Honda протестировала второй прототип грузового беспилотника — его можно использовать на стройке и в спасательных работах — транспорт на
Бпла самолетного типа¶
Такой тип аппаратов известен также как БПЛА с жестким крылом (англ.:
fixed-wing UAV). Подъемная сила у них создается аэродинамическим
способом за счет напора воздуха, набегающего на неподвижное крыло.
Аппараты такого типа, как правило, отличаются большой длительностью
полета, большой максимальной высотой полета и высокой скоростью.
Существует большое разнообразие подтипов БПЛА самолетного типа,
различающихся по форме крыла и фюзеляжа. Практически все схемы
компоновки самолета и типы фюзеляжей, которые встречаются в пилотируемой
авиации, применимы и в беспилотной.
Рисунок — самолет Proteus
На рисунке 1 показан экспериментальный многоцелевой самолет Proteus
разработки американской компании Scaled Composites. Разработаны как
пилотируемый, так и беспилотный варианты этого самолета. Особенностью
конструкции является тандемная схема расположения крыльев.
Его длина
составляет 17,1 м, размах задних крыльев 28 м, потолок высоты 16 км (при
нагрузке 3,2 т), взлетная масса 5,6 т, максимальная скорость 520 км/ч
(на высоте 10 км), длительность полета до 18 ч. Силовая установка – два
турбореактивных двигателя с тягой по 10,2 кН .
Рисунок 2 — БПЛА RQ-4 Global Hawk
На рисунке 2 показан разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk,
разработанный американской фирмой Teledyne Ryan Aeronautical, дочерним
предприятием компании Northrop Grumman. Он отличается необычной формой
фюзеляжа, в носовой части которого размещено радиолокационное,
оптическое и связное оборудование.
Аппарат изготовлен из композитных
материалов на основе углеволокна и алюминиевых сплавов, имеет длину 13,5
м, размах крыльев 35 м, взлетную массу около 15 тонн, способен нести
полезную нагрузку массой до 900 кг. RQ-4 Global Hawk может находиться в
воздухе до 30 часов на высоте до 18 км. Максимальная скорость 640 км/ч.
Силовая установка – турбореактивный двигатель с тяговым усилием 34,5 кН.
Рисунок — БПЛА Х-47В
На рисунке 3 показан перспективный боевой палубный БПЛА Х-47В,
разрабатываемый компанией Northrop Grumman (США). Он имеет форму широко
выгнутой буквы «V» без хвостовой части. Крылья могут складываться, что
немаловажно для ограниченной площади палубы авианосца.
Для управления
полетом БПЛА оснащен 6-ю рабочими плоскостями. Турбореактивный двигатель
канадской фирмы Pratt amp. Whitney обеспечивает высокую скорость полета
беспилотного аппарата и расположен в задней части аппарата. Беспилотник
состоит из четырех частей, собранных из композитных материалов и
соединяющихся примерно в середине корпуса.
Самолет имеет длину 11,6 м,
размах крыльев 18,9 м (в сложенном состоянии 9,4 м), собственную массу
6,3 т, максимальную взлетную массу 20,2 т. Крейсерская скорость
составляет 900 км/ч. Радиус действия 3900 км. Потолок 12,2 км.
Предположительно аппарат будет приспособлен для выполнения дозаправки в
воздухе.
Компания «Геоскан» разработала сразу несколько беспилотников самолетного
типа. Один из них «Геоскан 201» (на рисунке 4). Он предназначен для
получения геопривязанных фотографий отдельных объектов, площадной и
линейной аэрофотосъемки, развивает скорость до 130 км/ч, а
продолжительность полета может достигать до 3-х часов.
Полученные с использованием комплекса материалы могут использоваться
для:
- создания ортофотопланов масштаба 1:500 — 1:2000;
- трехмерного моделирования участка местности;
- создания карт высот местности;
- вычисления объемов пород в карьерах и насыпных объектах;
- обследования состояния объектов инфраструктуры, дорожного полотна;
- инвентаризации лесов и посевов;
- оценки ущерба и планирования аварийно-спасательных работ; при ЧС,
таких как наводнения, оползни и пожары.
