Современные беспилотники. Авиация россии как на ладони. Беспилотные аппараты Израиля
Уже в течение четверти века в мире витают идеи о создании так называемого гибридного летательного аппарата, который в своей конструкции позволит совместить дирижабль, самолет и вертолет. Для чего же нужна такая странная конструкция, если все три указанных вида летательных аппарата можно использовать по отдельности? А дело заключается в том, что еще в эпоху больших советских строек возникла проблема по транспортировке массивных конструкций, которые еще нужно было установить точно в условленном месте. Ведь, в самом деле, не понесет же многотонную буровую вышку к месту эксплуатации обычный вертолет. Поэтому элементы вышки доставляли железнодорожным транспортом, а затем приступали к сборке. Это отнимало огромное количество времени и ресурсов, в том числе и финансовых. Именно тогда у тюменских конструкторов и возникла мысль о создании такого летательного аппарата, который бы на относительно невысокой скорости мог двигаться по воздуху и нести груз большой массы.
Кстати говоря, такая идея, родившись первой в СССР, дошла и до Соединенных Штатов. Уже в следующем году американцы планируют поднять в небо гигантский «Aeroscraft» – и самолет, и дирижабль одновременно. Можно констатировать, что российские конструкторы опередили американцев в плане реализации идеи гибридного летательного аппарата. Ведь свой «БАРС», а именно так назван гибрид, совершил первый полет над Тюменскими полями еще в середине 90-х. Получается, что дело сделано и наши авиаконструкторы могу почивать на лаврах, однако, как всегда их труд и талант не может быть оценен по достоинству. Связано это, прежде всего, с тотальным недофинансированием. Тот самый «БАРС», несмотря на свои очевидные достоинства, не запущен в серийное производство, поэтому многие задачи по перевозке грузов воздушным путем не решены до сих пор.
Попытаемся разобраться, в чем выражаются преимущества гибридных ЛА? Дело в том, что конструкция того же «БАРСа» представляет собой настоящую интеграцию элементов сразу трех летательных аппаратов. Его корпус выполнен из тех же материалов, что и корпус самолета, однако в центральной его части располагается технологическая область с несколькими винтами. Эти винты позволяют осуществлять строго вертикальное движение гибридной машине. Помимо этого летательный аппарат оснащен гелиевыми контейнерами, которые реализуют принцип полета дирижабля и позволяют при разгрузке жестко фиксироваться гибриду на земле. У «БАРСа» и близких к нему моделей существуют рули высоты, а также боковое оперение, как у обычного самолета. Это позволяет ему эффективно маневрировать в полете.
Многие могут заметить, что и дирижабль мог бы справиться с функцией доставки оборудования большой массы в условленную точку, однако дирижабль гораздо тяжелее управляется и подвержен влиянию потоков воздушных масс, которые запросто могут привести к катастрофе. А еще дирижабль не может эффективно спустить большой груз – после спуска многотонной конструкции дирижабль может бесконтрольно взлететь, как при отбрасывании крупного балласта. Гибридный ЛА таких недостатков лишен. Кроме того, такие летательные аппараты как «БАРС» оснащаются воздушной подушкой, что может позволить ему осуществлять наполнение специальной капсулы водой, а затем использовать ее для тушения пожаров или орошения полей.
Если российская идея пока целиком ориентирована на гражданские грузоперевозки, то американцы планируют использовать свой гибрид и в военных целях. Пентагон заявляет, что уже сейчас готов приобрести несколько «Aeroscraft» с тем, чтобы в дальнейшем с его помощью доставлять боезаряды и контингент в труднодоступные районы.
Конечно, не стоит говорить о том, что гибридные ЛА нужно использовать в качестве пассажирского транспорта. Для этой цели самолеты подходят лучше, ведь скорость гибрида не выше 200 км/ч. А вот в плане эффективного обеспечения удаленных строительных площадок, перевозки крупных грузов через горные хребты, тушения пожаров этим машинам не будет равных. Заметим, что грузоподъемность гибрида составляет около 400 тонн, что на 130 тонн выше грузоподъемности огромного самолета «Мрия».
Будем надеяться, что летающие гибриды уже в скором времени начнут поставляться в различные сектора российской гражданской авиации.
Возможность сохранить наиболее ценный ресурс – бойцов на поле боя с начала первых войн являлось наиболее важным и перспективным. Современные технологии позволяют использовать боевые машины дистанционно, что исключает потерю оператора даже при уничтожении единицы. Одним из наиболее актуальных в наши дни является создание беспилотных летательных аппаратов.
