В последние годы появилось большое количество публикаций по использованию для решения топографических задач беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или беспилотных авиационных систем (БАС). Такой интерес в немалой степени вызван простотой их эксплуатации, экономичностью, относительно невысокой стоимостью, оперативностью и т.д. Перечисленные качества и наличие эффективных программных средств автоматической обработки материалов аэрофотосъемки (включая выбор необходимых точек) открывают возможности широкого использования программно-технических средств беспилотной авиации в практике инженерно-геодезических изысканий.
В этом номере обзором технических средств беспилотной авиации мы открываем серию публикаций о возможностях БПЛА и опыте их использования при полевых и камеральных работах.
Д.П. ИНОЗЕМЦЕВ,руководитель проекта ООО«ПЛАЗ»,г. Санкт-Петербург
БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Часть 1. Обзор технических средств
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Беспилотные летательные аппараты появились в связи с необходимостью эффективного решения военных задач - тактической разведки, доставки к месту назначения боевого оружия (бомб, торпед и др.), управления боевыми действиями и пр. И не случайно первым их применением считается доставка австрийскими войсками бомб к осажденной Венеции с помощью воздушных шаров в 1849 году . Мощным импульсом к развитию БПЛА послужило появление радиотелеграфа и авиации, что позволило существенно улучшить их автономность и управляемость.
Так, в 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно, а уже в 1910 году американский военный инженер Чарльз Кеттеринг предложил, построил и испытал несколько моделей беспилотных летательных аппаратов . В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА
многократного использования, а созданная на его основе радиоуправляемая мишень использовалась в королевском флоте Великобритании до 1943 года.
На несколько десятков лет опередили свое время исследования немецких ученых, давших миру в 1940-х годах реактивный двигатель и крылатую ракету «Фау-1» как первый применявшийся в реальных боевых действиях беспилотный летательный аппарат.
В СССР в 1930–1940 годы авиаконструктором Никитиным был разработан торпедоносец-планер типа «летающее крыло», а к началу 40-х был подготовлен проект беспилотной летающей торпеды с дальностью полета от 100 километров и выше, однако в реальные конструкции эти разработки не превратились.
После окончания Великой Отечественной войны интерес к БПЛА существенно возрос, а начиная с 1960-х годов отмечается их широкое внедрение для решения задач невоенного характера.
В целом историю БПЛА можно условно разделить на четыре временных этапа :
1.1849 год–начало ХХ века - попытки и экспериментальные опыты по созданию БПЛА, формирование теоретических основ аэродинамики, теории полета и расчета самолета в работах ученых.
2.Начало ХХ века - 1945 год - разработка БПЛА военного назначения (самолетов-снарядов с небольшой дальностью и продолжительностью полета).
3.1945–1960 годы - период расширения классификации БПЛА по назначению и создание их преимущественно для разведывательных операций.
4.1960 годы - наши дни - расширение классификации и усовершенствование БПЛА, начало массового использования для решения задач невоенного характера.
КЛАССИФИКАЦИЯ БПЛА
Общеизвестно, что аэрофотосъемка, как вид дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), - это наиболее производительный метод сбора пространственной информации, основа для создания топографических планов и карт, создания трехмерных моделей рельефа и местности. Аэрофотосъемка выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов - самолетов, дирижаблей мотодельтапланов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Беспилотные летательные аппараты, как и пилотируемые, бывают самолетного, а также вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры - летательные аппараты с четырьмя и более роторами с несущими винтами). В настоящее время в России не существует общепринятой классификации БПЛА самолетного типа. Missiles.
Ru совместно с порталом UAV.RU предлагает современную классификацию БПЛА самолетного типа , разработанную на основе подходов организации UAV International, но с учетом специфики и ситуации именно отечественного рынка (классы) (табл. 1):
Микро- и мини-БПЛА ближнего радиуса действия. Класс миниатюрных сверхлегких и легких аппаратов и комплексов на их основе с взлетной массой до 5 килограммов начал появляться в России относительно недавно, но уже довольно
широко представлен. Такие БПЛА предназначены для индивидуального оперативного использования на коротких дальностях на удалении до 25–40 километров. Они просты в эксплуатации и транспортировке, вы полняются складными и позиционируются как «носимые», запуск осуществляется, с помощью катапульты или с руки. Сюда относятся: Geoscan 101 , Geoscan 201 , 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, Т23 «Элерон», Т25, «Элерон-3», «Гамаюн-3», «Иркут-2М», «Истра-10»,
«БРАТ», «Локон», «Инспектор 101», «Инспектор 201», «Инспектор 301» и др.
