Зарубежные беспилотные летательные аппараты ттх. Ударные бпла сша

В последние годы появилось большое количество публикаций по использованию для решения топографических задач беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или беспилотных авиационных систем (БАС). Такой интерес в немалой степени вызван простотой их эксплуатации, экономичностью, относительно невысокой стоимостью, оперативностью и т.д. Перечисленные качества и наличие эффективных программных средств автоматической обработки материалов аэрофотосъемки (включая выбор необходимых точек) открывают возможности широкого использования программно-технических средств беспилотной авиации в практике инженерно-геодезических изысканий.

В этом номере обзором технических средств беспилотной авиации мы открываем серию публикаций о возможностях БПЛА и опыте их использования при полевых и камеральных работах.

Д.П. ИНОЗЕМЦЕВ,руководитель проекта ООО«ПЛАЗ»,г. Санкт-Петербург

БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Часть 1. Обзор технических средств

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Беспилотные летательные аппараты появились в связи с необходимостью эффективного решения военных задач - тактической разведки, доставки к месту назначения боевого оружия (бомб, торпед и др.), управления боевыми действиями и пр. И не случайно первым их применением считается доставка австрийскими войсками бомб к осажденной Венеции с помощью воздушных шаров в 1849 году . Мощным импульсом к развитию БПЛА послужило появление радиотелеграфа и авиации, что позволило существенно улучшить их автономность и управляемость.

Так, в 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно, а уже в 1910 году американский военный инженер Чарльз Кеттеринг предложил, построил и испытал несколько моделей беспилотных летательных аппаратов . В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА

многократного использования, а созданная на его основе радиоуправляемая мишень использовалась в королевском флоте Великобритании до 1943 года.

На несколько десятков лет опередили свое время исследования немецких ученых, давших миру в 1940-х годах реактивный двигатель и крылатую ракету «Фау-1» как первый применявшийся в реальных боевых действиях беспилотный летательный аппарат.

В СССР в 1930–1940 годы авиаконструктором Никитиным был разработан торпедоносец-планер типа «летающее крыло», а к началу 40-х был подготовлен проект беспилотной летающей торпеды с дальностью полета от 100 километров и выше, однако в реальные конструкции эти разработки не превратились.

После окончания Великой Отечественной войны интерес к БПЛА существенно возрос, а начиная с 1960-х годов отмечается их широкое внедрение для решения задач невоенного характера.

В целом историю БПЛА можно условно разделить на четыре временных этапа :

1.1849 год–начало ХХ века - попытки и экспериментальные опыты по созданию БПЛА, формирование теоретических основ аэродинамики, теории полета и расчета самолета в работах ученых.

2.Начало ХХ века - 1945 год - разработка БПЛА военного назначения (самолетов-снарядов с небольшой дальностью и продолжительностью полета).

3.1945–1960 годы - период расширения классификации БПЛА по назначению и создание их преимущественно для разведывательных операций.

4.1960 годы - наши дни - расширение классификации и усовершенствование БПЛА, начало массового использования для решения задач невоенного характера.

КЛАССИФИКАЦИЯ БПЛА

Общеизвестно, что аэрофотосъемка, как вид дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), - это наиболее производительный метод сбора пространственной информации, основа для создания топографических планов и карт, создания трехмерных моделей рельефа и местности. Аэрофотосъемка выполняется как с пилотируемых летательных аппаратов - самолетов, дирижаблей мотодельтапланов и аэростатов, так и с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Беспилотные летательные аппараты, как и пилотируемые, бывают самолетного, а также вертолетного типа (вертолеты и мультикоптеры - летательные аппараты с четырьмя и более роторами с несущими винтами). В настоящее время в России не существует общепринятой классификации БПЛА самолетного типа. Missiles.

Ru совместно с порталом UAV.RU предлагает современную классификацию БПЛА самолетного типа , разработанную на основе подходов организации UAV International, но с учетом специфики и ситуации именно отечественного рынка (классы) (табл. 1):

Микро- и мини-БПЛА ближнего радиуса действия. Класс миниатюрных сверхлегких и легких аппаратов и комплексов на их основе с взлетной массой до 5 килограммов начал появляться в России относительно недавно, но уже довольно

широко представлен. Такие БПЛА предназначены для индивидуального оперативного использования на коротких дальностях на удалении до 25–40 километров. Они просты в эксплуатации и транспортировке, вы полняются складными и позиционируются как «носимые», запуск осуществляется, с помощью катапульты или с руки. Сюда относятся: Geoscan 101 , Geoscan 201 , 101ZALA 421-11, ZALA 421-08, ZALA 421-12, Т23 «Элерон», Т25, «Элерон-3», «Гамаюн-3», «Иркут-2М», «Истра-10»,

«БРАТ», «Локон», «Инспектор 101», «Инспектор 201», «Инспектор 301» и др.

Легкие БПЛА малого радиусадействия. К этому классу относятся несколько более крупные аппараты - взлетной массой от 5 до 50 килограммов. Дальность их действия - в пределах 10–120 километров.

Среди них: Geoscan 300, «ГрАНТ», ZALA 421-04, Орлан-10, ПтероСМ , ПтероЕ5 , Т10, «Эле рон-10», «Гамаюн-10», «Иркут-10»,

Т92 «Лотос», Т90 (Т90-11), Т21, Т24, «Типчак» БПЛА-05, БПЛА-07, БПЛА-08.

Легкие БПЛА среднего радиуса действия. Ряд отечественных образцов можно отнести к этому классу БПЛА. Их масса варьируется в пределах 50–100 килограммов. К ним относится: Т92М «Чибис», ZALA 421-09,

«Дозор-2», «Дозор-4», «Пчела-1Т».

Средние БПЛА. Взлетная масса средних БПЛА лежит в диапазоне от 100 до 300 килограммов. Они предназначены для применения на дальностях 150–1000 километров. В этом классе: М850 «Астра», «Бином», Ла-225 «Комар», Т04, Е22М «Берта», «Беркут», «Иркут-200».

