Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет Аэрокосмический
Кафедра Летательные аппараты и управление
по истории аэрокосмической техники
Описание систем управления беспилотными летательными аппаратами
Челябинск 2009
Введение
Сам по себе БЛА - лишь часть сложного многофункционального комплекса. Как правило, основная задача, возлагаемая на комплексы БЛА, – проведение разведки труднодоступных районов, в которых получение информации обычными средствами, включая авиаразведку, затруднено или же подвергает опасности здоровье и даже жизнь людей. Помимо военного использования применение комплексов БЛА открывает возможность оперативного и недорогого способа обследования труднодоступных участков местности, периодического наблюдения заданных районов, цифрового фотографирования для использования в геодезических работах и в случаях чрезвычайных ситуаций. Полученная бортовыми средствами мониторинга информация должна в режиме реального времени передаваться на пункт управления для обработки и принятия адекватных решений. В настоящее время наибольшее распространение получили тактические комплексы микро и мини-БЛА. В связи с большей взлетной массой мини-БЛА их полезная нагрузка по своему функциональному составу наиболее полно представляет состав бортового оборудования, отвечающего современным требованиям к многофункциональному разведывательному БЛА. Поэтому далее рассмотрим состав полезной нагрузки мини-БЛА.
История
В 1898 г. Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно. В 1910 г., 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 (или просто Bug), но в боевых действиях они так и не применялись. В 1933 г. 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. На несколько десятков лет опередили своё время исследования немецких учёных, давших миру на протяжении 40-х годов реактивный двигатель и крылатую ракету. Практически до конца восьмидесятых, каждая удачная конструкция БПЛА «от крылатой ракеты» представляла собой разработку на базе «Фау-1», а «от самолёта» - «Фокке-Вульф» Fw 189. Ракета Фау-1 была первым применявшимся в реальных боевых действиях беспилотным летательным аппаратом. В течение второй мировой войны немецкие учёные вели разработки нескольких радиоуправляемых типов оружия, включая управляемые бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, ракету Enzian и радиоуправляемый самолёт, заполненный взрывчатым веществом. Несмотря на незавершённость проектов, Fritz X и Hs 293 использовались на Средиземном море против бронированных военных кораблей. Менее сложным и созданным скорее с политическими, чем с военными целями самолёт V1 Buzz Bomb с реактивным пульсирующим двигателем, который мог запускаться как с земли, так и с воздуха. 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 воплотится в реальные конструкции. В 1941 году были удачные применения тяжёлых бомбардировщиков ТБ-3 в качестве БПЛА для уничтожения мостов. Во время второй мировой войны ВМС США для нанесения ударов по базам германских подводных лодок пытались использовать дистанционно пилотируемые системы палубного базирования на базе самолёта B-17. После второй мировой войны в США продолжились разработки некоторых видов БПЛА. Во время войны в Корее для уничтожения мостов успешно применялась радиоуправляемая бомба Tarzon. 23 сентября 1957 г. КБ Туполева получил госзаказ на разработку мобильной ядерной сверхзвуковой крылатой ракеты среднего радиуса действия. Первый взлёт модели Ту-121 был осуществлён 25 августа 1960 г., 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 г. 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 г.), Румынию, Ирак и Сирию (1982 г.), использовались в боевых действиях во время Ливанской войны. В Чехословакии в 1984 г. были сформированы две эскадрильи, одна из которых в настоящее время находиться в Чехии, другая - в Словакии. В начале 1960-х годов дистанционно-пилотируемые летательные аппараты использовались США для слежения за ракетными разработками в Советском Союзе и на Кубе. 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, он был сбит, беспилотник передавал на наземный пункт характеристики вьетнамского ЗРК C75 в течение всего своего полёта. 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. Беспилотные летательные аппараты применялись Израилем во время арабо-израильского конфликта в 1973 г. Они использовались для наблюдений и разведки, а также в качестве ложных целей. В 1982 г. БПЛА использовались во время боевых действий в долине Бекаа в Ливане. Израильский БПЛА AI Scout и малоразмерные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты Mastiff провели разведку и наблюдение сирийских аэродромов, позиций ЗРК и передвижений войск. По информации, получаемой с помощью БПЛА, отвлекающая группа израильской авиации перед ударом главных сил вызвала включение радиолокационных станций сирийских ЗРК, по которым был нанесён удар с помощью самонаводящихся противорадиолокационных ракет, а те средства, которые не были уничтожены, были подавлены помехами. Успех израильской авиации был впечатляющим - Сирия потеряла 18 батарей ЗРК. СССР ещё в 70-е-80-е годы был лидером по производству БПЛА, только Ту-143 было выпущено около 950 штук. Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и автономные БПЛА использовались обеими сторонами в течение войны в Персидском заливе 1991 г., прежде всего как платформы наблюдения и разведки. США, Англия, 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 операции «Буря в пустыне» 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 процентов были повреждены, но 75 процентов 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 г. 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.
В августе 2008 года ВВС США завершили перевооружение беспилотными летательными аппаратами MQ-9 Reaper первой боевой авиачасти - 174-го истребительного авиакрыла Национальной гвардии.Перевооружение происходило в течение трёх лет. Ударные БПЛА показали высокую эффективность в Афганистане и Ираке. Основные преимущества перед заменёнными F-16: меньшая стоимость закупки и эксплуатации, большая продолжительность полёта, безопасность операторов.
Незаменимым помощником становится БПЛА в проведении поисково-спасательных операций. Ведь при помощи БПЛА можно не только передавать информацию, но и доставлять грузы, предупреждать население при помощи активного громкоговорителя о грозящей опасности. Участвуя совместно с пилотируемой авиацией в поисково-спасательных операциях, БПЛА повышают эффективность их проведения. Зону поиска можно обследовать одновременно группой дронов. С помощью установленной на борту беспилотника аппаратуры можно проводить поиски в любое время. При этом применяется с высоким разрешением оптико-электронная система с несколькими каналами вывода информации: тепловизор, видеокамера, инфракрасная камера, мультиспектральная камера. Также при необходимости могут применяться радиолокационная система, магнетометр, лидары.
Но сейчас чаще всего БПЛА используют для проведения дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Предпосылками применения БПЛА в качестве нового фотограмметрического инструмента являются недостатки двух традиционных способов получения данных ДЗЗ с помощью космических спутников (космическая съемка) и воздушных пилотируемых аппаратов (аэрофотосъемка). Данные спутниковой съемки позволяют получить снимки с максимальным общедоступным разрешением 0,5 м, что недостаточно для крупномасштабного картирования. Традиционная аэрофотосъемка, которая проводится с помощью пилотируемых самолетов, требует высоких экономических затрат на обслуживание и заправку, что приводит к повышению стоимости конечной продукции.
Основная задача, стоящая перед беспилотниками в ДЗЗ, – это получение пространственных данных об объекте или о местности. Данные, полученные при проведении аэрофотосъемки с применением БПЛА, могут использоваться для создания и обновления цифровых топографических карт и цифровых топографических местностей.
Результаты, полученные при проведении аэрофотосъемочных работ с применением дронов, превосходят все ожидания. Эффективность работы налицо: скорость получения, информации, оперативность и своевременность, качество изображений. Но, несмотря на все преимущества, не так просто воспользоваться данной услугой. Потому что для проведения аэрофотосъемочных работ требуется соблюдать определенные правила: получение разрешения на проведение съемок на определенной территории, наличие соответствующих лицензий, в том числе лицензии на осуществление работ, связанных с использованием сведений, составляющих государственную тайну. Поэтому многие потребители не в состоянии сами пользоваться беспилотными летательными аппаратами, а заказывают услуги по проведению аэрофотосъемки у компаний, производящих БПЛА. Такие компании-производители в силу своей специфики деятельности обладают необходимыми лицензиями и в состоянии получить разрешение на выполнение работ.
Соблюдение необходимых требований к выполнению работ с применением БПЛА приводит к ограниченности развития данного направления. Снятие ограничений или послабление законов по применению БПЛА для решения задач народного хозяйства позволит дать толчок к развитию новой технологии. На существующей стадии развития коммерческого применения беспилотных летательных аппаратов потребителями данной технологии пока являются Министерство обороны и государственные службы: погранвойска, МВД, МЧС и другие ведомства, осуществляющие различного вида контроль. Из гражданских заказчиков выделяются «Газпром», энергетики и другие, которые регулярно проводят контроль состояния своих объектов.
Но рынок берет свое, в сегменте развлечений появляются китайские БПЛА – мультикоптеры. В первую очередь их приобретают как игрушки, но в то же время растет и число коммерческого применения таких аппаратов. Например, использование их для доставки мелких грузов.
Сегодня авиационные комплексы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) являются одним из наиболее перспективных видов вооружения. В интересах силовых ведомств беспилотные авиационные комплексы позволяют свести к минимуму использование пилотируемой авиации в районах действия зенитных средств противника и способны решать широкий круг задач:
– ведение всех возможных, в зависимости от имеющейся на борту целевой нагрузки, видов разведки с целью обеспечения своих сил требуемой информацией – желательно, в реальном масштабе времени;
– корректирование огня своих средств поражения, выдача целеуказания высокоточному оружию и оценка результатов огневого воздействия;
– осуществление радиоэлектронного противодействия;
– ретрансляция информации;
– непосредственное поражение назначенных целей противника;
– мониторинг особо важных военных и государственных объектов в интересах обеспечения их охраны и безопасности;
– охрана государственной границы страны;
– поддержка действий органов правопорядка и безопасности.
Кроме того, в настоящее время БЛА все чаще находят различное применение в гражданской области, где их целесообразно использовать для решения таких задач, как:
– оперативный круглосуточный мониторинг высокорисковых технологических объектов и транспортной инфраструктуры – автомобильных и железных дорог, аэропортов и морских портов, трубопроводов различного назначения и пр.;
– проведение инспекции объектов, в т.ч. в условиях чрезвычайных ситуаций, техногенных или природных катастроф (пожары, наводнения, радиационные, химические или бактериологические загрязнения, утечки нефти и газа, повреждения линий электропередач и т.п.);
– картографическая съемка местности;
– работы в качестве ретранслятора в информационно-связных системах различного назначения.
Уникальность беспилотных авиационных комплексов обусловлена такими их особенностями
как возможность использования с аэродромов или наземных площадок без специальной подготовки инфраструктуры; многократность использования БЛА; более низкая стоимость разработки, производства и эксплуатации в сравнении с пилотируемыми ЛА; исключение потерь личного состава; способность использовать в качестве целевой нагрузки радиоэлектронную и специальную аппаратуру для решения широкого круга задач; а также возможность использования с ограниченных по размеру площадок (для мини- и микро-БЛА и аппаратов вертолетного типа).
Однако, если использование БЛА в интересах силовых ведомств в России практически не вызывает проблем (по крайней мере, Минобороны РФ закреплено в качестве одного из двух госорганов, ответственных за выдачу разрешения на полеты БЛА), то их эксплуатация в воздушном пространстве, используемом гражданскими воздушными судами, до сих пор фактически не возможна по причине пробелов в отечественном законодательстве. А точнее – полном отсутствии такового применительно к беспилотной авиатехнике.
Сегодня речь идет о том, что в России вообще нет нормативно-правовой базы по вопросам обеспечения (определения) летной годности БЛА, их сертификации, соблюдения норм безопасности, подготовки специалистов (управление и техобслуживание таких БПЛА), лицензирования (как техники, так и различных видов деятельности), а также страхования. Но самое главное – в России не установлены правила и нормативы обеспечения безопасности эксплуатации (полетов) БЛА в неограниченном воздушном пространстве, а также их интеграции в единую систему управления воздушным движением страны без причинения ущерба другим его пользователям. Ситуация здесь – намного хуже, чем та нервозная и непонятная обстановка, которая сложилась вокруг малой авиации России.
Хотя, справедливости ради, надо отметить: такой «правовой беспредел» стал возможен отчасти и по причине более широкой – международной – проблемы в сфере обеспечения безопасности полетов БЛА в неограниченном воздушном пространстве. Дело в том, что восьмая статья Конвенции по международной гражданской авиации (Чикагской конвенция) в части, касающейся организации полетов БЛА, указывает: «никакое воздушное судно, способное совершать полеты без пилота, не должно совершать полетов без пилота над территорией Договаривающегося Государства без специального разрешения этого Государства или не в соответствии с условиями такого разрешения. Каждое Договаривающееся Государство обязуется при полете такого воздушного судна без пилота в районах, открытых для гражданских воздушных судов, обеспечивать такое управление полетом, чтобы избежать опасности для гражданских воздушных судов».
