В статье описаны все важные технические характеристики моделей беспилотных летательных аппаратов их влияние на получаемый результат, приведены расчеты производительности и нормативные документы, описаны критерии выбора БПЛА для решения определенных картографических задач.
Классификация БПЛА
| Типы БПЛА | Подтипы | Схема |
|---|---|---|
| Самолётный | Летающее крыло,
Фюзеляжные |
|
| Мультироторный | 4-х,
8-ти роторные |
|
| Вертолётный |
|
При выборе беспилотных систем для решения задач картографирования важным является понимание различий в конструкторских и технических решениях разных как типов так и моделей БПЛА. В обзоре будут рассмотрены характеристики БПЛА самолетного типа (модели только с возможностью свободного старта и приземления, без необходимости аэродромного базирования); мультироторов и вертолетов. Вне зависимости от типов и моделей, основными характеристиками аппаратов являются размер, вес и форма. Именно эти параметры определяют способ старта, посадки, грузоподъемность и, самое главное, поведение борта в процессе полета и съемки.
Вес аппаратов
Масса пустого борта и максимальная взлетная масса показывают, какую аппаратную часть можно использовать для выполнения аэрофотосъемки. Чем больше взлетная масса, тем более точное оборудование можно использовать для получения качественного результата. От веса аппарата зависит сила колебаний БПЛА потоками воздуха, поэтому чем тяжелее борт, тем стабильнее траектория движения и тем стабильнее геометрия изображения.
Размеры и форма аппаратов
От длины и размаха крыла зависят аэродинамические свойства БПЛА. По форме БПЛА самолетного типа делятся на летающее крыло и фюзеляжные. Преимущества фюзеляжного типа - возможность нести больше полезной нагрузки и более стабильно выполнять съемку, т.к. вес именно таких бортов, как правило, больше. Минусом такого типа БПЛА является сложность конструкции, что повышает требования к правилам эксплуатации и стоимость ремонта. Плюсы типа летающего крыла в простоте конструкции и эксплуатации. Минусы - небольшие размеры и вес, не позволяющие нести дополнительную полезную нагрузку.
Для мультиротов важной характеристикой является количество винтов. Считалось, что количество винтов влияет на стабильность полета, так коптеры с 8-ю винтами летали гораздо стабильнее 4-х и 6-ти винтовых, но на сегодняшний день, благодаря развитию алгоритмов полета, все коптеры летают одинаково стабильно, даже в случае отказа одного винта.
|
|
Двигатели
Большинство моделей БПЛА используют электродвигатели. Характеристики двигателя отвечают за максимальную дальность и время полета. Электродвигатели питаются от аккумуляторных батарей различного типа и зависят от размеров БПЛА. Компактные модели могут провести в воздухе 40 минут, большие модели- до 4 часов, преодолевая расстояние до 300 км. Некоторые модели используют двигатель внутреннего сгорания. Как правило, это тяжелые модели (от 20 килограмм), длительность полета которых достигает 10 часов, что позволяет им преодолевать до 1000 км. Для бензиновых двигателей используется смесь бензина Аи-92,95 с синтетическим маслом для двухтактных двигателей. Расход топлива составляет примерно 0,5 л/ч в режиме горизонтального полета. Объем штатного топливного бака - 5 л. Для съемки крупных площадных объектов рентабельно использовать именно модели с двигателями внутреннего сгорания.
Высота полёта
Высота съемки влияет на размер пикселя и количество изображений. Российское законодательство не ограничивает варианты полётных заданий, в отличие от большинства европейских стран, где есть жесткое регулирование использования воздушного пространства до 100 м. С особенностями регулирования полетов можно ознакомиться в докладе Валиева Амира Вильевича, генерального директора компании «АФМ-Серверс» на кадастровой конференции Гис-Ассоциации за 2012 год . Максимальный практический потолок полета аппаратов актуален для российских пространств, т.к. корректируя высоту съемки, можно изменять значения размера пикселя и количество изображений.
Скорость
Максимальная и крейсерская скорость влияют на возможность использования БПЛА в ветреную погоду и на производительность съемки. Средняя крейсерская скорость небольших моделей (летающих крыльев) составляет около 50 - 60 км/ч, скорость более крупных моделей составляет около 100 км/ч. Ограничения использования БПЛА по скорости ветра при старте и посадке в среднем составляют около 10 м/с. Предугадать скорость и порывы ветра на высоте полета, как правило, сложно. Они влияют на геометрию съемки и выдерживание перекрытий, а так же на качество изображений, например, смаз.
Взлёт и посадка
БПЛА классифицируются по способу старта и посадки. Основные способы старта: с рук и с катапульты. Основные способы посадки: с парашютом и на корпус.
Старт с рук |
Старт с катапульты |
В отличие от пилотируемых самолетов и вертолетов, беспилотные системы не требуют аэродромного базирования, выполнение летного задания осуществляется в автоматическом режиме, они безопасны для экипажа.
Посадка с парашютом |
Посадка на корпус |
В последнее время практически все модели БПЛА имеют автоматический режим работы, начиная от старта до полного завершения задания и посадки. Для некоторых моделей существует возможность ручного управления через наземную станцию и полуавтоматического управления (возможность корректировать маршрут, высоту и точку посадки во время выполнения задания).
Автопилот
Автопилот является «мозгом» БПЛА. До недавнего времени, в большинстве случаев использовались простейшие автопилоты, предназначенные для любительских авиамоделей, что не удовлетворяет требованиям при аэрофотосъемке. На данный момент большинство разработчиков БПЛА работают над разработкой собственных автопилотов, отвечающих запросам аэрофотосъемки.