Легкие БПЛА малого радиусадействия. К этому классу относятся несколько более крупные аппараты - взлетной массой от 5 до 50 килограммов. Дальность их действия - в пределах 10–120 километров.
Среди них: Geoscan 300, «ГрАНТ», ZALA 421-04, Орлан-10, ПтероСМ , ПтероЕ5 , Т10, «Эле рон-10», «Гамаюн-10», «Иркут-10»,
Т92 «Лотос», Т90 (Т90-11), Т21, Т24, «Типчак» БПЛА-05, БПЛА-07, БПЛА-08.
Легкие БПЛА среднего радиуса действия. Ряд отечественных образцов можно отнести к этому классу БПЛА. Их масса варьируется в пределах 50–100 килограммов. К ним относится: Т92М «Чибис», ZALA 421-09,
«Дозор-2», «Дозор-4», «Пчела-1Т».
Средние БПЛА. Взлетная масса средних БПЛА лежит в диапазоне от 100 до 300 килограммов. Они предназначены для применения на дальностях 150–1000 километров. В этом классе: М850 «Астра», «Бином», Ла-225 «Комар», Т04, Е22М «Берта», «Беркут», «Иркут-200».
Среднетяжелые БПЛА. Этот класс имеют схожую с БПЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой - от 300 до 500 килограммов.
К этому классу следует отнести: «Колибри», «Данэм», «Дань-Барук», «Аист» («Юлия»), «Дозор-3».
Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия. Данный класс включает БПЛА полетной массой от 500 и более килограммов, предназначены для применения на средних дальностях 70–300 километров. В классе тяжлых следующие: Ту-243 «Рейс-Д», Ту-300, «Иркут-850», «Нарт» (А-03).
Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета. Достаточно востребованная за рубежом категория беспилотных аппаратов, к которой относятся американские БПЛА Predator, Reaper, GlobalHawk, израильские Heron, Heron TP. В России образцы практически отсутствуют: «Зонд-3M», «Зонд-2», «Зонд-1», беспилотные авиационные системы Сухого («БасС»), в рамках которой создается роботизированный авиационный комплекс (РАК).
Беспилотные боевые самолеты (ББС). В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БПЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 километров и массой от 1500 килограммов.
На сегодняшний день в России в классе ББС представлено два проекта: «Прорыв-У», «Скат» .
На практике для аэрофотосъемки, как правило, применяются БПЛА весом до 10–15 килограммов (микро-, мини-БПЛА и легкие БПЛА). Это связано с тем, что при увеличении взлетного веса БПЛА растет сложность его разработки и, cоответственно, стоимость, но снижается надежность и безопасность эксплуатации. Дело в том, что при посадке БПЛА выделяется энергия E = mv2 / 2, а чем больше масса аппарата m, тем больше его посадочная скорость v, то есть выделяемая при посадке энергия очень быстро растет с ростом массы. А эта энергия может повредить как сам БПЛА, так и находящееся на земле имущество.
Беспилотный вертолет и мультикоптер лишены этого недостатка. Теоретически, такой аппарат можно посадить со сколь угодно малой скоростью сближения с Землей. Однако беспилотные вертолеты слишком дороги, а коптеры пока не способны летать на большие расстояния, и применяются только для съемки локальных объектов (отдельных зданий и сооружений).
Рис. 1. БПЛА Mavinci SIRIUS Рис. 2. БПЛА Geoscan 101
ПРЕИМУЩЕСТВА БПЛА
Превосходством БПЛА перед пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, стоимость производства работ, а также значительное уменьшение количества регламентных операций. Само отсутствие человека на борту самолета значительно упрощает подготовительные мероприятия для проведения аэрофотосъемочных работ.
Во-первых, не нужен аэродром, даже самый примитивный. Беспилотные летательные аппараты запускаются или с руки, или с помощью специального взлетного устройства - катапульты.