А ведь без помощи государства в вопросе создания авиационных комплексов на базе средних и тяжелых БЛА просто не обойтись. Если мы действительно хотим, чтобы в России это направление получило хоть какое-то развитие, а не разовые проекты, то необходимо наличие генерального заказчика. И здесь складывается достаточно противоречивая ситуация. С одной стороны, командование Вооруженных Сил регулярно декларирует высокую важность для национальной безопасности разработки беспилотных комплексов различного назначения, называя это приоритетным направлением: «В Вооруженных Силах разработана программа развития комплексов с БЛА, в которой определены их роль и место, основные типы и этапы развития», – заявил в интервью в 2007 г. Главком ВВС России генерал- полковник Александр Зелин. Но если взглянуть на проблему с другой стороны, то оказывается, что это – в лучшем случае лишь попытка выдать желаемое за действительное.
Отсутствие реальных работ в области создания средних и тяжелых БЛА стало воочию заметно на прошлогодних выставках «Беспилотные многоцелевые комплексы в интересах ТЭК» и МАКС-2007: подавляющее большинство покинувших «бумажную» стадию БЛА относится к классу «мини» и несет достаточно простую целевую нагрузку. Это еще одна проблема – сегодня российские разработчики не в состоянии предоставить удовлетворяющую строгим требованиям по массо-габаритным характеристикам бортовую аппаратуру для БЛА малой и средней размерности.
Специально к нынешней второй выставке «Беспилотные многоцелевые комплексы в интересах ТЭК» мы подготовили краткий справочник по беспилотным летательным аппаратам, разработанных и выпускаемых российскими компаниями. В него включены только актуальные на сегодня проекты БЛА – находящиеся на вооружении (снабжении) Вооруженных Сил, других силовых ведомств, в эксплуатации у гражданских компаний, а также новые модели, проходящие летные испытания или еще только готовящиеся к ним в ближайшее время. Таких БЛА набралось около полусотни. Учитывая очень широкий диапазон размерностей разрабатываемых сегодня в России беспилотных аппаратов (от нескольких сот граммов до 10 тонн) все БЛА условно разбиты нами на несколько групп: легкие (до 20 кг), средние (от 20 до 200 кг) и тяжелые (свыше 200 кг). Отдельно выделен класс беспилотных вертолетов. Внутри каждой группы аппараты размещаются по возрастанию их взлетной массы, начиная с самых легких.
Сокращенные наименования разработчиков БЛА, используемые в обзоре
«Беспилотные системы» – ООО «Беспилотные системы», г. Ижевск (ранее – A-Level Aerosystems)
«Иркут» – ОАО «Научно-производственная корпорация «Иркут», г. Москва
«Камов» – ОАО «Камов», Московская обл.
KVAND – Компания KVAND, ЗАО НПФ «КВАНД-АСХМ», г. Москва, г. Минск
«Кулон» – ОАО «НИИ «Кулон», г. Москва
«Луч» – ОАО «Конструкторское бюро «Луч», г. Рыбинск (входит в ОАО «Концерн радиостроения «Вега»)
М.А.К. – М.А.К., г. Москва
МВЗ им. Миля – ОАО «Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля», г. Москва
НПО им. Лавочкина – ОАО «НПО им. С.А. Лавочкина», Московская обл.
ОКБ им. А.С. Яковлева – ОАО «ОКБ им. А.С. Яковлева», г. Москва
«Радар ММС» – ОАО «НПП «Радар ММС», г. Санкт-Петербург
«Сокол» – ОАО «ОКБ «Сокол», г. Казань
«Топаз» – ОАО «СКБ «Топаз», г. Москва
«Транзас» – ЗАО «Транзас», подразделение «Транзас Авиация», г. Санкт-Петербург
«Туполев» – ОАО «Туполев», г. Москва
«ЭНИКС» – ЗАО «ЭНИКС», г. Казань
Легкие и сверхлегкие БЛА
ZALA 421-11
Сверхлегкий БЛА, предназначенный для оперативного мониторинга объектов. Выполнен по схеме «летающее крыло». Полезная нагрузка – одна видеокамера. Особенностью аппарата является компактность комплекса (сам БЛА и станция управления помещаются в кейс стандартного размера). По набору целевой нагрузки идентичен более крупной модели ZALA 421-08. Полет выполняется в автоматическом режиме при помощи бортовой системы управления (с каналом шифрования данных и передачей цветного видео). Разработан на инициативных началах, первый полет выполнен в мае 2007 г.
ZALA 421-08
Разработчик: «Беспилотные системы»
Переносной сверхлегкий малогабаритный комплекс для оперативного мониторинга объектов, масса которого, включая в себя два БЛА, компактную станцию управления, два запасных комплекта элементов питания и контейнер- рюкзак для перевозки составляет всего 8 кг, а сам БПЛА упаковывается в плечевой рюкзак. Выполнен по схеме «летающее крыло» с тянущим винтом. Старт – с руки, посадка – на парашюте. БЛА выполняет полет в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Полезная нагрузка – сменный блок (модуль видеокамер в составе гиростабилизирован- ной цветной ТВ камеры, управляемой с НСУ, и ТВ камеры курсового обзора; ИК камера; фотоаппарат).
Т23 «Элерон»
Разработчик: «ЭНИКС»
Сверхлегкий БЛА для дистанционного наблюдения за объектами и мониторинга наземной обстановки, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций, природных и техногенных катастроф. Выполнен по схеме «летающее крыло» со складными консолями, в хвостовой части расположен электрический двигатель с толкающим винтом. Полезная нагрузка – стабилизированная ТВ система и цифровая фотокамера. Старт – при помощи резинового жгута, посадка – на парашюте. Режимы полета – ручной, автономный, облет точки, автоматический возврат. В состав комплекса входят БЛА Т23Э, портативная наземная станция управления Т23У и пусковое устройство Т23П. Малые размеры и электрическая силовая установка обеспечивают БЛА в полете очень малую оптическую, акустическую и радиолокационную заметность. Спутниковая навигационная система позволяет с высокой точностью фиксировать сооружения, различные транспортные и боевые средства, группы и отдельных людей. Комплекс может транспортироваться в заплечных контейнерах или любым транспортом. Впервые продемонстрирован на МАКС-2005. С 2007 г. принят на снабжение МЧС РФ (см. «Иркут-2М»)
«Иркут-2М»
Разработчик: «Иркут»
Авиационный комплекс дистанционного зондирования, предназначенный для получения и передачи на землю в реальном масштабе времени ТВ и фотографического изображения местности, определения координат наземных объектов, сбора, накопления и обработка видеоинформации. В состав комплекса входят два БЛА и наземные средства управления и обслуживания. Полезная нагрузка – ТВ камера или цифровой фотоаппарат. Двигательная установка – электромотор, источник питания – аккумулятор. Линия связи – два цифровых защищенных канала – управления и передачи данных. Управление на маршруте – автономное. Запуск – катапультный, посадка – парашютная. Наземная станция управления – переносная, обслуживается одним человеком. В конструкции БЛА широко использованы композитные материалы, обеспечивающие высокую прочность при относительно малой массе, а также устойчивость к воздействию внешних факторов. Конструкция обеспечивает быструю сборку и разборку без применения специальных технических средств. Выпускается серийно.
Разработчик: «ЭНИКС»
Сверхлегкий БЛА, предназначенный для дистанционного наблюдения за объектами и мониторинга наземной обстановки, в т.ч. при возникновении чрезвычайных ситуаций. Является гражданским вариантом БЛА Т23 «Элерон». Выполнен по схеме «летающее крыло» со складными консолями, в хвостовой части расположен электрический двигатель с толкающим винтом. Полезная нагрузка – стабилизированная ТВ система (в модификации Т25Д) или ИК-каме- ра (Т25Н) или фотоаппаратура. Впервые продемонстрирован на МАКС-2005.
«Локон»
Разработчик: «Топаз»
Комплекс дистанционного наблюдения с малогабаритным БЛА предназначен для решения разнохарактерных задач в интересах министерств и ведомств, коммерческих организаций в условиях, когда применение пилотируемой авиации невозможно или нецелесообразно. Выполнен по традиционной самолетной схеме. Запуск – с руки, посадка – по- самолетному. Полезная нагрузка – ТВ (ИК) аппаратура наблюдения или цифровой фотоаппарат. Наземный комплекс включает пункт управления, приема и обработки информации (НПУ) и контейнеры для переноски БЛА. Производитель – ООО «Истринский экспериментально-механический завод».
Разработчик: «Беспилотные системы»
Легкий БЛА, предназначенный для оперативного мониторинга местности или объекта. Выполнен по схеме «летающее крыло» с толкающим винтом. Взлет и посадка – в автоматическом режиме. Запуск осуществляется при помощи эластичной катапульты. БЛА оснащен системой автоматического управления, позволяющей задавать маршрут, контролировать и корректировать полет в режиме реального времени. Выполняет полет в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Полезная нагрузка – цветная видеокамера на гиростабилизированной платформе. С 2006 г. состоит на снабжении МВД РФ.
Разработчик: «ЭНИКС»
Легкий БЛА, предназначенный для дистанционного мониторинга местности. Выполнен по схеме «летающее крыло», оснащается электродвигателем с толкающим винтом. Полезная нагрузка – ТВ- система. Взлет – с катапульты, посадка – на парашюте.
«Иркут-10»
Разработчик: «Иркут»
Авиационный комплекс дистанционного зондирования, предназначенный для получения и передачи на землю в реальном масштабе времени ТВ, тепло- визионного и фотографического изображения местности, определения координат наземных объектов, сбора, накопления и обработки видеоинформации. Комплекс состоит из двух БЛА, наземных средств управления и обслуживания. Выполнен по схеме «летающее крыло», оснащается электродвигателем с толкающим винтом. Источник питания – аккумулятор. Управление на маршруте – автономное. Полезная нагрузка – ТВ или теплови- зионная камера, цифровой фотоаппарат. Запуск БЛА – с переносной катапульты, посадка – при помощи парашюта на необорудованные грунтовые площадки. Линия связи – два цифровых защищенных канала – управления и передачи данных. Наземная станция управления – переносная, обслуживается одним человеком. Выпускается серийно.
Разработчик: «ЭНИКС»
Легкий БЛА, предназначенный для дистанционного мониторинга местности и передачи фото- и видеоизображения на наземный КП. Выполнен по схеме «летающее крыло». Полезная нагрузка – ТВ/ИК система. Взлет – с катапульты, посадка – на парашюте.
Разработчик: «ЭНИКС»
Легкий БЛА, предназначенный для мониторинга местности с использованием ТВ аппаратуры. Выполнен по схеме биплан-тандема с отъемными консолями и вертикальным оперением, оснащен поршневым одноцилиндровым двигателем внутреннего сгорания с толкающим винтом. Полезная нагрузка – ТВ-камера. Старт – с пневматической катапульты с габаритной длиной 3 м, посадка – на парашюте. Режимы полета – автономный, облет точки, радиокомандный. Конструкция БЛА позволяет транспортировать его в контейнере с размерами не более 0,3х0,3х1,5 м.
БЛА среднего класса
М830Б «Свист»
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная мишень, выполнена по нормальной аэродинамической схеме. Проработаны варианты с двумя типами двигательных установок: с ТРД (М830Б) и с ПуВРД (М830А). Старт – наземный с разгонной тележки. Посадка – по- самолетному.
БЛА-07
Разработчик: «Луч»
Малогабаритный тактический БЛА, который планируется включить в состав комплекса «Типчак». Выполнен по схеме «утка» с толкающим винтом. Целевая нагрузка – совмещенная двухспектраль- ная ТВ/ИК камера или фотоаппаратура. Старт – с помощью катапульты, посадка – на парашюте. Проектирование начато в 2005 г., впервые продемонстрирован на Гидроавиасалоне-2006.
Разработчик: «ЭНИКС»
Малогабаритный БЛА, предназначенный для ведения наблюдения за местностью, оперативного поиска, обнаружения наземных объектов, уточнения метеоусловий в районе цели. Используется в составе РСЗО «Смерч». Производимая корректировка огня РСЗО на дальности до 70 км уменьшает ошибки стрельбы и сокращает расход снарядов. Компоновочно схож с БЛА Т92. Двигатель – ПуВРД. Полезная нагрузка – ТВ камера. В сложенном состоянии БЛА размещается в спецконтейнере и выстреливается при помощи штатного 300-мм реактивного снаряда 9М534. После «выхода» в расчетную точку происходит отделение БЛА от реактивного снаряда. Полет происходит в режиме автономной навигации по сигналам СНС. Посадка – на парашюте. Проходит испытания в интересах МО РФ, предлагается на экспорт.
Т92 «Лотос»
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная платформа наземного старта, предназначенная для доставки целевой нагрузки в заданный район, выполнения задания и возвращения к месту посадки. Предварительно предполагалось использование в составе комплекса «Типчак». БЛА построен по схеме биплан-тандема. Складывающиеся консоли крыльев и двухкилевое поворотное вертикальное оперение обеспечивают возможность хранения БЛА в компактном контейнере. Старт – с наземной катапульты, посадка – на парашюте. В качестве полезных нагрузок возможно применение ТВ и/или ИК камер. Полет выполняется в автономном режиме или в режиме радиоуправления. Двигательная установка – поршневой двигатель. Прошел испытания в 1995 г. и уже принимал участие в исследовательских учениях Сухопутных войск на Алабинском полигоне Московского военного округа и в учениях МЧС Республики Татарстан в 1998 г. Находится в эксплуатации.