Съёмочное оборудование
Большинство БПЛА это небольшие по размерам и грузоподъемности аппараты. В связи с этим для аэрофотосъемки часто используются камеры класса «мыльница». На модели с большой грузоподъемностью устанавливают зеркальные полноформатные фотокамеры, такие как Canon (EOS) или Nikon (D800). Важным в процессе аэросъемки выступает работа затворов камер, для выполнения картографо-геодезических работ рекомендовано использовать камеры с центральным или электронным затвором.
Некоторые модели БПЛА оборудуют профессиональными аэрокамерами, созданными специально для использования на БПЛА, такой как Phase One. Данная камера обеспечивает нужное качество изображений, но имеет высокую стоимость (35-45 000 Евро) и весит 2,9 кг. Размер матрицы и производительность камеры влияют на количество снимков и, следовательно, на время, необходимое на постобработку. Пример производительности некоторых камер представлен в таблице:
Производительность бытовых камер при аэросъемке БПЛА
| Параметры | Nikon D800 | Ricoh GR | Canon IXUS | Sony RX1 | Sony NEX5 | Canon_EOS 5D mark2 | Phase One IXU 150 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Площадь (кв. км.) | 30 | ||||||
| Ширина кадра (пикс.) | 4912 | 2736 | 3000 | 4000 | 3264 | 3744 | 6208 |
| Длина кадра (пикс.) | 7360 | 3168 | 4000 | 6000 | 4912 | 5616 | 8280 |
| МПикс. | 36 | 9 | 12 | 24 | 16 | 21 | 51 |
| Физ. размер пикселя (мкм) | 5,0 | 2,0 | 1,5 | 6,0 | 4,9 | 6,5 | 5,3 |
| GSD, cм | 5 | ||||||
| Площадь кадра (кв. км.) | 0,09 | 0,02 | 0,03 | 0,06 | 0,04 | 0,05 | 0,13 |
| Продольное перекрытие (%) | 80 | ||||||
| Поперечное перекрытие (%) | 60 | ||||||
| Фокусное расстояние (мм) | 50 | 6 | 4 | 35 | 16 | 50 | 55 |
| Интервал фотографирования (с) | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1 | 1 | 0,8 | 0,8 |
| Количество фотографий | 4149 | 17306 | 12500 | 6250 | 9356 | 7134 | 2918 |
| Время съемки (час) | 0,7 | 2,9 | 2,1 | 1,7 | 2,6 | 1,6 | 0,6 |
| Высота съемки (м) | 500 | 150 | 133 | 292 | 163 | 385 | 519 |
Навигационное оборудование
Для навигации БПЛА используются дешевые одночастотные приборы GPS/IMU (Global Positioning System/Inertial Measurement Unit). Так же их используют для элементов внешнего ориентирования снимков. В последнее время некоторые разработчики используют двухчастотные GPS приемники и уравнивают их измерения с данными от базовых GNSS станций. Т.к. большинство моделей БПЛА не имеют возможности использовать стабилизирующие платформы для камер из-за недостаточной грузоподъемности, рекомендовано использовать точные инерциальные системы INS, которые позволят определять элементы ориентирования съемки с удовлетворительной точностью. Для связи с БПЛА во время полета используются радиоканалы. Частоты таких каналов варьируют от 433 МГц до 2,4 ГГц. Связь необходима для контроля оператором выполнения задания в режиме реального времени и корректировки задания. Иногда с помощью радиоканала передают видео и фотоматериалы, полученные во время съемки.
Эксплуатационные ограничения
Использование БПЛА имеет широкую географию. Температурный диапазон эксплуатации (от -30°C до +50°C), позволяет использовать БПЛА в различных климатических зонах. Единственным эксплуатационным ограничением у производителей, призванный обеспечить бережную эксплуатацию, является скорость ветра на старте и посадке. В среднем, она варьирует от 4 до 15 м/с в зависимости от типа и веса аппарата.
Помимо фотокамер на борт БПЛА могут быть установлены различные иные приборы, такие например как тепловизор, лазерный сканер, видеокамера. Используя эти приборы можно решать производственные задачи, связанные с мониторингом и технической диагностикой объектов.
Гарантия и страхование
Как правило, гарантия на все модели БПЛА составляет 12 месяцев. При этом в последнее время появилась возможность страховать БПЛА как полноценный геодезический инструмент.
Лицензирование и сертификация
В данный момент вопрос государственной сертификации БПЛА как инструмента для проведения инженерно-геодезических и картографических работ не решен. Помимо сертификации самого аппарата, необходима сертификация эксплуатирующих организаций. Для габаритных БПЛА бригада обслуживания должна состоять как минимум из оператора и техника. Для маленьких моделей достаточно одного человека. Сертификацию на данный момент проводят непосредственно фирмы разработчики. Без получения сертификата, эксплуатация БПЛА для выполнения инженерно-геодезических и картографических работ производителями не рекомендована.
Основные критерии выбора БПЛА
Основные критерии выбора можно определить исходя из вида работ. Т.к. рассматриваются модели для высокоточных измерений, то материал должен соответствовать действующей нормативной документации для фотограмметрических, геодезических и землеустроительных работ. Согласно ГКИНП (ГНТА)-02-036-02 инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов, картографическим материалом считается плановая съемка до 3˚ от надира, удовлетворяющая установленным признакам дешифрирования в зависимости от масштаба. В данный момент специальной документации по контролю качества материалов, получаемых с БПЛА, не создано, таким образом необходимо учитывать действующие инструкции по фотограмметрическим работам. Подобным требованиям к съемке отвечают модели с достаточным весом или стабилизирующей платформой. В следующей таблице приведены требования к точности и методам определения характерных точек границ земельного участка, а также характерных точек контура здания, сооружения или объекта незавершенного строительства на земельном участке, используемых в землеустройстве.