Во-вторых, особенно при использовании электрической двигательной схемы, отсутствует необходимость в квалифицированной технической помощи для обслуживания летательного аппарата, не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ.
В-третьих, отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БПЛА по сравнению с пилотируемым воздушным судном.
Данное обстоятельство имеет большое значение при эксплуатации аэрофотосъемочного комплекса в удаленных районах нашей страны. Как правило, полевой сезон аэрофотосъемочных работ короток, каждый погожий день необходимо использовать для производства съемки.
УСТРОЙСТВО БПЛА
две основные схемы компоновки БПЛА: классическая (по схеме «фюзеляж+крылья+хвост»), к которой относится, например БПЛА «Орлан-10», Mavinci SIRIUS (рис. 1) и др., и «летающее крыло», к которой относятся Geoscan101 (рис. 2), Gatewing X100 , Trimble UX5 и др.
Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) и аэрофотосъемочное оборудование.
Корпус БПЛА изготавливают излегкого пластика (например, углепластика или кевлара), чтобы защитить дорогостоящую фотоаппаратуру и средства управления и навигации, а его крылья - из пластика или экструдированного пенополистирола (EPP). Этот материал легок, достаточно прочен и не ломается при ударе. Деформированную деталь из ЕРР зачастую можно восстановить подручными средствами.
Легкий БПЛА с посадкой на парашюте может выдержать несколько сотен полетов без ремонта, который, как правило, включает замену крыльев, элементов фюзеляжа и др. Производители стараются удешевить части корпуса, подверженные износу, чтобы расходы пользователя на поддержа-БПЛА в рабочем состоянии были минимальными.
Надо отметить, что наиболее дорогостоящие элементы аэрофотосъемочного комплекса, наземная система управления, авионика, программное обеспечение, - вообще не подвержены износу.
Силовая установка БПЛА можетбыть бензиновой или электрической. Причем, бензиновый двигатель обеспечит намного более продолжительный полет, так как в бензине, в расчете на килограмм, запасено в 10–15 раз больше энергии, чем мож-но сохранить в самом лучшем аккумуляторе. Однако такая силовая установка сложна, менее надежна и требует значительного времени для подготовки БПЛА к старту. Кроме того, беспилотный летательный аппарат с бензиновым двигателем крайне сложно перевозить к месту работ на самолете. Наконец, он требует от оператора высокой квалификации. Поэтому бензиновый БПЛА имеет смысл применять только в тех случаях, когда необходима очень большая продолжительность полета - для непрерывного мониторинга, для обследования особо удаленных объектов.
Электрическая двигательная установка, напротив, очень нетребовательна к уровню квалификации обслу-живающего персонала. Современные аккумуляторные батареи могут обеспечить длительность непрерывного полета свыше четырех часов. Обслуживание электрического двигателя совсем несложно. Преимущественно это только защита от влаги и грязи, а также проверка напряжения бортовой сети, что осуществляется с наземной системы управления. Зарядка аккумуляторов производится от бортовой сети сопровождающего автомобиля или от автономного электрогенератора. Бесколлекторный электрический двигатель БПЛА практически не изнашивается.
Автопилот -с инерциальной системой (рис. 3) - наиболее важный элемент управления БПЛА.
Автопилот весит всего 20–30 граммов. Но это очень сложное изделие. В автопилоте, кроме мощного процессора, установлено множество датчиков - трехосевые гироскоп и акселерометр (а иногда и магнитометр), ГЛО-НАСС/GPS-приемник, датчик давления, датчик воздушной скорости. С этими приборами беспилотный летательный аппарат сможет летать строго по заданному курсу.
Рис. 3. АвтопилотMicropilot
В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.
Наземная система управления
(НСУ) -это планшетный компьютерили ноутбук, оснащенный модемом для связи с БПЛА. Важная часть НСУ - программное обеспечение для планирования полетного задания и отображения хода его выполнения.
Как правило, полетное задание составляется автоматически, по заданному контуру площадного объекта или узловым точкам линейного объекта. Кроме того, существует возможность проектирования полетных маршрутов, исходя из необходимой высоты полета и требуемого разрешения фотоснимков на местности. Для автоматического выдерживания заданной высоты полета есть возможность учесть в полетном задании цифровую модель местности в распространенных форматах.