Что такое БПЛА (беспилотный летательный аппарат)
БПЛА называют любой летательный аппарат, в котором в воздухе нет пилота. Автономность устройств различная: есть простейшие варианты с дистанционным управлением, либо полностью автоматизированные машины. Первый вариант еще называют дистанционно-пилотируемым ЛА (ДПЛА), они отличаются непрерывной подачей команд от оператора. Более совершенные системы требуют лишь эпизодической подачи команд, между которыми устройство работает автономно.
Основное преимущество таких машин перед пилотируемыми истребителями и разведчиками в том, что они до 20-ти раз дешевле своих аналогов при сопоставимых возможностях.
Недостаток устройств в уязвимости каналов связи, которые легко нарушить и вывести машину из строя.
История создания и развития БПЛА
История беспилотников началась в Великобритании в 1933 году, когда на базе биплана Fairy Queen был собран самолет, управляющийся по радио. До начала Второй мировой войны и в первые годы было собрано более 400 таких машин, которые использовались в качестве мишеней при Королевском ВМФ.
Первой боевой машиной этого класса стали знаменитые немецкие Фау-1, оснащенные пульсирующим реактивным двигателем. Примечательно, что запускать самолеты-боеголовки можно было как с земли, так и с воздушных носителей.
Управлялась ракета следующими средствами:
- автопилотом, которому задавались параметры высоты и курса перед запуском;
- дальность отсчитывалась механическим счетчиком, который приводился в действие за счет вращения лопастей в носовой части (последние запускались от набегающего воздушного потока);
- по достижении установленной дистанции (разброс — 6 км) взводились взрыватели, и снаряд автоматически переходил в режим пикирования.
Соединенные Штаты в годы войны выпускали мишени для тренировки зенитчиков - Radioplane OQ-2. Ближе к концу противостояния появились первые ударные беспилотники многократного действия - Interstate TDR. Самолет оказался малоэффективным из-за низкой скорости и дальности, которые были обусловлены дешевизной производства. Кроме того, технические средства того времени не позволили вести прицельный огонь, вести бой на большой дистанции без следования самолета-управления. Тем не менее успехи в применении машин были.
В послевоенные годы БПЛА расценивались исключительно в роли мишеней, но ситуация изменилась после появления в войсках зенитных ракетных комплексов. С этого момента беспилотники стали разведчиками, ложными целями для вражеских «зениток». Практика показала, что их использование сокращает потери пилотируемых ЛА.
В Советском Союзе до 70-х годов активно выпускались тяжелые разведывательные самолеты в качестве беспилотных:
- Ту-123 «Ястреб»;
- Ту-141 «Стриж»;
- Ту-143 «Рейс».
Значительные потери авиации во Вьетнаме для армии Соединенных Штатов обернулись возрождением интереса к БПЛА.
Здесь появляются средства для выполнения различных задач;
- фоторазведка;
- радиотехническая разведка;
- цели радиоэлектронной борьбы.
В этом виде использовались 147E, которые собирали разведданные так эффективно, что многократно окупили стоимость всей программы по их же разработке.
Практика применения БПЛА показала значительно больший потенциал в качестве полноценных боевых машин. Поэтому после начала 80-х в Соединенных Штатах начинают разработку тактических и оперативно-стратегических беспилотников.
В развитии БПЛА 80-90-х годов поучаствовали израильские специалисты. Изначально закупались устройства США, но быстро была сформирована собственная научно-техническая база для разработки. Лучше всех зарекомендовала себя фирма «Тадиран». Израильская армия тоже продемонстрировала эффективность использования БПЛА, осуществляя операции против сирийских войск в 1982.
В 80-90-е очевидные успехи ЛА без экипажа на борту спровоцировали начало разработок у многих компаний по всему миру.
В начале 2000-х появился первый ударный аппарат – американский MQ-1 Predator . На борту устанавливались ракеты AGM-114C Hellfire. В начале века беспилотники в основном использовались на Ближнем Востоке.
До сих пор практически все страны активно разрабатывают и внедряют БПЛА. Например, в 2013 в ВС РФ поступили разведывательные комплексы с малой дальностью действия - «Орлан-10».
Также ведется разработка в КБ Сухого и МиГ новой тяжелой машины – ударного самолета со взлетной массой до 20 тонн.
Предназначение беспилотника
Беспилотные летательные аппараты в основном задействуются для решения следующих задач:
- мишени, в том числе для отвлечения вражеских средств ПВО;
- разведка;
- нанесение ударов по различным подвижным и неподвижным целям;
- радиоэлектронная борьба и прочие.