Среднетяжелые БПЛА. Этот класс имеют схожую с БПЛА предыдущего класса дальность применения, но обладают несколько большей взлетной массой - от 300 до 500 килограммов.

К этому классу следует отнести: «Колибри», «Данэм», «Дань-Барук», «Аист» («Юлия»), «Дозор-3».

Тяжелые БПЛА среднего радиуса действия. Данный класс включает БПЛА полетной массой от 500 и более килограммов, предназначены для применения на средних дальностях 70–300 километров. В классе тяжлых следующие: Ту-243 «Рейс-Д», Ту-300, «Иркут-850», «Нарт» (А-03).

Тяжелые БПЛА большой продолжительности полета. Достаточно востребованная за рубежом категория беспилотных аппаратов, к которой относятся американские БПЛА Predator, Reaper, GlobalHawk, израильские Heron, Heron TP. В России образцы практически отсутствуют: «Зонд-3M», «Зонд-2», «Зонд-1», беспилотные авиационные системы Сухого («БасС»), в рамках которой создается роботизированный авиационный комплекс (РАК).

Беспилотные боевые самолеты (ББС). В настоящее время в мире активно ведутся работы по созданию перспективных БПЛА, имеющих возможность нести на борту оружие и предназначенных для ударов по наземным и надводным стационарным и подвижным целям в условиях сильного противодействия сил ПВО противника. Они характеризуются дальностью действия около 1500 километров и массой от 1500 килограммов.

На сегодняшний день в России в классе ББС представлено два проекта: «Прорыв-У», «Скат» .

На практике для аэрофотосъемки, как правило, применяются БПЛА весом до 10–15 килограммов (микро-, мини-БПЛА и легкие БПЛА). Это связано с тем, что при увеличении взлетного веса БПЛА растет сложность его разработки и, cоответственно, стоимость, но снижается надежность и безопасность эксплуатации. Дело в том, что при посадке БПЛА выделяется энергия E = mv2 / 2, а чем больше масса аппарата m, тем больше его посадочная скорость v, то есть выделяемая при посадке энергия очень быстро растет с ростом массы. А эта энергия может повредить как сам БПЛА, так и находящееся на земле имущество.

Беспилотный вертолет и мультикоптер лишены этого недостатка. Теоретически, такой аппарат можно посадить со сколь угодно малой скоростью сближения с Землей. Однако беспилотные вертолеты слишком дороги, а коптеры пока не способны летать на большие расстояния, и применяются только для съемки локальных объектов (отдельных зданий и сооружений).

Рис. 1. БПЛА Mavinci SIRIUS Рис. 2. БПЛА Geoscan 101

ПРЕИМУЩЕСТВА БПЛА

Превосходством БПЛА перед пилотируемыми воздушными судами является, прежде всего, стоимость производства работ, а также значительное уменьшение количества регламентных операций. Само отсутствие человека на борту самолета значительно упрощает подготовительные мероприятия для проведения аэрофотосъемочных работ.

Во-первых, не нужен аэродром, даже самый примитивный. Беспилотные летательные аппараты запускаются или с руки, или с помощью специального взлетного устройства - катапульты.

Во-вторых, особенно при использовании электрической двигательной схемы, отсутствует необходимость в квалифицированной технической помощи для обслуживания летательного аппарата, не так сложны мероприятия по обеспечению безопасности на объекте работ.

В-третьих, отсутствует или намного увеличен межрегламентный период эксплуатации БПЛА по сравнению с пилотируемым воздушным судном.

Данное обстоятельство имеет большое значение при эксплуатации аэрофотосъемочного комплекса в удаленных районах нашей страны. Как правило, полевой сезон аэрофотосъемочных работ короток, каждый погожий день необходимо использовать для производства съемки.

УСТРОЙСТВО БПЛА

две основные схемы компоновки БПЛА: классическая (по схеме «фюзеляж+крылья+хвост»), к которой относится, например БПЛА «Орлан-10», Mavinci SIRIUS (рис. 1) и др., и «летающее крыло», к которой относятся Geoscan101 (рис. 2), Gatewing X100 , Trimble UX5 и др.

Основными частями беспилотного аэрофотосъемочного комплекса являются: корпус, двигатель, бортовая система управления (автопилот), наземная система управления (НСУ) и аэрофотосъемочное оборудование.

Корпус БПЛА изготавливают излегкого пластика (например, углепластика или кевлара), чтобы защитить дорогостоящую фотоаппаратуру и средства управления и навигации, а его крылья - из пластика или экструдированного пенополистирола (EPP). Этот материал легок, достаточно прочен и не ломается при ударе. Деформированную деталь из ЕРР зачастую можно восстановить подручными средствами.

Легкий БПЛА с посадкой на парашюте может выдержать несколько сотен полетов без ремонта, который, как правило, включает замену крыльев, элементов фюзеляжа и др. Производители стараются удешевить части корпуса, подверженные износу, чтобы расходы пользователя на поддержа-БПЛА в рабочем состоянии были минимальными.

Надо отметить, что наиболее дорогостоящие элементы аэрофотосъемочного комплекса, наземная система управления, авионика, программное обеспечение, - вообще не подвержены износу.

Силовая установка БПЛА можетбыть бензиновой или электрической. Причем, бензиновый двигатель обеспечит намного более продолжительный полет, так как в бензине, в расчете на килограмм, запасено в 10–15 раз больше энергии, чем мож-но сохранить в самом лучшем аккумуляторе. Однако такая силовая установка сложна, менее надежна и требует значительного времени для подготовки БПЛА к старту. Кроме того, беспилотный летательный аппарат с бензиновым двигателем крайне сложно перевозить к месту работ на самолете. Наконец, он требует от оператора высокой квалификации. Поэтому бензиновый БПЛА имеет смысл применять только в тех случаях, когда необходима очень большая продолжительность полета - для непрерывного мониторинга, для обследования особо удаленных объектов.