Рисунок — «Геоскан 201»
В качестве движителей аппаратов самолетного типа обычно используются
тянущие или толкающие винты, а также импеллеры (лопаточные машины,
заключенные в цилиндрический кожух – англ.: impeller, ducted fan,
shrouded propeller) или реактивные двигатели.
Для аппаратов самолетного типа обычно необходима взлетно-посадочная
полоса (ВПП) или же стартовые катапульты (рисунок 5). Есть также
самолетные БПЛА легкого класса, запускаемые «с руки». При посадке может
применяться ВПП, парашют или специальные уловители (тросы, сетки или
растяжки)
Рисунок — стартовая катапульта
Взлеты и посадки традиционных БПЛА самолетного типа – процесс достаточно
трудоемкий и затратный, требующий наличия специальных вспомогательных
средств (ВПП, устройств запуска и посадки), поэтому разработчики новой
техники все чаще обращаются к нетрадиционным схемам самолетных БПЛА,
позволяющим создать безаэродромные беспилотные системы.
Речь идет прежде
всего о самолетах вертикального взлета и посадки (СВВП). На сегодняшний
день существует много разновидностей аппаратов ВВП. Многие из них
являются гибридами самолетов и вертолетов, и рассмотрены в следующем
разделе. Те же СВВП, которым в большей степени присущи свойства
самолета, чем вертолета, обычно имеют в качестве движителя реактивный
двигатель, импеллер или небольшие по размеру пропеллеры.
Тэйлситтеры в стартовом положении обычно опираются хвостовой частью на
грунт. Если в качестве движителя используются тянущие винты, то они
располагаются в носовой части (рис. 2.3.6). Посадка, как и взлет, у
таких аппаратов обычно производится вертикально.
Рисунок — БПЛА SkyTote
Существует особый вид БПЛА – аппарат с жестким зонтообразным крылом,
основанных на эффекте Коанда. Хотя эти аппараты мало похожи на самолеты,
по принципу полета они все же больше всего соответствуют этой
классификационной группе.
Эффект Коанда – физическое явление, названное так, потому что в 1932
году румынский ученый Анри Коандэ обнаружил, что поток жидкости или газа
стремится отклониться по направлению к стенке тела с криволинейной
поверхностью и при определенных условиях прилипает к ней, вместо того,
чтобы продолжать движение в начальном направлении.
Действие эффекта
Коанды проявляется тогда, когда подача слоя воздуха на поверхность
производится через узкую щель. Этот тонкий скоростной слой захватывает
окружающий воздух. В итоге создается т.н. настилающая струя –
полуограниченная струя, которая всегда развивается только вдоль
поверхности ограждения.
Дальность распространения настилающей струи
увеличивается приблизительно в 1,2 раза по сравнению со стесненной
струей (т.е. струей, ограниченной со всех сторон, как в трубе). Таким
образом, струя, которая настилается на поверхность, имеет большую
дальнобойность при остальных одинаковых условиях, чем струя
ненастилающая.
Летательный аппарат на эффекте Коанда (рисунок 7) устроен довольно
просто: над зонтообразной поверхностью установлен вентилятор или
реактивный двигатель, создающий поток воздуха, выходящий через узкую
щель и настилающий криволинейную поверхность.
Рисунок — Летательный аппарат на эффекте Коанда
Такой аппарат имеет преимущество при использовании по сравнению с
обычными вертолетами в городских условиях, лесистой и горной местности,
где велика вероятность повреждения несущего винта вертолета. У
предлагаемого аппарата небольшие столкновения с препятствиями не могут
нарушить его работу.
Рейтинг самых смертоносных беспилотников
— А. Азимов, Три закона роботехники
Айзек Азимов ошибался. Совсем скоро электронный «глаз» возьмет человека на прицел, а микросхема бесстрастно прикажет: “Огонь на поражение!”
Робот сильнее пилота из плоти и крови. Десять, двадцать, тридцать часов непрерывного полета — он демонстрирует неизменную бодрость и готов к продолжению миссии. Даже когда перегрузки достигнут страшных 10 «же», наполняя тело свинцовой болью, цифровой дьявол сохранит ясность сознания, продолжая невозмутимо счислять курс и следить за противником.