Во время полета на картографической подложке монитора НСУ отображается положение БПЛА и контуры снимаемых фотографий. Оператор имеет возможность во время выполнения полета оперативно перенацелить БПЛА на другой район посадки и даже оперативно посадить беспилотник с «красной» кнопки наземной системы управления. По команде с НСУ могут быть запланированы и другие вспомогательные операции, например - выброс парашюта.
Кроме обеспечения навигации и обеспечения полета автопилот должен управлять фотоаппаратом, чтобы получать снимки с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, приходится настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.
Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ.
Аэрофотосъемочное оборудование на БПЛА устанавливается в зависимости от его класса и цели использования.
На микро- и мини-БПЛА устанавливаются компактные цифровые фотокамеры, комплектуемые сменными объективами с постоянным фокусным расстоянием (без трансфокатора или zoom-устройства) весом 300–500 граммов. В качестве таких камер в настоящее время используются фотоаппараты SONY NEX-7
с матрицей 24,3 МП, CANON600D матрицей 18,5 МП и подобные им. Управление срабатыванием затвора и передача сигнала от затвора в спутниковый приемник производится с помощью штатных или незначительно доработанных электрических разъемов фотоаппарата.
На легкие БПЛА малого радиуса действия устанавливаются зеркальные фотокамеры с большим размером светочувствительного элемента, например CanonEOS5D(размер сенсора 36×24 мм) , NikonD800 (матрица 36,8 МП (размер сенсора 35,9×24 мм)), Pentax645D(CCD-сенсор 44×33 мм, матрица 40 МП) и им подобные, весом 1,0–1,5 килограмма.
Рис. 4. Схема размещения аэроснимков (голубые прямоугольники с подписями номеров)
ВОЗМОЖНОСТИ БПЛА
Согласно требованиям документа «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов» ГКИНП-09-32-80 носитель аэрофотосъемочной аппаратуры должен предельно точно следовать проектному положению маршрутов аэрофотосъемки, выдерживать заданный эшелон (высоту фотографирования), обеспечивать требования по соблюдению предельных отклонений по углам ориентирования фотокамеры - наклон, крен, тангаж. Кроме того, навигационная аппаратура должна обеспечивать точное время срабатывания фотозатвора и определять координаты центров фотографирования.
Выше указывалась аппаратура, интегрированная в автопилот: это микробарометр, датчик воздушной скорости, инерциальная система, навигационная спутниковая аппаратура. По проведен-ным испытаниям (в частности, БПЛА Geoscan101) были установлены следующие отклонения реальных параметров съемки от заданных:
Уклонения БПЛА от оси маршрута - в диапазоне 5–10 метров;
Уклонения высот фотографирования - в диапазоне 5–10 метров;
Колебание высот фотографирования смежных снимков - не более
Возникающие в полете «елочки» (развороты снимков в горизонтальной плоскости) обрабатываются автоматизированной системой фотограмметрической обработки без заметных негативных последствий.
Фотоаппаратура, устанавливаемая на БПЛА, позволяет получить цифровые изображения местности с разрешением лучше 3 сантиметров на один пиксель. Применение коротко-, средне-, и длиннофокусных фотообъективов определяется ха-рактером получаемых готовых мате-риалов: будь это модель рельефа или ортофотоплан. Все расчеты производятся так же, как и в «большой» аэрофотосъемке.
Применение двухчастотной ГЛО-НАСС/GPSспутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров, а применение метода PPP(PrecisePointPositioning) - позволяет определять координаты центров снимков без использования базовых станций или на значительном удалении от них.
Конечная обработка материалов аэрофотосъемки может служить объективным критерием оценки качества выполненной работы. Для иллюстрации можно рассмотреть данные об оценке точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки с БПЛА, выполненной в ПО «PhotoScan» (производства фирмы Agisoſt, г. СанктПетербург) по контрольным точкам (табл. 2).
|
Номера точек |
Ошибки по осям координат, м |
Абс, пикс |
Проекции |
|||
|
(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2 |
||||||
ПРИМЕНЕНИЕ БПЛА
В мире, а в последнее время и в России, беспилотные летательные аппараты применяются в геодезических изысканиях при строительстве , для составления кадастровых планов промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, поселков, дачных массивов, в маркшейдерском деле для определения объемов горных выработок и отвалов, при учете движения сыпучих грузов в карьерах, портах, горнообогатительных комбинатах, для создания карт, планов и 3D-моделей городов и предприятий.