Электрическая двигательная установка, напротив, очень нетребовательна к уровню квалификации обслу-живающего персонала. Современные аккумуляторные батареи могут обеспечить длительность непрерывного полета свыше четырех часов. Обслуживание электрического двигателя совсем несложно. Преимущественно это только защита от влаги и грязи, а также проверка напряжения бортовой сети, что осуществляется с наземной системы управления. Зарядка аккумуляторов производится от бортовой сети сопровождающего автомобиля или от автономного электрогенератора. Бесколлекторный электрический двигатель БПЛА практически не изнашивается.

Автопилот -с инерциальной системой (рис. 3) - наиболее важный элемент управления БПЛА.

Автопилот весит всего 20–30 граммов. Но это очень сложное изделие. В автопилоте, кроме мощного процессора, установлено множество датчиков - трехосевые гироскоп и акселерометр (а иногда и магнитометр), ГЛО-НАСС/GPS-приемник, датчик давления, датчик воздушной скорости. С этими приборами беспилотный летательный аппарат сможет летать строго по заданному курсу.

Рис. 3. АвтопилотMicropilot

В БПЛА имеется радиомодем, необходимый для загрузки полетного задания, передачи в наземную систему управления телеметрических данных о полете и текущем местоположении на участке работ.

Наземная система управления

(НСУ) -это планшетный компьютерили ноутбук, оснащенный модемом для связи с БПЛА. Важная часть НСУ - программное обеспечение для планирования полетного задания и отображения хода его выполнения.

Как правило, полетное задание составляется автоматически, по заданному контуру площадного объекта или узловым точкам линейного объекта. Кроме того, существует возможность проектирования полетных маршрутов, исходя из необходимой высоты полета и требуемого разрешения фотоснимков на местности. Для автоматического выдерживания заданной высоты полета есть возможность учесть в полетном задании цифровую модель местности в распространенных форматах.

Во время полета на картографической подложке монитора НСУ отображается положение БПЛА и контуры снимаемых фотографий. Оператор имеет возможность во время выполнения полета оперативно перенацелить БПЛА на другой район посадки и даже оперативно посадить беспилотник с «красной» кнопки наземной системы управления. По команде с НСУ могут быть запланированы и другие вспомогательные операции, например - выброс парашюта.

Кроме обеспечения навигации и обеспечения полета автопилот должен управлять фотоаппаратом, чтобы получать снимки с заданным межкадровым интервалом (как только БПЛА пролетит нужное расстояние от предыдущего центра фотографирования). Если заранее рассчитанный межкадровый интервал не выдерживается стабильно, приходится настраивать время срабатывания затвора с таким расчетом, чтобы даже при попутном ветре продольное перекрытие было достаточным.

Автопилот должен регистрировать координаты центров фотографирования геодезического спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS, чтобы программа автоматической обработки снимков смогла построить модель быстро и привязать ее к местности. Требуемая точность определения координат центров фотографирования зависит от технического задания к выполнению аэрофотосъемочных работ.

Аэрофотосъемочное оборудование на БПЛА устанавливается в зависимости от его класса и цели использования.

На микро- и мини-БПЛА устанавливаются компактные цифровые фотокамеры, комплектуемые сменными объективами с постоянным фокусным расстоянием (без трансфокатора или zoom-устройства) весом 300–500 граммов. В качестве таких камер в настоящее время используются фотоаппараты SONY NEX-7

с матрицей 24,3 МП, CANON600D матрицей 18,5 МП и подобные им. Управление срабатыванием затвора и передача сигнала от затвора в спутниковый приемник производится с помощью штатных или незначительно доработанных электрических разъемов фотоаппарата.

На легкие БПЛА малого радиуса действия устанавливаются зеркальные фотокамеры с большим размером светочувствительного элемента, например CanonEOS5D(размер сенсора 36×24 мм) , NikonD800 (матрица 36,8 МП (размер сенсора 35,9×24 мм)), Pentax645D(CCD-сенсор 44×33 мм, матрица 40 МП) и им подобные, весом 1,0–1,5 килограмма.

Рис. 4. Схема размещения аэроснимков (голубые прямоугольники с подписями номеров)

ВОЗМОЖНОСТИ БПЛА

Согласно требованиям документа «Основные положения по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов» ГКИНП-09-32-80 носитель аэрофотосъемочной аппаратуры должен предельно точно следовать проектному положению маршрутов аэрофотосъемки, выдерживать заданный эшелон (высоту фотографирования), обеспечивать требования по соблюдению предельных отклонений по углам ориентирования фотокамеры - наклон, крен, тангаж. Кроме того, навигационная аппаратура должна обеспечивать точное время срабатывания фотозатвора и определять координаты центров фотографирования.

Выше указывалась аппаратура, интегрированная в автопилот: это микробарометр, датчик воздушной скорости, инерциальная система, навигационная спутниковая аппаратура. По проведен-ным испытаниям (в частности, БПЛА Geoscan101) были установлены следующие отклонения реальных параметров съемки от заданных:

Уклонения БПЛА от оси маршрута - в диапазоне 5–10 метров;

Уклонения высот фотографирования - в диапазоне 5–10 метров;

Колебание высот фотографирования смежных снимков - не более

Возникающие в полете «елочки» (развороты снимков в горизонтальной плоскости) обрабатываются автоматизированной системой фотограмметрической обработки без заметных негативных последствий.

Фотоаппаратура, устанавливаемая на БПЛА, позволяет получить цифровые изображения местности с разрешением лучше 3 сантиметров на один пиксель. Применение коротко-, средне-, и длиннофокусных фотообъективов определяется ха-рактером получаемых готовых мате-риалов: будь это модель рельефа или ортофотоплан. Все расчеты производятся так же, как и в «большой» аэрофотосъемке.