Цифровому мозгу не требуется обучение и регулярные тренировки для поддержания квалификации. Математические модели и алгоритмы поведения в воздухе навечно загружены в память машины. Простояв десятилетие в ангаре, робот в любой момент вернется в небо, взяв штурвал в свои крепкие и умелые «руки».
Их час еще не пробил. В вооруженных силах США (лидера в данной области техники) беспилотники составляют треть парка всех находящихся в эксплуатации летательных аппаратов. При этом лишь 1% БПЛА способны применять оружие.
Увы, даже этого хватает с избытком, чтобы посеять ужас на тех территориях, что отданы под охотугодья для этих безжалостных стальных птиц.
5 место — General Atomics MQ-9 Reaper (“Жатка”)
Разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой около 5 тонн.
Продолжительность полета: 24 часа.
Скорость: до 400 км/ч.
Потолок: 13 000 метров.
Двигатель: турбовинтовой, 900 л.с.
Полный запас топлива: 1300 кг.
Вооружение: до четырех ракет “Хэллфайр” и две 500-фунтовые управляемые бомбы JDAM.
Бортовое радиоэлектронное оборудование: радиолокатор AN/APY-8 с режимом картографирования (под носовым обтекателем), электронно-оптическая прицельная станция MTS-B (в сферическом модуле) для работы в видимом и ИК-диапазонах, со встроенным целеуказателем для подсветки целей для боеприпасов с полуактивным лазерным наведением.
Стоимость: 16,9 млн. долл.
К настоящему времени построено 163 БПЛА “Рипер”.
Наиболее громкий случай боевого применения: в апреле 2023 в Афганистане ударом БПЛА MQ-9 “Рипер” был убит третий человек в руководстве «Аль-Каиды» Мустафа Абу Язид, известный как Шейх аль-Масри.
4 место — Interstate TDR-1
Беспилотный бомбардировщик-торпедоносец.
Макс. взлетный вес: 2,7 тонны.
Двигатели: 2 х 220 л.с.
Крейсерская скорость: 225 км/ч,
Дальность полета: 680 км,
Боевая нагрузка: 2000 фн. (907 кг).
Построено: 162 ед.
«Помню охватившее меня возбуждение, когда экран зарябил и покрылся многочисленными точками — мне показалось, что система телеуправления дала сбой. Через мгновение я понял, это стреляют зенитки! Скорректировав полет дрона, я направил его прямо в середину корабля. В последнюю секунду перед моим взором мелькнула палуба — настолько близко, что я мог разглядеть детали. Внезапно экран превратился в серый статичный фон… Очевидно, взрыв убил всех находившихся на борту».
— Первый боевой вылет 27 сентября 1944 г.
“Проект Опцион” предусматривал создание беспилотных торпедоносцев для уничтожения японского флота. В апреле 1942 года состоялось первое испытание системы — «беспилотник», дистанционно управляемый с борта летящего в 50 км самолета, вышел в атаку на эсминец «Уорд». Сброшенная торпеда прошла точно под килем эсминца.
Взлет TDR-1 с палубы авианесущего корабля
Ободренные успехом, руководство флота рассчитывало к 1943 году сформировать 18 ударных эскадрилий в составе 1000 БПЛА и 162 командных “Эвенджеров”. Однако японский флот вскоре был разгромлен обычными самолетами, и программа потеряла приоритет.
Главным секретом TDR-1 была малогабаритная видеокамера конструкции Владимира Зворыкина. При весе 44 кг она обладала возможностью передачи изображения по радиоканалу с частотой 40 кадров в сек.
“Проект Опцион” потрясает своей смелостью и ранним появлением, но у нас впереди еще 3 удивительные машины:
3 место — RQ-4 “Глобал Хок”
Беспилотный самолет-разведчик с макс. взлетной массой 14,6 тонны.
Продолжительность полета: 32 часа.
Макс. скорость: 620 км/ч.
Потолок: 18 200 метров.
Двигатель: турбореактивной с тягой 3 тонны,
Дальность полета: 22 000 км.
Стоимость: 131 млн. долл (без учета затрат на его разработку).
Построено: 42 единицы.