«Дозор-2»
Разработчик: «Транзас»
БЛА для мониторинга народнохозяйственного и военного назначения, поиска
пострадавших и доставки необходимого груза, патрулирования границ, контроля ледовой обстановки, геологоразведки, цифровой картографии. Выполнен по двухбалочной самолетной схеме. Силовая установка – двухтактный двигатель внутреннего сгорания мощностью 5,5 л.с. с толкающим винтом. Взлет и посадка – по самолетному. Полезная нагрузка – автоматическая цифровая фотокамера, видеокамеры переднего и бокового обзора высокого разрешения, ИК-система ближнего и дальнего диапазонов, а также система распознавания объектов. Информация может передаваться на землю по радиоканалу или записываться на бортовой накопитель в течение 30 ч. В состав комплекса входят три БЛА (в походном положении размещаются в специальных контейнерах) и мобильный центр приема, обработки и передачи информации. Весь комплекс размещен на базе автомобиля повышенной проходимости. Бортовой комплекс управления разработан ООО «ТеКнол». Работы над комплексом начаты в 2005 г. Аппарат прошел испытания на специальном учении погранвойск ФСБ РФ. Несколько комплектов заказала одна из российских нефтедобывающих компаний для наблюдения за трубопроводом. Ведутся работы по созданию БЛА следующего поколения «Дозор-3», взлетный вес которого может составить 500 кг, а масса полезной нагрузки – более 100 кг. В перспективе – создание БЛА, способного нести полезную нагрузку массой 150-160 кг.
Ла-225 «Комар»
Разработчик: НПО им. С.А. Лавочкина
БЛА для дистанционного зондирования земной поверхности, выполнен по двухбалочной самолетной схеме. Двигатель – двухтактный бензиновый с толкающим винтом. Аппарат может осуществлять передачу видеоинформации в режиме реального времени на наземную аппаратуру. Карта полета задается перед запуском, маршрут можно менять. Старт и управление производится с мобильного наземного комплекса, посадка осуществляется на шасси. БЛА «Комар» находится в стадии разработки и подготовки испытаний. Макетный образец Ла-225 впервые продемонстрирован на МАКС-2007.
БЛА-05 / «Типчак»
Разработчик: «Луч»
Комплекс воздушной разведки, предназначенный для круглосуточного поиска, обнаружения, распознавания объектов, определения их координат и передачи полученных данных в реальном масштабе времени на наземный КП на дальности до 40 км. В состав комплекса входят шесть БЛА, антенная машина (пост), операторская машина, транспортно-пусковая машина и машина технического обеспечения. Все машины располагаются на шасси автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-3314. БЛА выполнен по нормальной схеме с двухбалочным хвостовым оперением. Силовая установка – поршневой двигатель с толкающим винтом. Старт – с помощью катапульты, посадка – на парашюте. Полезная нагрузка – совмещенная двухспектральная ТВ/ИК камера, с возможностью замены на фотоаппаратуру и т.д. Режимы работы – автономный и по командам оператора. Аппаратура радиолинии приема-передачи информации и управления осуществляет информационный обмен между наземным пунктом управления и летательным аппаратом, передачу с наземного пункта на борт командной информации, передачу с борта летательного аппарата на наземный пункт широкополосной видеоинформации, навигационных данных и телеметрической информации. Государственные испытания завершились в 2007 г., в 2008 г. планируется принятие комплекса на вооружение.
БЛА-08
Разработчик: «Луч»
Малоскоростной БЛА с длительным временем полета. Должен войти в единый ряд с БЛА «Типчак» и получить применение в разведывательных системах, применяемых в интересах различных видов вооруженных сил и родов войск. Выполнен по нормальной схеме с V-образным хвостовым оперением и толкающим винтом (двигатель расположен над фюзеляжем). Старт – с помощью пневматической катапульты, посадка – на парашюте. Впервые продемонстрирован на Гидроавиасалоне-2006.
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная мишень, предназначенная для имитации дозвуковых маневрирующих целей типа «крылатая ракета», «планирующая бомба» или «БЛА». Выполнен по нормальной схеме с двухбалочным хвостовым оперением. Двигатель – ПуВРД. В состав комплекса входят воздушная мишень, автономная наземная станция управления, ПУ и комплект технологического оборудования. Старт – с буксируемой пневматической катапульты, посадка – на парашюте. Управление в полете – с наземной мобильной станции управления, предусмотрено принудительное прекращение полета по сигналам бортовых систем или по радиокоманде. Режимы полета – автоматический возврат и облет точки. Полезная нагрузка – линза Люнеберга, уголковый
отражатель, ложная тепловая цель, дымовой трассер. Выпускается серийно.
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная мишень, предназначенная для имитации дозвуковых маневрирующих целей типа «крылатая ракета», «планирующая бомба» или «БЛА». Выполнен по нормальной схеме с двухбалочным хвостовым оперением, двигатель – ПуВРД. В состав комплекса входят воздушная мишень, автономная наземная станция управления, ПУ и комплект технологического оборудования. Старт – с буксируемой пневматической катапульты, посадка – на парашюте. Управление в полете – с наземной мобильной станции управления, предусмотрено принудительное прекращение полета по сигналам бортовых систем или по радиокоманде. Режимы полета – автоматический возврат и облет точки. Полезная нагрузка – линза Люнеберга, уголковый отражатель, ложная тепловая цель
Т92М «Чибис»
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная платформа наземного старта, первоначально аппарат предназначался для комплекса «Типчак». Аэродинамически подобен выпускаемым серийно воздушным мишеням Е95М. Старт осуществляется с наземной ПУ (катапульта), посадка – на парашюте. В качестве полезных нагрузок возможно применение ТВ и ИК камер. Двигательная установка – поршневой двигатель. Находится в эксплуатации.
М850 «Астра»
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная мишень для тренировки расчетов систем ПВО. Может также использоваться для выполнения авиационных работ, связанных с оперативным мониторингом земной поверхности (возможна установка дополнительного целевого оборудования). Старт – воздушный. Пуск может осуществляться с внешней подвески самолета или вертолета. Посадка на парашюте производится автоматически или по команде оператора. Аэродинамическая схема – нормальная. Силовая установка – ПуВРД. Полет происходит автономно или в режиме радиоуправления.
«Пчела-1Т» / «Строй-П»
Разработчик: ОКБ им. А.С. Яковлева/ «Кулон»
БЛА воздушной разведки, предназначенный для наблюдения за полем боя в интересах тактических подразделений различных родов войск в реальном масштабе времени, в т.ч. проведения разведки (поиск, обнаружение, облет, распознавание и определение координат) объектов удара, доразведки целей, выдачи целеуказания в реальном масштабе времени, а также контроля за результатами огневого удара. В состав комплекса входят 10 БЛА, подвижный наземный пункт дистанционного управления системой пуска и предстартового контроля (либо пункт управления и отдельная транспортно-пусковая установка), технологическая машина, транс- портно-заряжающая машина. Старт – с наземной ПУ, посадка – при помощи парашютно-амортизационной системы. Полет – автоматический по программе или дистанционное управление. Полезная нагрузка – гиростабилизиро- ванная ТВ камера с вариофокальным объективом и широкополосный передатчик с антенной. Вместо ТВ камеры может устанавливаться ИК камера (в модификации «Пчела-1ИК»). В модификации воздушной мишени «Пчела-1ВМ» на борту размещается комплект специального оборудования для увеличения заметности в оптическом и радиолокационном диапазонах. Проектные работы и лабораторные испытания проводились в 1984-1986 гг., испытания – с 1986 по 1990 гг., комплекс принят на вооружение с БЛА «Пчела-1Т» в 1991 г. Ведется модернизация комплекса и БЛА в части оснащения цифровой помехозащищен- ной радиолинией управления, новой телевизионной системой наблюдения с цифровой камерой, что позволяет применять комплекс не только днем, но и в глубоких сумерках.
Е22 «Берта»
Разработчик: «ЭНИКС»
Воздушная мишень для тренировки расчетов систем ПВО. Выполнен по схеме «утка» с вертикальным оперением на законцовках крыла. Двигательная установка – ПуВРД (существуют также варианты с поршневым и турбореактивным двигателями). Способ старта – с наземной ПУ или по-самолетному (для варианта с поршневым двигателем).
Посадка – по-самолетному (для варианта с поршневым двигателем) или на парашюте.
«Беркут»
Разработчик: «Туполев»
БЛА для оперативного мониторинга территорий и объектов ТЭК. Выполнен по схеме «утка» с маршевым двигателем с толкающим винтом. Старт – с наклонной автомобильной катапульты, посадка – с помощью парашютно-амортизационной системы. Целевая нагрузка – ТВ и ИК камеры, датчики наблюдения, радиолиния передачи данных, навигационно- пилотажная и телеметрическая аппаратура. Впервые продемонстрирован на выставке UVS-TECH в 2007 г.
«Иркут-200»
Разработчик: «Иркут»
Авиационный комплекс дистанционного зондирования, предназначенный для получения и передачи на землю в реальном масштабе времени ТВ, теп- ловизионного, радиолокационного и фотографического изображения местности, определения координат наземных объектов, сбора, накопления и обработки видеоинформации. В состав комплекса входят два БЛА, наземная станция управления и средства технического обслуживания. Полезная нагрузка – ТВ камера, тепловизионная камера, радиолокационная станция и цифровой фотоаппарат. Двигательная установка: двигатель внутреннего сгорания мощностью 60 л.с. с запасом топлива 60 кг. Источник питания – генератор. Взлет и посадка – по-самолетному, осуществляется оператором наземной станции управления. Управление на маршруте – автономное. Наземная станция управления обслуживается двумя операторами: первый осуществляет управление летательным аппаратом, второй – управление полезной нагрузкой. Находится в стадии разработки и испытаний.
Тяжелые БЛА
«Дань»
Разработчик: «Сокол»
Комплекс воздушной мишени, предназначенный для имитации БЛА, крылатых ракет и дозвуковых самолетов тактической авиации при проведении боевой подготовки войск и испытаниях зенитных ракетных, стрелковых и артиллерийских комплексов и систем вооружения самолетов-истребителей. Построен по нормальной аэродинамической схеме. В состав комплекса входят воздушные мишени трех типов (мишень полной комплектации с вариантами общего и целевого оборудования; мишень с буксировочным оборудованием субмишени, имитирующей ИК-излучение и радиолокационные характеристики; мишень для боевой подготовки), наземный пункт управления, а также средства наземного обслуживания специального (мобильная или стационарная ПУ, транспортно-заряжающая машина, установка воздушного запуска, система контроля и пуска, комплект технологического оборудования) и общего (топливомаслозаправщик, аэродромный подвижный электроагрегат) назначения. Силовая установка – ТРД. Старт – с ПУ с твердотопливным стартовым двигателем, посадка – на парашюте или на амортизаторы. Система управления – комбинированная (программа и радиоуправление). Целевая нагрузка – радиолокационный имитатор цели, устройство имитации применения пассивных радиолокационных и инфракрасных помех, аппаратура измерения промаха, трассеры и линзы Люнеберга. Комплекс принят на вооружение ВС РФ, находится в эксплуатации.
«Колибри»
Разработчик: М.А.К.
Авиационная система дистанционного контроля и инспекции с разведывательным БЛА, предназначенная для ведения разведки в интересах различных видов войск в тактической и оперативно-тактической глубине. В состав комплекса входят БЛА-О (обзорный) и БЛА-Р (ретранслятор), наземный пункт дистанционного управления, приема и обработки целевой информации, станция привода и посадки БЛА на ВПП и технико-эксплуатационная часть для обслуживания и хранения беспилотных аппаратов. Силовая установка – один поршневой двигатель мощностью 75 л.с. Взлет и посадка – по- самолетному с ВПП. Возможно создание варианта БЛА «Колибри», стартующего с пусковой установки при помощи РДТТ и использующего для посадки парашютно- амортизационную систему. БЛА предполагается оснастить различной аппаратурой разведки – телекамерой или тепловизи- онным оборудованием, размещенным на стабилизированной платформе. Передача развединформации – в реальном масштабе времени. В конструкции БЛА использована интегральная форма фюзеляжа, радиопоглощающие покрытия. Первый полет выполнен в 2005 г., опытный экземпляр был продемонстрирован впервые на салоне «Интерполитех-2005».
