Беспилотные летательные аппараты (БЛА) зарубежных стран. Разработка и основные модели

В представлении большинства людей, не имеющих отношения к авиации, беспилотные летательные аппараты представляют собой несколько усложненные версии радиоуправляемых моделей самолетов. В определенном смысле так оно и есть. Однако функции этих устройств в последнее время стали настолько разнообразными, что ограничиваться только таким взглядом на них больше нельзя.

Начало беспилотной эры

Если говорить об автоматических летательных и космических дистанционно управляемых системах, то тема эта не нова. Другое дело, что в последнее десятилетие на них возникла определенная мода. По своей сути, советский челнок «Буран», совершивший космический полет без экипажа и благополучно приземлившийся в теперь уже далеком 1988 году, - тоже беспилотник. Фото поверхности Венеры и многие научные данные об этой планете (1965) также получены в автоматическом и телеметрическом режиме. И луноходы вполне соответствуют представлениям о беспилотной технике. И многие другие достижения советской науки в космической сфере. Откуда же возникла упомянутая мода? По всей видимости, она стала результатом опыта боевого применения подобной техники, а он был богатым.

А как этим пользоваться?

Управление беспилотными летательными аппаратами является такой же специальностью, как обычная Дорогую и сложную машину запросто можно разбить о землю, совершая неумелую посадку. Ее можно потерять в результате неудачного маневра или обстрела неприятелем. Как и обычный самолет или вертолет, беспилотник нужно постараться спасти и вывести из опасной зоны. Риск, конечно, не такой, как в случае с «живым» экипажем, но и разбрасываться дорогостоящим оборудованием не стоит. Сегодня в большинстве стран инструкторскую и учебную работу проводят опытные летчики, усвоившие управление БЛА. Они, как правило, не являются профессиональными педагогами и специалистами по компьютерной технике, поэтому такой подход вряд ли сохранится надолго. Требования к «виртуальному пилоту» отличаются от тех, что предъявляются к будущему курсанту при приеме в летное училище. Можно предположить, что конкурс среди поступающих на специальность «оператор БЛА» будет немалым.

Горький украинский опыт

Не вдаваясь в политическую подоплеку вооруженного конфликта в восточных областях Украины, можно отметить крайне неудачные попытки проведения воздушной разведки самолетами Ан-30 и Ан-26. Если первый из них был разработан специально для аэрофотосъемки (преимущественно мирной), то второй - исключительно транспортная модификация пассажирского Ан-24. Оба самолета были сбиты огнем ополченцев. А как же беспилотники Украины? Почему их не использовали для получения информации о дислокации сил повстанцев? Ответ прост. Их нет.

На фоне перманентного финансового кризиса в стране средств, необходимых для создания современных образцов вооружения, не нашлось. Беспилотники Украины пребывают на стадии эскизных проектов или простейших самодельных устройств. Некоторые из них собраны из радиоуправляемый авиамоделей, приобретенных в магазине «Пилотаж». Точно так же действуют и ополченцы. Не так давно по украинскому телевидению был показан якобы сбитый российский беспилотник. Фото, на котором изображена небольшая и не самая дорогая модель (без каких-либо повреждений) с кустарным образом прикрепленной видеокамерой, вряд ли может послужить иллюстрацией агрессивной военной мощи «северного соседа».

Современные технологии в области обнаружения и развития пожаров на сегодняшний день развиваются очень стремительно. Новейшие разработки могут удивить не только своим внешним видом, к примеру в области тушения и ликвидации последствий стихийных бедствий на сегодняшний день применяют .

В нашей статье мы расскажем Вам о еще одной принципиально новой технологии которая активно внедряется и используется в современном мире.

Беспилотная авиация может найти широкое применение для решения специальных задач, когда использование пилотируемой авиации невозможно или экономически невыгодно:

осмотр труднодоступных участков границы,
наблюдение за различными участками суши и водной поверхности,
определение последствий стихийных бедствий и катастроф,
выявление очагов , выполнение поисковых и других работ.

Применение БПЛА позволяет дистанционно, без участия человека и без подвергания его опасности, проводить мониторинг ситуации на достаточно больших территориях в труднодоступных районах при относительной дешевизне.

Типы

По принципу полета все БПЛА можно разделить на 5 групп (первые 4 группы относятся к аппаратам аэродинамического типа):

с жестким крылом (БПЛА самолетного типа);
с гибким крылом;
с вращающимся крылом (БПЛА вертолетного типа);
с машущим крылом;
аэростатические.

Кроме БПЛА перечисленных пяти групп существуют также различные гибридные подклассы аппаратов, которые по их принципу полета трудно однозначно отнести к какой-либо из перечисленных групп. Особенно много таких БПЛА, которые совмещают качества аппаратов самолетного и вертолетного типов.

С жестким крылом (самолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом. Подъемная сила данных аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.

Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа, различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой авиации, применимы и в беспилотной.

С гибким крылом

Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого композитного материала, обладающего свойством обратимой деформации. В этом классе БПЛА можно выделить беспилотные моторизованные парапланы, дельтапланы и БПЛА с упруго деформируемым крылом.

Беспилотный моторизованный параплан – аппарат на основе управляемого парашюта-крыла, снабжённый мототележкой с воздушным винтом для автономного разбега и самостоятельного полёта. Крыло обычно имеет форму прямоугольника или эллипса. Крыло может быть мягким, иметь жесткий или надувной каркас. Недостатком беспилотных моторизованных парапланов является трудность управления ими, так как навигационные датчики не имеют жесткой связи с крылом. Ограничение на их применение оказывает также очевидная зависимость от погодных условий.

С вращающимся крылом (вертолетного типа)

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом. Часто их называют также – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае вертикальный взлет и посадку могут иметь и БПЛА с неподвижным.

Подъемная сила у аппаратов этого типа также создается аэродинамически, но не за счет крыльев, а за счет вращающихся лопастей несущего винта (винтов). Крылья либо отсутствуют вовсе, либо играют вспомогательную роль. Очевидными преимуществами БПЛА вертолетного типа являются способность зависания в точке и высокая маневренность, поэтому их часто используют в качестве воздушных роботов.

С машущим крылом

БПЛА с машущим крылом основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми. Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического применения они пока не имеют, во всем мире проводятся интенсивные исследования в этой области. В последние годы появилось большое количество разных интересных концептов малых БПЛА с машущим крылом.

Главные преимущества, которые имеют птицы и летающие насекомые перед существующими типами летательных аппаратов – это их энергоэффективность и маневренность. Аппараты, основанные на имитации движений птиц, получили название орнитоптеров, а аппараты, в которых копируются движения летающих насекомых – энтомоптерами.

Аэростатические

БПЛА аэростатического типа– это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в основном, беспилотными дирижаблями.

Дирижабль – Л А легче воздуха, представляющий собой комбинацию аэростата с движителем (обычно это винт (пропеллер, импеллер) с электрическим двигателем или ДВС) и системы управления ориентацией. По конструкции дирижабли подразделяются на три основных типа: мягкий, полужёсткий и жёсткий. В дирижаблях мягкого и полужёсткого типа оболочка для несущего газа мягкая, которая приобретает требуемую форму только после закачки в неё несущего газа под определённым давлением.

В дирижаблях мягкого типа неизменяемость внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами – мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. Баллонеты, кроме того, служат для регулирования подъемной силы и управления углом тангажа (дифференцированная откачка/закачка воздуха в баллонеты приводит к изменению центра тяжести аппарата).

Дирижабли полужёсткого типа отличаются наличием в нижней части оболочки жесткой (в большинстве случаев на всю длину оболочки) фермы. В жёстких дирижаблях неизменяемость внешней формы обеспечивается жестким каркасом, обтянутым тканью, а газ находится внутри жёсткого каркаса в баллонах из газонепроницаемой материи. Жесткие дирижабли в беспилотном исполнении пока практически не применяются.