Приказ Министерства экономического развития Российской Федерации от 17 августа 2012г. N 518 г. Москва
| п/п | Категория земель | Средняя квадратическая ошибка местоположения характерных точек, не более, м |
|---|---|---|
| 1 | Земли населенных пунктов | 0,10 |
| 2 | Земельные участки, предоставленные для ведения личного подсобного хозяйства, садоводства, огородничества, индивидуального гаражного или индивидуального жилищного строительства на землях населенных пунктов и землях сельскохозяйственного назначения | 0,20 |
| 3 | Земли сельскохозяйственного назначения | 2,50 |
| 4 | Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и иного специального назначения | 0,50 |
| 5 | Земли особо охраняемых природных территорий и объектов | 2,50 |
| 6 | Земли лесного фонда, земли водного фонда, земли запаса | 5,00 |
Для получения необходимого качества и геометрии съемки населенных пунктов и промышленных объектов необходимы модели БПЛА с размером и весом, позволяющим использовать высокоточные приборы (GPS/INS) и камеры с большой матрицей и центральным затвором. Очень важно, чтобы алгоритмы автопилота моделей были адаптированы под съемку со строго заданными параметрами. Для решения таксационных или мониторинговых задач сельскохозяйственных земель или земель лесного, водного фонда можно использовать модели меньшего веса и размера и пренебречь более точными приборами, однако возникает вопрос производительности, т.к. подобные категории земель занимают большие территории. Здесь важно, чтобы модели БПЛА имели высокую устойчивость к погодным условиям.
»Еще 20 лет назад Россия была одним из мировых лидеров по разработке беспилотных летательных аппаратов. Только одних воздушных разведчиков Ту-143 в 80-е годы прошлого века было выпущено 950 штук. Был создан знаменитый многоразовый космический корабль «Буран», совершивший свой первый и единственный полет в полностью беспилотном режиме. Не вижу смысла и теперь как-то пасовать в разработке и применении дронов.
Предыстория российских дронов (Ту-141, Ту-143, Ту-243). В середине шестидесятых годов ОКБ Туполева приступило к созданию новых комплексов беспилотной разведки тактического и оперативного назначения. 30 августа 1968 года вышло постановление Совета Министров СССР N 670-241 на разработку нового беспилотного комплекса тактической разведки «Рейс» (ВР-3) и входящего в него беспилотного самолета-разведчика «143» (Ту-143). Срок предъявления комплекса на испытания в Постановлении оговаривался: для варианта с оборудованием фоторазведки - 1970 годом, для варианта с оборудованием для телевизионной разведки и для варианта с оборудованием для радиационной разведки - 1972 годом.
Разведывательный БПЛА Ту-143 серийно выпускался в двух вариантах комплектации носовой сменной части: в варианте фоторазведчика с регистрацией информации на борту, в варианте телевизионной разведки с передачей информации по радиоканалу на наземные командные пункты. Кроме того самолет-разведчик мог оборудоваться средствами радиационной разведки с передачей материалов о радиационной обстановке по маршруту полета на землю по радиоканалу. БПЛА Ту-143 представлен на выставке образцов авиационной техники на Центральном аэродроме в Москве и в Музее в Монино (там же можно увидеть и БПЛА Ту-141).
В рамках аэрокосмического салона в подмосковном Жуковском МАКС-2007 в закрытой части экспозиции авиастроительная корпорация «МиГ» показала свой ударный беспилотный комплекс «Скат» - летательный аппарат, выполненный по схеме «летающее крыло» и внешне очень напоминающий американский бомбардировщик B-2 Spirit или его уменьшенный вариант – морской беспилотный летательный аппарат Х-47В.
«Скат» предназначен для нанесения ударов как по заранее разведанным стационарным целям, в первую очередь средствам ПВО, в условиях сильного противодействия зенитных средств противника, так и по мобильным наземным и морским целям при ведении автономных и групповых, совместных с пилотируемыми летательными аппаратами действий.
Его максимальная взлетная масса должна составить 10 тонн. Дальность полета - 4 тыс. километров. Скорость полета у земли - не менее 800 км/ч. Он сможет нести две ракеты класса «воздух-поверхность» / «воздух-РЛС» или две корректируемые авиабомбы общей массой не более 1 тонны.
Летательный аппарат выполнен по схеме летающее крыло. Кроме того, в облике конструкции наглядно просматривались известные методики снижения радиолокационной заметности. Так, законцовки крыла параллельны его передней кромке и точно также выполнены обводы задней части аппарата. Над средней частью крыла «Скат» имел фюзеляж характерной формы, плавно сопряженный с несущими поверхностями. Вертикальное оперение не предусматривалось. Как видно из фотоматериалов макета «Ската», управление должно было осуществляться при помощи четырех элевонов, расположенных на консолях и на центроплане. При этом определенные вопросы сразу вызвала управляемость по рысканью: ввиду отсутствия руля направления и однодвигательной схемы БПЛА требовал как-то решить эту проблему. Имеется версия об одиночном отклонении внутренних элевонов для управления по рысканью.
Представленный на выставке МАКС-2007 макет имел следующие габариты: размах крыла в 11,5 метра, длина в 10,25 и стояночная высота в 2,7 м. Относительно массы «Ската» известно лишь то, что его максимальный взлетный вес должен был примерно равняться десяти тоннам. При таких параметрах «Скат» имел неплохие расчетные летные данные. При максимальной скорости до 800 км/ч он мог бы подниматься на высоту до 12 тысяч метров и преодолевать в полете до 4000 километров. Такие летные данные планировалось обеспечить при помощи двухконтурного турбореактивного двигателя РД-5000Б с тягой 5040 кгс. Этот ТРД был создан на базе двигателя РД-93, однако изначально комплектуется специальным плоским соплом, снижающим заметность летательного аппарата в инфракрасном диапазоне. Воздухозаборник двигателя размещался в носовой части фюзеляжа и представлял собой нерегулируемое заборное устройство.