«Данэм»
Разработчик: «Сокол»
Комплекс экологического мониторинга, предназначенный для решения задач мониторинга, в частности обзора, контроля и охраны объектов большой площади и протяженности промышленного назначения над земной и водной поверхностью, в т.ч. мониторинга газо- и нефтепроводов, определения мест утечек газа и разлива нефти, определения факта несанкционированного подключения и картирования «потерянных» участков трубопроводов, а также дистанционного определения концентраций взрывоопасных смесей вблизи мест утечек совместно с газоанализатором. В состав комплекса входят БЛА (один или несколько), мобильный наземный пункт управления в составе операторского пункта и антенного поста, а также средства наземного обслуживания (мобильная ПУ, транспортная машина и подвижный ремонтный пункт). БЛА выполнен по нормальной схеме, оснащен роторно-поршневым двигателем с толкающим винтом. Старт – с наземной ПУ с применением стартового твердотопливного двигателя, посадка – на парашюте или по-самолетному. Система управления – комбинированная, программная и радиокомандная. Целевое оборудование – оптико-электронная система с ТВ и тепловизионным каналами. Находится в стадии отработки систем. Впервые продемонстрирован на МАКС-2005.
«Дань-Барук»
Разработчик: «Сокол»
Комплекс беспилотных летательных аппаратов, предназначенный для ведения воздушной разведки с возможностью нанесения ударов по отдельным целям (поиск, обнаружение и идентификация целей, наблюдение за ними, определение координат целей для их уничтожения, в т.ч. другими огневыми средствами, наведение БЛА на цель и применение бортовых средств поражения по наземным целям). В состав комплекса входят БЛА (один или несколько), мобильный наземный пункт управления в составе операторского пункта и антенного поста, а также средства наземного обслуживания (мобильная ПУ, транспортная машина и подвижный ремонтный пункт). Полезная нагрузка – обзорно-прицельная система, бортовые средства поражения (два контейнера с самоприцеливающимися или кумулятивно-осколочными боевыми элементами). Двигательная установка – поршневой двигатель с толкающим винтом. Старт – с наземной ПУ с применением стартового двигателя, посадка – на парашюте или по-самолетному. Система управления – комбинированная, программная и радиокомандная. Способен решать разведывательные задачи с возможностью нанесения ударов по обнаруженным или доразведанным целям; имеет большую продолжительность полета и высотность БЛА, помехозащищенную радиолинию. Отличается высокими автономностью и мобильностью комплекса. Находится в стадии ОКР, впервые представлен на МАКС-2007.
БЛА-06 «Аист»
Разработчик: «Кулон»
Комплекс воздушного наблюдения, предназначенный для наблюдения за трубопроводами, расположенными на поверхности земли, и местами добычи нефти и газа, ЛЭП; поиска утечек подземных и наземных газопроводов, мест обводнения трубопроводов, мест загрязнения почвы и воды нефтепродуктами в результате аварии; контроля трубопроводов и ЛЭП в условиях плохой метеовидимости с использованием РСА; а также контроля за состоянием воздуха в районах добычи и переработки нефти и газа. В базовой конфигурации комплекс включает наземный пункт управления (НПУ), наземный пункт обработки информации (НПО), БЛА, транспортную машину (ТМ), машину технологическую (МТ). БЛА выполнен по нормальной схеме, с V-образным хвостовым оперением. Силовая установка – два поршневых двигателя с тянущими винтами на крыле. НПУ предназначен для управления полетом БЛА и его целевым оборудованием, приема, отображения и регистрации информации, поступающей от БЛА и обеспечения информационного обмена с внешними потребителями. Полезная нагрузка – широкозахватная двухспектральная (ТВ/ИК) строчная аппаратура, бортовая РЛС с синтезированной апертурой, бортовой регистратор информации, информационно-командная радиолиния и газоанализатор. Для детального наблюдения может использоваться гиростабилизированная оптико-электронная система типа в составе совмещенных ТВ и ИК камер и лазерного дальномера.
«Иркут-850»
Разработчик: «Иркут»
Авиационный комплекс дистанционного зондирования, предназначенный для получения и передачи на землю в реальном масштабе времени телевизионного, тепловизионного, радиолокационного и фотографического изображения местности, определения координат наземных объектов, сбора, накопления и обработки видеоинформации, а также доставки компактных грузов. В состав комплекса входят два опционально пилотируемых летательных аппарата (ОПЛА) – мотопланера Stemme S10VT, наземная станция управления и средства технического обслуживания. Полезная нагрузка – ТВ камера, тепловизионная камера, РЛС и цифровой фотоаппарат. Опционально пилотируемые летательные аппараты авиационного комплекса могут использоваться как в пилотируемом, так и беспилотном варианте. Переход от пилотируемого к дистанционно управляемому и автономному варианту не требует проведения специальных работ. Летательные аппараты обладают высоким аэродинамическим качеством. Силовая установка – двигатель внутреннего сгорания мощностью 100 л.с. с запасом топлива 70 кг. Взлет и посадка – по-самолетному, на ВПП длиной не более 300 м. Управление: на маршруте – автономное; взлет и посадка осуществляется оператором наземной станции управления. Наземная станция управления обслуживается двумя операторами: первый – управление летательным аппаратом, второй – управление полезной нагрузкой. Отличительные особенности – многозадачность, возможность использования в пилотируемом и беспилотном вариантах, применение различной полезной нагрузки, низкая стоимость эксплуатации и жизненного цикла, а также высокая степень автономности. Испытания завершены, подготовлен серийный выпуск.
Ту-243 «Рейс-Д»
Разработчик: «Туполев»
Беспилотный комплекс тактической разведки, предназначенный для ведения фото- и ТВ разведки в любое время суток районов сосредоточения войск и боевой техники, инженерно-технических сооружений, районов экологических и стихийных бедствий, определения мест и масштабов лесных пожаров, аварий газо- и нефтепроводов. Возможна установка аппаратуры радиационной разведки. Является модернизированным вариантом выпускавшегося серийно в 1972-1989 гг. БЛА Ту-143 «Рейс» и отличается от него полностью обновленным составом разведывательного оборудования, новым нави- гационно-пилотажным комплексом, увеличенным запасом топлива и т.п. В состав средств наземного обслуживания, по сравнению с комплексом «Рейс», введены модернизированные мобильные средства стартовой и технической позиции, что значительно улучшило эксплуатационные характеристики комплекса. Выполнен по схеме «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом и дестабилиза- тором в носовой части. Маршевый двигатель – ТРД типа ТР3-117. Старт – с пусковой установки с помощью двух твердотопливных ускорителей, посадка – на парашюте. Первый полет выполнен в 1987 г., в 90-е гг. выпускался серийно. Состоит на вооружении ВВС России.
В настоящее время предлагается дальнейшая модернизация тактического БЛА «Рейс-Д» в вариантах разведчика «Рейс-Д-Р» («Р-Д-Р») и ударного БЛА «Рейс-Д-У» («Р-Д-У»). В варианте разведчика «Р-Д-Р» БЛА может комплектоваться одним из трех вариантов целевого оборудования: аппаратурой ИК разведки, ТВ разведки и радиационной разведки; аппаратурой РТР и радиационной развед ки; аппаратурой РЛБО и радиационной разведки. В ударном варианте «Р-Д-У» оснащается обзорно-прицельной системой и СУО. Вооружение может состоять из двух блоков КМГУ внутри грузоотсека, снаряженных осколочными, противотанковыми кумулятивными и кумулятивно- ос колочными, объемно-детонирующими боевыми элементами. Полет выполняется по заранее введенной в БЦВМ программе, в ходе полета возможна коррекция программы полета, а также изменение режимов функционирования бортовой аппаратуры по радиокомандам с наземного КП по радиолинии.
Ту-300
Разработчик: «Туполев» / «Кулон»
Многоцелевой оперативно-тактический беспилотный комплекс, предназначенный для решения широкого круга задач разведки, поражения наземных целей и ретрансляции. В состав комплекса входят несколько БЛА, мобильная транспортно-пусковая установка, пункт дистанционного управления и пункт дешифровки данных. Обеспечивается одновременное управление полетом двух БЛА-разведчиков и двух БЛА-рет- рансляторов (последний обеспечивает передачу информации в течение 2 ч при полете со скоростью 500-600 км/ч на высоте 500-6000 м). БЛА выполнен по схеме «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом и дестаби- лизатором в носовой части. Маршевый двигатель – ТРДД типа АИ-25ТЛ. Старт – с пусковой установки с помощью двух твердотопливных ускорителей, посадка – на парашюте. Полезная нагрузка – разведывательная аппаратура (аппаратура радиотехнической разведки, РЛС бокового обзора, фотоаппараты, ИК камеры) или авиационные средства поражения на внешней подвеске и во внутреннем отсеке. Летные испытания начаты в 1991 г., построено несколько опытных БЛА. Впервые продемонстрирован на МАКС-93 в 1993 г.
В 2007 г. объявлено о намерении «реанимировать» проект и провести его модернизацию в части повышения характеристик и применения нового оборудования. В настоящее время предлагается в разведывательном (Ту-300-Р) и ударном (Ту-300-У) вариантах. Разведывательный БЛА Ту-300-Р предназначен для воздушной разведки в тактической и оперативно-тактической глубине в интересах командования направлений, фронтов, армий и армейских корпусов. Полезная нагрузка – аппаратура оптико-электронной и радиационной разведки, РТР. Ударный БЛА Ту-300-У предназначен для поражения в полосе пролета РЛС ПВО, ЛА на земле, ИК-контрастные цели, защищенные пункты управления, бронетехнику на марше и в районах сосредоточения, надводные корабли и суда и т.д. Для этого БЛА оснащается обзорно- прицельной системой, балочным держателем для внешней подвески и грузовым люком. Применяемое вооружение: обычные и корректируемые авиабомбы, УР класса «воздух-поверхность» с различными системами наведения, КМГУ, различные типы мин, глубинные бомбы, УР класса «воздух-воздух» и т.п.
«Прорыв»
Разработчик: ОКБ им. А.С. Яковлева
Унифицированное семейство тяжелых БЛА, разрабатываемых с использованием агрегатов и систем учебно-боевого самолета Як-130, включающее ударный БЛА «Прорыв-У», БЛА разведки «Прорыв-Р» и радиолокационного дозора «Прорыв- РЛД». Для снижения стоимости и сроков разработки для этого планировалось использовать отработанные на самолете Як-130 системы и агрегаты, в первую очередь двигатель, систему дистанционного управления, другие самолетные системы, специальное бортовое оборудование и т.п. Согласно иллюстрации на официальном сайте «ОКБ им. А.С. Яковлева», степень унификации БЛА «Прорыв» и Як-130 может достигнуть 40%. Впервые достаточно подробные сведения и схемы БЛА семейства «Прорыв» были опубликованы в специальном юбилейном выпуске общероссийского научно-технического журнала «Полет» к 100-летию А.С. Яковлева в марте 2006 г. В ударном варианте аппарат планируется выполнять по малозаметной схеме летающего крыла без хвостового оперения, с внутренним размещением боевой нагрузки и одним двигателем с воздухозаборником вверху головной части фюзеляжа. Унифицированные на 60-70% с боевым вариантом модификации разведчика и аппарата РЛД отличаются от него, помимо использования других комплексов оборудования, применением консолей крыла большого удлинения и модуля хвостового оперения.
«Скат»
Разработчик: РСК «МиГ»
Перспективный тяжелый малозаметный боевой БЛА, предназначенный для уничтожения в условиях сильного противодействия зенитных средств противника заранее разведанных стационарных наземных целей, в первую очередь средств ПВО, а также уничтожение мобильных наземных и морских целей при ведении как автономных, так и групповых действии совместно с пилотируемыми летательными аппаратами. Взлет и посадка – по-самолетному. БЛА выполняется по малозаметной схеме «летающее крыло» без хвостового оперения. Силовая установка – один ТРДД типа РД-5000Б тягой 5040 кгс, комплектуемый для снижения заметности плоским соплом. Воздухозаборник двигателя размещен вверху носовой части аппарата. Внутри корпуса БЛА оборудованы два отсека боевой нагрузки, внутри которых могут размещаться две ракеты класса «воздух-поверхность» или «воздух- РЛС», либо две корректируемые бомбы калибра 250-500 кг. Максимальная масса боевой нагрузки аппарата составляет 2000 кг. Разработка ББЛА «Скат» ведется РСК «МиГ» с 2005 г. на инициативных началах. В 2007 г. в опытном производстве РСК «МиГ» построен полноразмерный макет, впервые продемонстрированный во время МАКС-2007.
Беспилотные вертолеты
ZALA 421-05Н
Разработчик: «Беспилотные системы»
Комплекс наблюдения с малогабаритным БЛА вертолетного типа. Аппарат может использоваться в автоматическом или полуавтоматическом режимах. Полезная нагрузка БПЛА может включать установленные на гиростабилизиро- ванной платформе высококачественную видеокамеру, тепловизионную камеру или фотоаппарат. Впервые показан на выставке «Интерполитех-2006» и, по данным компании, к тому времени уже прошел успешные испытания в двух вариантах, различающихся силовой установкой: с электрическим двигателем (для специальных заданий) и с двигателем внутреннего сгорания. Планируется к поставке в МВД РФ.
БЛА серии ДПВ
Разработчик – НПП «Радар ММС».