Классификация

Некоторые классы зарубежной классификации отсутствуют в РФ, лёгкие БПЛА в России имеют значительно большую дальность и т. д. Согласно российской классификации, которая ориентирована преимущественно пока только на военное назначение аппаратов.

БПЛА можно систематизировать следующим образом:

Микро– и мини–БПЛА ближнего радиуса действия – взлётная масса до 5 кг, дальность действия до 25-40 км;
Лёгкие БПЛА малого радиуса действия – взлётная масса 5-50 кг, дальность действия 10-70 км;
Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса 50-100 кг, дальность действия 70-150 (250) км;
Средние БПЛА – взлётная масса 100-300 кг, дальность действия 150-1000 км;
Средне-тяжёлые БПЛА – взлётная масса 300-500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия – взлётная масса более 500 кг, дальность действия 70-300 км;
Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта – взлётная масса более 1500 кг, дальность действия около 1500 км;
Беспилотные боевые самолёты – взлётная масса более 500 кг, дальностью около 1500 км.

Применяемые БПЛА

Гранад ВА-1000

ZALA 421-16E

Для технического оснащения МЧС России беспилотными летательными аппаратами, российскими предприятиями разработано несколько вариантов, рассмотрим некоторые из них:

Это беспилотный самолет большой дальности (рис. 1.) с системой автоматического управления (автопилот), навигационной системой с инерциальной коррекцией (GPS/ГЛОНАСС), встроенной цифровой системой телеметрии, навигационными огнями, встроенным трехосевым магнитометром, модулем удержания и активного сопровождения цели («Модуль AC»), цифровым встроенным фотоаппаратом, цифровым широкополосным видеопередатчиком C-OFDM-модуляции, радиомодемом с приемником спутниковой навигационной системы (СНС) «Диагональ ВОЗДУХ» с возможностью работы без сигнала СНС (радиодальномер) системой самодиагностики, датчиком влажности, датчиком температуры, датчиком тока, датчиком температуры двигательной установки, отцепом парашюта, воздушным амортизатором для защиты целевой нагрузки при посадке и поисковым передатчиком.

Данный комплекс предназначен для ведения воздушного наблюдения в любое время суток на удалении до 50 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. Беспилотный самолет успешно решает задачи по обеспечению безопасности и контролю стратегически важных объектов, позволяет определять координаты цели и оперативно принимать решения по корректировке действий наземных служб. Благодаря встроенному «Модулю АС» БПЛА в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами. При отсутствии сигнала СНС – БПЛА автономно продолжит выполнение задания.

Рис. 1. БПЛА ZALA 421-16E

ZALA 421-08M

Выполнен по схеме «летающее крыло» – это беспилотный самолет тактической дальности с автопилотом, имеет подобный набор функций и модулей, что и ZALA 421-16E. Данный комплекс предназначен для оперативной разведки местности на удалении до 15 км с передачей видеоизображения в режиме реального времени. БПЛА ZALA 421-08M выгодно отличается сверхнадежностью, удобством эксплуатации, низкой акустической, визуальной заметностью и лучшими в своем классе целевыми нагрузками.

Данный летательный аппарат не требует специально подготовленной взлетно-посадочной площадки благодаря тому, что взлет совершается за счет эластичной катапульты, осуществляет воздушную разведку при различных метеоусловиях в любое время суток.

Транспортировка комплекса с БЛА ZALA 421-08M к месту эксплуатации может быть осуществлена одним человеком. Легкость аппарата позволяет (при соответствующей подготовке) производить запуск «с рук», без использования катапульты, что делает его незаменимым при решении задач. Встроенный «Модуль АС» позволяет беспилотному самолету в автоматическом режиме вести наблюдение за статичными и подвижными объектами, как на суше, так и на воде.

Рис. 2. БПЛА ZALA 421-08M

ZALA 421-22

Это беспилотный вертолет с восемью несущими винтами, средней дальности действия, со встроенной системой автопилота (рис. 3). Конструкция аппарата складная, выполнена из композитных материалов, что обеспечивает удобство доставки комплекса к месту эксплуатации любым транспортным средством.

Данный аппарат не требует специально подготовленной взлетно- посадочной площадки из-за вертикально-автоматического запуска и посадки, что делает его незаменимым при проведении воздушной разведки в труднодоступных районах.

Успешно применяется для выполнения операций в любое время суток: для поиска и обнаружения объектов, обеспечения безопасности периметров в радиусе до 5 км. Благодаря встроенному «Модулю АС» аппарат в автоматическом режиме ведет наблюдение за статичными и подвижными объектами.

Рис. 3. БПЛА ZALA 421-22

Представляет собой следующее поколение квадрокоптеров DJI. Он способен записывать видео 4K и передавать видеосигнал высокой четкости прямо из коробки. Камера интегрирована в подвес, для максимальной стабильности и весовой эффективности при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Основные функции

Камера и подвес: Phantom 3 Professional вы снимает 4K видео с частотой до 30 кадров в секунду и делает 12 мегапиксельные фотографии, которые выглядят четче и чище, чем когда-либо. Улучшенный сенсор камеры дает вам большую ясность, низкий уровень шума, и лучшие снимки, чем любая предыдущая летающая камера.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, основана на системе DJI Lightbridge.

DJI Intelligent Flight Battery: 4480 mAh DJI Intelligent Flight Battery имеет новые элементы и использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, а визуальное позиционирование позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

Тактико-технические характеристики

БАС Фантом-3

Летательный аппарат
Вес (с батареей и винтами)	1280 г.
Максимальная скорость набора высоты	5 м/с
Максимальная скорость снижения	3 м/с
Максимальная скорость	16 м/с (при режиме ATTI в безветренную погоду)
Максимальная высота полета	6000 м.
Максимальное время полета	Приблизительно 23 минуты
Рабочий диапазон температур	От – 10° до 40° С
Режим GPS	GPS/GLONASS
Подвес
Охват	Угол наклона: от – 90° до + 30°
Визуальное позиционирование
Диапазон скоростей	< 8 м/с (на высоте 2 метра над землей)
Диапазон высот	30 см. – 300 см.
Рабочий диапазон	30 см. – 300 см.
Рабочие условия	Ярко освещенные (> 15 люкс) поверхности с контурами
Камера
Оптика	EXMOR 1/2.3” Эффективные пиксели: 12,4 млн. (всего пикселей: 12,76 млн.)
Объектив	Угол обзора 94° 20 мм (эквивалент формата 35 мм) f/2,8
Регулировка ISO	100-3200 (видео) 100-1600 (фото)
Выдержка электронного затвора	8 с. – 1/8000 с.
Максимальный размер изображения	4000×3000
Режимы фотосъемки	Покадровая Серийная съемка: 3/5/7 кадров Автоматический экспобрекетинг (АЭБ) брекетинг кадра 3/5 при вилке 0,7EV Замедленная съемка
Поддерживаемые форматы карт SD	Микро-SD Максимальная емкость 64 Гб. Требуемый класс скорости: 10 или UHS-1
Режимы видеосъемки	FHD: 1920×1080p 24/25/30/48/50/60 fps HD: 1280×720p 24/25/30/48/50/60 fps
Максимальная скорость сохранения видео	60 Мб/с
Поддерживаемые форматы файлов	FAT32/exFAT Видео: MP4/MOV (MPEG-4 AVC/H.246)
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Пульт дистанционного управления
Рабочая частота	2,400 ГГц – 2,483 ГГц
Дальность передачи	2000 м (вне помещений без наличия препятствий)
Порт вывода видео	USB
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Батарея	6000 мАч, литий-полимерная 2S
Держатель мобильного устройства	Под планшеты и смартфоны
Мощность передатчика (EIRP)	ФКС: 20 дБМ; СЕ: 16 дБм
Рабочее напряжение	1,2 А при 7,4 В
Зарядное устройство
Напряжение	17,4 В
Номинальная мощность	57 Вт
Батарея Intelligent Flight (PH3 – 4480 мАч – 15,2 В)
Емкость	4480мАч
Напряжение	15,2 В
Тип батареи	Литий-полимерная 4S
Полный заряд	68Вт*ч
Вес нетто	365 г
Рабочий диапазон температур	От -10° до 40° С
Максимальная мощность зарядки	100 Вт

Phantom 3 Professional схема

Рисунок 4– БПЛА Phantom 3 Professional

Inspire 1

Inspire 1 является новым мультикоптером способным записывать 4K видео и передавать видеосигнал высокой четкости (до 2 км) к нескольким устройствам прямо из коробки. Оснащен убирающимся шасси, камера может беспрепятственно поворачиваться на 360 градусов. Камера интегрирована в подвес для максимальной стабильности и весовой эффективность при минимальном размере. При отсутствии GPS сигнала, технология Визуального позиционирования обеспечивает точность зависания.