Эффективность аппарата при выполнении задач определяется качеством следующих средств: разведка, связь, автоматизированные системы управления, вооружение.
Сейчас подобные ЛА успешно снижают потери личного состава, доставляют информацию, которую невозможно получить на дистанции прямой видимости.
Разновидности БПЛА
Боевые дроны обычно классифицируются по типу управления на дистанционные, автоматические и неуправляемые.
Кроме того, в ходу классификация по массе и ТТХ:
- Ультралегкие. Это самые легкие БПЛА, вес которых не превышает 10 кг. В воздухе они могут провести в среднем час, практический потолок составляет 1000 метров;
- Легкие. Масса таких машин достигает 50 кг, подняться они способны на 3-5 км и провести в работе 2-3 часа;
- Средние. Это серьезные устройства массой до тонны, их потолок составляет 10 км, и в воздухе они могут без приземления провести до 12 часов;
- Тяжелые. Крупные летательные аппараты весом более тонны, способны подняться на высоту 20 км и без приземления отработать более суток.
В этих группах есть и гражданские устройства, разумеется, они легче и проще. Полноценные боевые машины зачастую не меньше пилотируемых самолетов по габаритам.
Неуправляемые
Неуправляемые системы – это простейшая форма БПЛА. У них управление происходит за счет бортовой механики, установленных характеристик полета. В такой форме можно использовать мишени, разведчики или снаряды.
Дистанционного управления
Дистанционное управление обычно происходит за счет радиосвязи, что ограничивает радиус действия машины. Например, гражданские ЛА могут действовать в пределах 7-8 км.
Автоматические
В основном это боевые машины, способные самостоятельно выполнять сложные задачи в воздухе. Этот класс машин самый многофункциональный.
Принцип работы
Принцип работы БПЛА зависит от его конструктивных особенностей. Существует несколько компоновочных схем, которым соответствует большинство современных ЛА:
- Фиксированное крыло. В этом случае устройства близки к самолетной компоновке, имеют роторные или реактивные двигатели. Такой вариант наиболее экономичен по топливу и имеет большой радиус действия;
- Мультикоптеры. Это винтовые машины, оснащенные не менее двумя моторами, способны осуществлять вертикальный взлет/посадку, зависать в воздухе, поэтому особенно хороши для разведки, в том числе в городской среде;
- Вертолетный тип. Компоновка вертолетная, системы винтов могут быть разными, например, российские разработки часто оснащаются соосными винтами, что роднит модели с такими машинами, как «Черная акула» ;
- Конвертопланы. Это комбинация вертолетной и самолетной схемы. Для экономии пространства поднимаются в воздух такие машины вертикально, в полете меняется конфигурация крыла, и становится возможным самолетный метод передвижения;
- Планеры. В основном это устройства без двигателей, которые сбрасываются с более тяжелой машины и двигаются по заданной траектории. Этот тип подходит для разведывательных целей.
В зависимости от типа двигателя, меняется и используемое топливо. Электромоторы питает аккумулятор, ДВС – бензин, реактивные двигатели – соответствующее топливо.
Силовая установка крепится в корпусе, здесь же размещается управляющая электроника, средства управления и связи. Корпус представляет собой обтекаемый объем для придания конструкции аэродинамической формы. Основой же прочностных характеристик является рама, которая обычно собирается из металла или полимеров.
Простейший набор управляющих систем следующий:
- процессор;
- барометр для определения высоты;
- акселерометр;
- гироскоп;
- навигатор;
- оперативное запоминающее устройство;
- приемник сигнала.
Военные устройства управляются при помощи пульта (если дальность действия небольшая) либо по спутникам.
Сбор информации для оператора и программного обеспечения самой машины поступает из датчиков различных типов. Используются лазерные, звуковые, инфракрасные и прочие типы.
Навигация проводится за счет GPS и электронных карт.
Поступающие сигналы трансформируются контроллером в команды, которые передаются уже на исполняющие устройства, например, рули высоты.
Преимущества и недостатки БПЛА
По сравнению с пилотируемой техникой, БПЛА имеют серьезные преимущества:
- Массогабаритные характеристики улучшаются, растет живучесть единицы, снижается заметность для радаров;
- Беспилотники дешевле пилотируемых самолетов и вертолетов в десятки раз, при этом узкоспециализированные модели могут решать на поле боя сложные задачи;
- Разведывательные данные при использовании БПЛА передаются в режиме реального времени;
- На пилотируемую технику распространяются ограничения на применение в условиях боя, когда риск гибели слишком высок. Подобных проблем у автоматизированных машин нет. Учитывая экономические факторы, пожертвовать несколькими будет значительно выгоднее, чем потерять подготовленного летчика;
- Боеготовность и мобильность максимальна;
- Несколько единиц можно объединять в целые комплексы для решения ряда сложных задач.