Применение двухчастотной ГЛО-НАСС/GPSспутниковой геодезической системы для определения координат центров снимков позволяет в процессе постобработки получить координаты центров фотографирования с точностью лучше 5 сантиметров, а применение метода PPP(PrecisePointPositioning) - позволяет определять координаты центров снимков без использования базовых станций или на значительном удалении от них.

Конечная обработка материалов аэрофотосъемки может служить объективным критерием оценки качества выполненной работы. Для иллюстрации можно рассмотреть данные об оценке точности фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки с БПЛА, выполненной в ПО «PhotoScan» (производства фирмы Agisoﬅ, г. СанктПетербург) по контрольным точкам (табл. 2).

Номера точек	Ошибки по осям координат, м	Абс, пикс	Проекции
Номера точек			Проекции





(ΔD)2= ΔХ2+ ΔY2+ ΔZ2

ПРИМЕНЕНИЕ БПЛА

В мире, а в последнее время и в России, беспилотные летательные аппараты применяются в геодезических изысканиях при строительстве , для составления кадастровых планов промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, поселков, дачных массивов, в маркшейдерском деле для определения объемов горных выработок и отвалов, при учете движения сыпучих грузов в карьерах, портах, горнообогатительных комбинатах, для создания карт, планов и 3D-моделей городов и предприятий.

3. Цепляева Т.П., Морозова О.В. Этапы развития беспилотных летательных аппаратов. М., «Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии», № 42, 2009.

Анализ зарубежных беспилотных летательных аппаратов, применяемых в лесном секторе

А. А. Никифоров1 В. А. Мунимаев Санкт-Петербургская лесотехническая академия

АННОТАЦИЯ

В статье приведена международная классификация беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Проведен анализ БПЛА иностранного производства, применяемых в лесном секторе.

Ключевые слова: лесное хозяйство, беспилотные летательные аппараты, аэрофотосъемка.

In article international classification of unmanned aerial vehicles (UAV) is presented. The analysis of international experience of manufacture UAV applied in forestry is carried out.

Keywords: forestry, unmanned aerial vehicle, aerial photography.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) применяются в развитых странах для аэрофотосъемки в военных и гражданских целях в качестве альтернативы существенно более дорогой космической и традиционной фотосъемке.

В международной классификации по функциональному назначению выделено шесть категорий БПЛА:

1. Цели и мишени.

2. Охрана и наблюдение.

3. Разведка поля боя.

4. Логистика.

5. Научные исследования.

6. Гражданское применение.

Формированием концепций сертификации, стандартизации и регулирования полетов беспилотной техники занимается ведущая международная неправительственная организация «UVS International».

Согласно международной классификации «UVS International» все БПЛА делятся на тактические БПЛА с подуровнями по дальности и высотности действия (табл. 1), а также на стратегические и специальные БПЛА. Деление на БПЛА самолетного, вертолетного и иного типов не предусматривается в данной классификации. Соединенные Штаты и Израиль являются лидерами в разработке и производстве беспилотных летательных аппаратов. Доля рынка беспилотных систем американского производства в 2006 году составляла более чем 60 %. На данный

момент на рынок беспилотных систем гражданского применения выходят такие страны, как Южная Корея, Китай, Южная Африка.

Рассмотрим БПЛА, созданные специально для научно-исследовательской деятельности и гражданского применения, которые используются в лесном секторе. Основные характеристики БПЛА иностранного производства приведены в таблице 2.

Таблица 1

Тактические БПЛА

Максимальный

Название Дальность, взлетный вес,

Нано Nano Менее 1 Менее 0.025

Микро ^ 1-10 0.025-5

Мини Mini 1-10 5-150

Ближнего CR,

радиуса Close 10-30 25-150

действия Range

Малого SR,

радиуса Short 30-70 50-250

действия Range

Среднего радиуса MR, Medium 70-200 150-500

действия Range

Среднего радиуса действия продолжительного полета MRE, Medium Range Endurance Более 500 500-1500

Маловы- LADP,

сотные Low

глубокого проникновения Altitude Deep Penetration Более 250 250-2500

Маловы- LALE,

сотные Low

большой продолжительности Altitude Long Endur- Более 500 15-25

полета ance

Средневы-сотные БПЛА большой MALE, Medium Altitude Long Endurance Более 500 1000-1500

продолжительности полета

БПЛА MicroB израильской компании «Blue Bird Aero Systems» относится к тактическим микро-системам , выполнен по схеме «летающее крыло», в хвостовой части которого расположен электрический двигатель с толкающим винтом. При небольшом весе в 1 кг он несет полезную нагрузку в 0,24 кг - стабилизированную ТВ систему и фотоаппаратуру высокого разрешения.

Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ

Таблица 2

Основные характеристики БПЛА иностранного производства

MicroB CropCam MASS Skyblade III Remoeye 002 Manta EPP 1.5m Boomerang 1.3m Jackaroo 1.5m SmartOne

Взлетная масса, кг 1,0 2,72 3,0 5 2,4 2 2 2,5 1,1

Масса полезной нагрузки, кг 0,24 - 0,5 - - 0,25 0,25 0,75 -

Размах крыла, м 0,95 2,5 1,5 2,6 1,5 1,5 1,4 1,5 1,2

Длина, м - 1,3 1,05 1,4 1,3 1,5 1,3 1,5 -

Скорость, км/ч 45-80 60-120 60-120 130 80 60-100 60-105 60-105 50

Высота полета, м - 125-650 50-150 91-457 - 3500 3500 3500 150-600

Радиус действия, км 10 10 10-20 8 10 15 25 25 0,5-2,5

Продолжительность полета, ч 1 1 1-1,25 1 1 0,5 1,5 1,5-2,5 0,3-1

CropCam беспилотный летательный аппарат канадской одноименной компании . Представляет собой легкий планер из стекловолокна, оснащенный электродвигателем с тянущим пропеллером. Запускается самолет вручную, садится автоматически. Оснащается фотокамерой высокого разрешения для получения цифровых снимков местности, привязанных по GPS.