Внутри фюзеляжа характерной формы «Скат» имел два грузоотсека размером 4,4х0,75х0,65 метра. При таких габаритах в грузоотсеках можно было подвешивать управляемые ракеты различных типов, а также корректируемые бомбы. Общая масса боевой нагрузки «Ската» должна была примерно равняться двум тоннам. Во время презентации на салоне МАКС-2007 рядом со «Скатом» находились ракеты Х-31 и корректируемые бомбы КАБ-500. Состав бортового оборудования, подразумевавшегося проектом, не оглашался. Исходя из информации о других проектах такого класса, можно сделать выводы о наличии комплекса навигационного и прицельного оборудования, а также неких возможностей автономных действий.
БПЛА «Дозор-600» (разработка конструкторов компании «Транзас»), также известный под названием «Дозор-3», значительно легче «Ската» или «Прорыва». Его максимальный взлетный вес не превышает 710-720 килограмм. При этом за счет классической аэродинамической компоновки с полноценным фюзеляжем и прямым крылом он имеет примерно такие же габариты, как у «Ската»: размах крыла в двенадцать метров и общую длину в семь. В носовой части «Дозора-600» предусмотрено место для целевой аппаратуры, а в средней устанавливается стабилизированная платформа для наблюдательного оборудования. В хвостовой части беспилотника размещается винтомоторная группа. Ее основа – поршневой двигатель Rotax 914, аналогичный устанавливаемым на израильский БПЛА IAI Heron и американский MQ-1B Predator.
115 лошадиных сил двигателя позволяют беспилотнику «Дозор-600» разгоняться до скорости порядка 210-215 км/ч или совершать длительные полеты с крейсерской скоростью в 120-150 км/ч. При использовании дополнительных топливных баков этот БПЛА способен находиться в воздухе до 24 часов. Таким образом, практическая дальность полета приближается к отметке 3700 километров.
Исходя из характеристик БПЛА «Дозор-600», можно сделать выводы о его предназначении. Сравнительно небольшой взлетный вес не позволяет ему перевозить какое-либо серьезное вооружение, что ограничивает спектр решаемых задач исключительно разведкой. Тем не менее, в ряде источников упоминается возможность установки на «Дозор-600» различного вооружения, общая масса которого не превышает 120-150 килограмм. Из-за этого номенклатура допустимых к применению вооружений ограничена только некоторыми типами управляемых ракет, в частности противотанковых. Примечательно, что при использовании противотанковых управляемых ракет «Дозор-600» в значительной мере становится похожим на американский MQ-1B Predator, как по техническим характеристикам, так и по составу вооружения.
Проект тяжелого ударного беспилотного летательного аппарата. Разработка темы НИР «Охотник» по изучению возможности создания ударного БПЛА массой до 20 тонн в интересах ВВС России велась или ведется компанией «Сухой» (ОАО «ОКБ Сухого»). Впервые о планах Министерства обороны получить на вооружение ударный БПЛА заявлено на авиасалоне МАКС-2009 в августе 2009 г. Согласно заявлению Михаила Погосяна в августе 2009 г. проектирование нового ударного беспилотного комплекса должно было стать первой совместной работой соответствующих подразделений ОКБ Сухого и МиГ (проект «Скат»). СМИ сообщили о заключении контракта на выполнение НИР «Охотник» с компанией «Сухой» 12 июля 2011 г. В августе 2011 г. объединение соответствующих подразделений РСК МиГ и «Сухой» для разработки перспективного ударного БПЛА подтверждено в СМИ, но официальное соглашение между «МиГ» и «Сухой» подписано лишь 25 октября 2012 г.
Техническое задание на ударный БПЛА утверждено Министерством обороны России в первый числах апреля 2012 г. 6 июля 2012 г. в СМИ появилась информация о том, что компания «Сухой» выбрана ВВС России в качестве головного разработчика. Так же неназванный источник в отрасли сообщает, что ударный БПЛА разработки компании «Сухой» одновременно будет истребителем шестого поколения. По состоянию на середину 2012 г. предполагается, что первый образец ударного БПЛА приступит к испытаниям не ранее 2016 г. Поступление на вооружение ожидается к 2020 г. В 2012 г. в ОАО ВНИИРА проведен отбор патентных материалов по теме ОКР «Охотник», а в перспективе планировалось создание систем навигации захода на посадку и руление тяжелых БПЛА по заданию ОАО Компании «Сухого» (источник).
СМИ сообщают, что первый образец тяжелого ударного БПЛА КБ им.Сухого будет готов в 2018 г.
Боевое применение (а то скажут выставочные экземпляры, советское старьё)
«Впервые в мире, ВС России провели атаку укрепрайона боевиков боевыми дронами. В провинции Латакия, армейские подразделения сирийской армии, при поддержке десантников России и русских боевых дронов, взяли стратегическую высоту 754,5, башню «Сириатель».
Совсем недавно начальник Генштаба ВС РФ генерал Герасимов заявил, что Россия стремится полностью роботизировать сражение, и, возможно, в скором времени мы станем свидетелями того, как роботизированные группы самостоятельно ведут военные действия, и вот это — произошло.
В России в 2013 году принята на вооружение ВДВ новейшая автоматизированная система управления «Андромеда-Д», с помощью которой можно осуществлять оперативное управление смешанной группировкой войск.
Использование новейшего высокотехнологичного оборудования позволяет командованию обеспечить непрерывное управление войсками, выполняющими учебно-боевые задачи на незнакомых полигонах, а командованию ВДВ осуществлять контроль за их действиями, находясь на удалении более 5 тыс. километров от мест дислокации, получая из района учения не только графическую картинку перемещающихся подразделений, но и видеоизображение их действий в режиме реального времени.