Недостатки любой летающий дрон тоже имеет:
- пилотируемые устройства имеют значительно большую гибкость на практике;
- до сих пор не удается прийти к единому решению вопросов спасения аппарата в случае падения, посадки на подготовленных площадках, осуществления надежной связи на больших дистанциях;
- надежность автоматических устройств до сих пор значительно ниже пилотируемых аналогов;
- по различным причинам в мирное время полеты беспилотных ЛА серьезно ограничиваются.
Тем не менее продолжаются работы по усовершенствованию техники, в том числе повлиять на будущее БПЛА могут нейросети.
Беспилотные аппараты России
Як-133
Это дрон разработки компании «Иркут» - малозаметный аппарат, способный вести разведку и при необходимости уничтожать боевые единицы противника. Предполагается оснащение управляемыми ракетами, бомбами.
А-175 «Акула»
Комплекс, способный вести всепогодный мониторинг климата, в том числе на сложном рельефе. Изначально модель разрабатывалась ООО «АэроРоботикс» для мирных целей, но производители не исключают выпуск военных модификаций.
«Альтаир»
Разведывательно-ударный аппарат, способный продержаться в воздухе до двух суток. Практический потолок – 12 км, скорость в пределах 150-250 км/ч. На взлете масса достигает 5 тонн, из них 1 т – это полезная нагрузка.
БАС-62
Гражданская разработка «ОКБ Сухого». В разведывательной модификации способен собирать разносторонние данные об объектах на воде и суше. Допускается применение для контроля линий электропередач, картографирования, мониторинга метеорологической обстановки.
Беспилотные аппараты США
EQ-4
Разработка компании Northrop Grumman. В 2017 год в армию Соединенных Штатов поступило три машины. Они были направлены в ОАЭ.
«Fury»
Беспилотник компании Lockheed Martin, предназначенный не только для наблюдения и рекогносцировки, но и для радиоэлектронной борьбы. Способен продолжать полет до 15 часов.
«LightingStrike»
Детище компании Aurora Flight Sciences, которое разрабатывается как боевая машина с вертикальным взлетом. Развивает скорость более 700 км/ч, может нести до 1800 кг полезной нагрузки.
MQ-1B «Predator»
Разработка General Atomics – средневысотная машина, которая изначально создавалась как разведывательная. Позже ее модифицировали в многоцелевую технику.
Беспилотные аппараты Израиля
«Mastiff»
Первым созданным израильтянами БПЛА стал «Мастиф», совершивший полет в 1975 году. Целью этой машины была разведка на поле боя. Простоял на вооружении до начала 90-х.
«Shadmit»
Эти устройства использовались для разведки в начале 80-х, когда шла первая Ливанская война. Часть использованных систем передавало в режиме реального времени разведданные, часть имитировала вторжение авиации. Благодаря им, успешно велась борьба с ЗРК.
IAI «Scout»
«Скаут» был создан в качестве тактической разведывательной машины, для чего оснащался телевизионной камерой и системой транслирования собранной информации в реальном времени.
I-View MK150
Другое название - «Наблюдатель». Аппараты разработаны израильской компанией IAI. Это тактическая машина, оснащенная инфракрасной системой наблюдения и комбинированной оптико-электронной начинкой.
Беспилотные аппараты Европы
MALE RPAS
Одна из недавних разработок – перспективная разведывательно-ударная машина, которая создается совместно итальянскими, испанскими, немецкими и французскими компаниями. Первая демонстрация прошла в 2018 году.
«Sagem Sperwer»
Одна из французских разработок, которая успела проявить себя на Балканах в конце прошлого века (1990-е). Создание велось с опорой на национальные и общеевропейские программы.
«Eagle 1»
Еще одна французская машина, которая предназначена для ведения разведывательных операций. Предполагается, что аппарат будет работать на высотах в 7-8 тысяч метров.
HALE
Высотный БПЛА, который может подниматься до 18 километров. В воздухе аппарат может продержаться до трех суток.
В целом в Европе ведущую роль в разработке беспилотных ЛА занимает Франция. Постоянно появляются новинки по всему миру, в том числе модульные многофункциональные модели, на базе которых можно собрать различные боевые и гражданские машины.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
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
Здравствуйте!
