Беспилотные летательные аппараты – будущие короли неба. Российские беспилотники (бпла) Иностранные беспилотные летательные аппараты

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.

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.

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.

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

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

Конфликт поколений

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

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

самолеты будущего

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

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

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

самолеты будущего

самолеты будущего

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

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

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

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

самолеты будущего

Мнения

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

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

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

самолеты будущего

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

Белоголовый орлан

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

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

самолеты будущего

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

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

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

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

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

самолеты будущего

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

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

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

самолеты будущего

Демонстраторы технологий

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

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

самолеты будущего

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

Как обстоят дела в России

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

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

самолеты будущего

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

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

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

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.

Еще 20 лет назад Россия была одним из мировых лидеров по разработке беспилотных летательных аппаратов. Только одних воздушных разведчиков Ту-143 в 80-е годы прошлого века было выпущено 950 штук. Был создан знаменитый многоразовый космический корабль «Буран», совершивший свой первый и единственный полет в полностью беспилотном режиме. Не вижу смысла и теперь как-то пасовать в разработке и применении дронов.

Предыстория российских дронов (Ту-141, Ту-143, Ту-243). В середине шестидесятых годов ОКБ Туполева приступило к созданию новых комплексов беспилотной разведки тактического и оперативного назначения. 30 августа 1968 года вышло постановление Совета Министров СССР N 670-241 на разработку нового беспилотного комплекса тактической разведки «Рейс» (ВР-3) и входящего в него беспилотного самолета-разведчика «143» (Ту-143). Срок предъявления комплекса на испытания в Постановлении оговаривался: для варианта с оборудованием фоторазведки - 1970 годом, для варианта с оборудованием для телевизионной разведки и для варианта с оборудованием для радиационной разведки - 1972 годом.

Разведывательный БПЛА Ту-143 серийно выпускался в двух вариантах комплектации носовой сменной части: в варианте фоторазведчика с регистрацией информации на борту, в варианте телевизионной разведки с передачей информации по радиоканалу на наземные командные пункты. Кроме того самолет-разведчик мог оборудоваться средствами радиационной разведки с передачей материалов о радиационной обстановке по маршруту полета на землю по радиоканалу. БПЛА Ту-143 представлен на выставке образцов авиационной техники на Центральном аэродроме в Москве и в Музее в Монино (там же можно увидеть и БПЛА Ту-141).

В рамках аэрокосмического салона в подмосковном Жуковском МАКС-2007 в закрытой части экспозиции авиастроительная корпорация «МиГ» показала свой ударный беспилотный комплекс «Скат» - летательный аппарат, выполненный по схеме «летающее крыло» и внешне очень напоминающий американский бомбардировщик B-2 Spirit или его уменьшенный вариант – морской беспилотный летательный аппарат Х-47В.

«Скат» предназначен для нанесения ударов как по заранее разведанным стационарным целям, в первую очередь средствам ПВО, в условиях сильного противодействия зенитных средств противника, так и по мобильным наземным и морским целям при ведении автономных и групповых, совместных с пилотируемыми летательными аппаратами действий.

Его максимальная взлетная масса должна составить 10 тонн. Дальность полета - 4 тыс. километров. Скорость полета у земли - не менее 800 км/ч. Он сможет нести две ракеты класса «воздух-поверхность» / «воздух-РЛС» или две корректируемые авиабомбы общей массой не более 1 тонны.

Летательный аппарат выполнен по схеме летающее крыло. Кроме того, в облике конструкции наглядно просматривались известные методики снижения радиолокационной заметности. Так, законцовки крыла параллельны его передней кромке и точно также выполнены обводы задней части аппарата. Над средней частью крыла «Скат» имел фюзеляж характерной формы, плавно сопряженный с несущими поверхностями. Вертикальное оперение не предусматривалось. Как видно из фотоматериалов макета «Ската», управление должно было осуществляться при помощи четырех элевонов, расположенных на консолях и на центроплане. При этом определенные вопросы сразу вызвала управляемость по рысканью: ввиду отсутствия руля направления и однодвигательной схемы БПЛА требовал как-то решить эту проблему. Имеется версия об одиночном отклонении внутренних элевонов для управления по рысканью.