Комплекс в зависимости от задач может быть смонтирован на шасси двухосного «КамАЗа», БТР-Д, БМД-2 или БМД-4. Кроме того, учитывая специфику ВДВ, «Андромеда-Д» приспособлена для погрузки в самолет, перелета и десантирования.
Вот эта система, а также боевые дроны были переброшены в Сирию и испытаны в боевых условиях.
В атаке на высоту участвовали шесть роботизированных комплексов «Платформа-М» и четыре комплекса «Арго», атаку дронов поддерживали недавно переброшенные в Сирию самоходные артиллерийские установки (САУ) «Акация», которые могут уничтожать позиции противника навесным огнем.
С воздуха, за полем боя вели разведку беспилотники, передавая информацию в развернутый полевой центр «Андромеда-Д», а также в Москву в Национальный центр управления обороной командного пункта Генерального штаба России.
Боевые роботы, САУ, беспилотники были завязаны на автоматизированную систему управления «Андромеда-Д». Командующий атакой на высоту, в режиме реального времени, руководил боем, операторы боевых дронов, находясь в Москве, вели атаку, каждый видел как свой участок боя, так и всю картину в целом.
Первыми пошли в атаку дроны, приблизившись на 100-120 метров к укреплениям боевиков, они вызвали огонь на себя, а по обнаруженным огневым точкам тут же наносили удары САУ.
За дронами, на расстоянии 150-200 метром наступала сирийская пехота, зачищая высоту.
У боевиков не было не малейшего шанса, все их перемещения контролировали беспилотники, по обнаруженным боевикам наносились артиллерийские удары, буквально через 20 минут после начала атаки боевых дронов, боевики в ужасе бежали, бросая убитых и раненых. На склонах высоты 754,5, насчитали почти 70 убитых боевиков, у сирийских солдат погибших нет, только 4 раненых.»
Как сообщает РИА «Новости», в Летно-исследовательском институте имени Громова начались испытания разведывательно-ударного беспилотного летательного аппарата «Иноходец», созданного компанией «Кронштадт» (до 2015 года компания называлась «Транзас»). Это серьезный беспилотник самолетного типа, вес которого равен 1200 кг, а масса полезной нагрузки, к которой относятся высокоточные ракеты класса «воздух-поверхность», — 300 кг.
В связи с этим событием появилась надежда на то, что в российской армии наконец-то появятся ударные беспилотники. По этому классу вооружения мы не просто отстаем от США - у нас его просто нет.
Правда, работы в этом направлении проводятся с конца нулевых годов. Однако пока можно условно похвастаться БПЛА «Дозор-600» той же питерской компании «Кронштадт», который совершил первый полет еще в 2010 году. В прошлом году начались его испытания. Однако ни о начале серийного производства, ни о поступлении в армию абсолютно ничего неизвестно.
Эта затяжка, несомненно, вызвана тем, что Минобороны хотело бы получить что-то более внушительное. Потому что «Дозор-600» и по весу, и по массе полезной нагрузки проигрывает американскому «Предатору» чуть ли ни вдвое. Если же сравнивать его с «Рипером», то получается совсем грустная картина. Полезная нагрузка «американца», представляющая собой ракеты и бомбы на шести точках подвески, - 1700 кг, у «Дозора-600» — 120 кг.
Из этого следует, что вместо этой разработки «Кронштадта» в армию должна прийти следующая, выполненная совместно с казанским ОКБ «Сокол», — ударный беспилотник «Иноходец». Правда, это будет не шаг на опережение, поскольку новая разработка по своей ударной мощи выйдет на уровень «Предатора», созданного еще в прошлом веке. Большая часть характеристик «Иноходца» засекречена. Поэтому можно лишь предположить, что авионика на российском беспилотнике будет посовершеннее, чем у «Предатора». И в этой области у российских производителей есть определенные преимущества. Они распространяются и на бортовые РЛС, и на средства РЭБ, и на системы управления вооружением. Но, как уже было сказано, «голое железо» примерно одинаковое.
ЛТХ БПЛА «Предатор» и «Иноходец»
Максимальный взлетный вес, кг: 1020 — 1200
Масса полезной нагрузки, кг: 200 — 300
Тип двигателя: поршневой — поршневой
Максимальная высота полета, м: 7900 — 8000
Максимальная скорость, км/ч: 215 — предположительно 210
Крейсерская скорость, км/ч: 130 — предположительно 120−150
Продолжительность полета, ч: 40 — 24
Пятитонка
По заказу Министерства обороны российская оборонка создает три ударных беспилотника. О самом легком (вес около одной тонны) мы уже сказали. Для того чтобы довести «Иноходца» до этапа испытаний компания «Кронштадт» потратила около миллиарда рублей. Однако это пока еще не государственные испытания летательного аппарата. И ожидать, что он придет в армию со дня на день не стоит. «Кронштадцы» утверждают, что намерены запустить новую разработку в серийное производство в 2018 году. Однако для этого необходимо иметь не только желание, но и сертификат, подтверждающий качество продукта, то есть соответствие его летно-технических характеристик требованиям технического задания. Но, повторимся, «Иноходец» позволит нам приблизиться ко вчерашнему дню американской ударной беспилотной авиации.
Дороже — 1,6 млрд. рублей — стоит создание ударного дрона весовой категории до 5 тонн. Тендер на этот заказ выиграло казанское ОКБ «Сокол» им. М.П.Симонова. Этот беспилотник, получивший название «Альтуис», находится на стадии подготовки прототипа к первому полету. Но и он позволит приблизиться к сегодняшнему дню американской ударной беспилотной авиации, которая к моменту принятия на вооружение «Альтуиса» уже уйдет вперед.