Финская компания «Patria Systems» является разработчиком Мини БПЛА MASS (Modular Airborne Sensor System) . Конструкция самолета представляет собой моноплан с V-образным хвостом с толкающим пропеллером. Самолет состоит из восьми модулей, изготовленных из полипропилена (EPP), что не маловажно при транспортировке и хранении. Запуск выполняется вручную. Может оснащаться различными видео и фотокамерами, а также датчиками загрязнения и радиации.

Мини БПЛА Skyblade III представлен в апреле 2005 сингапурской компанией «Singapore Technologies Aerospace» . Система Skyblade III разработана для выполнения широкого спектра гражданских задач. Самолет имеет конструкцию моноплана с тянущим пропеллером. Под крылом располагается большой модуль с датчиками, запуск осуществляется с руки.

Компания из Южной Кореи «Ucon System» разработала мини БПЛА Remoeye 002 . Самолет построен по схеме моноплана с электродвигателем с толкающим пропеллером. Запуск осуществляется с руки, посадка с парашютом или по-самолетному. Оснащается видеокамерой или ИК фотоаппаратурой высокого разрешения.

Южноафриканская компания «YellowPlane» основана в 2005 году для изучения дикой природы . Это привело к исследованиям в области малых беспилотных воздушных систем (sUAS), или как их часто на-звают UAV"s. В 2006 году «Yellowplane» стала в Южной Африке создавать sUAS для аэрофотосъемки. Представлено три модели: Manta EPP, Boomerang и Jackaroo. Все эти три модели выполнены по схеме «летающее крыло» с электрическим двигателем с толкающим винтом. Запуск производится с руки, Boomerang и Jackaroo - с катапульты, а Jackaroo возможно запускать и с катапульты пневматического типа. Посадка у всех самолетов осуществляется по-самолетному.

Manta EPP отличается от Boomerang и Jackaroo более простым автопилотом и возможностью наземного контроля. Boomerang и Jackaroo поставляется наземной станцией контроля БПЛА. Manta EPP несет на себе цифровую камеру, Boomerang и Jackaroo - высокого разрешения CCD камеру. В Jackaroo предусмотрена установка дополнительного комплекта аккумуляторов, что повышает время полета с 1,5 до 2,5 часов.

Шведская компания «Smartplane» разработала микро-БПЛА SmartOne для лесоводства и сельского хозяйства . Корпус построен так, чтобы противостоять тяжелым условиям применения аппарата в лесу. Система БПЛА является компактной и простой, что позволяет работать с ней одному человеку. Самолет несет калиброванную компактную камеру высокого разрешения и весит всего 1,1 кг. Запуск осуществляется с руки или из рогатки, посадка автоматически по-самолетному.

В качестве беспилотного летательного аппарата для решения задач лесного сектора рекомендуется применять самолеты, относящиеся к классу мини и мик-р°.

Для запуска в условиях лесной растительности наиболее приспособленными выступают БПЛА, построенные по схеме «летающее крыло» с электрическим двигателем с толкающим винтом.

Самолеты, построенные по схеме моноплана, имеют возможность планировать и обладают стабильным поведением в воздухе при полете.

В статье не были представлены БПЛА, оснащенные двигателями внутреннего сгорания, так как они затрудняют получение качественных аэрофотоснимков из-за масляных пятен на объективе фотокамеры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bento Maria de Fatima. Unmanned Aerial Vehicles: An Overview // Inside GNSS. 2008. Vol. 3. № 1. Р. 54-61.

2. Cropcam [Электронный ресурс] // http://cropcam.com/pdf/brochure-cropcam.pdf

3. MASS [Электронный ресурс] // http://www.patria.fi/fa2e2b004fc0a23ab1ebb7280c512 7e4/ Mini_UAV+-esite.pdf

4. MicroB. Tactical Micro UAV System [Электронный ресурс] // http://www.bluebird-uav.com/PDF/ mi-croB.pdf

5. Remoeye 002 [Электронный ресурс] // http://www.uconsystem.com/english/htm/pro_02.asp

6. Skyblade3 [Электронный ресурс] // http://www.staero.aero/downloads/uploadedfiles/ STA001793_AT_STA_PlatformBrochure_skyblade3_ A4.pdf

8. Yellowplane sUAS UAVs for Europe and South Africa [Электронный ресурс] // http://www.yellowplane.co.uk/

В голливудских фантастических фильмах довольно часто прослеживается образ беспилотного летательного ударного аппарата. Так вот, в настоящее время США являются лидерами мирового строительства и конструирования беспилотников . И не останавливаются на достигнутом, всё более наращивая парк БПЛА в вооруженных силах.

Получив опыт первой, второй Иракской кампаний и Афганской кампании, Пентагон продолжает развитие беспилотных систем. Будут увеличены закупки БПЛА, создаются критерии новых аппаратов. БПЛА сначала заняли нишу легких разведчиков, но уже в 2000-е годы стало ясно, что они перспективны и как ударные самолёты – применялись в Йемене, Ираке, Афганистане, Пакистане. Беспилотники стали полноценными ударными единицами.

MQ-9 Reaper «Жнец»

Последней покупкой Пентагона стал заказ 24 ударных БПЛА типа MQ-9 Reaper . Этот контракт почти удвоит их количество в вооруженных силах (в начале 2009 у США было 28 таких беспилотников). Постепенно «Жнецы» (по англо-саксонской мифологии образ смерти) должны заменить более старых «Хищников» MQ-1 Predator, их на вооружении примерно 200.

БПЛА MQ-9 Reaper впервые поднялся в воздух в феврале 2001 года . Аппарат был создан в 2-х версиях: турбовинтовой и турбореактивной, но ВВС США, заинтересовавшись новой техникой, указали на необходимость единообразия, отказавшись от закупки реактивного варианта. К тому же он, несмотря на высокие пилотажные качества (например, практический потолок до 19 километров), мог быть в воздухе не более 18 часов, что не устаивало ВВС. Турбовинтовая модель пошла в серию на 910-сильном двигателе TPE-331 – «детище» фирмы Garrett AiResearch.