Представленный на выставке МАКС-2007 макет имел следующие габариты: размах крыла в 11,5 метра, длина в 10,25 и стояночная высота в 2,7 м. Относительно массы «Ската» известно лишь то, что его максимальный взлетный вес должен был примерно равняться десяти тоннам. При таких параметрах «Скат» имел неплохие расчетные летные данные. При максимальной скорости до 800 км/ч он мог бы подниматься на высоту до 12 тысяч метров и преодолевать в полете до 4000 километров. Такие летные данные планировалось обеспечить при помощи двухконтурного турбореактивного двигателя РД-5000Б с тягой 5040 кгс. Этот ТРД был создан на базе двигателя РД-93, однако изначально комплектуется специальным плоским соплом, снижающим заметность летательного аппарата в инфракрасном диапазоне. Воздухозаборник двигателя размещался в носовой части фюзеляжа и представлял собой нерегулируемое заборное устройство.

Внутри фюзеляжа характерной формы «Скат» имел два грузоотсека размером 4,4х0,75х0,65 метра. При таких габаритах в грузоотсеках можно было подвешивать управляемые ракеты различных типов, а также корректируемые бомбы. Общая масса боевой нагрузки «Ската» должна была примерно равняться двум тоннам. Во время презентации на салоне МАКС-2007 рядом со «Скатом» находились ракеты Х-31 и корректируемые бомбы КАБ-500. Состав бортового оборудования, подразумевавшегося проектом, не оглашался. Исходя из информации о других проектах такого класса, можно сделать выводы о наличии комплекса навигационного и прицельного оборудования, а также неких возможностей автономных действий.

БПЛА «Дозор-600» (разработка конструкторов компании «Транзас»), также известный под названием «Дозор-3», значительно легче «Ската» или «Прорыва». Его максимальный взлетный вес не превышает 710-720 килограмм. При этом за счет классической аэродинамической компоновки с полноценным фюзеляжем и прямым крылом он имеет примерно такие же габариты, как у «Ската»: размах крыла в двенадцать метров и общую длину в семь. В носовой части «Дозора-600» предусмотрено место для целевой аппаратуры, а в средней устанавливается стабилизированная платформа для наблюдательного оборудования. В хвостовой части беспилотника размещается винтомоторная группа. Ее основа – поршневой двигатель Rotax 914, аналогичный устанавливаемым на израильский БПЛА IAI Heron и американский MQ-1B Predator.

115 лошадиных сил двигателя позволяют беспилотнику «Дозор-600» разгоняться до скорости порядка 210-215 км/ч или совершать длительные полеты с крейсерской скоростью в 120-150 км/ч. При использовании дополнительных топливных баков этот БПЛА способен находиться в воздухе до 24 часов. Таким образом, практическая дальность полета приближается к отметке 3700 километров.

Исходя из характеристик БПЛА «Дозор-600», можно сделать выводы о его предназначении. Сравнительно небольшой взлетный вес не позволяет ему перевозить какое-либо серьезное вооружение, что ограничивает спектр решаемых задач исключительно разведкой. Тем не менее, в ряде источников упоминается возможность установки на «Дозор-600» различного вооружения, общая масса которого не превышает 120-150 килограмм. Из-за этого номенклатура допустимых к применению вооружений ограничена только некоторыми типами управляемых ракет, в частности противотанковых. Примечательно, что при использовании противотанковых управляемых ракет «Дозор-600» в значительной мере становится похожим на американский MQ-1B Predator, как по техническим характеристикам, так и по составу вооружения.

Проект тяжелого ударного беспилотного летательного аппарата. Разработка темы НИР «Охотник» по изучению возможности создания ударного БПЛА массой до 20 тонн в интересах ВВС России велась или ведется компанией «Сухой» (ОАО «ОКБ Сухого»). Впервые о планах Министерства обороны получить на вооружение ударный БПЛА заявлено на авиасалоне МАКС-2009 в августе 2009 г. Согласно заявлению Михаила Погосяна в августе 2009 г. проектирование нового ударного беспилотного комплекса должно было стать первой совместной работой соответствующих подразделений ОКБ Сухого и МиГ (проект «Скат»). СМИ сообщили о заключении контракта на выполнение НИР «Охотник» с компанией «Сухой» 12 июля 2011 г. В августе 2011 г. объединение соответствующих подразделений РСК МиГ и «Сухой» для разработки перспективного ударного БПЛА подтверждено в СМИ, но официальное соглашение между «МиГ» и «Сухой» подписано лишь 25 октября 2012 г.

Техническое задание на ударный БПЛА утверждено Министерством обороны России в первый числах апреля 2012 г. 6 июля 2012 г. в СМИ появилась информация о том, что компания «Сухой» выбрана ВВС России в качестве головного разработчика. Так же неназванный источник в отрасли сообщает, что ударный БПЛА разработки компании «Сухой» одновременно будет истребителем шестого поколения. По состоянию на середину 2012 г. предполагается, что первый образец ударного БПЛА приступит к испытаниям не ранее 2016 г. Поступление на вооружение ожидается к 2020 г. В 2012 г. в ОАО ВНИИРА проведен отбор патентных материалов по теме ОКР «Охотник», а в перспективе планировалось создание систем навигации захода на посадку и руление тяжелых БПЛА по заданию ОАО Компании «Сухого» (источник).

СМИ сообщают, что первый образец тяжелого ударного БПЛА КБ им.Сухого будет готов в 2018 г.

Боевое применение (а то скажут выставочные экземпляры, советское старьё)

«Впервые в мире, ВС России провели атаку укрепрайона боевиков боевыми дронами. В провинции Латакия, армейские подразделения сирийской армии, при поддержке десантников России и русских боевых дронов, взяли стратегическую высоту 754,5, башню «Сириатель».

Совсем недавно начальник Генштаба ВС РФ генерал Герасимов заявил, что Россия стремится полностью роботизировать сражение, и, возможно, в скором времени мы станем свидетелями того, как роботизированные группы самостоятельно ведут военные действия, и вот это — произошло.

В России в 2013 году принята на вооружение ВДВ новейшая автоматизированная система управления «Андромеда-Д», с помощью которой можно осуществлять оперативное управление смешанной группировкой войск.
Использование новейшего высокотехнологичного оборудования позволяет командованию обеспечить непрерывное управление войсками, выполняющими учебно-боевые задачи на незнакомых полигонах, а командованию ВДВ осуществлять контроль за их действиями, находясь на удалении более 5 тыс. километров от мест дислокации, получая из района учения не только графическую картинку перемещающихся подразделений, но и видеоизображение их действий в режиме реального времени.

Комплекс в зависимости от задач может быть смонтирован на шасси двухосного «КамАЗа», БТР-Д, БМД-2 или БМД-4. Кроме того, учитывая специфику ВДВ, «Андромеда-Д» приспособлена для погрузки в самолет, перелета и десантирования.
Вот эта система, а также боевые дроны были переброшены в Сирию и испытаны в боевых условиях.
В атаке на высоту участвовали шесть роботизированных комплексов «Платформа-М» и четыре комплекса «Арго», атаку дронов поддерживали недавно переброшенные в Сирию самоходные артиллерийские установки (САУ) «Акация», которые могут уничтожать позиции противника навесным огнем.

С воздуха, за полем боя вели разведку беспилотники, передавая информацию в развернутый полевой центр «Андромеда-Д», а также в Москву в Национальный центр управления обороной командного пункта Генерального штаба России.

Боевые роботы, САУ, беспилотники были завязаны на автоматизированную систему управления «Андромеда-Д». Командующий атакой на высоту, в режиме реального времени, руководил боем, операторы боевых дронов, находясь в Москве, вели атаку, каждый видел как свой участок боя, так и всю картину в целом.

Первыми пошли в атаку дроны, приблизившись на 100-120 метров к укреплениям боевиков, они вызвали огонь на себя, а по обнаруженным огневым точкам тут же наносили удары САУ.

За дронами, на расстоянии 150-200 метром наступала сирийская пехота, зачищая высоту.

У боевиков не было не малейшего шанса, все их перемещения контролировали беспилотники, по обнаруженным боевикам наносились артиллерийские удары, буквально через 20 минут после начала атаки боевых дронов, боевики в ужасе бежали, бросая убитых и раненых. На склонах высоты 754,5, насчитали почти 70 убитых боевиков, у сирийских солдат погибших нет, только 4 раненых.»

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).

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.