Сразу хочу сказать, что поверить в это сложно, почти невозможно во всём виноват стереотип, но попытаюсь изложить это понятно и аргументировать конкретными испытаниями.
Моя статья предназначается для людей, связанных, с авиацией или тем кому интересна авиация.
В 2000 году, возникла идея, траектория движения механической лопасти по окружности с разворотом на своей оси. Как изображено на Рис.1.
И так представим, лопасть (1), (плоская прямоугольная пластина, вид сбоку) вращаясь по окружности (3) разворачивается на своей оси (2) в определённой зависимости, на 2 градуса вращения по окружности, 1 градус разворота на своей оси (2). В результате мы имеем изображенную на Рис.1 траекторию движения лопасти (1). А теперь представим, что лопасть находится в текучей среде, в воздухе или воде, при таком движении происходит следующее, двигаясь в одну сторону (5) по окружности, лопасть имеет максимальное сопротивление текучей среде, а двигаясь в другую сторону (4) по окружности, имеет минимальное сопротивление текучей среде.
Это и есть принцип работы движителя, осталось изобрести механизм исполняющий траекторию движения лопасти. Этим я и занимался с 2000 по 2013 год. Механизм назвал ВРК, расшифровывается как вращающееся разворачивающееся крыло. В данном описании крыло, лопасть, и пластина имеют одинаковое значение.
Создал свою мастерскую и начал творить, варианты пробовал разные, приблизительно в 2004-2005 получил следующий результат.
Рис. 2
Рис. 3
Сделал тренажёр для проверки подъёмной силы ВРК Рис.2. ВРК выполнен трёх лопастным, лопасти по внутреннему периметру имеют натянутую красную плащевую ткань, смысл тренажера преодолеть силу тяжести в 4 кг. Рис.3. Безмен я крепил к валу ВРК. Результат Рис.4:
Рис. 4
Тренажёр с легкостью поднял этот груз, был репортаж по местному телевидению ГТРК Бира, это кадры из этого репортажа. Потом добавил скорость и отрегулировал на 7 кг., тренажер поднял и этот груз, после этого попытался добавить ещё скорость, но механизм не выдержал. Поэтому судить об эксперименте могу по этому результату, хотя он и не окончательный, а в цифрах это выглядит так:
На клипе изображен тренажёр для испытания подъёмной силы ВРК. На ножках, шарнирно закреплена горизонтальная конструкция, с одной стороны установлено ВРК с другой привод. Привод – эл. двигатель 0,75кВт, КПД эл. двигателя 0,75% то есть фактически двигатель выдаёт 0,75*0,75=0,5625КВт, нам известно что 1л.с=0,7355кВт.
Перед включением тренажера я безменом взвешиваю вал ВРК, вес составляет 4кг. Это видно из клипа, после репортажа я изменил передаточное число, добавил скорость и добавил вес, в итоге тренажер поднял 7 килограмм, после при увеличении веса и оборотов, он не выдержал. Вернёмся к расчётам по факту, если 0,5625кВт поднимает 7 кг то 1л.с=0,7355кВт поднимет 0,7355кВт/0,5625КВт=1,3 и 7*1,3=9,1кг.
Движитель ВРК при испытании показал вертикальную подъёмную силу 9,1кг/на одну лошадиную силу. К примеру у вертолёта подъёмная сила в два раза меньше. (сравниваю технические характеристики вертолётов, где максимальная взлётная масса на мощность двигателя составляет 3,5-4 кг./на 1л.с., у самолёта она составляет 8 кг./на 1 л.с.). Хочу заметить, что это не окончательный результат, для испытаний, ВРК необходимо сделать в заводских условиях и на стенде с точными приборами, определить подъёмную силу.
Движитель ВРК, имеет техническую возможность, изменять направление движущей силы на 360 градусов, это позволяет осуществлять вертикальный взлёт и переходить на движение по горизонтали. В этой статье я не останавливаюсь на этом вопросе, это изложено в моих патентах.
Получил 2 патента за ВРК Рис.5, Рис.6, но сегодня они не действуют за неуплату. Но всей информации для создания ВРК в патентах нет.
Рис. 5
Рис. 6
Теперь самое сложное, у всех сложился стереотип о существующих летательных аппаратах, это самолёт и вертолёт (я не беру примеры на реактивной тяге или ракеты).