Характеристики БПЛА «Альтуис» также засекречены. Однако по сведениям, поступающим от заказчика, т.е. Министерства обороны, известно, что этот беспилотник по своим возможностям будет близок к американскому MQ-9 Reaper, разработанному компанией General Atomics Aeronautical Systems и эксплуатирующемуся с 2007 года. Поскольку о характеристиках «Альтуиса» ничего, кроме приблизительного веса машины, неизвестно, то приведем ЛТХ лишь одного «Рипера».
ЛТХ MQ-9 Reaper («Жатка»)
Длина — 11 м
Размах крыла — 20 м
Максимальная взлетная масса — 4760 кг
Масса полезной нагрузки — 1700 кг
Максимальная скорость — 400 км/ч
Крейсерская скорость — 250 км/ч
Дальность — 5900 км
Продолжительность полета — до 28 час
Тип двигателя — ТВД
Мощность двигателя — 670 кВт
Тяжеловес
Третий российский проект создания ударного беспилотника, который реализуется по заказу Министерства обороны, должен вывести Россию в лидеры. БПЛА «Охотник» относится к классу сверхтяжелых беспилотников, его масса равна приблизительно 20 тоннам.
Проект не только сложный, но и иллюстрирующий драматизм развития отечественной авиастроительной отрасли. Во-первых, не драматизм даже, а настоящий трагизм, имевший место в 90-е годы, привел к тому, что ОКБ Туполева было вынуждено прекратить доводку уже летающего ударного дрона Ту-300 «Коршун». Эта серьезная машина с турбореактивным двигателем запускалась из транспортно-пускового контейнера при помощи двух твердотопливных ускорителей. Масса ракетно-бомбовой нагрузки превышала тонну. Шасси у самолета не было, выполнив задание, он приземлялся на парашюте.
Если бы в отрасли не существовало интриг и внутривидовой борьбы, в которой неизменным победителем оказывается ОКБ «Сухого», то совсем на подходе к принятию на вооружение уже находился бы уникальный ударный БПЛА «Скат», вес которого равен 20 тоннам. В 2007 году его полноразмерный макет представляло на авиасалоне МАКС ОКБ Микояна-Гуревича.
Однако совсем скоро самым чудесным образом финансирование проекта прекратилось. Хоть в отрасль уже начали поступать средства, способствующие ее возрождению. От перспективнейшей разработки отказались именно в тот момент, когда в армию США начали поступать MQ-9 «Жатки». Правда, у этого есть «объективная» причина — в этот момент на должность министра обороны заступил Анатолий Сердюков , который начал закупать высокотехнологическое вооружение за пределами страны. И, в частности, дроны. С легкими и средними разведывательными машинами было все в порядке — Израиль нам их охотно продавал. Однако тяжелыми машинами, обладающими высоким боевым потенциалом, коммерческий партнер не был настроен делиться.
По этой причине мы сейчас вынуждены догонять американские вчерашний («Предатор») и сегодняшний («Рипер») дни.
После окончания «сердюковщины» замороженный проект также самым чудесным образом отошел к ОКБ Сухого. Все наработки МиГа были переданы новому разработчику. При этом РСК «МиГ» участвует в совместных работах по созданию «Охотника».
ТЗ на «Охотника» было утверждено Министерством обороны в 2012 году. Его подробности не разглашаются. Однако имеются сведения о том, что новый дрон будет относиться к классу истребителей шестого поколения. Он будет построен по блочной схеме, что позволит применять его для решения широкого круга задач. Разработчики были полны решимости начать испытания прототипа в 2016 году и передать его в армию в 2020 году. Однако, как водится, сроки поплыли. В прошлом году первый полет прототипа был перенесен на 2018 год.
Поскольку о ЛТХ «Охотника» ничего не известно, мы приводим характеристики БПЛА «Скат». По логике вещей, показатели «Охотника» должны быть как минимум не хуже.
Длина — 10,25 м
Размах крыла — 11,5 м
Высота — 2,7 м
Максимальная взлетная масса — 20000 кг
Тяга двигателя ТРД — 5040 кгс
Максимальная скорость — 850 км/ч
Дальность — 4000 км
Практический потолок — 15000 м
Боевая нагрузка — 6000 кг на 4-х внутренних точках подвески
Вряд ли когда-нибудь роботам предстоит полностью заменить человека в тех областях деятельности, в которых требуется быстрое принятие нестандартных решений как в мирной жизни, так и в бою. Тем не менее разработка дронов в последнее девятилетие стала модным трендом военного авиастроения. Многие ведущие в военном отношении страны массово производят БПЛА. России пока не удалось не только занять традиционно лидерские для нее в сфере конструирования оружия позиции, но и преодолеть отставание в этом сегменте оборонных технологий. Однако работа в этом направлении ведется.
Мотивация разработки БПЛА
Первые результаты использования беспилотных проявились еще в сороковые годы, правда, техника того времени более соответствовала понятию «самолет-снаряд». Крылатая ракета «Фау» могла совершить полет в одну сторону в имея собственную систему контроля курса, построенную на инерциально-гироскопическом принципе.
В 50-е и 60-е годы советские системы ПВО достигли высокого уровня эффективности, и начали представлять серьезную опасность для самолетов вероятного противника в случае реального противостояния. Войны во Вьетнаме и на Ближнем Востоке вызвали среди пилотов США и Израиля настоящую панику. Нередкими стали случаи отказов выполнять боевые задачи в районах, прикрываемых зенитными комплексами советского производства. В конечном счете нежелание подвергать жизни летчиков смертельному риску побудило конструкторские компании искать выход.
Начало практического применения
Первой страной, применившей беспилотную авиацию, стал Израиль. В 1982 году во время конфликта с Сирией (долина Бекаа) в небе появились самолеты-разведчики, работавшие в роботизированном режиме. С их помощью израильтянам удалось засечь боевые порядки ПВО противника, что позволило нанести по ним ракетный удар.
