии которого могут когда-нибудь лечь в основу истребителя шестого поколения. Разведывательно-ударный дрон был разработан ОКБ МиГ и представлен на авиасалоне МАКС-2007. Увы, показанная машина была всего лишь макетом, а дальнейшая разработка «Ската» заморожена.

В заключение заметим, что сейчас любые уверенные прогнозы относительно шестого поколения преждевременны. Скорее всего, истребители шестого поколения многое унаследуют от пятого, а помимо этого станут беспилотными. Более прогнозируемый вариант – беспилотная и пилотируемая версии новых истребителей будут сосуществовать. Во всяком случае, на первом этапе.