ВРК – обладая преимуществом перед винтом такими как, более высокая движущая сила и изменением направления движения на 360 градусов, позволяет создавать совершенно новые летательные аппараты различного назначения, которые будут вертикально взлетать с любой площадки и плавно переходить в горизонтальное движение.
По сложности производства, летательные аппараты с ВРК не сложнее автомобиля, назначение летательных аппаратов может быть самое различное:
- Индивидуальные, надел на спину, и полетел как птица;
- Семейный вид транспорта, на 4-5 чел, Рис.7;
- Муниципальный транспорт: скорая помощь, полиция, администрация, пожарная, МЧС и т.п., Рис.7;
- Аэробусы для периферийного, и междугороднего сообщения, Рис.8;
- Летательный аппарат, взлетающий вертикально на ВРК, переходящие на реактивные двигатели, Рис. 9;
- И любые летательные аппараты для всевозможных задач.
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Вид у них и принцип полёта, сложен к восприятию. Кроме летательных аппаратов ВРК может быть использован как движитель для плавательных аппаратов, но этой темы мы здесь не касаемся.
ВРК это целое направление, с которым мне одному не справиться, хочется надеяться что это направление потребуется в России.
Получив результат 2004-2005 году, я был окрылён и надеялся, что быстро донесу свои мысли до специалистов, но пока этого не случилось, все годы делал новые варианты ВРК, применял разные кинематические схемы, но результат испытаний был отрицательным. В 2011 году, повторил вариант 2004-2005 года, эл. двигатель включил через инвертор, этим обеспечил плавный пуск ВРК, правда, механизм ВРК выполнил из доступных мне материалов по упрощённому варианту, поэтому максимальную нагрузку дать не могу, отрегулировал на 2 кг.
Медленно поднимаю обороты эл. двигателя, в результате ВРК показывает бесшумный плавный взлёт.
Полный клип последнего испытания:
На этой оптимистичной ноте прощаюсь с Вами.
С уважением, Кохочев Анатолий Алексеевич.
Ведение работ по разработке беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) считается одним из самых многообещающих курсов в развитии нынешней боевой авиации. Применение беспилотников или дронов уже привело к немаловажным переменам в тактике и стратегии военных конфликтов. Более того, считается, что в самое ближайшее время их значимость существенно приумножится. Некоторые военные эксперты считают, что положительный сдвиг в развитии беспилотников является самым важным достижением авиастроения последнего десятилетия.
Однако беспилотники применяются не только в военных целях. На сегодняшний день их активно задействуют и в «народном хозяйстве». С их помощью производится аэрофотосъемка, патрулирование, геодезические изыскания, мониторинг самых разнообразных объектов, а кое-кто даже доставляет покупки домой. Тем не менее, самые перспективные разработки новых беспилотников сегодня проводятся для военных нужд.
С помощью БПЛА решаются многие задачи. Главным образом, это разведдеятельность. Большая часть современных беспилотников создавались собственно для этого. В последние годы появляется все больше ударных беспилотных аппаратов. Отдельной категорией можно выделить дроны-камикадзе. Беспилотники могут вести радиоэлектронную борьбу, они могут быть ретрансляторами радиосигналов, корректировщиками для артиллерии, воздушными мишенями.
Впервые попытки создать летательные аппараты, неуправляемые человеком, предпринимались сразу же с появлением первых аэропланов. Однако практическое их осуществление произошло лишь в 70-х годах минувшего века. После чего начался подлинный «бум беспилотников». Дистанционно управляемую авиационную технику довольно-таки долго не получалось реализовать, но на сегодняшний день она производится в изобилии.
Как часто это бывает, лидирующее положение в сотворении дронов занимают американские компании. И это не удивительно, ведь финансирование за счет американского бюджета создания беспилотников было по нашим меркам просто астрономическим. Так в течение 90-х годов на аналогичные проекты затратили три млрд. долларов, тогда как в одном лишь 2003 году на них потратили больше одного млрд.
В наши дни ведутся работы по созданию новейших беспилотников с большей длительностью полета. Сами аппараты должны быть тяжелее и решать задачи в нелегкой обстановке. Разрабатываются дроны, предназначенные для борьбы с баллистическими ракетами, беспилотными истребителями, микродронами, способными действовать в составе больших групп (роев).
Работы над разработкой беспилотников ведутся во множестве стран мира. В этой индустрии задействована не одна тысяча компаний, но самые перспективные разработки идут прямиком к военным.