Базовые ТТХ «Жнеца»:

— Вес: 2223 кг (пустой) и 4760 кг (максимальный);
— Максимальная скорость — 482 км/ч и крейсерская – около 300 км/ч;
— Максимальная дальность полета – 5800…5900 км;
— С полной нагрузкой БПЛА будет выполнять свою работу около 14 часов. Всего же MQ-9 способен держаться в воздухе до 28-30 часов;
— Практический потолок — до 15 километров, а рабочий эшелон высот –7,5 км;

Вооружение «Жнеца» : имеет 6-ть точек подвески, общий объем полезной нагрузки до 3800 фунтов, так вместо 2-х управляемых ракет AGM-114 Hellfire на «Хищнике», его более совершенный собрат может взять до 14 УР.
Вторым вариантом оснащения «Жнеца» является комбинация из 4-х «Хеллфайров» и 2-х пятисотфунтовых корректируемых авиабомб GBU-12 Paveway II с лазерным наведением.
В калибре 500 фунтов также возможно и применение вооружения системы JDAM с GPS-наведением – например боеприпаса GBU-38. Оружие класса «воздух-воздух» представлено ракетами AIM-9 Sidewinder и с недавних пор AIM-92 Stinger – модификацией ракеты хорошо известного ПЗРК, приспособленной для воздушного старта.

БРЭО : Радиолокационная станция AN/APY-8 Lynx II с синтезированной апертурой, способная работать в режиме картографирования - в носовом обтекателе. На малых (до 70 узлов) скоростях радар позволяет сканировать поверхность с разрешением один метр, просматривая 25 квадратных километров в минуту. На больших скоростях (порядка 250 узлов) – до 60 квадратных километров.

В поисковых режимах РЛС, в так называемом режиме SPOT, обеспечивает получение с дистанции до 40 километров мгновенных «снимков» локальных участков земной поверхности размером 300×170 метров, разрешение при этом достигает 10 сантиметров . Комбинированная электронно-оптическая и тепловизионная прицельная станция MTS-B - на сферическом подвесе под фюзеляжем. Включает лазерный дальномер-целеуказатель, способный осуществлять целеуказание всему спектру боеприпасов США и НАТО с полуактивным лазерным наведением.

В 2007 году была сформированная первая ударная эскадрилья «Жнецов» , они поступили на вооружение 42-й ударной эскадрильи, которая расположена на авиабазе «Крич» в штате Невада. В 2008 году ими была вооружена 174-е истребительное авиакрылы ВВС Национальной гвардии. Специально оборудованные «Жнецы» также есть у НАСА, Министерства национальной безопасности, у Пограничной службы.
На продажу система не выставлялась. Из союзников «Жнецов» купила Австралия и Англия. Германия отказалась от этой системы в пользу своих разработок и израильских.

Перспективы

Следующее поколение средних БПЛА по программам MQ-X и MQ-M, должно встать на крыло к 2020 году. Военные хотят одновременно расширить боевые возможности ударного БПЛА и максимально его интегрировать в общую боевую систему.

Основные задачи:

— Планируют создать такую базовую платформу, которая сможет быть использована на всех театрах военных действий, что кратно повысит функциональные возможности беспилотной группировки ВВС в регионе, а также увеличит скорость и гибкость реакции на возникающие угрозы.

— Повышение автономности аппарата и увеличение возможностей выполнения задач в сложных погодных условиях. Автоматизм взлёта и посадки, выхода в район боевого патрулирования.

— Перехват воздушных целей, непосредственная поддержка сухопутных войск, применение беспилотника, как интегрированного разведывательного комплекса, комплекс задач РЭБ и задачи обеспечения связи и освещения обстановки в форме развертывания на базе летательного аппарата информационного шлюза.

— Подавление системы ПВО противника.

— К 2030 году планируют создать модель беспилотника-заправщика, своего рода беспилотный танкер, способный снабжать топливом иные летательные аппараты – это резко повысит длительность нахождения в воздухе.

— Есть планы создать модификации БПЛА, которые задействуют в поисково-спасательных и эвакуационных миссиях, связанных с авиационной переброской людей.

— В концепцию боевого применения БПЛА планируется заложить архитектуру так называемого «роя» (SWARM), который позволит обеспечивать совместное боевое применение групп беспилотных самолетов по обмену разведывательной информацией и ударным действиям.

— В итоге БПЛА должны «дорасти» до таких задач, как включение в систему ПВО-ПРО страны и даже нанесение стратегических ударов. Это отнесено к середине 21 века.

Флот

В начале февраля 2011 года с авиабазы «Эдвардс» (Калифорния) поднялся в воздух реактивный БПЛА Х-47В . Беспилотники для ВМС начали разрабатывать с 2001 года. Морские испытания должны начать с 2013 года.

Основные требования ВМФ:
—палубное базирование, включая посадку без нарушения режима малозаметности;
— два полноценных отсека для установки вооружения, общий вес которого, по ряду сообщений, может достигать двух тонн;
— система дозаправки в воздухе.

США разрабатывают список требований к истребителю 6-го поколения:

— Оснащение бортовыми информационно-управляющими комплексами следующего поколения, технологии малозаметности.

— Гиперзвуковая скорость, то есть скорости выше 5-6 Маха.

— Возможность беспилотного управления.

— Электронная элементная база бортовых комплексов самолёта должна уступить место оптической, построенной на технологиях фотоники, с полным переходом на волоконно-оптические линии связи.

Таким образом, США уверенно сохраняют позиции в разработке, развёртывании и накоплении опыта боевого применения БПЛА. Участие в ряде локальных войн позволило вооружённым силам США поддерживать личный состав в боеготовом состоянии, совершенствовать технику и технологии, схемы боевого применения и управления.