Беспилотник оснащен комплектом разведывательного оборудования HISAR, подобным тому, что ставится на современные разведчики U-2. HISAR включает в себя РЛС с синтезированной апертурой, оптическую и тепловую камеры, а также спутниковый канал передачи данных со скоростью 50 Мбит/сек. Возможна установка дополнительного оборудования для ведения радиотехнической разведки.
Каждый БПЛА имеет комплекс защитных средств, включающий станции предупреждения о лазерном и радарном облучении, а также буксируемую ловушку ALE-50 для отвода выпущенных по нему ракет.
Лесные пожары в Калифорнии, снятые разведчиком «Глобал Хок»
Достойный преемник разведчика U-2, парящий в стратосфере, распластав свои огромные крылья. Среди рекордов RQ-4 полеты на большое расстояние (перелет из США в Австралию, 2001 г.), самое продолжительный полет среди всех БПЛА (33 часа в воздухе, 2008 г.), демонстрация дозаправки беспилотника беспилотником (2023 год). К 2023 году суммарный налет RQ-4 превысил 100 000 часов.
На базе “Глобал Хока” создан беспилотник MQ-4 “Тритон”. Морской разведчик с новым радаром, способный обследовать за сутки 7 млн. кв. километров океана.
“Глобал Хок” не несет ударного вооружения, но заслуженно попадает в список самых опасных дронов, за то что слишком много знает.
2 место — X-47B “Пегас”
Малозаметный разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой 20 тонн.
Крейсерская скорость: 0,9 Маха.
Потолок:12 000 метров.
Двигатель: от истребителя F-16, тяга 8 тонн.
Дальность полета: 3900 км.
Стоимость: 900 млн. долл. на научно-исследовательские работы по программе X-47.
Построено: 2 концепт-демонстратора.
Вооружение: два внутренних бомботсека, боевая нагрузка 2 тонны.
Харизматичный беспилотник, построенный по схеме “утка”, но без использования ПГО, роль которого выполняет сам несущий фюзеляж, выполненный по технологии “стелс” и имеющий отрицательный угол установки по отношению к воздушному потоку. Для закрепления эффекта нижняя часть фюзеляжа в носовой части имеет форму, подобную спускаемым аппаратам космических кораблей.
Год назад X-47B повеселил публику своими полетами с палуб авианосцев. Сейчас этот этап программы близится к завершению. В перспективе — появление еще более грозного дрона X-47C с боевой нагрузкой свыше четырех тонн.
1 место — “Таранис”
Концепт малозаметного ударного БПЛА от британской компании BAE Systems.
О самом дроне известно немного:
Дозвуковая скорость.
Технология “стелс”.
Турбореактивный двигатель с тягой 4 тонны.
Облик, напоминающий российский экспериментальный БПЛА “Скат”.
Два внутренних отсека вооружений.
Что же такого ужасного в этом “Таранисе”?
Целью программы является отработка технологий для создания автономного малозаметного ударного дрона, который позволит наносить высокоточные удары по наземным целям на большой дальности и автоматически уклоняться от средств поражения противника.
До этого споры о возможном “глушении связи” и “перехвате управления” вызывали лишь сарказм. Теперь они полностью утратили смысл: “Таранис”, в принципе, не готов к общению. Он глух ко всем просьбам и мольбам. Робот равнодушно ищет того, чей облик попадает под описание врага.
Цикл летных испытаний на австралийском полигоне Вумера, 2023 г.
“Таранис” — всего лишь начало пути. На его базе планируется создание беспилотного бомбардировщика-штурмовика с межконтинентальной дальностью полета. Кроме того, появление полностью автономных дронов откроет дорогу к созданию беспилотных истребителей (т.к. существующие дистанционно управляемые БПЛА не способны вести воздушный бой, ввиду задержек в их системе телеуправления).
Британские ученые готовят достойный финал всему человечеству.
Эпилог
У войны не женское лицо. Скорее, не человеческое.
Беспилотная техника — это полет в будущее. Она приближает нас к извечной человеческой мечте: перестать наконец рисковать жизнями солдат и отдать ратные подвиги на откуп бездушным машинам.
Следуя эмпирическому правилу Мура (удвоение производительности компьютеров каждые 24 месяца), будущее может наступить неожиданно скоро…