Беспилотники: достоинства и недостатки
Преимуществами беспилотных летательных аппаратов являются:
- Существенное уменьшение габаритов в сравнении с обычными летательными аппаратами (ЛА), ведущее к уменьшению стоимости, повышению их живучести;
- Потенциал по созданию малых БПЛА, которые могли бы выполнять самые разнообразные задачи в местах ведения боевых действий;
- Способность проведения разведки и передачи информации в реальном времени;
- Отсутствие ограничений по использованию в крайне тяжелой боевой обстановке, связанной с риском их утраты. При проведении важнейших операций легко можно принести в жертву несколько беспилотников;
- Снижение (не на один порядок) летного эксплуатирования в мирное время, которое потребовалось бы традиционным ЛА, подготавливая летный состав;
- Наличие высокой боеготовности и мобильности;
- Потенциал по созданию малых, несложных мобильных комплексов беспилотников для формирований неавиационного характера.
К недостаткам БПЛА можно отнести:
- Недостаточную гибкость использования в сравнении с традиционными ЛА;
- Сложности решения вопросов со связью, посадкой, спасением аппаратов;
- По надежности дроны все еще уступают обычным ЛА;
- Ограничение полетов беспилотников в мирный час.
Немного из истории беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)
Первым дистанционно управляемым самолетом стал Fairy Queen, построенный в 1933 году в Великобритании. Он был самолетом-мишенью для истребительной авиации и зениток.
А первым серийным беспилотником, участвовавшим в реальной войне, была ракета Фау-1. Это немецкое «чудо-оружие» обстреливало Великобританию. Всего изготовили до 25 000 единиц такой техники. Фау-1 обладала импульсным реактивным двигателем и автопилотом с данными о маршруте.
После войны над беспилотными разведсистемами работали в СССР и США. Советские беспилотники были самолетами-разведчиками. С их помощью проводилась аэрофотосъемка, радиоэлектронная разведка, а также ретрансляция.
Немало для развития беспилотников сделал Израиль. С 1978 года у них появился первый беспилотник IAI Scout. В ливанскую войну 1982 года израильская армия при помощи дронов целиком разбила сирийскую систему ПВО. В итоге Сирия потеряла почти 20 батарей ПВО и почти 90 самолетов. Это отразилось на отношении военной науки к БПЛА.
Американцы пользовались БПЛА в «Буре в пустыне» и в югославской кампании. В 90-х годах лидерами в разработке беспилотников они же и стали. Так с 2012 года у них было почти 8 тыс. единиц БПЛА самых разнообразных модификаций. В основном это были малые армейские разведдроны, но были и ударные БПЛА.
Первый из них в 2002 году ракетным ударом по автомашине ликвидировал одного из глав Аль-Каиды. С той поры применение БПЛА для ликвидации ОВО неприятеля или его подразделений стало обычным делом.
Разновидности беспилотников
В настоящее время имеется масса беспилотников, отличающихся своими размерами, внешним видом, дальностью полетов, а также функционалом. БПЛА отличаются способами управления и своей автономностью.
Они могут быть:
- Неуправляемыми;
- Дистанционно управляемыми;
- Автоматическими.
По своим размерам беспилотники бывают:
- Микродронами (до 10 кг);
- Минидронами (до 50 кг);
- Мидидронами (до 1 тонны);
- Тяжелыми дронами (массой более тонны).
Микродроны, могут пребывать в воздушном пространстве до одного часа, минидроны – от трех до пяти часов, а мидидроны – до пятнадцати часов. Тяжелые дроны, могут пребывать в воздухе более двадцати четырех часов с совершением межконтинентальных перелетов.
Обзор зарубежных беспилотных летательных аппаратов
Основной тенденцией в развитии современных беспилотников является уменьшение их размеров. Таким примером может быть один из норвежских дронов компании Prox Dynamics. Вертолетный беспилотник обладает длиной 100 мм и массой 120 гр., дальностью до одного км, а длительностью полета до 25 мин. Он имеет три видеокамеры.
Серийно эти беспилотники начали выпускаться с 2012 года. Так, британскими военными было закуплено 160 комплектов PD-100 Black Hornet на сумму 31 млн. долларов, для проведения спецопераций на территории Афганистана.
Разрабатывают микродроны и в Соединенных Штатах. Они работают над специальной программой Soldier Borne Sensors, направленной на разработку и внедрение разведдронов с потенциалом добывать информацию для взводов или рот. Имеются сведения о планировании американским армейским руководством обеспечить индивидуальными дронами всех бойцов.
На сегодняшний день самым тяжелым дроном в армии США считается RQ-11 Raven. Он располагает массой 1,7 кг, размахом крыльев 1,5 м и полетом до 5 км. С электродвигателем беспилотник развивает скорость до 95 км/ч, а пребывает в полете до одного часа.