ВС получили уникальный боевой опыт и возможность на практике без крупных рисков вскрывать и исправлять огрехи проектировщиков. БПЛА становятся частью единой боевой системы – ведения «сетецентрической войны».

Однако, учитывая, что программа создания роботизированных боевых комплексов в России засекречена, вполне возможно, что огласка в СМИ и не была нужна, т.к., возможно, проводились боевые испытания перспективных образцов робототехники.

Попробуем проанализировать открытую информацию о том, какими боевыми роботами Россия располагает в данное время. Первую часть статьи начнем с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Ка-37 - российский беспилотный летательный аппарат (беспилотный вертолёт) предназначенный для аэрофотосьёмки, трансляции и ретрансляции теле- и радиосигналов, проведения экологических экспериментов, доставки медикаментов, продуктов и почты при оказании экстренной помощи в процессе ликвидации аварий и катастроф в труднодоступных и опасных для человека местах.

Назначение

Многоцелевой беспилотный вертолет
Первый полёт: 1993

Технические характеристики

Диаметр несущего винта: 4,8 м
Длина фюзеляжа: 3,14 м
Высота с вращ. винтами: 1,8 м
Масса Макс. взлётная 250 кг
Двигатель: П-037 (2х24,6 кВт)
Крейсерская скорость: 110 км/ч
Макс. скорость: 145 км/ч
Радиус действия: 20 км
Дальность полёта: ~100 км
Практический потолок: 3800 м

Ка-137 - разведывательный БПЛА (вертолёт). Первый полёт совершил в 1999 году. Разработал: ОКБ Камова. Беспилотный вертолёт Ка-137 выполнен по соосной схеме. Шасси четырёхопорное. Корпус имеет шарообразную форму с диаметром 1,3 м.

Оборудованный спутниковой навигационной системой и цифровым автопилотом Ка-137 движется по заранее намеченному маршруту автоматически и выходит в заданное место с точностью до 60 м. В интернете получил неофициальное прозвище «Пепелац» по аналогии с летательным аппаратом из фильма «Кин-дза-дза!».

Технические характеристики

Диаметр главного винта: 5,30 м
Длина: 1,88 м
Ширина: 1,88 м
Высота: 2,30 м
Масса:
- пустого: 200 кг
- максимальная взлётная: 280 кг
Тип двигателя 1 ПД Hirht 2706 R05
Мощность: 65 л. с.
Скорость:
- максимальная: 175 км/ч
- крейсерская: 145 км/ч
Практическая дальность: 530 км
Продолжительность полёта: 4 ч
Потолок:
- практический: 5000 м
- статический: 2900 м
максимальная: 80 кг

ПС-01 Комар - оперативный беспилотный самолёт, дистанционно-пилотируемый аппарат.

Первый полет совершил в 1980 году, разработан в ОСКБЭС МАИ (Отраслевое специальное конструкторское бюро МАИ). Построено три образца аппарата. На аппарате была разработана схема кольцевого оперения с толкающим винтом и рулями, размещенными внутри кольца, которая впоследствии была применена при создании серийного комплекса типа Шмель-1.

Конструктивные особенности ДПЛА – применение складывающихся крыльев и модульная конструкция фюзеляжа. Крылья аппарата складывались таким образом, что в собранном (транспортировочном) виде самолет размещался в контейнере 2,2x1x0,8 м. Из транспортировочной конфигурации в полетную самолет “Комар” приводился за 3-5 с при помощи шарниров с самозащелкивающимися фиксаторами крайних положений всех складывающихся элементов.

Фюзеляж ДПЛА имел отделяемый головной модуль с тремя быстродействующими замками, которые обеспечивали простую смену модулей. Это сокращало время замены модуля с целевой нагрузкой, время для загрузки самолета ядохимикатами или средствами биологической защиты сельскохозяйственных площадей.

Технические характеристики

Нормальная взлётная масса, кг 90
Максимальная скорость у земли, км/ч 180
Практическая дальность полёта с нагрузкой, км 100
Длина самолёта, м 2,15
Размах крыла, м 2.12

Разведывательный БПЛА. Первый полёт совершил в 1983 году. Работы по созданию мини-БПЛА начаты в ОКБ им. А. С. Яковлева в 1982 году на основе опыта изучения боевого применения израильских БПЛА в войне 1982 г. В 1985 г началась разработка БПЛА «Шмель-1» с четырёхопорным шасси. Лётные испытания БПЛА «Шмель-1» в варианте, оснащённом телевизионным и ИК оборудованием, начались в 1989 г. Аппарат рассчитан на 10 запусков, хранится и транспортируется в сложенном виде в стеклопластиковом контейнере. Оснащён сменными комплектами разведывательной аппаратуры, в состав которых входят телевизионная камера, тепловизионная камера, установленные на гиростабилизированной подфюзеляжной платформе. Способ посадки парашютный.

Технические характеристики

Размах крыла, м 3.25
Длина, м 2.78
Высота, м 1.10
Масса, кг 130
Тип двигателя 1 ПД
Мощность, л.с. 1 х 32
Крейсерская скорость, км/ч 140
Продолжительность полёта, ч 2
Практический потолок, м 3000
Минимальная высота полёта, м 100

«Шмель-1» послужил прототипом для более совершенной машины “Пчела-1Т” с которой внешне практически не различим.

Пчела-1Т

Пчела-1Т - советский и российский разведывательный БПЛА. С помощью комплекса осуществляется оперативное взаимодействие со средствами огневого поражения РСЗО «Смерч», «Град», ствольной артиллерии, ударных вертолётов в условиях огневого и радиоэлектронного противодействия.