Функции

Камера и подвес: Запись видео до 4K и фотографии 12-мегапикселей. Присутствует место для установки нейтральных (ND) фильтров для лучшего контроля экспозиции. Новый механизм подвеса, позволяет быстро снять камеру.

HD Видео Линк: Низкая задержка, HD передача видео, это усовершенствованная версия системы DJI Lightbridge. Также существует возможность управление с двух пультов ДУ.

Шасси: Убирающиеся шасси, позволяют камере беспрепятственно делать панорамы.

Аккумулятор DJI Intelligent Flight Battery: 4500 мАч использует интеллектуальную систему управления батареями.

Полетный контроллер: Полетный контроллер следующего поколения, обеспечивает более надежную работу. Новый самописец сохраняет данные каждого полета, и визуальное позиционирование, позволяет при отсутствии GPS точно зависать в одной точке.

Рисунок 5– БПЛА Inspire 1

Все характеристики перечисленных выше БПЛА представлены в таблице 1 (кроме Phantom 3 Professional и Inspire 1 так как указаны в тексте)

Обучение на операторов беспилотных летательных аппаратов

Характеристики

БПЛА	ZALA 421-16E	ZALA 421-16ЕМ	ZALA 421-08М	ZALA 421-08Ф	ZALA 421-16	ZALA 421-04М
Размах крыла БПЛА, мм	2815	1810	810	425	1680	1615
Продолжительность полета, ч(мин)	>4	2,5	(80)	(80)	4-8	1,5
Длина БПЛА, мм	1020	900	425	–	–	635
Скорость, км/ч	65-110	65-110	65-130	65-120	130-200	65-100
Максимальная высота полета, м	3600	3600	3600	3000	3000	–
Масса целевой нагрузки, кг(г)	До 1,5	До 1	(300)	(300)	–	До 1

Преимущества

Можно выделить следующие:

осуществляют полеты при различных погодных условиях, сложных помехах (порыв ветра, восходящий или нисходящий воздушный поток, попадание БПЛА в воздушную яму, при среднем и сильном тумане, сильном ливне);
проводят воздушный мониторинг в труднодоступных и удаленных районах;
являются безопасным источником достоверной информации, надежное обследование объекта или подозреваемой территории, с которой исходит угроза;
позволяют предотвращать ЧС при регулярном наблюдении;
обнаруживают (лесные пожары, ) на ранних стадиях;
исключают риск для жизни и здоровья человека.

Беспилотный летательный аппарат предназначен для решения следующих задач:

беспилотный дистанционный мониторинг лесных массивов с целью обнаружения лесных пожаров;
мониторинг и передача данных по радиоактивному и химическому заражению местности и воздушного пространства в заданном районе;
инженерная разведка районов наводнений, и других стихийных бедствий;
обнаружение и мониторинг ледовых заторов и разлива рек;
мониторинг состояния транспортных магистралей, нефте- и газопроводов, линий электропередач и других объектов;
экологический мониторинг водных акваторий и береговой линии;
определение точных координат районов ЧС и пострадавших объектов.

Мониторинг осуществляется днем и ночью, в благоприятных и ограниченных метеоусловиях. Наряду с этим беспилотный летательный аппарат обеспечивает поиск потерпевших аварию (катастрофу) технических средств и пропавших групп людей. Поиск проводится по заранее введенному полетному заданию или по оперативно изменяемому оператором маршруту полета. Он оснащен системами наведения, бортовыми радиолокационными комплексами, датчиками и видеокамерами.

Во время полета, как правило, управление беспилотным летательным аппаратом автоматически осуществляется посредством бортового комплекса навигации и управления, в состав которого входят:

приемник спутниковой навигации, обеспечивающий прием навигационной информации от систем ГЛОНАСС и GPS;
система инерциальных датчиков, обеспечивающая определение ориентации и параметров движения беспилотного летательного аппарата;
система датчиков, обеспечивающая измерение высоты и воздушной скорости;
различные виды антенн.

Бортовая система связи функционирует в разрешенном диапазоне радиочастот и обеспечивает передачу данных с борта на землю и с земли на борт.

Задачи для применения

Можно классифицировать на четыре основные группы:

обнаружение ЧС;
участие в ликвидации ЧС;
поиск и спасение пострадавших;
оценка ущерба от ЧС.

В таких задачах старший оператор должен оптимальным образом выбрать маршрут, скорость и высоту полета ДПЛА, чтобы охватить район наблюдения за минимальное время или количество пролетов с учетом секторов обзора телевизионной и тепловизионной камер.

При этом необходимо исключать двукратный или многократный пролет одних и тех же мест с целью экономии материальных и людских ресурсов.

Бытует мнение, что имеют лишь военное предназначение. В России до недавнего времени возможность использования БПЛА, действительно, была только у армии. Беспилотники выполняли задачи по аэросъемке (фото, видео), радиоразведке, обнаружению объектов и пр.

Однако сегодня сфера разработки и создания беспилотных систем вышла далеко за эти пределы. В настоящее время российские БПЛА применяются по пяти гражданским направлениям помимо ВПК. А именно: чрезвычайные ситуации (поиск людей, предупреждение ЧС, спасательные операции и т. д.); безопасность (охрана объектов и людей, а также их обнаружение); мониторинг (АЭС, ЛЭП, земельные, лесные, нефтегазовые, водные ресурсы, сельское хозяйство и пр.); аэрофотосъемка (геодезия, картография, авиаучет); наука (исследования Арктики, исследование оборудования, НИОКР).

Виды беспилотников

Сейчас производством беспилотных летательных аппаратов занимаются более 20 отечественных предприятий, выпуская порядка 50 моделей различного предназначения. Правда, далеко не все из этих компаний осуществляют полный цикл: от разработки до производства. Большинство выполняют только отверточную сборку импортных аппаратов.

Все БПЛА по своему виду и области выполняемых задач подразделяются на 3 основных типа: беспилотные самолеты, беспилотные вертолеты и беспилотные аэростаты.

Беспилотные самолеты

Беспилотники данного типа используются, прежде всего, для мониторинга площадных и линейных участков местности. Способны преодолевать большие расстояния, выполняя сложнейшую аэросъемку онлайн в любое время суток и при любых метеоусловиях. Максимальные качество работы и эффективность выполняемых задач возможны на удалении не более 70 км от наземной станции управления. Скорость - до 400 км/час. Время нахождения в полете: от 30 минут до 8 часов.

Беспилотные вертолеты

Машины этого типа используются для оперативного мониторинга локальных участков местности. Они малогабаритны и легки в управлении. Им не требуется специальная взлетно-посадочная полоса. Как и самолеты беспилотные вертолеты могут работать в любое время дня и ночи и при любых погодных условиях. Время полета: от 30 минут до 3 часов.

Беспилотные аэростаты

Современные высокоэффективные аппараты, предназначенные для разведки и наблюдения местности на высоте до 400 м. Легкие, надежные, мобильные машины, способные долгое время работать в режиме реального времени.

Обзор производителей и моделей беспилотников

Как уже говорилось выше, компаний-разработчиков БПЛА в общем числе отечественных производителей не так много. Однако заказывать аппарат лучше именно у этого меньшинства. Ведь они не только сконструируют машину конкретно под ваши требования, но и оснастят её всем необходимым оборудованием, а также подберут оптимальный вариант для её управления.