Первые дроны предназначались исключительно для разведывательных полетов над «горячими» территориями. В настоящее время применяются также ударные беспилотники, имеющие на борту вооружения и боекомплект и непосредственно наносящие бомбовые и ракетные удары по предполагаемым позициям противника.
Большее всего их у США, где массово производятся «Предаторы» и другие типы боевых авиароботов.
Опыт применения военной авиации в современный период, в частности операция по умиротворению южноосетинского конфликта в 2008 году, показал, что БПЛА России тоже нужны. Проводить разведку тяжелыми в условиях противодействия неприятельской противовоздушной обороны рискованно и ведет к неоправданным потерям. Как выяснилось, в этой области есть определенные недоработки.
Проблемы
Главенствующей идеей современной сегодня является мнение о том, что ударные БПЛА России нужны в меньшей степени, чем разведывательные. Нанести огневой удар по врагу можно самыми разнообразными средствами, включая тактические ракеты высокой точности и артиллерию. Куда важнее информация о дислокации его сил и правильное целеуказание. Как показал американский опыт, использование дронов непосредственно для обстрела и бомбардировки приводит к многочисленным ошибкам, гибели мирного населения и собственных солдат. Это не исключает полного отказа от ударных образцов, а только выявляет перспективное направление, по которому будут в ближайшее время развиваться новые БПЛА России. Казалось бы, страна, совсем недавно еще занимавшая ведущие позиции в создании беспилотной обречена на успех и сегодня. Еще в первой половине 60-х были созданы летательные аппараты, совершавшие полеты в автоматическом режиме: Ла-17Р (1963), Ту-123 (1964) и другие. Лидерство сохранялось и в 70-е, и в 80-е годы. Однако в девяностые технологическое отставание стало явным, а попытка устранить его в последнее десятилетие, сопровождаемая затратой пяти миллиардов рублей не дала ожидаемого результата.
Современное положение
На настоящий момент наиболее перспективные БПЛА России представлены следующими основными моделями:
На практике единственным серийные БПЛА России сейчас представлены комплексом артиллерийской разведки «Типчак», способным выполнять узко очерченный круг боевых задач, связанных с целеуказанием. Подписанный в 2010 г. договор «Оборонпрома» с фирмой IAI на крупноузловую сборку израильских беспилотников можно рассматривать как временную меру, не обеспечивающую развития российских технологий, а лишь прикрывающую брешь в ассортименте отечественного оборонного производства.
Некоторые перспективные модели можно рассмотреть по отдельности в рамках общедоступной информации.
«Иноходец»
Взлетный вес - одна тонна, что для беспилотника не так уж мало. Проектной разработкой занимается фирма «Транзас», в настоящее время идут летные испытания опытных образцов. Схема компоновки, V-образное оперение, широкое крыло, способ взлета и посадки (самолетные), и общие характеристики примерно соответствуют показателям наиболее распространенного в настоящее время американского «Предатора». БПЛА России «Иноходец» сможет нести разнообразную аппаратуру, позволяющую вести разведку в любое время суток, аэрофотосъемку и телекоммуникационную поддержку. Предполагается возможность производства ударной, разведывательной и гражданской модификации.
«Дозор»
Главная модель - разведывательная, она оснащается видео- и фотокамерами, тепловизором и другим регистрационным оборудованием. На основе тяжелого планера также могут производиться и ударные БПЛА. России «Дозор-600» нужен больше как универсальная платформа для отработки технологий производства более мощных беспилотников, но исключать запуск в массовую серию именно этого дрона тоже нельзя. В настоящее время проект находится на стадии разработки. Дата первого полета - 2009 год, тогда же образец представлялся на международной выставке «МАКС». Проектируется фирмой «Транзас».
«Альтаир»
Можно предположить, что на настоящий момент самые крупные ударные БПЛА России - «Альтаир», разработки ОКБ «Сокол». Проект имеет и другое название - «Альтиус-М». Взлетный вес этих беспилотников - пять тонн, строить его будет Казанский авиазавод имени Горбунова, входящий в Акционерное общество «Туполев». Стоимость контракта, заключенного с Министерством обороны, составляет примерно миллиард рублей. Известно также, что эти новые БПЛА России имеют размеры, соизмеримые с габаритами самолета-перехватчика:
- длина - 11 600 мм;
- размах крыла - 28 500 мм;
- размах оперения - 6 000 мм.
Мощность двух винтовых авиационных дизелей - 1000 л. с. В воздухе эти разведывательно-ударные БПЛА России смогут находиться до двух суток, преодолевая расстояние в 10 тысяч километров. Об электронном оборудовании известно мало, остается лишь догадываться о его возможностях.
Другие типы
В перспективной разработке находятся и другие БПЛА России, например, упомянутый «Охотник», беспилотный тяжелый дрон, способный также выполнять различные функции как информативно-разведывательные, так и ударно-штурмовые. Кроме этого, по принципу устройства также наблюдается разнообразие. Беспилотники бывают как самолетного, так и вертолетного типа. Большое число несущих винтов обеспечивает возможность эффективно маневрировать и зависать над интересующим объектом, производя высококачественную съемку. Информация может оперативно передаваться по кодированным каналам связи или накапливаться во встроенной памяти оборудования. Управление БПЛА бывает алгоритмически-программным, дистанционным или комбинированным, при котором возврат на базу производится в автоматическом режиме в случае утери контроля.
По всей видимости, беспилотные российские аппараты в скором времени не будут ни качественно, ни количественно уступать иностранным образцам.