Мониторинговый комплекс на базе малогабаритных беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа предназначен для оперативного мониторинга с воздуха больших площадей и протяженных участков земной, водной и ледовой поверхности в труднодоступной местности в целях обеспечения поисково-спасательных работ, проведения ледовой разведки, определения очагов пожаров, аварийных участков ЛЭП и трубопроводов, мест затопления, несанкционированной вырубки леса, скопления косяков рыбы, патрулирования городских и запретных территорий, экологического мониторинга местности и др. Комплекс не требует специально подготовленных аэродромов и площадок. В состав комплекса входят несколько однотипных беспилотных радиоуправляемых вертолетов семейства «ДПВ» различных модификаций с двухлопастным несущим винтом с серволопатками и рулевым винтом, пункт дистанционного управления в составе двух автоматизированных рабочих мест и приемо-передающей системы (управление БЛА, прием, отображение и регистрация информации, контроль функционирования элементов комплекса), а также комплект стартового оборудования. Все размещается на шасси микроавтобуса. Бортовое оборудование вертолетов состоит из телевизионной системы с аппаратурой передачи телеметрической информации в структуре ТВ сигнала, приемника СНС, опционально – дуплексного радиоканала управления и передачи телеметрии на 20 км, автопилота, радиовысотомера и системы программного управления траекторией полета. Управление вертолетов – ручное в визуальном режиме и по телевизионному изображению с борта вертолета в режиме реального времени; при оснащении автопилотом – автономный полет по заданному маршруту. Эксплуатацию, обслуживание и подготовку вертолета к работе осуществляют два человека – оператор вертолета и наблюдатель-дешифровщик.
Переносной БЛА ближнего действия
Разработчик: «Камов»
Переносной беспилотный вертолет ближнего действия, предназначенный для аэрофотосъемки, трансляции и ретрансляции телевизионных и радиосигналов и т.п. в составе многофункционального комплекса мониторинга. Концепция разрабатывается на основе опыта создания вертолетов Ка-37 и Ка-137. Выполняется по сосной схеме, со сферическим корпусом. Проект впервые представлен на выставке UVS-TECH в 2007 г.
Разработчик: KVAND
Роботизированный малоразмерный беспилотный вертолет, предназначенный
для мониторинга территорий и объектов, ведения поисковых работ, геологической разведки, аэросъемки местности, выполнения авиахимических работ. Построен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, с шасси полозкового типа. Силовая установка – два ГТД (силовой агрегат смонтирован в центре фюзеляжа). Несущий винт – двухлопастный, с упругим креплением лопастей, выполненных из композитных материалов, рулевой винт – двухлопастный. В состав комплекса входит БЛА и наземная станция управления (режимы работы – автоматический и дублирующий). Малые размеры вертолета позволяют транспортировать его на небольшом автоприцепе легкового автомобиля. Впервые продемонстрирован на выставке «Беспилотные многоцелевые комплексы в интересах ТЭК» в начале 2007 г. Испытания начаты в мае 2007 г.
ZALA 421-02
Разработчик: «Беспилотные системы»
Автономный БЛА вертолетного типа, предназначенный для решения различных задач наземной и морской разведки, обнаружения целей, выдачи целеуказания, обеспечения релейной связи и т.п. Способен решать задачи контроля объектов инфраструктуры нефтегазовой и других отраслей промышленности, а также вести наблюдение за состоянием и использованием земель сельхозназначения, лесного фонда и пр. Аппарат построен по классической вертолетной схеме с рулевым винтом, шасси – трехточечное. Фюзеляж изготовлен из сверхлегких композиционных материалов. Двигатель – двухтактный двухцилиндровый. В состав комплекса входят БЛА и станция управления, которая позволяет контролировать полезную нагрузку и получать доступ к информации по планированию задания, также доступны просмотр видеоизображений, фотографирование и запись. БЛА выполняет полет в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Построен опытный образец, проводятся испытания.
Ка-137
Разработчик: «Камов»
Многоцелевой беспилотный вертолетный комплекс МБВК-137 с БЛА Ка-137 предназначен для решения широкого круга задач в интересах МЧС, Министерства обороны, а также народного хозяйства. БЛА способен вести инженерную, радиационную, химическую и биологическую разведку; доставлять экстренные грузы специального назначения; осуществлять трансляцию и ретрансляцию информации в опасных для человека чрезвычайных ситуациях, а также решать широкий круг других задач. В состав комплекса в грунтово-мобильном варианте входят от двух до пяти БЛА, передвижной пункт управления ППУ-137, транспортно-экс- плуатационная машина, кран для погрузки и выгрузки летательных аппаратов, а также сменные комплекты целевого бортового оборудования. В аэромобильном варианте БЛА доставляется к месту развертывания на внешней подвеске вертолета Ка-32, на борту которого расположен также пункт управления и эксплуатации. БЛА выполнен по соосной схеме и имеет фюзеляж сферической формы, оперение отсутствует. Несущая система состоит из двух двухлопастных несущих винтов. Проектирование Ка-137 начато в 1994 г., первый полет выполнен в 1999 г. В начале 2007 г. на выставке UVS-TECH представлен проект модернизированного варианта – «Многофункциональный БЛА средней дальности».
А-002М
Разработчик: «Иркут»
Авиационный комплекс дистанционного зондирования на основе легкого автожира А002М предназначен для получения и передачи на землю в реальном масштабе времени телевизионного, тепловизион- ного, радиолокационного и фотографического изображения местности, определения координат наземных объектов, сбора, накопления и обработки видеоинформации, а также доставки компактных грузов. В состав комплекса входят два автожира, наземная станция управления и средства технического обслуживания. Полезная нагрузка – ТВ камера, теплови- зионная камера, радиолокационная станция и цифровой фотоаппарат. Силовая установка – двигатель внутреннего сгорания мощностью 210 л.с. с запасом топлива 150 л. Взлет и посадка – как автожир, потребная длина ВПП – не более 30 м. Наземная станция управления обслуживается двумя операторами: первый осуществляет управление летательным аппаратом, второй – полезной нагрузкой. Начато серийное производство.
Ми-34БП
Разработчик: МВЗ им. Миля
Многоцелевой беспилотный вертолетный комплекс на базе легкого вертолета Ми-34, предназначенный для мониторинга земной поверхности и передачи на землю телевизионного и/или тепловизионного изображения местности или конкретных объектов на местности, химической и радиационной разведки, транспортировки грузов различного применения до 300 кг. В состав комплекса входит БЛА и наземная станция управления. Состав базовой комплектации бортового комплекса оборудования – система управления вертолетом, автопилот, система траекторного управления и посадки, радиолиния связи, специальное оборудование. БЛА выполняется по одновинтовой схеме с рулевым винтом и шасси полозкового типа. Силовая установка – турбовальный двигатель типа АИ- 450, ВК-450Х или «Арриус» мощностью 450-500 л.с. Проект впервые представлен на выставке UVS-TECH в начале 2007 г. Находится в стадии предварительного проектирования.
БЛА на базе Ка-226
Разработчик: «Камов»
Беспилотный вертолетный комплекс мониторинга дальнего действия на основе серийного вертолета Ка-226. В конструкции БЛА предусматривается использовать до трети узлов и элементов конструкции базового вертолета – несущие винты, хвостовую балку, верхний мотоотсек фюзеляжа и т.п. Шасси – полозковое. Проект впервые представлен на выставке «Беспилотные многоцелевые комплексы в интересах ТЭК» в начале 2007 г. БЛА на базе Ка-226 должен стать элементом беспилотного многоэлементного вертолетного комплекса, гибкость которого обеспечит наличие унифицированных элементов и сменного типового набора нагрузки.
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет Аэрокосмический
Кафедра Летательные аппараты и управление
по истории аэрокосмической техники
Описание систем управления беспилотными летательными аппаратами
Челябинск 2009
Введение
Сам по себе БЛА - лишь часть сложного многофункционального комплекса. Как правило, основная задача, возлагаемая на комплексы БЛА, – проведение разведки труднодоступных районов, в которых получение информации обычными средствами, включая авиаразведку, затруднено или же подвергает опасности здоровье и даже жизнь людей. Помимо военного использования применение комплексов БЛА открывает возможность оперативного и недорогого способа обследования труднодоступных участков местности, периодического наблюдения заданных районов, цифрового фотографирования для использования в геодезических работах и в случаях чрезвычайных ситуаций. Полученная бортовыми средствами мониторинга информация должна в режиме реального времени передаваться на пункт управления для обработки и принятия адекватных решений. В настоящее время наибольшее распространение получили тактические комплексы микро и мини-БЛА. В связи с большей взлетной массой мини-БЛА их полезная нагрузка по своему функциональному составу наиболее полно представляет состав бортового оборудования, отвечающего современным требованиям к многофункциональному разведывательному БЛА. Поэтому далее рассмотрим состав полезной нагрузки мини-БЛА.
История
В 1898 г. Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно. В 1910 г., 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 (или просто Bug), но в боевых действиях они так и не применялись. В 1933 г. 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. На несколько десятков лет опередили своё время исследования немецких учёных, давших миру на протяжении 40-х годов реактивный двигатель и крылатую ракету. Практически до конца восьмидесятых, каждая удачная конструкция БПЛА «от крылатой ракеты» представляла собой разработку на базе «Фау-1», а «от самолёта» - «Фокке-Вульф» Fw 189. Ракета Фау-1 была первым применявшимся в реальных боевых действиях беспилотным летательным аппаратом. В течение второй мировой войны немецкие учёные вели разработки нескольких радиоуправляемых типов оружия, включая управляемые бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, ракету Enzian и радиоуправляемый самолёт, заполненный взрывчатым веществом. Несмотря на незавершённость проектов, Fritz X и Hs 293 использовались на Средиземном море против бронированных военных кораблей. Менее сложным и созданным скорее с политическими, чем с военными целями самолёт V1 Buzz Bomb с реактивным пульсирующим двигателем, который мог запускаться как с земли, так и с воздуха. 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 воплотится в реальные конструкции. В 1941 году были удачные применения тяжёлых бомбардировщиков ТБ-3 в качестве БПЛА для уничтожения мостов. Во время второй мировой войны ВМС США для нанесения ударов по базам германских подводных лодок пытались использовать дистанционно пилотируемые системы палубного базирования на базе самолёта B-17. После второй мировой войны в США продолжились разработки некоторых видов БПЛА. Во время войны в Корее для уничтожения мостов успешно применялась радиоуправляемая бомба Tarzon. 23 сентября 1957 г. КБ Туполева получил госзаказ на разработку мобильной ядерной сверхзвуковой крылатой ракеты среднего радиуса действия. Первый взлёт модели Ту-121 был осуществлён 25 августа 1960 г., 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 г. 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 г.), Румынию, Ирак и Сирию (1982 г.), использовались в боевых действиях во время Ливанской войны. В Чехословакии в 1984 г. были сформированы две эскадрильи, одна из которых в настоящее время находиться в Чехии, другая - в Словакии. В начале 1960-х годов дистанционно-пилотируемые летательные аппараты использовались США для слежения за ракетными разработками в Советском Союзе и на Кубе. 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, он был сбит, беспилотник передавал на наземный пункт характеристики вьетнамского ЗРК C75 в течение всего своего полёта. 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. Беспилотные летательные аппараты применялись Израилем во время арабо-израильского конфликта в 1973 г. Они использовались для наблюдений и разведки, а также в качестве ложных целей. В 1982 г. БПЛА использовались во время боевых действий в долине Бекаа в Ливане. Израильский БПЛА AI Scout и малоразмерные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты Mastiff провели разведку и наблюдение сирийских аэродромов, позиций ЗРК и передвижений войск. По информации, получаемой с помощью БПЛА, отвлекающая группа израильской авиации перед ударом главных сил вызвала включение радиолокационных станций сирийских ЗРК, по которым был нанесён удар с помощью самонаводящихся противорадиолокационных ракет, а те средства, которые не были уничтожены, были подавлены помехами. Успех израильской авиации был впечатляющим - Сирия потеряла 18 батарей ЗРК. СССР ещё в 70-е-80-е годы был лидером по производству БПЛА, только Ту-143 было выпущено около 950 штук. Дистанционно-пилотируемые летательные аппараты и автономные БПЛА использовались обеими сторонами в течение войны в Персидском заливе 1991 г., прежде всего как платформы наблюдения и разведки. США, Англия, 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 операции «Буря в пустыне» 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 процентов были повреждены, но 75 процентов 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 г. 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.
В августе 2008 года ВВС США завершили перевооружение беспилотными летательными аппаратами MQ-9 Reaper первой боевой авиачасти - 174-го истребительного авиакрыла Национальной гвардии.Перевооружение происходило в течение трёх лет. Ударные БПЛА показали высокую эффективность в Афганистане и Ираке. Основные преимущества перед заменёнными F-16: меньшая стоимость закупки и эксплуатации, большая продолжительность полёта, безопасность операторов.