Сегодня к таким компаниям относятся: ОКБ «Яковлева», ОКБ МиГ, ОКБ «Сухой», ОКБ «Сокол», «Транзас» (все военно-промышленного назначения); ZALA AERO GROUP, БЛАСКОР, Unmanned, Аэрокон (все гражданского назначения) и пр.

Стоимость беспилотника в среднем около 500 тысяч рублей. Правда, это только цена самой модели беспилотника. Окончательная сумма зависит от того, каким будет комплекс управления. А они, в зависимости от задач, бывают на базе автомобилей, катеров, а также наземные, переносные и мобильные. Поэтому итоговая стоимость может доходить до нескольких десятков миллионов рублей.

В настоящее время одним из наиболее востребованных беспилотников является радиоуправляемый «Серафим» , созданный ведущей российской компанией в сфере БПЛА ZALA AERO. Это «шестикоптер», то есть 6-винтовой вертолет. Широко используемый ГИБДД России для поиска автомобилей, находящихся в угоне. Управляется компьютером и системами GPS. Весит всего 1,2 кг и легко запускается с руки. Электрозаряда хватает на получасовой полет, но этого вполне достаточно, чтобы на расстоянии до 5 км и с высоты до 500 м мощнейшая оптика аппарата легко распознала нужный объект.

Другой беспилотный комплекс Supercam 100 , разработанный отечественной фирмой Unmanned, называют суперсамолетом. Это универсальная малогабаритная машина, всегда готовая к запуску в любых климатических условиях. Основное предназначение - дистанционный мониторинг, аэрофотовидеосъемка рельефа, водной поверхности, поиска и обнаружения объектов. По желанию заказчика оснащается видеокамерой, фотокамерой, тепловизором. Запускается с
помощью эластичной катапульты. Посадка осуществляется парашютом. Благодаря специальному пульту возможно объединение в одну систему управления до 4-х беспилотников. Дополнительно имеется защита от потери управления. Дальность полета - 100 км, высота - 3600 м, скорость - 125 км/ч.

В стесненных городских условиях использовать крупные скоростные беспилотные летательные аппараты неудобно. Поэтому компания Аэрокон разработала один из самых легких в мире (0,25 кг) мини-БПЛА «Инспектор-101» для воздушной
разведки. Данная модель отличается миниатюрностью во всем. Оснащается цветной малогабаритной видеокамерой, небольшим винтом, который приводит в движение крохотный электродвигатель, а управляется с земли портативным компьютером. Запуск производится с катапульты, посадка - на «брюхо». Способен работать в очень широком диапазоне температур: от -30 до +50 °С. Дальность полета - 44 км, скорость - 72 км/ч.

И вновь возвращаемся к ведущему отечественному разработчику и производителю БПЛА ZARA AERO GROUP. Помимо мобильных аппаратов вертолетного и самолетного вида, компания занимается выпуском лучших в России беспилотных
аэростатов. Например, - многофункциональный, но простой в управлении аппарат. Предназначен для выполнения очень широкого спектра задач: мониторинг мест скопления людей, разведка, экологические измерения, управление при ЧС и т. д. Автономно работает до 72 часов при скорости ветра до 15 м/с. Охват зоны наблюдения - 360°. Максимальная высота развертывания - 300 м.

Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние Фетисов Владимир Станиславович

1.2.2.1. БПЛА самолетного типа

Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом (англ.: fixed-wing UAV). Подъемная сила у этих аппаратов создается аэродинамическим способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло. Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.

На рис. 1.1 показан экспериментальный многоцелевой самолет Proteus разработки американской компании Scaled Composites. Разработаны как пилотируемый, так и беспилотный варианты этого самолета. Особенностью конструкции является тандемная схема расположения крыльев. Его длина составляет 17,1 м, размах задних крыльев 28 м, потолок высоты 16 км (при нагрузке 3,2 т), взлетная масса 5,6 т, максимальная скорость 520 км/ч (на высоте 10 км), длительность полета до 18 ч. Силовая установка – два турбореактивных двигателя с тягой по 10,2 кН.

Рис. 1.1. Экспериментальный самолет Proteus (США, 2006). Под фюзеляжем подвешена гондола с радиолокационным оборудованием

На рис. 1.2 показан разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk, разработанный американской фирмой Teledyne Ryan Aeronautical, дочерним предприятием компании Northrop Grumman. Он отличается необычной формой фюзеляжа, в носовой части которого размещено радиолокационное, оптическое и связное оборудование. Аппарат изготовлен из композитных материалов на основе углеволокна и аллюминиевых сплавов, имеет длину 13,5 м, размах крыльев 35 м, взлетную массу около 15 тонн, способен нести полезную нагрузку массой до 900 кг. RQ-4 Global Hawk может находиться в воздухе до 30 часов на высоте до 18 км. Максимальная скорость 640 км/ч. Силовая установка – турбореактивный двигатель с тяговым усилием 34,5 кН.

Рис. 1.2. БПЛА RQ-4 Global Hawk (США, 2007)

На рис. 1.3 показан перспективный боевой палубный БПЛА Х-47В, разрабатываемый компанией Northrop Grumman (США). Он имеет форму широко выгнутой буквы "V" без хвостовой части. Крылья могут складываться, что немаловажно для ограниченной площади палубы авианосца. Для управления полетом БПЛА оснащен 6-ю рабочими плоскостями. Турбореактивный двигатель канадской фирмы Pratt amp; Whitney обеспечивает высокую скорость полета беспилотного аппарата и расположен в задней части аппарата. Беспилотник состоит из четырех частей, собранных из композитных материалов и соединяющихся примерно в середине корпуса. Самолет имеет длину 11,6 м, размах крыльев 18,9 м (в сложенном состоянии 9,4 м), собственную массу 6,3 т, максимальную взлетную массу 20,2 т. Крейсерская скорость составляет 900 км/ч. Радиус действия 3900 км. Потолок 12,2 км. Предположительно аппарат будет приспособлен для выполнения дозаправки в воздухе. При этом БПЛА будет готов при необходимости беспрерывно выполнять поставленную боевую задачу в течение 80 часов, что на порядок больше длительности полёта боевых самолетов с пилотами .

Рис. 1.3. БПЛА X-47B компании Northrop Grumman (США, 2013)

Х-47В UCAS-D Air Vehicle System in Focus

Altitude: ›40,000 ft

Speed: High Subsonic

Weapons Payload Provisions: 4,500 lbs

Max Unrefueled Range: ›2,100 NM

Max Unrefueled Endurance: ›6 hours

Sensor Provisions: EO/IR/SAR/ESN

Air Refueling Provisions: USN/USAF

CV Demo TOGW: 44,567 lbs

CV Launch OPWOD: -3.6 kts

CV Recovery WOD: 9.3 kts

Spot Factor (F/A-18C): 0.87

На рис. 1.4 показан ударный БПЛА MQ-9 Reaper, разработанный американской компанией General Atomics и стоящий на вооружении ВВС США и других стран с 2007 г. Как и многие другие БПЛА, аппарат имеет V-образное оперение, состоящее из двух наклонных поверхностей, выполняющих функции и горизонтального, и вертикального оперения. Синхронное отклонение управляющих поверхностей играет роль руля высоты и управляет тангажом, а асинхронное руля направления и управляет рысканьем. Для беспилотников V-образное оперение представляется более экономичным решением, чем классическое. MQ-9 Reaper оснащен турбовинтовым двигателем, позволяющим развивать скорость более 400 км/ч. Практический потолок составляет 13 км. Максимальная продолжительность полёта равна 24 ч.

Рис. 1.4. БПЛА MQ-9 Reaper во время боевого вылета в Афганистане, 2008 год.

БПЛА тактического назначения Viking 300 разработки американской компании L-3 Unmanned Systems представлен на рис. 1.5. Он построен полностью из композитных материалов. Оснащен двухтактным двухцилиндровым двигателем внутреннего сгорания мощностью 25 л.с. с толкающим винтом. Причем винт расположен между основным крылом и хвостовым оперением, а не позади него, как в предыдущем примере. Модульная конструкция позволяет легко собирать и разбирать аппарат. Длительность полета составляет 8-10 ч при крейсерской скорости 100 км/ч. Максимальная взлетная масса 144 кг, а масса полезной нагрузки 13,5 кг. Радиус действия составляет 50-75 км. Особенностью аппарата является возможность осуществлять полностью автономные взлет и посадку, которые могут выполняться не только на бетонной полосе, но и на плохо подготовленных поверхностях.

Рис. 1.5. Тактический БПЛА Viking 300 – разработка фирмы L-3 Unmanned Systems (США, 2009)

Еще один пример (рис. 1.6) – это любительская разработка летающей радиоуправляемой модели с дисковым крылом. Аппарат отличается хорошей маневренностью и способность сохранять стабильность полета на малых скоростях.

Рис. 1.6. Радиоуправляемая модель с дисковым крылом

В качестве движителей аппаратов самолетного типа обычно используются тянущие или толкающие винты, а также импеллеры (лопаточные машины, заключенные в цилиндрический кожух – англ.: impeller, ducted fan, shrouded propeller) или реактивные двигатели.

Для аппаратов самолетного типа обычно необходима взлетно-посадочная полоса (ВПП) (рис. 1.7 а). Для некоторых типов при взлете используют стартовые катапульты (рис. 1.7 б). Есть также самолетные БПЛА легкого класса, запускаемые "с руки" (рис. 1.7 в). При посадке может применяться ВПП, парашют (рис. 1.8) или специальные уловители (тросы, сетки, растяжки) (рис. 1.9).

Рис. 1.7. Различные типы старта БПЛА самолетного типа: а – запуск с ВПП; б – запуск с катапульты; в – запуск "с руки"

Рис. 1.8. Посадка БПЛА с помощью парашюта

Рис. 1.9. Посадка БПЛА с помощью тормозного троса (иллюстрация к патенту США № 7335067)

Взлеты и посадки традиционных БПЛА самолетного типа – процесс достаточно трудоемкий и затратный, требующий наличия специальных вспомогательных средств (ВПП, устройств запуска и посадки), поэтому разработчики новой техники все чаще обращаются к нетрадиционным схемам самолетных БПЛА, позволяющим создать безаэродромные БАС. Речь идет прежде всего о самолетах вертикального взлета и посадки (СВВП). На сегодняшний день существует много разновидностей аппаратов ВВП . Многие из них являются гибридами самолетов и вертолетов, поэтому рассмотрены в следующих подразделах (см. далее – "Винтокрылы", "Конвертопланы"). Те же СВВП, которым в большей степени присущи свойства самолета, чем вертолета, обычно имеют в качестве движителя реактивный двигатель, импеллер или небольшие по размеру пропеллеры. Их условно можно разделить по положению фюзеляжа при взлете и посадке на аппараты с вертикальным положением фюзеляжа (тэйлситтеры, от англ. – tailsitter) и аппараты с горизонтальным положением фюзеляжа.

Рис. 1.10. Тэйлситтер SkyTote – разработка компании AeroVironment (США, 2006). Основное назначение – быстрая доставка небольших грузов.

Тэйлситтер ы в стартовом положении обычно опираются хвостовой частью на грунт. Если в качестве движителя используются тянущие винты, то они располагаются в носовой части (как в примере, показанном на рис. 1.10). Посадка, как и взлет, у таких аппаратов обычно производится вертикально. Самое сложное для СВВП – это переход с вертикальной фазы полета на горизонтальную и обратно. У показанного на рис. 1.10 БПЛА SkyTote, например, для управления полетом в этих фазах используется даже специальный нейросетевой контроллер .

В последнее время в тэйлситтерах все чаще в качестве движителей используют импеллеры, особенно если движитель является толкающим и находится в хвостовой части аппарата, – это энергетически выгоднее обычного пропеллера . Примером может служить разработка группы исследователей южнокорейского института KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) (рис. 1.11). У представленного беспилотного тэйлситтера предусмотрена возможность взлета и посадки как вертикально, так и горизонтально (т.е. по-самолетному – на ВПП) .

Рис. 1.11. Тэйлситтер разработки KAIST (Южная Корея, 2012): а – взлет из вертикального положения; б – взлет с ВПП

Особой разновидностью тэйлситтеров можно считать т.н. колъцепланы (или колеоптеры) – летательные аппараты с крылом, имеющим при виде спереди правильную кольцевую форму. Внутренняя полость кольцевого крыла обдувается воздушной струёй, отбрасываемой двумя соосными винтами противоположного вращения, расположенными на входе в крыло. Хвостовое оперение в конце короткого фюзеляжа и управляющие элероны, установленные на двух профилированных пилонах, крепящих кольцевое крыло к фюзеляжу, находятся в зоне интенсивного обдува струёй от винтов, что повышает их эффективность. В 1959 во Франции фирмой SNECMA был построен экспериментальный пилотируемый кольцеплан с турбореактивным двигателем и проведены его испытания в вертикально подвешенном состоянии (рис. 1.12). При попытке перейти к горизонтальному полету произошло крушение и после этого проект был закрыт .

Рис. 1.12. Кольцеплаи С-450 фирмы SNECMA (Франция, 1959): а – проект аппарата; б – С-450 в режиме вертикального висения

Однако в наши дни кольцепланы получили новое развитие, но уже в виде беспилотных аппаратов. На рис. 1.13 показаны примеры многофункциональных БПЛА, выполненных по схеме кольцеплана. Кольцевое замкнутое крыло имеет свои преимущества (нет срыва потока по краям, допускаются очень большие углы атаки, большая маневренность, большая прочность и меньшая масса крыла, хорошее соотношение массы полезной нагрузки к общей массе аппарата).

Рис. 1.13. Беспилотные кольцепланы: а – FanTail фирмы ST Aerospace (Сингапур, 2006); б – Air 250 – разработка ООО "Группа Эйр" (Россия, 2010)

Приведенные в качестве примеров на рис. 1.13 БПЛА предназначены, в первую очередь для видеонаблюдения, причем они могут работать в сложных условиях – внутри строений, лесных массивов, горных ущелий и пещер: защищенность вентилятора корпусом-крылом делает эксплуатацию безопасной и устойчивой к контакту с препятствиями. Вертикальный взлет/посадка делают возможным применение БПЛА с ограниченных площадок и транспортных средств. Оба аппарата работают от двигателей внутреннего сгорания (в российском предусмотрен также вариант с электромотором и аккумулятором) и могут развивать горизонтальную скорость порядка 150 км/ч.

В последние годы появляются сообщения о возобновившихся и небезнадежных попытках создать самолет обычного (не вертикального) способа взлета/посадки с замкнутым крылом. Группа энтузиастов в Белоруссии в 2007 г. испытала самолет с таким крылом. Выяснено, что в поперечном сечении он должен иметь не кольцевую форму, а форму эллипса. Прототип оказался в воздухе очень стабильным, маневренным и экономичным, а длина его пробега по ВПП при взлете/посадке заметно короче, чем, например у биплана такого же размера. Можно ожидать, что вскоре появятся и беспилотные самолеты, реализующие описанную концепцию .

СВВП с горизонтальным положением фюзеляжа на взлете/ посадке исторически раньше были реализованы в военной пилотируемой авиации. Наиболее известные СВВП этого класса – это серийно производимые штурмовики: советский Як-38 разработки ОКБ им. Яковлева и американский AV-8B Harrier разработки фирмы McDonnell Douglas (рис. 1.14). Силовая установка Як-38 состоит из одного реактивного подъемно-маршевого двигателя и двух подъемных двигателей, а у AV-8B она состоит из одного мощного подъемно-маршевого двигателя. Управление вектором тяги при смене режима полета осуществляется с помощью поворотных реактивных сопел . Главное достоинство таких СВВП очевидно – возможность базирования на ограниченных по площади полосах, в частности, на палубах авианосцев. Кроме того, СВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полёта в боковом направлении. По отношению к другим вертикально взлетающим летательным аппаратам, например, вертолётам, СВВП обладают несравненно большими скоростями и в целом преимуществами, свойственными летательным аппаратам с неподвижным крылом. Недостатками таких самолетов являются сложность управления и энергетическая неэффективность.

Рис. 1.14. Серийные пилотируемые самолеты с вертикальным взлетом и посадкой: а – советские штурмовики Як-38 на борту тяжёлого авианесущего крейсера "Новороссийск" (Тихоокеанский флот, 1984); б – штурмовик AV-8B Harrier Корпуса морской пехоты США на взлете в аэропорту г. Фритаун (Сьерра-Леоне, 2003)

Беспилотные СВВП с горизонтальным положением фюзеляжа на взлете/посадке стали появляться только в последние 10 лет. Один из примеров – разработка американской компанией American Dynamics военного беспилотного СВВП BattleHog 100х (рис. 1.15).

Летные испытания БПЛА BattleHog 100х прошли в 2006 г. Аппарат мог находиться в воздухе непрерывно до 8 часов. Длина BattleHog 100х составляет 3,8 м, размах крыльев – 5,2 м, высота – 1,5 м, максимальный взлетный вес – 1450 кг, полезная нагрузка – 340 кг, потолок высоты – около 7 тыс. м, максимальная скорость – 500 км/ч, крейсерская – 330 км/ч. Расчет станции управления – от 1 до 3 чел. Дальность передачи данных по каналу прямой видимости – около 250 км. BattleHog 100х оснащен турбовентиляторным двигателем Rolls Royce Т63-А720. Аппарат может действовать как в режиме вертикального взлета и посадки, так и в режиме обычного самолетного взлета и посадки . Разработка BattleHog 100х была ориентирована на использование его в боях в городе или сильнопересеченной местности.

Рис. 1.15. Проект беспилотного СВВП BattleHog 100х фирмы American Dynamics (США, 2006)

Аппарат BattleHog 100х предположительно должен быть оснащен двумя ракетами HellFire, либо пусковыми установками НУРС и артиллерийской системой M134 . Бронирование кевларом призвано защитить подъемный вентилятор от пуль калибра 7,62 мм на дистанции до 50 м, а также от воздействия разрывов гранат в непосредственной близости от аппарата .

В ходе испытаний в лесу аппарат продемонстрировал возможность совершать полет ниже уровня верхушек деревьев, что позволяет обеспечить его крайне низкую заметность. Полет с огибанием рельефа местности, между деревьями или зданиями осуществляется с помощью модифицированного радара Raytheon. Управление летательным аппаратом осуществляется путем изменения скорости вращения и угла наклона подъемного вентилятора с высоким крутящим моментом (High Torque Aerial Lift, HTAL). Его применение, во-первых, позволило резко уменьшить габариты роторов, "спрятав" их внутрь фюзеляжа, что одновременно позволило снизить их уязвимость от огня противника. С другой стороны, система HTAL позволила обеспечить BattleHog 100х не только высокую грузоподъемность, но и возможность вертикального взлета и посадки, зависания и полета с предельно малыми скоростями, а также, по заверению разработчиков, уникальную маневренность аппарата без использования аэродинамических управляющих поверхностей – рулей поворота и элеронов (что также снижает уязвимость) или сложных систем управления вектором тяги, используемых в современных военных СВВП.

Другим примером беспилотного СВВП с горизонтальным расположением фюзеляжа является аппарат Excalibur американской фирмы Aurora Flight Sciences (рис. 1.16). Он имеет разворачиваемый подъемно-маршевый газотурбинный двигатель, а для управления положением используются электрические импеллеры, расположенные в крыльях и носовой части. Данный БПЛА также предназначен для применения в качестве штурмовика и рассчитан на подвеску различного ракетного и стрелкового вооружения .

И еще один пример БПЛА этого же подкласса – аппарат V-STAR компании Frontline Aerospace (США). Он имеет несколько модификаций, некоторые из которых показаны на рис. 1.17.

V-STAR проектировался как боевая машина универсального применения: для разведки, слежения, целеуказания и поиска; для ударов по наземным объектам с помощью устанавливаемого на борту оружия; для доставки на поле боя и за линию фронта оружия, боеприпасов, продовольствия, медикаментов и т.д.; для эвакуации раненых и др. За свои эксплуатационные характеристики БПЛА V-STAR получил неофициальное название "Humvee of the air" ("воздушный хаммер" – по аналогии с известным американским вездеходом). Основные особенности этого аппарата :

Рис. 1.16. БПЛА Excalibur – разработка американской фирмы Aurora Flight Sciences (США, 2009)

– 2 компактных газотурбинных двигателя Rolls-Royce 250. Передача движения осуществляется как на подъемный вентилятор, расположенный в центре фюзеляжа, так и на маршевый толкающий вентилятор в хвостовой части. При выходе из строя одного двигателя аппарат может продолжить полет и совершить посадку на оставшемся. В штатном режиме оба двигателя работают одновременно лишь на взлёте, когда нужно оторвать аппарат от земли. При горизонтальном полёте маршевый вентилятор приводит во вращение лишь один двигатель, а второй в это время не работает, экономя топливо;

– особая технология энергосбережения делает аппарат эффективным при перевозке грузов и пригодным для длительных полетов на дальние расстояния: V-STAR рассчитан на перевозку грузов до 180 кг при максимальном взлетном весе 1,06 т. Наибольшая скорость 533 км/ч. Дальность полёта 1316 км с полной нагрузкой, при уменьшении массы груза до 15 кг дальность увеличивается до 5570 км. Длительность полета (при нагрузке 50 кг) составляет порядка 20 ч;

Рис. 1.17. БПЛА V-STAR компании Frontline Aerospace (США, 2009): а – базовая модель; б – модификация с увеличенной продолжительностью и дальностью полета; в – V-STAR в полете; г – компоновка БПЛА

– груз в машине располагается в центре тяжести агрегата (внутри цилиндрического отсека, вокруг которого вращаются лопасти подъёмного вентилятора), поэтому загрузка/разгрузка не нарушает центровки аппарата;

– особая конструкция крыльев. Основные крылья – ромбовидная "этажерка", которая обеспечивает устойчивый горизонтальный полет, и в то же время не ограничивает скороподъемность. На законцовках могут раскладываться дополнительные короткие крылья для увеличения грузоподъемности на малой скорости;

– вертикальные взлет/посадка или обычные самолетные взлет/посадка с укороченным пробегом по полосе. В полете – способность быстро переключаться от медленного барражирования к мгновенному броску в сторону цели;

– БПЛА V-STAR имеет очень высокий показатель транспортной результативности, который вычисляется как произведение скорости, дальности полёта и полезной нагрузки, деленное на полный взлётный вес. По этому показателю аппарат опережает многие БПЛА самолетного и вертолетного типов.

В заключение темы аппаратов самолетного типа с вертикальным взлетом и посадкой необходимо упомянуть о существовании еще одного особого вида БПЛА – аппаратах с жестким зонтообразным крылом, основанных на эффекте Коанды. Хотя эти аппараты мало похожи на самолеты, по принципу полета они все же больше всего соответсвуют этой классификационной группе.

Эффект Коанды – физическое явление, названное так, потому что в 1932 году румынский учёный Анри Коанда обнаружил, что поток жидкости или газа стремится отклониться по направлению к стенке тела с криволинейной поверхностью и при определенных условиях прилипает к ней, вместо того, чтобы продолжать движение в начальном направлении. Действие эффекта Коанды проявляется тогда, когда подача слоя воздуха на поверхность производится через узкую щель. Этот тонкий скоростной слой захватывает окружающий воздух. В итоге создается т.н. настилающая струя – полуограниченная струя, которая всегда развивается только вдоль поверхности ограждения. Дальность распространения настилающей струи увеличивается приблизительно в 1,2 раза по сравнению со стеснённой струей (т.е. струей, ограниченной со всех сторон, как в трубе). Таким образом, струя, которая настилается на поверхность, имеет большую дальнобойность при остальных одинаковых условиях, чем струя ненастилающая .

Летательный аппарат на эффекте Коанды устроен довольно просто: над зонтообразной поверхностью установлен вентилятор или реактивный двигатель, создающий поток воздуха, выходящий через узкую щель и настилающий криволинейную поверхность. Результаты моделирования скорости потока показаны на рис. 1.18.

Рис. 1.18. Результаты моделирования скорости воздушного потока вдоль зонтообразной поверхности (по материалам исследований Jean-Louis Naudin, 2006)

В последние годы ряд исследователей и фирм провели достаточно удачные эксперименты по реализации эффекта Коанды применительно к построению БПЛА. Так, в Великобритании фирмой AESIR испытан экспериментальный аппарат Embler, демонстрирующий возможности использования эффекта. Аппарат выполнен из углепластикового корпуса. Привод вентилятора – электромотор. Аппарат может находиться в воздухе до 10 мин. Управление направлением движения в этом БПЛА осуществляются с помощью управляемых заслонок в выходной щели вентиляторного канала (управление рысканьем), а также с помощью четырех закрылков у кромки зонтообразной поверхности (управление креном и тангажом).

Рис. 1.19. БПЛА Embler компании AESIR, принцип полета которого основан на эффекте Коанды (Великобритания, 2009)

Компания AESIR объявила также о своих планах построения целой линейки аппаратов на эффекте Коанды . Они отличаются своими размерами и грузоподъемностью. Самый крупный из них, названный Hoder, показан на рис. 1.20. Этот БПЛА имеет 2 вентиляторных движителя, приводимых в движение от двигателей внутреннего сгорания. Угол расположения лопаток вентиляторов сделан регулируемым. В отличие от прототипа, показанного на рис. 1.19, у БПЛА Hoder обтекаемые поверхности сделаны вообще без всяких аэродинамических элементов управления. А управление движением осуществляется путем изменения соотношения параметров вращения и углов лопаток вентиляторов. Собственная масса аппарата 1500 кг, масса полезной нагрузки 500 кг. БПЛА предназначен для выполнения локальных транспортных миссий продолжительностью до 8 ч. Такой аппарат имеет преимущество при использовании по сравнению с обычными вертолетами в городских условиях, лесистой и горной местности, где велика вероятность повреждения несущего винта вертолета. У предлагаемого аппарата небольшие столкновения с препятствиями не могут нарушить его работу.

Рис. 1.20. Перспективный БПЛА Hoder компании AESIR (Великобритания, 2009): а – общий вид аппарата; б – выставочный образец

Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторов

Робот-вертолет БПЛА Российская компания KVAND разработала малогабаритный беспилотный робот-вертолет. Он может применяться для исследования местности, проводить слежение за газо– и нефтепроводами, вести поисковые работы. Он способен развивать свою скорость до 150 км/ч

Из книги Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние автора Фетисов Владимир Станиславович

1.2.2.2. БПЛА с гибким крылом Это дешевые и экономичные летательные аппараты аэродинамического типа, в которых в качестве несущего крыла используется не жесткая, а гибкая (мягкая) конструкция, выполненная из ткани, эластичного полимерного материала или упругого

Из книги автора

1.2.2.3. БПЛА вертолетного типа Этот тип аппаратов известен также как БПЛА с вращающимся крылом (англ.: rotary-wing UAV, rotorcraft UAV, helicopter UAV). Часто их называют также VTOL UAV (Vertical Take-off and Landing UAV) – БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой. Последнее не совсем корректно, так как в общем случае

Из книги автора

1.2.2.4. БПЛА с машущим крылом БПЛА с машущим крылом (flapping-wing UAV) основаны на бионическом принципе – копировании движений, создаваемых в полете летающими живыми объектами – птицами и насекомыми.Хотя в этом классе БПЛА пока нет серийно выпускаемых аппаратов и практического

Из книги автора

1.2.2.5. БПЛА аэростатического типа БПЛА аэростатического типа (blimps) – это особый класс БПЛА, в котором подъемная сила создается преимущественно за счет архимедовой силы, действующей на баллон, заполненный легким газом (как правило, гелием). Этот класс представлен, в

Из книги автора

1.2.3. Классификация БПЛА по летным параметрам

Из книги автора

1.2.4. Классификация БПЛА по назначению Во многих классификациях по назначению БПЛА разделяют на военные и гражданские. Однако, видимо, более логичным является подразделение , в котором БПЛА подразделяются вначале по укрупненным сферам использования, а именно – для

Из книги автора

2.3. Крупнейшие фирмы-производители БПЛА 2.3.1. Крупнейшие производители БПЛА самолетного типа Основные фирмы-производители БПЛА самолетного типа могут быть поделены на 2 категории :1. Крупные производители авиационной техники, для которых БПЛА не являются основной

Из книги автора

2.3.1. Крупнейшие производители БПЛА самолетного типа Основные фирмы-производители БПЛА самолетного типа могут быть поделены на 2 категории :1. Крупные производители авиационной техники, для которых БПЛА не являются основной продукцией:– Aerospatiale Matra, Франция– Alliant Techsystems,

Из книги автора

2.3.2. Крупнейшие производители БПЛА вертолетного типа Число фирм-производителей и программ развития БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой постоянно растет. В настоящее время существует более 35 компаний в 14 странах мира, связанных с производством и/или разработкой более

Из книги автора

2.3.3. Крупнейшие производители БПЛА аэростатического типа Аппараты LTA развиваются довольно медленно. БПЛА данного типа потенциально могут использоваться в военных целях, а также для гражданских применений. Ограниченное количество таких БПЛА уже используется для

2.4.4.2. Южнокорейские производители БПЛА Korea Aerospace Industries Ltd. В 1999 г. под эгидой правительства Республики Корея была организована компания KAI, концентрирующая разработки и производство военной авиационной техники. В нее вошли аэрокосмические подразделения известнейших

Из книги автора

3.3. Перспективные российские БПЛА (по материалам )На российском рынке достаточно широко представлены БПЛА малого радиуса действия, предназначенные для полетов на небольших высотах. Разработкой подобных аппаратов занимается несколько компаний, они используются

10 - Fire Scout/Sea Scout от корпорации Northrop Grumman

Беспилотный летательный аппарат RQ-8A Fire Scout, построенный на базе лёгкого пилотируемого вертолёта Schweizer Model 330SP, способен проводить разведку и следить за целью, неподвижно оставаясь в воздухе на протяжении более чем 4 часов на расстоянии почти 200 километров от места запуска. Взлёт-посадка производится вертикально, а контроль над аппаратом осуществляется через навигационную систему GPS, что позволяет Fire Scout работать в автономном режиме и управляться через наземную станцию, которая может контролировать 3 БПЛА одновременно. Улучшенная версия, Sea Scout, способна нести высокоточные ракеты класса «земля-воздух». Для армии Соединённых Штатов разработана ещё более усовершенствованная модель, MQ-8, полностью соответствующая критериям боевой автоматизированной системы следующего поколения. США планирует закупить до 192 таких аппаратов для армии и флота.

9 - RQ-2B Pioneer

Проверенный временем аппарат RQ-2B Pioneer (производства совместного, американо-израильского предприятия Pioneer UAV) состоит на вооружении морской пехоты, военно-морского флота и армии Соединённых Штатов с 1986 года. Pioneer способен днём и ночью на протяжении 5 часов проводить разведку и наблюдение, захватывать цель на автоматическое сопровождение, обеспечивать поддержку корабельного огня и производить оценку разрушений в ходе всей военной операции. Аппарат может взлетать как с корабля (с помощью ракеты или катапульты), так и с наземной взлётно-посадочной полосы. В обоих случаях посадка производиться с помощью специального тормозного механизма. Длина его составляет 4 с лишним метра, размах крыла - 5 м. Высотный потолок достигает отметки 4,5 км. Взлётный вес аппарата составляет 205 кг. К тому же, Pioneer может нести 34-килограмовую полезную нагрузку либо из оптических и инфракрасных сенсоров, либо оборудования для обнаружения мин и химического оружия.

8 - Scan Eagle от Боинга

18-килограмовый Scan Eagle, cпроектированный на базе БПЛА Insight от компании Insitu, может патрулировать обозначенную область более 15 часов на скорости чуть ниже 100 км/ч на высоте около 5 км. Аппарат с полезной нагрузкой до 5,9 кг может быть запущен с любой местности, в том числе и с кораблей. Как заявляет корпус морской пехоты США, Scan Eagle, размах крыла которого составляет 3 м, невидим для вражеских радаров и едва слышен на расстоянии более чем 15 метров. Контроль над аппаратом осуществляется через GPS, а максимальная скорость достигает 130 км/ч. Вмонтированная в носовую часть универсальная турель в карданном подвесе оснащается либо оптической камерой с запоминающим устройством, либо инфракрасным сенсором.

7 - Global Hawk от Northrop Grumman

Самый большой в мире беспилотный летательный аппарат RQ-4 Global Hawk стал первым БПЛА, сертифицированным Федеральным авиационным агентством США, что позволяет Global Hawk летать по составленным специально для него планам полётов и использовать гражданские воздушные коридоры в Соединённых Штатах без предварительного уведомления. Вероятно, благодаря этой разработке развитие беспилотной гражданской авиации значительно ускорится. RQ-4 с успехом долетел из США в Австралию, выполнив по пути разведывательное задание, и вернулся обратно через Тихий океан. Как видно, дистанция полёта данного БПЛА впечатляет. Цена одного Global Hawk, включая затраты на освоение, составляет 123 млн долларов. Аппарат способен взбираться на высоту 20 км и оттуда проводить разведку и наблюдение, почти в реальном времени обеспечивая командование высококачественными снимками.

6 - MQ-9 Reaper от General Atomics

Специально для ВВС США был разработан беспилотный летательный аппарат класса MQ, где “M” означает многофункциональность, а “Q” - автономность. Reaper был спроектирован на основе ранней и крайне успешной разработки, Predator, компании General Atomics. Кстати, сначала Reaper был назван “Predator B”. ВВС США используют этот аппарат в Афганистане и Ираке преимущественно для поисково-ударных действий. MQ-9 Reaper способен нести ракеты AGM-114 Hellfire и бомбы лазерного наведения. Максимальный взлётный вес аппарата составляет 5 т. На высоте до 15 км скорость достигает 370 км/ч. Максимальная дальность полёта - 6000 км. В качестве полезной нагрузки 1,7 т может быть современный комплекс видео и инфракрасных сенсоров, радиометр (совмещённый с РЛС с синтезированной аппаратурой), лазерный дальномер и целеуказатель. MQ-9 может быть разобран и загружен в контейнер для доставки на любую авиабазу США. Каждая система Reaper, в которую входит 4 аппарата, оснащённых сенсорами, стоит 53,5 млн долларов.

5 - AeroVironment Raven и Raven B

RQ-11A Raven, разработанный в 2002-2003 гг, является главным образом полуразмерной версией AeroVironment Pointer 1999 года, но благодаря более совершенному техническому оснащению аппарат теперь несёт на борту управляющее оборудование, полезную нагрузку и такой же модуль системы навигации GPS. Сделанный из кевлара каждый 1,8-килограмовый Raven стоит порядка 25000-35000 долларов. Рабочая дистанция RQ-11A составляет 9,5 км. Аппарат может оставаться в воздухе на протяжении 80 минут после взлёта на крейсерской скорости 45-95 км/ч. Версия Raven B весит немногим больше, но имеет более высокие ТТХ, более совершенные сенсоры и способен нести лазерный целеуказатель. Однако Raven и Raven B часто при посадке разбиваются на части, но после ремонта они снова готовы к «бою».

4 - Bombardier CL-327

Если посмотреть на Bombardier CL-327 VTOL, то становится ясно, почему его часто зовут «летающим орехом», однако, несмотря на столь смешное прозвище, CL-327 является крайне функциональным БПЛА. Он оснащён турбовальным двигателем WTS-125, мощность по валу которого - 100 л.с. CL-327, максимальный вес которого при взлёте составляет 350 кг, может проводить обследование местности, патрулировать границы, а также применяться как ретранслятор и принимать участие в военно-разведовательных миссиях и операция по борьбе с наркотиками. Аппарат может неподвижно оставаться в воздухе почти 5 часов на расстоянии более 100 км от места запуска. Полезная нагрузка составляет 100 кг, а высотный потолок - 5,5 км. На борту могут находиться различные сенсоры и системы передачи данных. Управление аппаратом осуществляется с помощью GPS или инерционной системой навигации.

3 - Yamaha RMAX

Минивертолёт Yamaha RMAX, чуть ли не самый распространённый гражданский БПЛА (около 2000 единиц), способен выполнить самые различные задачи, начиная от орошения полей и заканчивая исследовательскими миссиями. Аппарат оснащается двухтактным поршневым двигателем Yamaha, но потолок высоты программно ограничен и достигает всего 140-150 м. В качестве полезной нагрузки RMAX может нести как обычные, так и видеодиакамеры для проведения исследований, однако действительно большую популярность он заработал среди фермеров за эффективное распыление веществ для борьбы с вредителями на рисовых и других плантациях в Японии. Кроме того, RMAX отлично проявил себя в апреле 2000 года, позволив близко рассмотреть процесс извержения горы Усу на о. Хоккайдо. Эта операция стала также первым опытом автономного удалённого контроля за вертолётом вне зоны видимости.

2 - Desert Hawk от Lockheed Martin

Desert Hawk, первоначально разрабатывавшийся в соответствии с требованиями ВВС США для защиты и контроля за воздушными объектами, поступил в производство в 2002 году. Сделан аппарат из надёжного материала, пенополипропилена. Толкающий пропеллер приводится в действие электромотором. Запуск Desert Hawk производится двумя людьми с помощью амортизирующего 100-метрового троса, который присоединяется к аппарату и затем просто отпускается. Нормальная высота для данного БПЛА составляет 150 м, но, между тем, максимальный потолок достигает 300 м. Осуществляя контроль за летательным аппаратом через систему GPS и запрограммированные точки маршрута, военные активно используют Desert Hawk в Ираке для патрулирования заданных областей. Маршрут может быть скорректирован прямо во время полёта посредством наземной станции управления, которая может контролировать 6 БПЛА одновременно. Крейсерская скорость Desert Hawk составляет 90 км/ч, а рабочий диапазон - 11 км.

1 - MQ-1 Predator от General Atomics

Средневысотный БПЛА с большой продолжительностью полёта для изоляции района боевых действий, обладает способностью проведения боевой разведки. Крейсерская скорость Predator составляет приблизительно 135 км/ч. Дистанция полёта достигает более чем 720 км, а высотный потолок - 7,6 км. MQ-1 может нести две лазерных ракеты AGM-114 Hellfire. В Афганистане он стал первым в истории БПЛА, уничтожившим военные силы противника. Система Predator в полном комплекте включает в себя 4 летательных аппарата, оснащённых сенсорами, наземную станцию управления, первичную спутниковую линию передачи данных и около 55 человек персонала для круглосуточного обслуживания. 115-сильный поршневой двигатель Rotax 914F позволяет разогнаться до 220 км/ч. MQ-1 может взлетать с жёстких взлётно-посадочных полос размерами от 1500х20 м. При этом для взлёта необходимо, чтобы аппарат находился в зоне видимости, хотя спутниковое управление обеспечивает загоризонтную связь.

Каждый человек находится в центре каких-нибудь событий. Изменения в политике, экономики и других сферах государства влияют на его благополучие, также на всех остальных. Вашему вниманию www.griffon.media/news представлены свежие новости мира. Заходите и читайте. Будьте в курсе всех событий.