3. Цепляева Т.П., Морозова О.В. Этапы развития беспилотных летательных аппаратов. М., «Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии», № 42, 2009.
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.
Однако, учитывая, что программа создания роботизированных боевых комплексов в России засекречена, вполне возможно, что огласка в СМИ и не была нужна, т.к., возможно, проводились боевые испытания перспективных образцов робототехники.
Попробуем проанализировать открытую информацию о том, какими боевыми роботами Россия располагает в данное время. Первую часть статьи начнем с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Ка-37 - российский беспилотный летательный аппарат (беспилотный вертолёт) предназначенный для аэрофотосьёмки, трансляции и ретрансляции теле- и радиосигналов, проведения экологических экспериментов, доставки медикаментов, продуктов и почты при оказании экстренной помощи в процессе ликвидации аварий и катастроф в труднодоступных и опасных для человека местах.
Назначение
- Многоцелевой беспилотный вертолет
- Первый полёт: 1993
Технические характеристики
- Диаметр несущего винта: 4,8 м
- Длина фюзеляжа: 3,14 м
- Высота с вращ. винтами: 1,8 м
- Масса Макс. взлётная 250 кг
- Двигатель: П-037 (2х24,6 кВт)
- Крейсерская скорость: 110 км/ч
- Макс. скорость: 145 км/ч
- Радиус действия: 20 км
- Дальность полёта: ~100 км
- Практический потолок: 3800 м
Ка-137 - разведывательный БПЛА (вертолёт). Первый полёт совершил в 1999 году. Разработал: ОКБ Камова. Беспилотный вертолёт Ка-137 выполнен по соосной схеме. Шасси четырёхопорное. Корпус имеет шарообразную форму с диаметром 1,3 м.
Оборудованный спутниковой навигационной системой и цифровым автопилотом Ка-137 движется по заранее намеченному маршруту автоматически и выходит в заданное место с точностью до 60 м. В интернете получил неофициальное прозвище «Пепелац» по аналогии с летательным аппаратом из фильма «Кин-дза-дза!».
Технические характеристики
- Диаметр главного винта: 5,30 м
- Длина: 1,88 м
- Ширина: 1,88 м
- Высота: 2,30 м
- Масса:
- пустого: 200 кг
- максимальная взлётная: 280 кг
- Тип двигателя 1 ПД Hirht 2706 R05
- Мощность: 65 л. с.
- Скорость:
- максимальная: 175 км/ч
- крейсерская: 145 км/ч
- Практическая дальность: 530 км
- Продолжительность полёта: 4 ч
- Потолок:
- практический: 5000 м
- статический: 2900 м
- максимальная: 80 кг
ПС-01 Комар - оперативный беспилотный самолёт, дистанционно-пилотируемый аппарат.
Первый полет совершил в 1980 году, разработан в ОСКБЭС МАИ (Отраслевое специальное конструкторское бюро МАИ). Построено три образца аппарата. На аппарате была разработана схема кольцевого оперения с толкающим винтом и рулями, размещенными внутри кольца, которая впоследствии была применена при создании серийного комплекса типа Шмель-1.
Конструктивные особенности ДПЛА – применение складывающихся крыльев и модульная конструкция фюзеляжа. Крылья аппарата складывались таким образом, что в собранном (транспортировочном) виде самолет размещался в контейнере 2,2x1x0,8 м. Из транспортировочной конфигурации в полетную самолет “Комар” приводился за 3-5 с при помощи шарниров с самозащелкивающимися фиксаторами крайних положений всех складывающихся элементов.
Фюзеляж ДПЛА имел отделяемый головной модуль с тремя быстродействующими замками, которые обеспечивали простую смену модулей. Это сокращало время замены модуля с целевой нагрузкой, время для загрузки самолета ядохимикатами или средствами биологической защиты сельскохозяйственных площадей.