Состав бортового оборудования современных БЛА
Для обеспечения задач наблюдения подстилающей поверхности в реальном масштабе времени в процессе полета и цифрового фотографирования выбранных участков местности, включая труднодоступные участки, а также определения координат исследуемых участков местности полезная нагрузка БЛАдолжна содержать в своем составе:
Устройства получения видовой информации:
Спутниковую навигационную систему (ГЛОНАСС/GPS);
Устройства радиолинии видовой и телеметрической информации;
Устройства командно-навигационной радиолинии с антенно-фидерным устройством;
Устройство обмена командной информацией;
Устройство информационного обмена;
Бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ);
Устройство хранения видовой информации.
Современные телевизионные (ТВ) камеры обеспечивают представление оператору в реальном времени картины наблюдаемой местности в формате наиболее близком к характеристикам зрительного аппарата человека, что позволяет ему свободно ориентироваться на местности и при необходимости выполнять пилотирование БЛА. Возможности по обнаружению, и распознаванию объектов определяются характеристиками фотоприемника и оптической системы телевизионные камеры. Основным недостатком современных телевизионных камер является их ограниченная чувствительность, не обеспечивающая всесуточности применения. Применение тепловизионных (ТПВ) камер позволяет обеспечить всесуточность применения БЛА. Наиболее перспективным представляется применение комбинированных теле-тепловизионных систем. При этом оператору представляется синтезированное изображение, содержащее наиболее информативные части, присущие видимому и инфракрасному диапазонам длин волн, что позволяет существенно повысить тактико-технические характеристики системы наблюдения. Однако подобные системы сложны технически и достаточно дороги. Применение РЛС позволяет получать информацию круглосуточно и при неблагоприятных метеоусловиях, когда ТВ и ТПВ каналы не обеспечивают получение информации. Применение сменных модулей, позволяет снизить стоимость и реконфигурировать состав бортового оборудования для решения поставленной задачи в конкретных условиях применения. Рассмотрим состав бортового оборудования мини-БЛА.
▪ Обзорное курсовое устройство закрепляется неподвижно под некоторым углом к строевой оси летательного аппарата, обеспечивающим необходимую зону захвата на местности. В состав обзорного курсового устройства может входить телевизионная камера (ТК) с широкопольным объективом (ШПЗ). В зависимости от решаемых задач может быть оперативно заменена или дополнена тепловизионной камерой (ТПВ), цифровым фотоаппаратом (ЦФА) или РЛС.
▪ Устройство детального обзора с поворотным устройством состоит из ТК детального обзора с узкопольным объективом (УПЗ) и трехкоординатного поворотного устройства, обеспечивающего разворот камеры по курсу, крену и тангажу по командам оператора для детального анализа конкретного участка местности. Для обеспечения работы в условиях пониженной освещенности ТК может быть дополнена тепловизионной камерой (ТПВ) на микроболометрической матрице с узкопольным объективом. Возможна также замена ТК на ЦФА. Подобное решение позволит использовать БЛА для проведения аэрофотосъемки при развороте оптической оси ЦФА в надир.
▪ Устройства радиолинии видовой и телеметрической информации (передатчик и антенно-фидерное устройство) должны обеспечивать передачу видовой и телеметрической информации в реальном или близком к реальному масштабе времени на ПУ в пределах радиовидимости.
▪ Устройства командно-навигационной радиолинии (приемник и антенно-фидерное устройство) должны обеспечивать прием в пределах радиовидимости команд пилотирования БЛА и управления его оборудованием.
▪ Устройство обмена командной информацией обеспечивает распределение командно и навигационной информации по потребителям на борту БЛА.
▪ Устройство информационного обмена обеспечивает распределение видовой информации между бортовыми источниками видовой информации, передатчиком радиолинии видовой информации и бортовым устройством хранения видовой информации. Это устройство также обеспечивает информационный обмен между всеми функциональными устройствами, входящими в состав целевой нагрузки БЛА по выбранному интерфейсу (например, RS-232). Через внешний порт этого устройства перед взлетом БЛА проводится ввод полетного задания и осуществляется предстартовый автоматизированный встроенный контроль на функционирования основных узлов и систем БЛА.
▪ Спутниковая навигационная система обеспечивает привязку координат (топопривязку) БЛА и наблюдаемых объектов по сигналам глобальной спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС (GPS). Спутниковая навигационная система состоит из одного или двух приемников (ГЛОНАСС/GPS) с антенными системами. Применение двух приемников, антенны которых разнесены по строительной оси БЛА, позволяет определять помимо координат БЛА значение его курсового угла.
▪ Бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) обеспечивает управление бортовым комплексом БЛА.
▪ Устройство хранения видовой информации обеспечивает накопление выбранной оператором (или в соответствии с полетным заданием) видовой информации до момента посадки БЛА. Это устройство может быть съемным или стационарным. В последнем случае должен быть предусмотрен канал съема накопленной информации во внешние устройства после посадки БЛА. Информация, считанная с устройства хранения видовой информации, позволяет проводить более детальный анализ при дешифрировании полученной в полете БЛА видовой информации.
▪ Встроенный блок питания обеспечивает согласование по напряжению и токам потребления бортового источника питания и устройств, входящих в состав полезной нагрузки, а также оперативную защиту от коротких замыканий и перегрузок в электросети. В зависимости от класса БЛА полезная нагрузка может дополняться различными видами РЛС, датчиками экологического, радиационного и химического мониторинга. Комплекс управления БЛА представляет собой сложную, многоуровневую структуру, основная задача которой – обеспечить вывод БЛА в заданный район и выполнение операций в соответствии с полетным заданием, а также обеспечить доставку информации, полученной бортовыми средствами БЛА, на пункт управления.
Бортовой комплекс навигации и управления БЛА
Бортовой комплекс "Аист" является полнофункциональным средством навигации и управления беспилотного летательного аппарата (БЛА) самолетной схемы. Комплекс обеспечивает: определение навигационных параметров, углов ориентации и параметров движения БЛА (угловых скоростей и ускорений); навигацию и управление БЛА при полете по заданной траектории; стабилизацию углов ориентации БЛА в полете; выдачу в канал передачи телеметрической информации о навигационных параметрах, углах ориентации БЛА. Центральным элементом БК "Аист" является малогабаритная инерциальная навигационная система (ИНС), интегрированная с приемником спутниковой системы навигации. Построенная на базе микроэлектромеханических датчиков (МЕМS гироскопов и акселерометров) по принципу бесплатформенной ИНС, система является уникальным высокотехнологичным изделием, гарантирует высокую точность навигации, стабилизации и управления ЛА любого класса. Встроенный датчик статического давления обеспечивает динамичное определение высоты и вертикальной скорости. Состав бортового комплекса: блок инерциальной навигационной системы; приемник СНС; блок автопилота; накопитель Летных Данных; датчик воздушной скорости В базовой конфигурации управление осуществляется по каналам: элероны; руль высоты; руль направления; контроллер двигателя. Комплекс совместим с радиоканалом РСМ (импульсно-кодовая модуляция) и позволяет управлять БЛА как в ручном режиме со стандартного пульта дистанционного управления, так и в автоматическом, по командам автопилота. Управляющие команды автопилота генерируются в форме стандартных широтно-импульсно-модулированных (ШИМ) сигналов, подходящих к большинству типов исполнительных механизмов. Физические характеристики:
размеры, мм: блок автопилота - 80 х 47 х 10; ИНС – 98 х 70 х 21; приемник СНС - 30 х 30 х 10; вес, кг: блок автопилота - 0,120; ИНС - 0,160; приемник СНС - 0,03. Электрические характеристики: напряжение питания, В - 10...27; потребляемая мощность (макс.), Вт - 5. Окружающая среда: температура, град С - от –40 до +70; вибрация/удар, g - 20.
Управление: порты RS-232 (2) - прием/передача данных; порты RS-422 (5) – связь с внешними устройствами; каналы ШИМ (12) - управляющие устройства; программируемые ППМ (255) - поворотные пункты маршрута. Рабочие диапазоны: крен - ±180°; тангаж - ±90°; курс (путевой угол) - 0...360; ускорение - ±10 g; угловая скорость - ±150°/сек
Система управления пространственным положением остронаправленных антенных систем в комплексах БЛА
Сам по себе беспилотный летательный аппарат (БЛА) – лишь часть сложного комплекса, одна из основных задач которого – оперативное доведение полученных сведений до оперативного персонала пункта управления (ПУ). Возможность обеспечения устойчивой связи является одной из важнейших характеристик, определяющих эксплуатационные возможности комплекса управления БЛА и обеспечивает доведение сведений, полученных БЛА, в режиме «реального времени» до оперативного персонала ПУ. Для обеспечения связи на значительные расстояния и повышения помехозащищенности за счет пространственной селекции в комплексах управления БЛА широко используются остронаправленные антенные системы (АС) как на ПУ, так и на БЛА. Функциональная схема системы управления пространственным положением остронаправленной АС, обеспечивающая оптимизацию процесса вхождения в связь в комплексах управления БЛА, приведена на рис. 1.
Система управления остронаправленной АС (см. рис. 1) включает в себя:
Собственно остронаправленную АС, радиотехнические параметры которой выбираются, исходя из требований обеспечения необходимой дальности связи по радиолинии.
Сервопривод АС, обеспечивающий пространственную ориентацию ДН АС в направлении ожидаемого появления излучения объекта связи.
Систему автоматического сопровождения по направлению (АСН), обеспечивающую устойчивое автосопровождение объекта связи в зоне уверенного захвата пеленгационной характеристики системы АСН.
Радиоприемного устройства, обеспечивающего формирование сигнала «Связь», свидетельствующего о приеме информации с заданным качеством.
Процессор управления антенной системой, обеспечивающий анализ текущего состояния системы управления АС, формирование сигналов управления сервоприводом для обеспечения пространственной ориентации АС в соответствии с полетным заданием и алгоритмом пространственного сканирования, анализ наличия связи, анализ возможности перевода сервопривода АС из режима «Внешнее управление» в режим «Автосопровождение», формирование сигнала перевода сервопривода АС в режим «Внешнее управление».
Рис. 1. Функциональная схема системы управления пространственным положением остронаправленной АС в комплексах управления БЛА
Основная задача, выполняемая системой управления пространственным положением остронаправленной АС, – обеспечить устойчивое вхождение в связь с объектом, заданным полетным заданием.
Эта задача распадается на ряд подзадач:
Обеспечение пространственной ориентации ДН АС в направлении ожидаемого появления излучения объекта связи и ее пространственной стабилизации для случая расположения АС на борту летательного аппарата.
Расширение зоны устойчивого захвата излучения объекта связи за счет применения дискретного алгоритма пространственного сканирования с детерминированной пространственно-временной структурой.
Переход в режим устойчивого автосопровождения объекта связи системой АСН при обнаружении объекта связи.
Обеспечение возможности повторного вхождения в связь в случае ее срыва. Для дискретного алгоритма пространственного сканирования с детерминированной пространственно-временной структурой можно выделить следующие особенности:
Сканирование ДН АС осуществляется дискретно во времени и в пространстве. Пространственные перемещения ДН АС при сканировании осуществляются таким образом, чтобы не оставалось пространственных зон, которые не перекрываются зоной уверенного захвата система АСН за весь цикл сканирования (см. рис.2).
Рис.2. Пример организации дискретного пространственного сканирования в азимутальной и угломестной плоскостях
Для каждого конкретного пространственного положения, определяемого алгоритмом сканирования, можно выделить две фазы: «Автосопровождение» и «Внешнее управление».
В фазе «Автосопровождение» система АСН осуществляет оценку возможности приема излучения объекта связи для выбранного пространственного положения РСН.
В случае положительного результата оценки: Пространственное сканирование прекращается. Система АСН продолжает осуществлять автосопровождение излучения объекта связи по своему внутреннему алгоритму. На вход сервопривода АС поступают сигналы пространственной ориентации АС по данным текущего пеленга объекта связи от системы АСН X АСН (t). В случае отрицательного результата оценки: Осуществляется пространственное перемещение РСН АС в следующее пространственное положение, определяемое алгоритмом сканирования.
В фазе «Внешнее управление» на выходе процессора управления антенной системой формируются сигналы управления сервоприводом АС. Компоненты сигнала управления сервоприводом обеспечивают:
X 0 – первоначальную пространственную ориентацию ДН АС в направлении на объект связи; ∆X ЛА (t)–парирование пространственных эволюций летательного аппарата; X АЛГ (t) – расширение зоны устойчивого захвата излучения объекта связи системы АСН в соответствии с дискретным алгоритмом пространственного сканирования с детерминированной пространственно-временной структурой.
В случае срыва связи, начиная с момента времени Т СВ=0 (пропадание сигнала «СВЯЗЬ»), сигнал X АСН (Т СВ=0) запоминается в устройстве «Вычисления и хранения», и используется в дальнейшем процессором управления АС в качестве значения ожидаемого пеленга объекта связи. Процесс вхождения в связь повторяется как описано выше. В режиме «Внешнее управление» сигнал управления сервоприводом остронаправленной АС по каналам «курс», «тангаж» и «крен» может быть записан
(1)
В режиме «Автосопровождение» сигнал управления сервоприводом остронаправленной АС может быть записан
(2)
Конкретный вид сигналов управления определяется конструктивными особенностями сервопривода антенной системы.
