29.08.2013

В настоящее время появляются дешевые, расходуемые (однократного применения) летательные аппараты являющиеся привлекательным средством получения мгновенной оперативной картинки и расширения возможностей тех платформ, которые могут оснащаться различными дополнительными системами. В статье, опубликованной на сайте Janes.com и переведенной Вячеславом Мерзляковым, рассматриваются некоторые технические проблемы и подходы при разработке таких аппаратов.

Имена Predator, Reaper и Global Hawk всегда на слуху, среди всего разнообразия беспилотных авиационных комплексов (БАК) им уделяется очень много внимания, но они представляют собой лишь одно из направлений развития этих систем, которое начало активно развиваться примерно в последние 10 лет.

Признание преимуществ, которые предоставляют беспилотные системы, быстро сводится к перечислению заслуг небольших БАК, созданных для поддержки войск на земле, обеспечения наблюдения за конвоями и данными ближней разведки для пеших патрулей и выполнения ряда других задач. Действительно, небольшие системы или малые БАК представляют собой самую большую долю всех беспилотных аппаратов стоящих на вооружении. Одни только американские военные закупили тысячи таких систем для своих вооруженных сил, среди которых БПЛА Raven от AeroVironment проявил себя как неотъемлемый компонент многих военных операций в Афганистане.

Хотя малые БАК практически представляют собой нижнюю часть спектра тех беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), которые относительно быстро развертываются и просты в работе, существует растущее понимание того, что даже меньшие по размерам, менее дорогие и более простые в эксплуатации системы могут быть полезны в нынешнем и будущем боевом пространстве. Одноразовые системы, которые могут переноситься в больших количествах и обслуживаться персоналом с минимальным уровнем обучения, являются в этом случае весьма заманчивым предложением. Даже Raven и его семейство необходимо перед полетом собирать, а весь комплекс (в зависимости от конфигурации) может стать обременительной ношей для развернутых пеших патрулей. Действительно, зачастую управление подобными аппаратами осуществляется с транспортных средств или опорных баз, а не личным составом патруля.

Войска развернутые на земле более всего подвержены риску и БАКи доказали свою значение в обеспечении личного состава разведывательными данными и даже непосредственной авиационной поддержкой. Впрочем, эти комплексы зачастую не являются штатными средствами подразделения и, следовательно, не так уж и легкодоступны «по требованию».

В ряде компаний поняли, как необходима возможность мгновенного доступа к разведывательным данным для передовых подразделений, например получение изображений в реальном времени. Хотя вышеупомянутый Raven и подобные системы могут обеспечить эти возможности, передовые подразделения и специальные силы обычно очень мобильны и действуют в динамичной окружающей обстановке, где они не могут в полной мере работать с малыми БАК. Здесь сразу встают вопросы возвращения летательного аппарата, физическая нагрузка на личный состав и ограничение мобильности подразделения.

Недорогие решения

Идея БПЛА, который достаточно дешев, чтобы быть расходуемым и достаточно прост, чтобы для его работы не нужны были специально обученные операторы, весьма привлекательна. Одной из компаний работающих в этом направлении является израильская Uvision, которая разработала здесь свое решение. Впрочем, несмотря на то, что эти системы могут быть относительно недорогими, их разработка является далеко не тривиальной задачей.

«Первостепенная задача – создать конструкцию, которую можно производить в больших количествах и по такой стоимости, чтобы пользователь смог получить реальные преимущества... поскольку наша система однократного применения, мы сделали всё возможное, чтобы максимально удешевить этот проект», сказал Амит Мораг, вице-президент по развитию бизнеса в компании UVision.

БЛА «Wasp AE». Источник: Военное обозрение

Компания UVision решила эту задачу, создав Hero 30, (прежнее обозначение Wasp) переносную ранцевую систему массой 3 кг, которая укладывается в контейнер и запускается с помощью пиротехнического заряда. При покидании контейнера из корпуса аппарата в крестообразную конфигурацию расправляются восемь крыльев, четыре больших крыла с размахом 67 см в средней части и четыре ближе к хвостовой части; два электродвигателя (один внутри другого) вращают винты в противоположные стороны. Аппарат имеет полезную грузоподъемность 1 кг, в его носовой части, в универсальном подвесе установлены электронно-оптическая и инфракрасная камеры.

Управление аппаратом осуществляется с ручной панели, с помощью средств связи в пределах прямой видимости радиус его действия равняется 10 милям. Стандартный диапазон скоростей аппарата составляет от 40 до 100 узлов, а продолжительность полета 30 минут.

Мораг сказал, что для подобной системы эффективность и простота в работе – это самое главное, добавив, что получение этих неотъемлемых качеств является непростой задачей: «Машина должна быть максимально простой в эксплуатации, авионика, управление полетом, навигация, всё должно быть очень и очень продвинутым. Когда мы говорим 'простое' решение, то конечно же это очень продвинутое решение с технологической точки зрения и всё это для того, чтобы сделать его очень простым с точки зрения оператора».

Летательный аппарат отличается несколькими высокоуровневыми режимами работы для того, чтобы позволить пользователю сконцентрироваться на изображении с платформы, а не на текущем полете. Например, автопилот сконфигурирован таким образом, что он постоянно корректирует положение аппарата с целью предоставления оператору наилучшего обзора района или цели.