Технические характеристики
- Нормальная взлётная масса, кг 90
- Максимальная скорость у земли, км/ч 180
- Практическая дальность полёта с нагрузкой, км 100
- Длина самолёта, м 2,15
- Размах крыла, м 2.12
Разведывательный БПЛА. Первый полёт совершил в 1983 году. Работы по созданию мини-БПЛА начаты в ОКБ им. А. С. Яковлева в 1982 году на основе опыта изучения боевого применения израильских БПЛА в войне 1982 г. В 1985 г началась разработка БПЛА «Шмель-1» с четырёхопорным шасси. Лётные испытания БПЛА «Шмель-1» в варианте, оснащённом телевизионным и ИК оборудованием, начались в 1989 г. Аппарат рассчитан на 10 запусков, хранится и транспортируется в сложенном виде в стеклопластиковом контейнере. Оснащён сменными комплектами разведывательной аппаратуры, в состав которых входят телевизионная камера, тепловизионная камера, установленные на гиростабилизированной подфюзеляжной платформе. Способ посадки парашютный.
Технические характеристики
- Размах крыла, м 3.25
- Длина, м 2.78
- Высота, м 1.10
- Масса, кг 130
- Тип двигателя 1 ПД
- Мощность, л.с. 1 х 32
- Крейсерская скорость, км/ч 140
- Продолжительность полёта, ч 2
- Практический потолок, м 3000
- Минимальная высота полёта, м 100
«Шмель-1» послужил прототипом для более совершенной машины “Пчела-1Т” с которой внешне практически не различим.
Пчела-1Т
Пчела-1Т - советский и российский разведывательный БПЛА. С помощью комплекса осуществляется оперативное взаимодействие со средствами огневого поражения РСЗО «Смерч», «Град», ствольной артиллерии, ударных вертолётов в условиях огневого и радиоэлектронного противодействия.
Старт осуществляется с помощью двух твердотопливных ускорителей с короткой направляющей, размещённой на гусеничном шасси боевой машины десанта. Посадка производится на парашюте с амортизирующим надувным мешком, снижающим ударные перегрузки. В качестве силовой установки на ДПЛА «Пчела-1» применяется двухтактный двухцилиндровый двигатель внутреннего сгоранияП-032. Комплекс «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1Т», созданный в 1990-м ОКБ А.С. Яковлева, предназначен для круглосуточного наблюдения объектов и передачи их телевизионного или тепловизионного изображения в реальном масштабе времени на наземный пункт управления. В 1997 году комплекс принят на вооружение Вооружённых сил Российской Федерации. Ресурс: 5 вылетов.
Технические характеристики
- Размах крыла, м: 3.30
- Длина, м: 2.80
- Высота, м: 1.12
- Масса, кг: 138
- Тип двигателя: поршневой
- Мощность, л.с.: 1 х 32
- Радиус действия комплекса, км: 60
- Диапазон высот полёта над уровнем моря, м: 100-2500
- Скорость полёта, км/ч: 120-180
- Взлётный вес ДПЛА, кг: до 138
- Способ управления:
- автоматический полёт по программе
- дистанционное ручное управление
- Погрешность измерения координат ДПЛА:
- по дальности, м: не более 150
- по азимуту, град: не более 1
- Высота старта над уровнем моря, м: до 2 000
- Диапазон высот оптимального ведения разведки над подстилающей поверхностью, м: 100-1000
- Угловая скорость разворота ДПЛА, град/с: не менее 3
- Время развёртывания комплекса, мин: 20
- Поле зрения ТВ камеры по тангажу, град: 5 - −65
- Продолжительность полёта, ч: 2
- Количество взлёто - посадок (применения для каждого ДПЛА): 5
- Диапазон рабочих температур комплекса, °С: −30 - +50
- Время обучения обслуживающего персонала, ч: 200
- Ветер при старте ДПЛА, м/с: не более 10
- Ветер при посадке ДПЛА, м/с: не более 8
Ту-143 «Рейс» - разведывательный беспилотный летательный аппарат (БПЛА)
Предназначен для ведения тактической разведки в прифронтовой полосе путём фото- и телеразведки площадных целей и отдельных маршрутов, а также наблюдением за радиационной обстановкой по маршруту полёта. Входит в состав комплекса ВР-3. По окончании полёта Ту-143 разворачивался по программе и возвращался обратно в зону посадки, где после остановки двигателя и манёвра «горка» осуществлялась посадка с помощью парашютно-реактивной системы и шасси.