Конструкторами Вооруженных Сил России уже несколько лет ведутся работы по созданию Единой системы управления тактическим звеном. В разведывательных целях ЕСУ ТЗ применяются многоцелевые беспилотные летательные аппараты (БПЛА). «Орлан-10» сегодня является одной из наиболее востребованных моделей российских беспилотных комплексов. Аппарат используется ВС России с 2010 года. Информация об устройстве и тактико-технических характеристиках БПЛА «Орлан-10» представлена в статье.
Знакомство
БПЛА «Орлан-10» является российским многофункциональным беспилотным комплексом, осуществляющим наблюдение за объектами в труднодоступной местности. Кроме того, с помощью данного беспилотника ведутся поисковые и ремонтные работы. Создан БПЛА «Орлан-10» конструкторами Специального технологического центра. Поскольку аппарат входит в состав ЕСУ ТЗ, то он поддерживает связь с самоходными артиллерийскими установками, танками, боевыми машинами, средствами противовоздушной обороны и транслирует им цели для уничтожения.
Описание
Состав БПЛА «Орлан-10» представлен следующими элементами:
- Рабочими местами для операторов.
- Специальным управленческим оборудованием.
- Радиоканалами, используемыми при трансляции данных о цели.
- Оборудованием, выполняющим техническое обслуживание и обеспечивающим старт беспилотника.
- Генератором на 1 кВт, работающим на бензине. Он обеспечивает автономную работу БПЛА «Орлан -10». Фото летательного аппарата представлено в статье.
Конструкция
Устройство летательного аппарата смешанная: детали для него изготовлены из металла и пластика. При проектировке «Орлана-10» конструкторами была позаимствована схема высокоплана: переднее расположение двигателя и тянущий винт. Для устройства хвостового оперения беспилотника также характерна классическая схема. Однако, в отличие от высокоплана, в «Орлане» киль более развит, чем стабилизатор. В результате во время полета снижается воздействие на беспилотник бокового ветра. Узкий стабилизатор не нарушает его нормальную аэродинамику. Специально для старта «Орлана» была разработана разборная катапульта.
Как работает беспилотник?
Первоначальный разгон выполняется за счет бензинового двигателя. Находиться в воздухе аппарат может не более 18 часов. Удалиться от наземного управленческого пульта он может на 200 тыс. метров. Если же расстояние будет увеличено, то могут возникнуть проблемы при передаче видеосигналов на землю. Для посадки беспилотника конструкторами создан специальный парашют. Оператором аппарат направляется в нужный район, снижается скорость, после чего подается команда на раскрытие купола. С целью уберечь беспилотник от повреждений в случае жесткой посадки разработчики оборудовали его двумя специальными системами. Одна из них отвечает за наполнение газом пневматического баллона-амортизатора, который срабатывает сразу после касания «Орлана» с землей. В том случае, если оператором будет отмечено превышение допустимой перегрузки, включается вторая система, которая осуществляет отсоединение друг от друга конструктивных элементов. В результате при жесткой посадке повреждение летательного аппарата незначительно.
Об особенностях эксплуатации
- Старт беспилотника возможен с ограниченной площадки. Кроме того, тяжелые метеорологические условия не являются преградой для его эксплуатации.
- При необходимости можно оперативно заменить бортовое оборудование беспилотника и аппаратуру полезной нагрузки.
- В «Орлан-10» используются гиростабилизированная телекамера и фотоаппарат. Фото- и видеосъемка ведутся в режиме реального времени. Регистрируются высота, угол и другие параметры съемки. Из наземного пункта можно управлять одновременно четырьмя беспилотными летательными единицами. Каждая из них может быть ретранслятором и передавать сигнал в наземный управленческий пункт от аппаратов, расположенных на удалении. Как утверждают военные эксперты, соединив несколько наземных пультов друг с другом, можно создать локальную сеть и осуществлять управление одновременно 30-ю «Орланами».
- Измерительно-контрольная аппаратура установлена внутри крыльевых консолей.
- В комплект аппарата входит бортовой генератор.
- Транспортируются беспилотники автомобилями УАЗ-469.
Отличительные свойства аппарата
Отличительными особенностями 10-й модели «Орланов» являются:
- Наличие криптозащищенного командно-телеметрического канала для трансляции фото и видеоизображений. Для канала предусмотрена псевдослучайная перестройка рабочей частоты.
- Использование двухступенчатого помехоустойчивого кодирования каналов во время передачи информации.
- Аппарат оснащен видеокодеками, разработанными в Специальном технологическом центре.
О ТТХ БПЛА «Орлан-10»
- Показатель взлетной массы не превышает 14 кг.
- Беспилотник рассчитан на полезную нагрузку до 5 кг.
- Аппарат оборудован бензиновым двигателем ДВС. Работает он на А-95.
- Беспилотник способен развивать скорость от 90 до 150 км/ч.
- Рассчитан на полет продолжительностью 16-18 часов.
- БПЛА «Орлан-10» способен проводить полеты на дистанции не более 200 км.
- Во время старта допустимой скоростью ветра считается показатель 10 м/с.
- Аппарат поднимается на максимальную высоту до 5 тыс. метров.
- Эксплуатируется в температурном диапазоне от -30 до +40 градусов.
- Во время старта беспилотника используется разборная катапульта.
- Посадка аппарата осуществляется при помощи парашюта.
О применении
После крупной авиационной катастрофы, произошедшей в декабре 2016 года в Сочи, данный беспилотник использовался в поисково-спасательных работах. Аппарат применяется российскими военными в Сирии.
Как утверждают некоторые средства массовой информации, «Орлан-10» используется ополченцами в гражданской войне на Украине.
В заключение
Поскольку «Орлан-10» способен выполнять корректировку ударов из артиллерийских орудий, данный беспилотник, помимо поисковых и разведывательных функций, может использоваться и в качестве эффективной системы управления огнем. Американскими военными экспертами FMSO Пентагона «Орлан-10» был оценен как один из важнейших элементов ударного комплекса.