Инерциальная система БЛА
Ключевым моментом в упомянутой цепочке является «измерение состояния системы».То есть координат местоположения, скорости, высоты, вертикальной скорости, углов ориентации, а также угловых скоростей и ускорений. В бортовом комплексе навигации и управления, разработанном и производимым ООО «ТеКнол», функцию измерения состояния системы выполняет малогабаритная инерциальная интегрированная система (МИНС). Имея в своем составе триады инерциальных датчиков микромеханических гироскопов и акселерометоров), а также барометрический высотомер и трехосный магнитометр, и комплексируя данные этих датчиков с данными приемника GPS, система вырабатывает полное навигационное решение по координатам и углам ориентации. МИНС разработки ТеКнола – это полная Инерциальная система, в которой реализован алгоритм бесплатформенной ИНС, интегрированной с приемником системы спутниковой навигации. Именно в этой системе содержится «секрет» работы всего комплекса управления БЛА. По сути, одновременно работают три навигационных системы в одном вычислителе по одним и тем же данным. Мы их называем «платформами». Каждая из платформ реализует свои принципы управления, имея свои «правильные» частоты (низкие или высокие). Мастер-фильтр выбирает оптимальное решение с любой из трех платформ в зависимости от характера движения. Этим обеспечивается устойчивость системы не только в прямолинейном движении, но и при виражах, некоординированных разворотах, боковом порывистом ветре. Система никогда не теряет горизонт, чем обеспечиваются правильные реакции автопилота на внешние возмущения и адекватное распределение воздействий между органами управления БЛА.
Бортовой комплекс управления БЛА
В состав Бортового Комплекса Навигации и Управления БЛА входят три составных элемента (Рисунок 1).
1. Интегрированная Навигационная Система;
2. Приемник Спутниковой Навигационной системы
3. Модуль автопилота.__
Модуль автопилота осуществляет выработку управляющих команд в виде ШИМ (широтно-импульсно-модулированных) сигналов, сообразно законам управления, заложенным в его вычислитель. Помимо управления БЛА, автопилот программируется на управление бортовой аппаратурой:
Стабилизация видеокамеры,
Синхронизированное по времени и координатам срабатывание затвора
фотоаппарата,
Выпуск парашюта,
Сброс груза или отбор проб в заданной точке
и другие функции. В память автопилота может быть занесено до 255 поворотных пунктов маршрута. Каждая точка характеризуется координатами, высотой прохождения и скоростью полета.
В полете автопилот также обеспечивает выдачу в канал передачи телеметрической информации для слежения за полетом БЛА (Рисунок 2).
А что же тогда представляет собой «квазиавтопилот»? Многие фирмы сейчас декларируют, что обеспечивают своим системам автоматический полет с помощью «самого маленького в мире автопилота».
Наиболее показательный пример такого решения - продукция канадской фирмы “Micropilot”. Для формирования сигналов управления здесь используют «сырые» данные – сигналы от гироскопов и акселерометров. Такое решение по определению не является робастным (устойчивым к внешним воздействиям и чувствительным к условиям полета) и в той или иной степени работоспособно только при полете в стабильной атмосфере.
Любое существенное внешнее возмущение (порыв ветра, восходящий поток или воздушная яма) чревато потерей ориентации летательного аппарата и аварией. Поэтому все, кто когда-либо сталкивался с подобной продукцией, рано или поздно понимали ограниченность таких автопилотов, которые никак не могут быть использованы в коммерческих серийных системах БЛА.
Более ответственные разработчики понимая, что необходимо настоящее навигационное решение, пытаются реализовать навигационный алгоритм с применением известных подходов Калмановской фильтрации.
К сожалению, и здесь не все так просто. Калмановская фильтрация - это всего лишь вспомогательный математический аппарат, а не решение задачи. Поэтому невозможно создать робастную устойчивую систему, просто перенося на MEMS интегрированные системы стандартный математический аппарат. Требуется тонкая и точная настройка на конкретное приложение. В данном случае – для маневренного объекта крылатой схемы. В нашей системе реализован более чем 15-ти летний опыт разработки инерциальных систем и алгоритмов комплексирования ИНС и GPS. К слову сказать, в мире только несколько стран обладают ноу-хау инерциальных систем. Это
Россия, США, Германия, Франция и Великобритания. За этим ноу-хау стоят научные, конструкторские и технологические школы, и по меньшей мере
наивно думать, что такую систему можно разработать и изготовить «на коленке» в институтской лаборатории или в ангаре аэродрома. Дилетантский подход здесь, как и во всех прочих случаях, чреват в конечном счете финансовыми потерями и потерей времени. Почему столь важен автоматический полет применительно к задачам, решаемым предприятиями топливно-энергетического комплекса? Понятно, что сам воздушный мониторинг не имеет альтернативы. Контроль за состоянием трубопроводов и других объектов, задачи охраны, мониторинга и видеонаблюдения лучше всего решаются с применением летательных аппаратов. А вот снижение издержек, обеспечение регулярности полетов, автоматизация сбора и обработки информации - здесь, совершенно справедливо уделяется внимание беспилотной технике, что и доказывает высокий интерес специалистов к проходящей выставке и форуму. Однако, как мы видели на выставке, беспилотные системы также могут представлять собой сложные и дорогие комплексы, требующие поддержки, обслуживания, создания наземной инфраструктуры и служб эксплуатации. В наибольшей степени это относится к комплексам, изначально созданным для решения военных задач, а теперь спешно адаптируемым к хозяйственным применениям. Отдельно остановимся на вопросах эксплуатации. Управление БЛА - задача для хорошо подготовленного профессионала. В армии США операторами БЛА становятся действующие пилоты ВВС после годовой подготовки и тренинга. Во многих аспектах это сложнее, чем пилотирование самолета, и, как известно, большинство аварий беспилотных ЛА вызваны ошибками пилота-оператора. Автоматические системы БЛА, оснащенные полноценной системой автоматического управления требуют минимальной подготовки наземного персонала, при этом решают задачи на большом удалении от места базирования, вне контакта с наземной станцией, в любых погодных условиях. Они просты в эксплуатации, мобильны, быстро развертываются и не требуют наземной инфраструктуры. Можно утверждать, что высокие характеристики систем БЛА, оснащенных полноценной САУ, снижают эксплуатационные издержки и требования к персоналу.
Системы автоматических БЛА
Каковы же практические результаты применения бортового комплекса с настоящей инерциальной системой? Компания «ТеКнол» разработала и предлагает заказчикам системы автоматических БЛА быстрого развертывания для решения задач мониторинга и воздушного наблюдения. Эти системы представлены на нашем стенде на выставке.
Автопилот в составе бортового комплекса навигации и управления обеспечивает
Автоматический полет по заданному маршруту;
Автоматический взлет и заход на посадку;
Поддержание заданной высоты и скорости полета;
Стабилизацию углов ориентации;
Программное управление бортовыми системами.
Оперативный БЛА.
Система многоцелевого БЛА разрабатывается компанией «Транзас» и оснащается комплексом навигации и управления «ТеКнола».
Поскольку управление БЛА малого размера представляет наиболее трудную задачу, приведем примеры работы бортового комплекса навигации и управления для оперативного мини-БЛА взлетным весом 3,5 кг.
При проведении аэросъемки местности БЛА совершает полет по линиям с интервалом 50-70 метров. Автопилот обеспечивает следование по маршруту с отклонением, не превышающим 10-15 метров при скорости ветра 7 м/с (Рисунок 5).
Понятно, что самый опытный пилот-оператор не в состоянии обеспечить такую точность управления.
Рис. 5: Маршрут и траектория полета мини БЛА при съемке местности
Поддержание заданной высоты полета также обеспечивается МИНС, которая вырабатывает комплексное решение по данным GPS, барометрического высотомера и инерциальных датчиков. При автоматическом полете по маршруту бортовой комплекс обеспечивает точность поддержания высоты в пределах 5 метров (Рисунок 6), что позволяет уверенно летать на малых высотах и с огибанием рельефа.
Рисунок 7 показывает, как САУ выводит БЛА из критического крена в 65º, в результате воздействия порыва бокового ветра при совершении маневра. Только настоящая ИНС в составе бортового комплекса управления в состоянии обеспечить динамичное измерение углов ориентации БЛА, не «потерять горизонт». Поэтому в процессе испытаний и эксплуатации наших БЛА ни один самолет не был потерян при полете под управлением автопилота.
Еще одной важной функцией БЛА является управление видеокамерой. В полете стабилизация камеры переднего обзора обеспечивается отработкой колебаний БЛА по крену по сигналам автопилота и данным МИНС. Таким образом картинка видео изображения оказывается стабильной, несмотря на колебания ЛА по крену. В задачах аэрофотосъемки (например, при составлении аэрофотоплана предполагаемого района проведения работ) точная информация об углах ориентации, координатах и высоте БЛА совершенно необходима для коррекции аэрофотоснимков, автоматизации сшивки кадров.
Беспилотный комплекс аэрофотосъемки также разрабатывается ООО «ТеКнол». Для этого производится доработка цифрового фотоаппарата и его включение в контур управления автопилотом. Первые полеты намечено провести весной 2007 года. Помимо упомянутых систем БЛА быстрого развертывания Бортовой Комплекс Навигации и Управления БЛА эксплуатируется СКБ «Топаз» (БЛА «Ворон»), устанавливается на новом БЛА разработанном компанией «Транзас» (многоцелевой комплекс БЛА «Дозор»), проходит испытания на мини БЛА компании Global Teknik (Турция). Ведутся переговоры с другими российскими и зарубежными клиентами. Изложенная выше информация и, главное, результаты летных испытаний, со всей очевидностью свидетельствуют, что без полноценного бортового комплекса управления, оснащенного настоящей инерциальной системой, невозможно построение современных коммерческих систем БЛА, которые могут решать задачи безопасно, оперативно, в любых погодных условиях, с минимальными издержками со стороны эксплуатирующих служб. Такие комплексы серийно выпускаются компанией «ТеКнол».
Выводы
Рассмотренный состав бортового оборудования БЛА позволяет обеспечить решение широкого круга задач по мониторингу местности и труднодоступных для человека районов в интересах народного хозяйства. Применение в состав бортового оборудования телевизионных камер позволяет в условиях хорошей метеовидимости и освещенности обеспечить высокое разрешение и детальный мониторинг подстилающей поверхности в режиме реального времени. Применение ЦФА позволяет использовать БЛА для проведения аэрофотосъемки в заданном районе с последующей детальной дешифровкой. Использование ТПВ аппаратуры позволяет обеспечить круглосуточность применения БЛА, хотя и с меньшим разрешением, чем при использовании телевизионных камер. Наиболее целесообразно применение комплексных систем, например ТВ-ТПВ, с формированием синтезированного изображения. Однако такие системы пока еще достаточно дороги. Наличие на борту РЛС позволяет получать информацию с меньшим разрешением, чем ТВ и ТПВ, но круглосуточно и при неблагоприятных метеоусловиях. Применение сменных модулей устройств получения видовой информации, позволяет снизить стоимость и реконфигурировать состав бортового оборудования для решения поставленной задачи в конкретных условиях применения. Возможность обеспечения устойчивой связи является одной из важнейших характеристик, определяющих эксплуатационные возможности комплекса управления БЛА. Предложенная система управления пространственным положением остронаправленной АС в комплексах управления БЛА обеспечивает оптимизацию процесса вхождения в связь и возможность восстановления связи в случае ее потери. Система применима для использования на БЛА, а также на пунктах управления наземного и воздушного базирования.
Используемая литература
1. http://www.airwar.ru/bpla.html
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/UAV
3. http://www.ispl.ru/Sistemy_upravleniya-BLA.html
4. http://teknol.ru/products/aviation/uav/
5. Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю., Рейдель А.Л., Степанов М.Н., Топчеев Ю.И. - Основы проектирования ракетно-прямоточных двигателей для беспилотных летательных аппаратов.
ВНИМАНИЕ: Вы смотрите текстовую часть содержания конспекта, материал доступен по кнопке Скачать
Тактико-технические характеристики беспилотных летательных аппаратов, стоящих на вооружении подразделений субъекта Российской Федерации
Для технического оснащения МЧС России беспилотными летательными аппаратами, российскими предприятиями разработано несколько вариантов, рассмотрим некоторые из них:
БПЛА ZALA 421-16E
– 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
Рисунок 1– БПЛА ZALA 421-16E
БПЛА ZALA 421-08M
(рис. 2.) 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.
Рисунок 2– БПЛА ZALA 421-08M
БПЛА 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.
ZALA 421-22 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.
Phantom 3 Professional
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.
Рисунок 4– БПЛА Phantom 3 Professional
БПЛА 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.