Он обладает цифровой видеокамерой с ночным видением. Запуск производится с рук, а для посадки не нужна спецплощадка. Аппараты могут летать по заданным маршрутам в автоматическом режиме, ориентирами для них могут служить GPS-сигналы, либо управляться операторами. Эти беспилотники пребывают на вооружении более десятка государств.
Тяжелым американским армейским БПЛА является RQ-7 Shadow, ведущий разведку на бригадном уровне. Серийно стал производиться с 2004 года и обладает двухкилевым оперением с толкающим винтом и несколькими модификациями. Эти беспилотники оснащаются обычными или инфракрасными видеокамерами, радиолокаторами, подсветкой целей, лазерными дальномерами, а также мультиспектральными камерами. К аппаратам подвешиваются управляемые пятикилограммовые бомбы.
RQ-5 Hunter является среднеразмерным полутонным дроном, совместной американо-израильской разработки. В его арсенале имеется телевизионная камера, тепловизор третьего поколения, лазерный дальномер и прочее оборудование. Его запускают со спецплатформы ракетным ускорителем. Зона его полетов находится в радиусе действия до 270 км, в течение 12 часов. Некоторые модификации Хантеров обладают подвесками для небольших бомб.
MQ-1 Predator — самый известный американский БПЛА. Это «перевоплощение» разведывательного дрона в ударный, располагающий несколькими модификациями. «Хищник» ведет разведку и наносит высокоточные наземные удары. Обладает предельной взлетной массой более тонны, станцией РЛС, несколькими видеокамерами (в т. ч. и ИК-системой), прочим оборудованием и несколькими модификациями.
В 2001 году для него создали высокоточную ракету с лазерным наведением Hellfire-C, которую в следующем году применяли на территории Афганистана. В комплексе есть четыре беспилотника, станция управления и терминал спутниковой связи, а стоит он более четырех млн. долларов. Самая продвинутая модификация — MQ-1C Grey Eagle с большим размахом крыльев и более совершенным двигателем.
MQ-9 Reaper — следующий американский ударный БПЛА, имеющий несколько модификаций, известный с 2007 года. Он обладает большей длительностью полета, управляемыми авиабомбами, более совершенной радиоэлектроникой. MQ-9 Reaper превосходно зарекомендовал себя в иракской и афганской кампании. Его преимущество перед F-16 — меньшая закупочная и эксплуатационная цена, большая длительность полета без риска для жизни пилота.
1998 год — первый полет американского стратегического беспилотного разведчика RQ-4 Global Hawk. В настоящее время это самый большой БПЛА с взлетной массой более 14 т, с полезной нагрузкой в 1,3 т. Может пребывать в воздушном пространстве 36 часов, преодолевая при этом 22 тыс. км. Предполагается, что эти дроны заменят самолеты-разведчики U-2S.
Обзор российских БПЛА
Что же в наши дни находится в распоряжении российской армии, и какие имеют перспективы российские БПЛА в ближайшее время?
«Пчела-1Т» — советский дрон, впервые взлетел в 1990 году. Он был корректировщиком огня для систем залпового огня. Обладал массой 138 кг, радиусом действия до 60 км. Стартовал со спецустановки ракетным ускорителем, садился на парашюте. Использовался в Чечне, но устарел.
«Дозор-85» -разведдрон для погранслужбы с массой 85 кг, время полета до 8 часов. Разведывательно-ударный БПЛА «Скат» являлся перспективной машиной, но пока работы приостановлены.
БПЛА «Форпост» является лицензионной копией израильского Searcher 2. Он разрабатывался еще 90-х. «Форпост» обладает взлетной массой до 400 кг, дальностью полета до 250 км, спутниковой навигацией и телекамерами.
В 2007 году на вооружение приняли разведдрон «Типчак» , со стартовой массой 50 кг и длительностью полета до двух часов. Имеет обычную и инфракрасную камеру. «Дозор-600» является многоцелевым аппаратом, разработанный «Транзасом», был представлен на выставке МАКС-2009. Его считают аналогом американского «Хищника».
БПЛА «Орлан-3М» и «Орлан-10» . Их разрабатывали для проведения разведки, поисково-спасательных работ, целеуказаний. Беспилотники чрезвычайно похожи по своему внешнему виду. Однако незначительно отличаются своей взлетной массой и дальностью полета. Стартуют они при помощи катапульты, а совершают посадку на парашюте.