При разработке Hero 30 должен был быть решен ряд других технических вопросов и здесь Мораг пояснил: «Касательно технологии мы должны были сделать несколько вещей. Во-первых, мы хотели высокоманевренную платформу и поэтому пришли к крестообразной конфигурации. Она может летать на очень высоких скоростях, а также маневрировать в очень ограниченном воздушном пространстве; но здесь недостаток состоит в том, что мы не имеем ту аэродинамическую эффективность, которую имеем у привычного летательного аппарата с крыльями. Поэтому одной из задач было получить аэродинамическую крестообразную конфигурацию, которая эффективна с точки зрения барражирования, круизной и форсажной скорости. Другой задачей была миниатюризация всей авионики и аппаратуры до очень небольших физических размеров, объема и массы. Еще одной проблемой было энергопотребление и баланс между емкостью батарей и необходимой энергией, а поскольку это электрическая платформа мы должны найти самую современную технологию аккумулирования энергии доступную на сегодня, а также самые эффективные электродвигатели».

UVision работала стремя компаниями и сторонним экспертами по разработке и оптимизации бортовой аппаратуры с упором на небольшие, стабилизированные решения, которые могли бы обеспечить хорошее качество видеосигнала. На сегодняшний день можно выбирать между только дневной видеокамерой или дневной/ночной видеокамерой, хотя определяющим фактором при выборе аппаратуры является ее стоимость.

Мораг сказал, что компания разрабатывала свой БПЛА в соответствии с концепцией масштабируемости и сейчас проверяются различные размеры и варианты. Он также добавил, что у системы есть потенциал сбрасывания с борта воздушного судна, но эту концепцию еще нужно проверить.

На данный момент прошли пять этапов летных испытаний, каждый для проверки разных аспектов системы. Аппарат вызвал значительный интерес касательно и полезной нагрузки и летных характеристик. Комплекс готов к производству и уже был поставлен неназванному покупателю.

Если подробности о применении Hero 30 не раскрываются, то по системе Switchblade от компании AeroVironment можно сказать вполне определенно, что она уже поступила на вооружение. БПЛА Switchblade (первые два фото) был разработан изначально исследовательской лабораторией ВВС США для применения специальными силами.

Платформа представляет собой барражирующий миниатюрный боеприпас прямой наводки, но она может конфигурироваться и на большую продолжительность полета для работы в качестве разведывательного средства. Сообщается о продолжительности полета 15 - 20 минут (в зависимости от конфигурации) и дальности действия примерно 10 км; он создан летать на высоте 500 футов над поверхностью, но имеет потолок примерно 15000 футов над уровнем моря.

Switchblade по размерам аналогичен 60-мм минометному выстрелу и запускается из одноразовой пусковой трубы; полностью весь комплекс (сам аппарат, пусковая установка и транспортировочный мешок) весит около 2,5 кг. Как правило, он летит со скоростью 55 – 80 узлов по сигналам GPS или в режиме ручного управления и имеет установленную в носовой части электронно-оптическую камеру. Цветное видео по радиоканалу передается на дисплей блока наземного контроля AeroVironment, который также может управлять БПЛА Raven, Wasp и Puma. Аппарат Switchblade оборудован боковыми камерами и опционально может оборудоваться тепловизионной камерой.

Switchblade. Фото: Aviation Week

Стив Гитлин, вице-президент по маркетинговой стратегии и коммуникациям в AeroVironment, рассказал о некоторых трудных задачах возникших при разработке системы: «Ее возможности требуют объединения различных технологий так, чтобы выдержать высокие перегрузки при пуске, получить высокоскоростной контроль, а также обеспечить высокоточное и высокоскоростное слежение».

Гитлин полагает, что есть определенный спектр задач для аппаратов подобных Switchblade: «Сочетание транспортабельности, быстрого развертывания, высокой точности и удержание взгляда на цели делают Switchblade уникальным и ценными средством, когда можно положить воздушную мощь в рюкзак для защиты спешенных сил и задействовать подразделение в качестве стратегической силы, не говоря уже о многочисленных режимах развертывания». Далее он добавил: «сравнительная экономическая эффективность делает Switchblade ценным решением по защите своих сил, которое позволяет более дорогие решения, например ударные вертолеты, развертывать в задачах, которые могут быть решены только с применением этих средств».

БПЛА Skate разработки компании Aurora Flight Sciences
Источник: www.arms-expo.ru

Альтернативный подход в области проектов одноразовых БПЛА представляет собой Skate от компании Aurora Flight Sciences. Легкая переносная система ручного запуска может относительно продолжительное время летать на малошумном электродвигателе, а также имеет возможность работать автономно. Хотя возможно возвращение аппарата, но он с самого начала создавался достаточно дешевым, чтобы его можно было считать одноразовым. Skate изготавливается из пенополистирола и весит менее 1 кг. Аппарат по существу представляет собой прямоугольное «летающее крыло» с размахом 61 см и длиной 48 см, которое имеет рулевые поверхности и два вертикальных стабилизатора. Аппарат может нести на борту устройство массой 200 грамм, которое можно ставить и снимать в полевых условиях, в настоящее время это могут быть дневные и инфракрасные камеры, а также пользовательские системы.

Skate имеет сдвоенные независимо шарнирно-сочлененные электродвигатели, которые вращают двухлопастные винты и позволяют самолету плавно переходить с вертикального полета в горизонтальный. Они также предназначены для повышения маневренности и увеличения продолжительности полета, последнее достигается благодаря способности совмещать функциональность вертикального взлета и посадки с типичным полетом «неподвижного крыла».

С всенаправленной антенной дальность полета БПЛА составляет 3 км, но она повышается до 5 км с направленной системой. С опциональным комплектом один час полета Skate увеличивается до полутора часов. Типичная высота полета составляет 400 футов и максимальный потолок 13000 футов над уровнем моря. БПЛА контролируется посредством ручного блока управления с видеодисплеем, он может работать в режиме ручного управления или в режиме навигации по контрольным точкам GPS.

---