Основные 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)
Таблица 1. Характеристики БПЛА
| 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 |
Занятие по решению задач, с учётом возможностей беспилотных летательных аппаратов,стоящих на вооружении подразделений субъекта Российской Федерации.
– обнаружение ЧС;
– участие в ликвидации ЧС;
– оценка ущерба от ЧС.
Рассматривая опыт применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России, можно сделать следующие обобщения: – экономическая целесообразность применения беспилотных летательных аппаратов обусловлена простотой использования, возможностью взлета и посадки на любой выбранной территории; – оперативный штаб получает достоверную видео- и фотоинформацию, что позволяет эффективно управлять силами и средствами локализации и ликвидации ЧС; – возможность передачи видео и фотоинформации в реальном масштабе времени на пункты управления позволяет оперативно влиять на изменение ситуации и принимать правильное управленческое решение; – возможность ручного и автоматического использования беспилотных летательных аппаратов. В соответствии с Положением «О Министерстве Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» МЧС России осуществляет на федеральном уровне управление Единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Эффективность работы такой системы во многом определяется уровнем ее технической оснащенности и правильной организацией взаимодействия всех входящих в нее элементов. Для решения задачи сбора и обработки информации в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от ЧС, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, а также обмена этой информацией целесообразно комплексное использование технических средств космического, воздушного, наземного или надводного базирования. Фактор времени является крайне важным при планировании и проведении мероприятий по защите населения и территорий от ЧС, а также обеспечении пожарной безопасности. От своевременного получения информации о ЧС руководящим
Применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России является весьма актуальным. Беспилотная авиационная техника переживает настоящий бум. В воздушное пространство различных стран поднимаются беспилотные летательные аппараты самого различного назначения, разнообразных аэродинамических схем и с многообразием тактико-технических характеристик. Успех их применения связан, прежде всего, с бурным развитием микропроцессорной вычислительной техники, систем управления, навигации, передачи информации, искусственного интеллекта. Достижения в этой области дают возможность осуществлять полет в автоматическом режиме от взлета до посадки, решать задачи мониторинга земной (водной) поверхности, а беспилотным летательным аппаратам военного назначения обеспечивать разведку, поиск, выбор и уничтожение цели в сложных условиях. Поэтому в большинстве промышленно развитых стран широким фронтом ведутся разработки как самих летательных аппаратов, так и силовых установок к ним.
В настоящее время беспилотные летательные аппараты широко используются МСЧ России для управления в кризисных ситуациях и получения оперативной информации.
Они способны заменить самолеты и вертолеты в ходе выполнения заданий, связанных с риском для жизни их экипажей и с возможной потерей дорогостоящей пилотируемой авиационной техники. Первые беспилотные летательные аппараты поступили в МЧС России в 2009 г. Летом 2010 г. беспилотные летательные аппараты задействовались для мониторинга пожарной обстановки в Московской области, в частности, на территории Шатурского и Егорьевского районов. В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. № 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» под беспилотным летательным аппаратом понимается летательный аппарат, выполняющий полет без пилота (экипажа) на борту и управляемый в полете автоматически, оператором с пункта управления или сочетанием указанных способов
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, землетрясений 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 беспилотных летательных аппаратов можно классифицировать на четыре основные группы:
– обнаружение ЧС;
– участие в ликвидации ЧС;
– поиск и спасение пострадавших;
– оценка ущерба от ЧС.
Под обнаружением ЧС понимается достоверное установление факта ЧС, а также времени и точных координат места его наблюдения. Воздушный мониторинг территорий с помощью беспилотных летательных аппаратов проводится на основе прогнозов повышенной вероятности возникновения ЧС или по сигналам из других независимых источников. Это может быть облет лесных массивов в пожароопасных погодных условиях. В зависимости от скорости распространения ЧС данные передаются в реальном масштабе времени или обрабатываются после возвращения беспилотного летательного аппарата. Полученные данные могут быть переданы по каналам связи (в том числе спутниковым) в штаб проведения поисково-спасательной операции, региональный центр МЧС России или в центральный аппарат МЧС России. Беспилотные летательные аппараты могут быть включены в состав сил и средств по ликвидации ЧС, а также могут оказаться крайне полезными, а порой и незаменимыми, при проведении поисково-спасательных операций на суше и на море. Беспилотные летательные аппараты применяются и для оценки ущерба от ЧС в тех случаях, когда это необходимо сделать оперативно и точно, а также без риска для здоровья и жизни наземных спасательных отрядов. Так в 2013 г. беспилотные летательные аппараты использовались сотрудниками МЧС России для мониторинга паводковой обстановки в Хабаровском крае. С помощью данных, которые передавались в реальном масштабе времени, осуществлялся контроль за состоянием защитных сооружений для предотвращения прорывов дамб, а также поиск людей в затопленных районах с последующей корректировкой действий сотрудников МЧС России.
Рассматривая опыт применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России, можно сделать следующие обобщения: – экономическая целесообразность применения беспилотных летательных аппаратов обусловлена простотой использования, возможностью взлета и посадки на любой выбранной территории; – оперативный штаб получает достоверную видео- и фотоинформацию, что позволяет эффективно управлять силами и средствами локализации и ликвидации ЧС; – возможность передачи видео и фотоинформации в реальном масштабе времени на пункты управления позволяет оперативно влиять на изменение ситуации и принимать правильное управленческое решение; – возможность ручного и автоматического использования беспилотных летательных аппаратов. В соответствии с Положением «О Министерстве Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» МЧС России осуществляет на федеральном уровне управление Единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Эффективность работы такой системы во многом определяется уровнем ее технической оснащенности и правильной организацией взаимодействия всех входящих в нее элементов. Для решения задачи сбора и обработки информации в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от ЧС, обеспечения пожарной безопасности, безопасности людей на водных объектах, а также обмена этой информацией целесообразно комплексное использование технических средств космического, воздушного, наземного или надводного базирования. Фактор времени является крайне важным при планировании и проведении мероприятий по защите населения и территорий от ЧС, а также обеспечении пожарной безопасности. От своевременного получения информации о ЧС руководящим составом МЧС России разного уровня и от оперативного реагирования на происходящее во многом зависит уровень экономического ущерба от ЧС и количество пострадавших граждан. При этом для принятия соответствующих оперативных управленческих решений необходимо представление полной, объективной и достоверной информации, не искаженной или видоизмененной из-за субъективных факторов. Таким образом, дальнейшее внедрение беспилотных летательных аппаратов будет существенным образом способствовать восполнению информационных пробелов относительно динамики развития ЧС. Крайне важной задачей является обнаружение возникновения ЧС. Применение только одних беспилотных летательных аппаратов может оказаться весьма эффективным для медленно развивающейся ЧС или ЧС в относительной близости от размещенных сил и средств по ее ликвидации. При этом в сочетании с данными, полученными от других технических средств космического, наземного или надводного базирования, могут быть детально представлены реальная картина предстоящих событий, а также характер и темпы их развития. Техническое оснащение МЧС России перспективными робототехническими комплексами является актуальной и крайне важной задачей. Разработка, производство и внедрение таких средств является достаточно сложным и капиталоёмким процессом. Однако государственные затраты на подобную технику будут перекрыты за счет экономического эффекта от предотвращения и ликвидации ЧС с применением этой техники. Только от ежегодных лесных пожаров Российская Федерация несет колоссальные экономические потери. Так для модернизации технической базы МЧС России разработана Программа переоснащения подразделений МЧС России современными образцами техники и оборудования на 2011–2015 гг. Анализ реагирования органов управления и сил на ЧС федерального характера, связанную с прохождением летне-осеннего паводка 2013 г. на территории Дальневосточного федерального округа, подчеркнул актуальность применения беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России. В связи, с чем было принято решение о создании подразделения беспилотных летательных аппаратов. Наряду с этим существует целый ряд проблем, которые необходимо решать до того, как беспилотная авиация получит широкое распространение. Среди них можно выделить интеграцию беспилотных летательных аппаратов в систему воздушного движения таким образом, чтобы они не представляли угрозу столкновений с пилотируемой авиационной техникой как гражданского, так и военного назначения. При проведении конкретных спасательных операций силы МЧС России имеют право использовать свои технические средства для проведения необходимых работ . В этой связи жестких нормативных ограничений и тем более запретов на применение беспилотных летательных аппаратов в интересах МЧС России в настоящее время нет. Вместе с тем вопросы нормативно- правового регулирования разработки, производства и применения беспилотных летательных аппаратов гражданского назначения в целом до настоящего времени не решены.
– первая поворотная точка маршрута (исходный пункт маршрута (ИПМ) устанавливается рядом с точкой старта.
– глубина рабочей зоны должна быть в пределах устойчивого приема видеосигнала и телеметрической информации с борта БПЛА. (Глубина рабочей зоны
– расстояние от места нахождения антенны НСУ до максимально удаленной поворотной точки. Рабочая зона – территория, в пределах которой БПЛА выполняет заданную программу полета.).
– Линия пути, по возможности, не должна проходить возле линий электропередач (ЛЭП) большой мощности и других объектов с большим уровнем электромагнитных излучений (радиолокационные станции, приемо- передающие антенны и пр.).
– Расчетное время продолжительности полета не должно превышать 2/3 максимальной продолжительности, заявленной изготовителем.
– На выполнение взлета-посадки необходимо предусмотреть не менее 10 минут летного времени. Для общего осмотра территории наиболее целесообразным является кольцевой замкнутый маршрут. Основные достоинства этого метода – охват большой площади, оперативность и быстрота проведения мониторинга, возможность обследования труднодоступных участков местности, относительно простое планирование полетного задания и оперативная обработка полученных результатов. Маршрут полета должен обеспечивать осмотр всей рабочей зоны.
Для рационального использования энергоресурсов БПЛА маршрут полета целесообразно прокладывать с таким расчетом, чтобы первая половина полета БПЛА происходила против ветра.
Рисунок 2 – Построение полета прямолинейного параллельного маршрута.
Параллельный маршрут рекомендуется использовать при аэрофотосъемке участков местности. При подготовке маршрута оператор должен учитывать максимальную ширину поля зрения фотокамеры БПЛА на заданной высоте его полета. Маршрут прокладывается так, чтобы края поля зрения камеры перекрывали соседние поля примерно на 15% -20%.
Рисунок 3– Параллельный маршрут.
Облет заданного объекта используется при проведении осмотров конкретных объектов. Широко применяется в случаях, когда координаты объекта известны и требуется уточнение его состояния.
Рисунок 4 – Облет заданного объекта
Во время осмотра действующих лесных пожаров оператор определяет основное направление распространения огня, наличие угрозы распространения пожара объектам экономики и населенным пунктам, наличие отдельных очагов горения, участков, особо опасных в пожарном отношении, места перехода огня через минерализованные полосы, и по возможности выявляет местонахождения людей и техники, занятых на тушении пожара с целью определения правильности их расстановки на кромке пожара. Одновременно с получением видеоинформации представителями лесной службы принимаются решения о тактических способах тушения, маневрировании людскими и техническими ресурсами. Намечаются естественные рубежи для остановки огня, подъездные пути (подходы) к пожару, участку кромки (дороги, тропы, озера, ручьи, реки, мосты).
Пример применения БПЛА
В апреле 2011 г. были использованы три беспилотных вертолета НЕ300 для визуального наблюдения над пострадавшей ядерной станцией в Фукусиме. Эти БПЛА оснащены профессиональной видеокамерой, тепловизионной камерой, различными датчиками для измерений и съемки, также имеется резервуар для распыления различных жидкостей. Результаты видеосъёмки с БПЛА приведены на Рис 5,6.
Рисунок 5,6 – Японская АЭС после аварии с БПЛА.
В феврале 2014 года БЛА ZALA позволили отрядам МЧС по Кировской области держать под контролем обстановку во время пожара на железнодорожной станции (сошел с рельс и загорелся состав с газовым конденсатом), грамотно концентрировать силы для безопасной эвакуации жителей и ликвидации последствий происшествия. Воздушный мониторинг зоны ЧС осуществлялся в дневное и ночное время суток, полностью исключая 92 риск для жизни населения и аварийно-спасательной группы. Фотографии с места. крушения, снятые БПЛА представлены на Рис 7.
Рисунок 7 – Пожар на железнодорожной станции, снятый камерой БПЛА.
Комплекс с БЛА ZALA был задействован для мониторинга наводнения на Дальнем Востоке в 2013 году. Московский отряд «Центроспас» направил в г. Хабаровск комплекс с беспилотными самолетами, которые осуществляли полеты в дневное и ночное время суток, информируя наземные отряды о затопленных территориях и местонахождении людей, оказавшихся в бедственном положении Рис 8.
Рисунок 8– Обзор зоны затопления
Коктейль салаты с курицей
Ооо "аква продукт" Молочная рыба в духовке
Открытый урок по математике «Умножение числа нуль и на нуль
Что делать, если появляется призрак умершего человека?
Последние предсказания Ванги — тайны предсмертного одра ясновидящей Предсказания Ванги о России