Старт осуществляется с помощью двух твердотопливных ускорителей с короткой направляющей, размещённой на гусеничном шасси боевой машины десанта. Посадка производится на парашюте с амортизирующим надувным мешком, снижающим ударные перегрузки. В качестве силовой установки на ДПЛА «Пчела-1» применяется двухтактный двухцилиндровый двигатель внутреннего сгоранияП-032. Комплекс «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1Т», созданный в 1990-м ОКБ А.С. Яковлева, предназначен для круглосуточного наблюдения объектов и передачи их телевизионного или тепловизионного изображения в реальном масштабе времени на наземный пункт управления. В 1997 году комплекс принят на вооружение Вооружённых сил Российской Федерации. Ресурс: 5 вылетов.

Технические характеристики

Размах крыла, м: 3.30
Длина, м: 2.80
Высота, м: 1.12
Масса, кг: 138
Тип двигателя: поршневой
Мощность, л.с.: 1 х 32
Радиус действия комплекса, км: 60
Диапазон высот полёта над уровнем моря, м: 100-2500
Скорость полёта, км/ч: 120-180
Взлётный вес ДПЛА, кг: до 138
Способ управления:
- автоматический полёт по программе
- дистанционное ручное управление
Погрешность измерения координат ДПЛА:
- по дальности, м: не более 150
- по азимуту, град: не более 1
Высота старта над уровнем моря, м: до 2 000
Диапазон высот оптимального ведения разведки над подстилающей поверхностью, м: 100-1000
Угловая скорость разворота ДПЛА, град/с: не менее 3
Время развёртывания комплекса, мин: 20
Поле зрения ТВ камеры по тангажу, град: 5 - −65
Продолжительность полёта, ч: 2
Количество взлёто - посадок (применения для каждого ДПЛА): 5
Диапазон рабочих температур комплекса, °С: −30 - +50
Время обучения обслуживающего персонала, ч: 200
Ветер при старте ДПЛА, м/с: не более 10
Ветер при посадке ДПЛА, м/с: не более 8

Ту-143 «Рейс» - разведывательный беспилотный летательный аппарат (БПЛА)

Предназначен для ведения тактической разведки в прифронтовой полосе путём фото- и телеразведки площадных целей и отдельных маршрутов, а также наблюдением за радиационной обстановкой по маршруту полёта. Входит в состав комплекса ВР-3. По окончании полёта Ту-143 разворачивался по программе и возвращался обратно в зону посадки, где после остановки двигателя и манёвра «горка» осуществлялась посадка с помощью парашютно-реактивной системы и шасси.

Применение комплекса отрабатывалось в 4-м Центре боевого применения ВВС. В 1970-1980-х годах было выпущено 950 штук. В апреле 2014 года Вооружённые силы Украины расконсервировали беспилотники, оставшиеся от СССР, и провели их испытания, после чего началось их боевое применение на территории Донецкой и Луганских областей.

Модификация Ту-143
Размах крыла, м 2.24
Длина, м 8.06
Высота, м 1.545
Площадь крыла, м2 2.90
Масса, кг 1230
Тип двигателя ТРД ТРЗ-117
Тяга, кгс 1 х 640
Ускоритель СПРД-251
Максимальная скорость, км/ч
Крейсерская скорость, км/ч 950
Практическая дальность действия, км 180
Время полета, мин 13
Практический потолок, м 1000
Минимальная высота полета, м 10

«Скат» - разведывательный и ударный беспилотный летательный аппарат, разрабатываемый ОКБ Микояна и Гуревича и ОАО «Климов». Впервые был представлен на авиасалоне МАКС-2007 в качестве полноразмерного макета, предназначенного для отработки конструкторско-компоновочных решений.

По заявлению генерального директора РСК «МИГ» Сергея Короткова, разработка беспилотного ударного летательного аппарата «Скат» прекращена. Решением Министерства обороны России по результатам соответствующего тендера головным разработчиком перспективного ударного БЛА избрана АХК «Сухой». Однако задел по «Скату» будет использован при разработке «семейства» БЛА «Сухого», и РСК «МИГ» будет принимать участие в этих работах. Проект был приостановлен в связи с отсутствием финансирования. 22 декабря 2015 года в интервью (газете Ведомости) с генеральным директором РСК “МиГ” Сереем Коротковым было сказано, что работы по “Скату” продолжаются. Работа идёт совместно с ЦАГИ. Финансирование разработки осуществляет Минпромторг РФ.

Назначение

Ведение разведки
Нанесение ударов по наземным целям авиабомбами и управляемыми ракетами (Х-59)
Уничтожение радиолокационных систем ракетами (Х-31).

Технические характеристики

Длина: 10,25 м
Размах крыла: 11,50 м
Высота: 2,7 м
Шасси: трёхопорное
Максимальная взлетная масса: 20000 кг
Двигатель: 1 × ТРДД РД-5000Б с плоским соплом
Тяга: бесфорсажная: 1 × 5040 кгс
Тяговооружённость: при максимальной взлетной массе: 0,25 кгс/кг

Лётные характеристики

Максимальная скорость на большой высоте: 850 км/ч (0,8 М)
Дальность полёта: 4000 км
Боевой радиус: 1200 км
Практический потолок: 15000 м

Вооружение

Точки подвески: 4, во внутренних бомбоотсеках

Варианты подвески:

2 × Х-31А «воздух-поверхность»

2 × Х-31П «воздух-РЛС»

2 × КАБ -250 (250 кг)

2 × КАБ-500 (500 кг)

Предназначен для наблюдения, целеуказания, корректировки огня, оценки ущерба. Эффективен в проведении аэрофото- и видеосъемки на небольшом удалении. Производится ижевской компанией «ZALA AERO GROUP» под руководством Захарова А. В.

Беспилотный летательный аппарат разработан по аэродинамической схеме «летающее крыло» и состоит из планера с системой автоматического управления автопилотом, органов управления и силовой установки, бортовой системы питания, системы посадки на парашюте и съемных блоков целевой нагрузки. Для того, чтобы самолет не терялся в позднее время суток, на корпусе установлены миниатюрные светодиодные светильники, требующие малого потребления энергии. Запускается ZALA 421-08 с рук. Метод посадки - автоматически с парашютом.

Характеристики: