Беспилотный летательный аппарат
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 декабря 2013;
проверки требуют 37 правок.
Содержание
Классификация
- беспилотные неуправляемые;
- беспилотные автоматические;
- беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА).
- «микро» (условное название) — массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра;
- «мини» — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3—5 километров;
- средние («миди») — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров;
- тяжёлые — с высотами полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.
Конструкция
В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры формата PC/104, MicroPC под управлением операционных систем реального времени (QNX, VME, VxWorks, XOberon). Программное обеспечение пишется обычно на языках высокого уровня, таких как Си, Си++, Модула-2, Оберон SA или Ада95.
Для передачи на пункт управления видеоданных, полученных с бортовых сенсоров, в составе БПЛА имеется радиопередатчик, обеспечивающий радиосвязь с приемным оборудованием. В зависимости от формата изображений и степени их сжатия пропускная способность цифровых радиолиний передачи данных может составлять единицы-сотни Мбит/с. [2][3] Кроме того, в состав бортовых радиосредств БПЛА должны входить приемник команд управления, а также передатчик служебной (телеметрической информации).[2][3]
История
В 1899 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.В 1910 году, вдохновлённый успехами братьев Райт, молодой американский военный инженер из Огайо Чарльз Кеттеринг предложил использовать летательные аппараты без человека. По его замыслу управляемое часовым механизмом устройство в заданном месте должно было сбрасывать крылья и падать, как бомба, на врага. Получив финансирование армии США, он построил и с переменным успехом испытал несколько устройств, получивших названия The Kattering Aerial Torpedo, Kettering Bug, но в боевых действиях они так и не применялись. В Германии разрабатывается проект радиоуправляемого беспилотного бомбардировщика Fledermaus.
В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА многократного использования Queen Bee. Были использованы три отреставрированных биплана Fairy Queen, дистанционно управляемые с судна по радио. Два из них потерпели аварию, а третий совершил успешный полёт, сделав Великобританию первой страной, извлёкшей пользу из БПЛА. Эта радиоуправляемая беспилотная мишень под названием DH82A Tiger Moth использовалась на королевском Военно-морском флоте с 1934 по 1943 г. Армия и ВМФ США с 1940 года использовали ДПЛА Radioplane OQ-2 в качестве самолёта-мишени.
В течение Второй мировой войны немецкие учёные вели разработки нескольких радиоуправляемых типов оружия, включая управляемые бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X (англ. Fritz X), ракету Enzian (англ. Enzian) и радиоуправляемый самолёт, наполненный взрывчатым веществом. Несмотря на незавершённость проектов, Fritz X и Hs 293 с успехом использовались на Средиземном море против бронированных военных кораблей. Массовым оружием была первая «крылатая ракета» Фау-1 с реактивным пульсирующим двигателем, которая могла запускаться как с земли, так и с воздуха. В нацистской Германии в 1942 году было запущено производство ракет Фау-2, имеющих систему управления, удерживающую ракету на заданных при старте курсе и высоте в течение всего полета. Были разработаны и применялись управляемые планирующие авиабомбы.
В СССР в 1930—1940 гг. авиаконструктором Никитиным разрабатывался торпедоносец-планер специального назначения (ПСН-1 и ПСН-2) типа «летающее крыло» в двух вариантах: пилотируемый тренировочно-пристрелочный и беспилотный с полной автоматикой. К началу 1940 г. был представлен проект беспилотной летающей торпеды с дальностью полёта от 100 км и выше (при скорости полёта 700 км/ч). Однако этим разработкам не было суждено воплотиться в реальные конструкции. В 1941 году были удачные применения тяжёлых бомбардировщиков ТБ-3 в качестве БПЛА для уничтожения мостов.
В США запустили в массовое производство БПЛА-мишень Radioplane OQ-2 для тренировки лётчиков и зенитчиков. Также, в 1944 году был применён впервые в мире классический ударный БПЛА — Interstate TDR. Помимо этого, военными США был создан целый ряд управляемых авиабомб, включая наиболее совершенное технические оружие, примененное в годы войны — самонаводящуюся планирующую бомбу ASM-N-2 Bat, первое в мире оружие схемы «выстрелил-и-забыл», не требующее вмешательства оператора. После войны разработки беспилотных летательных аппаратов в США временно сместились в сторону создания управляемых ракет и авиабомб, лишь в 60-х вернувшись к идее не-ударных БПЛА.
После Второй мировой войны
В СССР 23 сентября 1957 года КБ Туполева получило госзаказ на разработку мобильной ядерной сверхзвуковой крылатой ракеты среднего радиуса действия. Первый взлёт модели Ту-121 был осуществлён 25 августа 1960 года, но программа была закрыта в пользу баллистических ракет КБ Королёва. Созданная же конструкция нашла применение в качестве мишени, а также при создании беспилотных самолётов разведчиков Ту-123 «Ястреб», Ту-143 «Рейс» и Ту-141 «Стриж», стоявших на вооружении ВВС СССР с 1964 по 1979 год. Ту-143 «Рейс» на протяжении 70-х годов поставлялся в африканские и ближневосточные страны, в том числе и в Ирак. Ту-141 «Стриж» состоит на вооружении ВВС Украины и поныне. Комплексы «Рейс» с БРЛА Ту-143 эксплуатируются до настоящего времени, поставлялись в Чехословакию (1984), Румынию, Ирак и Сирию (1982), использовались в боевых действиях во время Ливанской войны. В Чехословакии в 1984 г. были сформированы две эскадрильи, одна из которых в настоящее время находится в Чехии, другая — в Словакии.[4]СССР ещё в 70-е — 80-е годы был лидером по производству БПЛА — только Ту-143 было выпущено около 950 штук.
В начале 1960-х годов дистанционно-пилотируемые летательные аппараты использовались США для слежения за размещениями ракет на Кубе и в Советском Союзе — после того, как были сбиты RB-47 и два U-2, для выполнения разведывательных работ была начата разработка высотного беспилотного разведчика Red Wadon (модель 136). БПЛА имел высоко расположенные крылья и малую радиолокационную и инфракрасную заметность.
Во время войны во Вьетнаме, с ростом потерь американской авиации от ракет вьетнамских ЗРК, возросло использование БПЛА. В основном они использовались для ведения фоторазведки, иногда для целей РЭБ. В частности, для ведения радиотехнической разведки применялись БПЛА 147E. Несмотря на то, что, в конечном счёте, беспилотник был сбит, он передавал на наземный пункт характеристики советского ЗРК С-75 в течение всего своего полёта, и ценность этой информации была соизмерима с полной стоимостью программы разработки беспилотного летательного аппарата. Она также позволила сохранить жизнь многим американским лётчикам, а также самолёты в течение последующих 15 лет, вплоть до 1973 г. В ходе войны американские БПЛА совершили почти 3500 полётов, причём потери составили около четырёх процентов. Аппараты применялись для ведения фоторазведки, ретрансляции сигнала, разведки радиоэлектронных средств, РЭБ и в качестве ложных целей для усложнения воздушной обстановки. Но полная программа БПЛА была окутана тайной настолько, что её успех, который должен был стимулировать развитие БПЛА после конца военных действий, в значительной степени остался незамеченным.
Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и автономные БПЛА использовались обеими сторонами в течение войны в Персидском заливе 1991 года (операция «Буря в пустыне»), прежде всего как платформы наблюдения и разведки. США, Великобритания, и Франция развернули и эффективно использовали системы типа Pioneer, Pointer, Exdrone, Midge, Alpilles Mart, CL-89. Ирак использовал Al Yamamah, Makareb-1000, Sahreb-1 и Sahreb-2. Во время этой операции БПЛА тактической разведки коалиции совершили более 530 вылетов, налёт составил около 1700 часов. При этом 28 аппаратов были повреждены, включая 12, которые были сбиты. Из 40 БПЛА Pioneer, используемых США, 60 % были повреждены, но 75 % оказались ремонтопригодными. Из всех потерянных БПЛА только 2 относились к боевым потерям. Низкий коэффициент потерь обусловлен, вероятнее всего, небольшими размерами БПЛА, в силу чего иракская армия сочла, что они не представляют большой угрозы.
БПЛА также использовались и в операциях по поддержанию мира силами ООН в бывшей Югославии. В 1992 году Организация Объединённых Наций санкционировала использование военно-воздушных сил НАТО, чтобы обеспечить прикрытие Боснии с воздуха, поддерживать наземные войска, размещённые по всей стране. Для выполнения этой задачи требовалось ведение круглосуточной разведки.
БПЛА в российской армии
Сформирован первый отряд БПЛА Форпост на Тихоокеанском флоте, 2014.[5]В результате военного конфликта между Россией и Грузией в августе 2008 года стало очевидно, по мнению обозревателей[6], что вооружение российской армии во многом устарело и ей не хватает современных разведывательных беспилотников.
В 2009 году Россия заключила с израильской компанией Israel Aerospace Industries (IAI) контракт на покупку беспилотных летательных аппаратов.[7]
В дальнейшем Минобороны РФ потратило на разработку своих БПЛА 5 млрд рублей[7]. По заявлению замминистра обороны РФ, генерал-полковника Владимира Поповкина, эти вложения не принесли искомого результата. 7 апреля 2010 года генерал Поповкин сообщил прессе:[7]
 |
В прошлом году мы провели испытания всех представленных российской промышленностью беспилотных летательных аппаратов. Ни один из них не выдержал программу испытаний. |  |
В 2010 году российская компания «Оборонпром», входящая в состав госкорпорации «Ростехнологии», подписала с израильской компанией IAI контракт, согласно которому в России будет создано совместное предприятие по сборке беспилотных летательных аппаратов. Стоимость сделки составляет 400 млн долларов; контракт предполагает поставку израильской стороной комплектующих для сборки беспилотников и сервисное обслуживание. Сборочное производство планируется развернуть в Татарстане начиная с 2011 года.[6][8]. Также стало известно, что с февраля 2012 года производство беспилотных самолетов по израильской лицензии будет начато на «Уральском заводе гражданской авиации» (УЗГА)[9].
В конце 2011 года сообщалось, что созданием беспилотников для военного ведомства будут заниматься компания «Транзас» (Санкт-Петербург) и ОКБ «Сокол» (Казань) — именно эти две компании выиграли тендер на проведение опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ (НИОКР) по созданию БПЛА для российской армии. У компании «Транзас», которая специализируется на выпуске авиационных систем, уже есть опыт создания беспилотных аппаратов. Именно они создали разведывательно-ударный БПЛА «Дозор-600», по своим характеристикам не уступающий американскому MQ-1 Predator. Теперь по заказу Минобороны «Транзас» создаст беспилотный летающий аппарат массой около тонны. На создание БПЛА компании будет выделено 2 млрд рублей. А беспилотник весом около 5 тонн, который будет разработан в ОКБ «Сокол» обойдется Минобороны дешевле — в 1 млрд рублей. Компания «Транзас» заключила с ОКБ «Сокол» соглашение о стратегическом партнерстве, в рамках которого оба предприятия будут вести совместную разработку двух типов БПЛА. «Транзас» будет разрабатывать системы управления БПЛА, а ОКБ «Сокол» создаст сами аппараты и наземные компоненты к ним. Работы возглавит бывший генеральный конструктор ОКБ им. Яковлева Николай Долженков. В рамках контракта на НИОКР перед двумя предприятиями стоит задача разработать и создать летательный аппарат, полностью готовый к серийному производству. Контракт на проведение научно-исследовательских работ подразумевает создание прототипа беспилотника, который будет запущен в серийное производство только после ряда испытаний.[10]
Кроме того, в 2007 году ОКБ «МиГ» и «Климов» представили ударный беспилотник «Скат», создаваемый с применением технологии малозаметности. В настоящее время этот проект закрыт, однако его наработки будут использоваться в других проектах перспективных БПЛА.[11]
14 февраля 2012 сообщалось, что в Российской Федерации пройдут испытания первого ударного беспилотного летательного аппарата российской разработки. Начальник Генштаба Вооружённых сил России Н. Макаров заявил:
|
«Мы начнем испытывать беспилотник среднего класса в ударном варианте в конце этого года». | |
История БПЛА в армии СССР
- Ту-141 Годы производства 1979 — 1989. Из БПЛА этой модели была сформирована 321-я отдельная эскадрилья беспилотных самолетов-разведчиков (пос. Рауховка Березовского р-на Одесской обл.).
- Ту-123 «Ястреб» — сверхзвуковой дальний беспилотный разведчик.
- Ла-17Р Его разработка началась в 1959 году.
- Также, параллельно с ракетной техникой, эффективно разрабатывались различные самолёты-снаряды, часть имеют много общего с БПЛА[13][14].
Перспективы
Поступление в Вооруженные силы РФ первых разведкомплексов с БПЛА малой дальности отечественного производства «Орлан-10» планируется на 2013 год. На Государственные испытания были представлены три образца БПЛА отечественного производства, однако лишь «Орлан-10» успешно их прошёл. Комплекс может быть принят на вооружение российской армии до конца 2012 года. Подготовка необходимой для этого документации практически завершена. ВС РФ необходимо около 50 комплексов с БПЛА малой дальности. Отработав на ряде масштабных учений, включая «Кавказ-2012», «Орлан-10» получил высокую оценку руководства Сухопутных войск и ВДВ.[15]Первые испытания ударного беспилотника российского производства запланировано на 2014 год. Ранее глава генштаба Николай Макаров говорил о начале испытаний комплекса в конце 2012 года, однако в компании, работающей над беспилотником по госконтракту, заверили, что на 2012 год проведение испытаний не планировалось. В 2014 году должен быть готов опытный образец ударного беспилотного летательного аппарата и начаты государственные испытания.[16]
В июле 2012 года компания «Сухой» выбрана разработчиком проекта тяжёлого ударного БПЛА взлётной массой, скорее всего, от 10 до 20 тонн. Возможные технические характеристики будущего аппарата пока не раскрываются.[17] В конце октября стало известно, что российские компании «Сухой» и «МиГ» подписали соглашение о сотрудничестве в разработке беспилотных летательных аппаратов — «МиГ» примет участие в проекте, тендер по которому ранее выиграл «Сухой».[18]
18 декабря 2012 года стало известно, что в Тульской дивизии ВДВ завершились войсковые испытания малогабаритного разведкомплекса «Искатель» с беспилотными летательными аппаратами Т-4 российского производства, которые проводились по поручению командующего ВДВ генерал-полковника Владимира Шаманова.
В ходе испытаний десантники высказали разработчикам целый ряд замечаний, которые будут учтены в работе по дальнейшей модернизации комплекса в соответствии с требованиями боевого применения ВДВ.
В частности, общий вес комплекса должен быть уменьшен с 9–10 кг как минимум до 6–7 кг. Тогда его можно будет считать реально носимым.
По результатам испытаний, радиус действия комплекса, то есть расстояние, с которого «Искатель» способен передавать четкое видеоизображение зоны разведки, составляет 8–10 км, что соответствует дальности огня артиллерии подразделений ВДВ. Время полета, которое сегодня составляет около 40 минут, по оценке командования Тульской дивизии, необходимо увеличить как минимум в полтора раза.
Еще одним требованием десантников к комплексу стала необходимость его оснащения аппаратурой отечественной глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС (в настоящее время комплекс оснащен системой GPS-навигации).
В ближайшее время малогабаритный разведкомплекс «Искатель» будет продемонстрирован Шаманову, который даст окончательные указания по доработке комплекса в соответствии с задачами ВДВ.
Комплекс «Искатель» состоит из базовой станции, которая размещается в рюкзаке, планшетного компьютера (на него транслируется изображение с камер беспилотников, он же служит консолью управления беспилотным летательным аппаратом) и двух аппаратов Т-4 весом 1,3 кг каждый.
Беспилотники запускаются «с руки», продолжительность полета аппарата – 40 минут. Оптимальную картинку местности аппарат передает с высоты 200 метров, но способен подняться на высоту до 4 тыс. метров, то есть работать в условиях горной местности. Беспилотник оснащен электрическим двигателем, размах крыла аппарата – 0,6 м.[19]
В перспективе, или возможно даже в рамках ГПВ-2020, создание БПЛА ДРЛО с большой продолжительностью и высотой полета, позволяющих постоянно держать под наблюдением рубеж протяженностью до тысячи километров и более. Эта машина массой от 8 тонн способна находиться в районе патрулирования в течение 24 часов (а в перспективе — и более) на двадцатикилометровой высоте. Рассматривается также возможность дозаправки в воздухе. В качестве силовой установки используется ТРДД РД-1700 (создающийся ГУП «Завод им. В. Я. Климова» для оснащения самолетов типа МиГ-АТ и Як-130) (2005 г.). Крейсерская скорость — 400 км/ч, максимальная — 500 км/ч (2005 г.). Многоспектральный мониторинг воздушного пространства, земной и водной поверхности обеспечивается в режиме реального времени в районе диаметром не менее 1000 км. Бортовая система многоспектрального зондирования включает РЛС бокового обзора с синтезированной апертурой, оптико-электронный комплекс зондирования, а также оптический комплекс.[17][20][21][22]
БПЛА в вооруженных силах США
США являются одним из признанных лидеров в разработке и производству БПЛА. К началу 2012 года БПЛА составили почти треть парка стоявших на вооружении летательных аппаратов (количество беспилотников в составе вооруженных сил, достигло 7494 единиц, в то время как количество пилотируемых аппаратов — 10767 единиц). Наиболее распространенным аппаратом стал RQ-11 Raven — 5346 единиц.[23]Первым ударным БПЛА стал разведывательный MQ-1 Predator, оснащенный ракетами AGM-114C Hellfire. В феврале 2002 года, данный аппарат впервые нанес удар по внедорожнику, предположительно принадлежавшему пособнику Усамы Бен Ладена мулле Мохаммеду Омару[24][25].
В августе 2008 года ВВС США завершили перевооружение беспилотными летательными аппаратами MQ-9 Reaper первой боевой авиачасти — 174-го истребительного авиакрыла Национальной гвардии[26]. Перевооружение происходило в течение трёх лет. Ударные БПЛА показали высокую эффективность во время войны в Афганистане и войны в Ираке. Основные преимущества перед заменёнными F-16: меньшая стоимость закупки и эксплуатации, большая продолжительность полёта, безопасность операторов[26].
Одним из основных поставщиков БПЛА гражданского назначения для США является компания AeroVironment[27]. Семейство БПЛА включает модели Wasp («Оса»), Raven («Ворон») и Puma («Пума») в весовом диапазоне от 5,5 до 6,5 кг. Все аппараты в полевых условиях переносятся в рюкзаке, собираются за считаные минуты и запускаются с рук. БПЛА оснащены цветными и инфракрасными камерами высокого разрешения, передающими изображение в режиме реального времени. Управление производится с носимого пульта[27].
В 2010 году в ВВС США численность операторов БПЛА достигла 400 человек.[28]
Технические уязвимости
 |
Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.
|
- Сигналы GPS навигаторов, как и любые сигналы, принимаемые/отсылаемые БПЛА, можно перехватывать и подменять, а сами приемники при необходимости не сложнее вывести из строя, чем любые другие электронные устройства.[29][30]
- По оценке военного специалиста Владислава Шурыгина, в управлении беспилотными летательными аппаратами есть одно уязвимое звено – необходимость постоянного обмена информацией с наземными пунктами управления. Большой объем передаваемых данных требует достаточно «толстых» каналов радиосвязи, для которых очень сложно, практически невозможно, обеспечить высокий уровень надежности. В самом простом варианте, их можно попросту забить помехами. В частности, один БПЛА Global Hawk уже требует скорости передачи данных в 500 мегабайт/сек.[31].
GPS-спуфинг
В 2012 году американскими учёными из Техасского университета в Остине была доказана практическая возможность взлома и перехвата управления БПЛА путём так называемого «GPS-спуфинга».[32]Однако, исследователи отметили, что успешный «GPS-спуфинг» можно провести только для тех аппаратов, которые используют незашифрованный гражданский сигнал GPS.[33]
БПЛА гражданского назначения
Исторически сложилось так, что изначальное применение БПЛА определялось как боевое. Однако с начала 2000-х годов колоссальное значение стали приобретать «микро-беспилотники», разрабатываемые не для военных, а сугубо гражданских целей[34].
Согласно находящимся в открытом доступе документам организаций Европейского Союза, распределение потребительского спроса на гражданские БПЛА в период с 2015 по 2020 г. выглядит следующим образом: 45 % — правительственные структуры, 25 % — пожарные, 13 % — сельское хозяйство и лесничество, 10 % — энергетика, 6 % — обзор земной поверхности, 1 % — связь и вещание[34].
В мире представлено большое количество гражданских БПЛА классификации «микро» и «мини», различающихся по своим спецификациям и набору характеристик (назначение, вес, размер, продолжительность и высота полета, система запуска и приземления, наличие систем автопилотирования и навигации, формат фото- и видеосъемки и др.).
Комментариев нет:
Отправить комментарий