Применение комплекса отрабатывалось в 4-м Центре боевого применения ВВС. В 1970-1980-х годах было выпущено 950 штук. В апреле 2014 года Вооружённые силы Украины расконсервировали беспилотники, оставшиеся от СССР, и провели их испытания, после чего началось их боевое применение на территории Донецкой и Луганских областей.
- Модификация Ту-143
- Размах крыла, м 2.24
- Длина, м 8.06
- Высота, м 1.545
- Площадь крыла, м2 2.90
- Масса, кг 1230
- Тип двигателя ТРД ТРЗ-117
- Тяга, кгс 1 х 640
- Ускоритель СПРД-251
- Максимальная скорость, км/ч
- Крейсерская скорость, км/ч 950
- Практическая дальность действия, км 180
- Время полета, мин 13
- Практический потолок, м 1000
- Минимальная высота полета, м 10
«Скат» - разведывательный и ударный беспилотный летательный аппарат, разрабатываемый ОКБ Микояна и Гуревича и ОАО «Климов». Впервые был представлен на авиасалоне МАКС-2007 в качестве полноразмерного макета, предназначенного для отработки конструкторско-компоновочных решений.
По заявлению генерального директора РСК «МИГ» Сергея Короткова, разработка беспилотного ударного летательного аппарата «Скат» прекращена. Решением Министерства обороны России по результатам соответствующего тендера головным разработчиком перспективного ударного БЛА избрана АХК «Сухой». Однако задел по «Скату» будет использован при разработке «семейства» БЛА «Сухого», и РСК «МИГ» будет принимать участие в этих работах. Проект был приостановлен в связи с отсутствием финансирования. 22 декабря 2015 года в интервью (газете Ведомости) с генеральным директором РСК “МиГ” Сереем Коротковым было сказано, что работы по “Скату” продолжаются. Работа идёт совместно с ЦАГИ. Финансирование разработки осуществляет Минпромторг РФ.
Назначение
- Ведение разведки
- Нанесение ударов по наземным целям авиабомбами и управляемыми ракетами (Х-59)
- Уничтожение радиолокационных систем ракетами (Х-31).
Технические характеристики
- Длина: 10,25 м
- Размах крыла: 11,50 м
- Высота: 2,7 м
- Шасси: трёхопорное
- Максимальная взлетная масса: 20000 кг
- Двигатель: 1 × ТРДД РД-5000Б с плоским соплом
- Тяга: бесфорсажная: 1 × 5040 кгс
- Тяговооружённость: при максимальной взлетной массе: 0,25 кгс/кг
Лётные характеристики
- Максимальная скорость на большой высоте: 850 км/ч (0,8 М)
- Дальность полёта: 4000 км
- Боевой радиус: 1200 км
- Практический потолок: 15000 м
Вооружение
Предназначен для наблюдения, целеуказания, корректировки огня, оценки ущерба. Эффективен в проведении аэрофото- и видеосъемки на небольшом удалении. Производится ижевской компанией «ZALA AERO GROUP» под руководством Захарова А. В.
Беспилотный летательный аппарат разработан по аэродинамической схеме «летающее крыло» и состоит из планера с системой автоматического управления автопилотом, органов управления и силовой установки, бортовой системы питания, системы посадки на парашюте и съемных блоков целевой нагрузки. Для того, чтобы самолет не терялся в позднее время суток, на корпусе установлены миниатюрные светодиодные светильники, требующие малого потребления энергии. Запускается ZALA 421-08 с рук. Метод посадки - автоматически с парашютом.
Характеристики:
- Радиус действия видео/радиоканала 15 км / 25 км
- Продолжительность полета 80 мин
- Размах крыла БЛА 810 мм
- Длина БЛА 425 мм
- Максимальная высота полета 3600 м
- Запуск за корпус БЛА или катапульта
- Посадка – парашют/в сеть
- Тип двигателя – электрический тянущий
- Скорость 65-130 км/ч
- Максимальная взлетная масса 2,5 кг
- Масса целевой нагрузки 300 г
- Навигация ИНС с коррекцией GPS/ГЛОНАСС, радиодальномер
- Целевые нагрузки Тип «08»
- Планер – цельное крыло
- АКБ – 10000 мАч 4S
- Максимально допустимая скорость ветра 20 м/с
- Диапазон рабочих температур -30°C…+40°C (5 голосов, средний: 5,00 из 5)
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.
Охрана воздушного пространства России / Фото: cdn5.img.ria.ru
Российские ученые разрабатывают гиперзвуковые летательные аппараты для преодоления противоракетной обороны, заявил руководитель проектной группы Борис Сатовский.
По его словам, сейчас весь мир проходит через переломный этап, когда с учетом достигнутого уровня технологического развития происходит переосмысление способов применения стратегических вооружений. В процессе технологического развития возникают новые типы и виды оружия, например, на основе маневрирующих гиперзвуковых элементов.
По сообщениям СМИ, в текущем году российские военные дважды испытали гиперзвуковой летательный аппарат, призванный заменить традиционные боеголовки для перспективных межконтинентальных баллистических ракет.
Маневр, который совершает гиперзвуковая боеголовка после входа в плотные слои атмосферы, затрудняет ее перехват системами ПРО. Гиперзвуковой называется скорость полета, значительно (в пять раз и более) превышающая скорость звука в атмосфере, то есть 330 метров в секунду, сообщает РИА Новости .
Техническая справка
Россия сможет ограничить эффективность системы ПРО США при помощи гиперзвукового летательного аппарата Ю-71, испытания которого сейчас ведутся, пишет американское издание Washington Times. Новое оружие сможет нести ядерный заряд со скоростью в 10 раз превышающую скорость звука.
Предполагаемый вид Ю-71 / Изображение: nampuom-pycu.livejournal.com
В обстановке строжайшей секретности Россия испытывает новый гиперзвуковой маневрирующий летательный аппарат Ю-71, который будет способен нести ядерные боеголовки со скоростью в 10 раз превышающую скорость звука, сообщает американское издание Washington Times. Кремль разрабатывает подобные устройства, чтобы преодолеть противоракетную оборону США, со ссылкой на газету отмечает ИноТВ.() Ю-71 (Yu-71) был в разработке несколько лет. Последние испытания летательного аппарата прошли в феврале 2015 года. Пуск состоялся с полигона «Домбаровский» под Оренбургом. Раньше о нем чисто предположительно сообщалось на других западных источниках, сейчас же этот пуск подтвержден новыми аналитиками. Издание ссылается на выпущенный в июне доклад известного западного военно-аналитического центра Jane’s.
Ранее в открытых источниках данное обозначение — Ю-71 - не фигурировало.
Ю-71 - гиперзвуковой летательный аппарат / Фото: azfilm.ru
Как пишет The WashingtonFree Beacon, летательный аппарат является частью секретного российского проекта со созданию некоего объекта 4202. Аналитики утверждают, что февральский запуск был произведен с помощью ракеты УР-100Н УТТХ, в котором объект 4202 служил головной частью, и закончился неудачно.
Возможно, под таким индексом обозначаются разрабатываемые модификации гиперзвуковых маневрирующих ядерных боеголовок, которыми вот уже несколько лет оснащаются российские МБР. Данные блоки после отделения от ракеты-носителя способны менять траекторию полета по высоте и курсу и как результат успешно обходить как действующие, так и перспективные системы ПРО.
Это даст России возможность наносить высокоточные удары по выбранным целям, а в сочетании с возможностями своей системы противоракетной обороны Москва будет способна успешно поражать цель только одной ракетой.
24 гиперзвуковых летательных аппарата с ядерными боеголовками будут размещены на полигоне Домбаровский с 2020 по 2025 год, уверены в военно-аналитическом центре Jane’s Information Group. К тому времени у Москвы уже появится новая межконтинентальная баллистическая ракета, способная нести Ю-71, пишет издание.
Скорость гиперзвуковых летательных аппаратов достигает 11 200 км/ч, а непредсказуемая манёвренность делает задачу по их пеленгу практически невыполнимой, подчёркивает Washington Times.
