Энциклопедия дронов.
Глава 12.ВЕРТОЛЕТЫ-БЕСПИЛОТНИКИ
Создание БПЛА вертолетного типа (БПВ) – новое направление в мировой беспилотной авиации, активно развивающейся в последнее время. Беспилотные вертолеты наиболее применимы для решения тактических задач. Находясь в засаде за естественными укрытиями, он может зависать, и быстро занимать позицию для нанесения удара. В отличии от БПЛА самолетного типа, БПВ может долго подсвечивать цель, находясь на определенной линии под заданным углом. Вертолет имеет объемный фюзеляж, где можно разместить антенны, аппаратуру, грузы. Существенно снижены к БПВ требования по площадкам базирования, обеспечению взлета и посадки. В том числе существенно проще решается для БПВ проблема посадки на палубу корабля. В отрыве от основных сил, БПВ может доставить сотни килограммов груза и обратным рейсом эвакуировать личный состав.
БПЛА вертолетного типа могут иметь несущие системы следующих видов:
- с одним несущим и рулевым винтом, в том числе типа фенестрон
- с соосной схемой двух несущих винтов без рулевого;
Россия начала испытания беспилотного вертолёта под названием VRT300 разработанного для осуществления удалённого наблюдения и доставки небольших грузов.
Разработку ведёт конструкторское бюро "ВР-технологии", входящее в холдинг "Вертолёты России". Взлётная масса беспилотного аппарата составляет 300 кг. Вертолёт разрабатывается в двух модификациях, предназначенных для выполнения различных задач.
Первая модификация получила название Arctic Supervision, и в полном с ним соответствии будет эксплуатироваться в условиях Арктического региона. Вертолёт сможет транспортировать в труднодоступные места до 70кг полезной нагрузки, включая пищевые продукты и медикаменты, а одной из его задач будет участие в поисково-спасательных работах. Кроме того, беспилотник будет оборудован радаром бокового обзора для ведения ледовой разведки.
В Opticvision, второй модификации VRT300, упор сделан на большую дальность полёта. Использоваться он будет для дистанционного зондирования и мониторинговых задач. В первую очередь, беспилотный вертолёт будет выполнять диагностику линий электропередач и осуществлять контроль в сфере транспортировки и добычи энергоресурсов, в том числе в его задачи входит помощь в ликвидации различных аварий. Помимо этого, многоцелевой аппарат намерены использовать для картографирования местности, проведения поисковых работ и наблюдения за экологией и состоянием дорожной инфраструктуры.
· двухвинтовые аппараты поперечной схемы, пропеллеры часто защищены кожухом, иногда винты перекрещиваются.
В силовых установках беспилотных вертолетов устанавливаются турбовальные, электрические или поршневые двигатели. На некоторых используют твердотопливные ракетные двигатели.
Любые беспилотные аппараты типа вертолетов более надежны и имеют лучшие аэродинамические свойства, чем многороторные дроны. К несомненным достоинствам вертолетных БПЛА относят прочность и долговечность, высокую грузоподъемность, увеличенное время полета, устойчивость и точность висения.
Несвободны аппараты и от недостатков. Среди самых значимых:
· сложность управления – персонал специально обучается;
· высокая стоимость машин и эксплуатационные затраты.
Вращающиеся лопасти представляют серьезную опасность для людей, произошло уже несколько случаев травмирования при неосторожном соседстве с работающим беспилотником-вертолетом.
Новый вариант на базе Bell 407 значительно больше, чем его предшественник MQ-8B, но он более функциональный. Так, 8C может работать примерно вдвое дольше, а грузоподъемность увеличилась втрое.
Корпус нового БПЛА производится на заводе компании Bell в Квебеке, окончательная сборка и установка оборудования проходит непосредственно в США.
В оснащение нового беспилотника входит комплект улучшенных разведывательных сенсоров, дальность его полёта составляет 81 км, продолжительность полёта – 12 часов, а максимальный вес полезной нагрузки может составлять 317 кг. На БПЛА используется двигатель Allison 250-C47B мощностью 813 л.с., позволяющий ему развивать скорость 260 км/ч.
Первые поставки на флот планировались на 2021г.
RQ-97
Компании “Sikorsky” & “Lockheed Martin” (США) разработали скоростной соосный разведывательно-ударный беспилотный вертолет RQ-97, взяв за основу пилотируемый скоростной соосный вертолетS-97 Raider с задним толкающим винтом.
Компания Шибель осуществляет маркетинг своего беспилотного вертолета в качестве платформы наблюдения, разведки и целеуказания. В прошлом году БЛА S-100 стал первым беспилотным вертолетом, совершившим полеты с итальянских военных кораблей. Полеты проводились с фрегата ВМС Италии "Берсальере" класса "Артильере" (типа "Сольдати"). В ходе этих полетов БЛА S-100 продемонстрировал функционирование в морских условиях от трех до четырех часов при скорости ветра до 25 морских миль в час (46,3 км/ч). В качестве полезной нагрузки использовалась платформа "Вескам" MX-10, осуществлявшая передачу изображений высокой четкости в реальном времени на наземную станцию управления в течение 4,5 ч полетного времени. Масса пустого БЛА S-100 составляет 110 кг, максимальная взлетная масса (включая топливо) – 200 кг, диаметр несущего винта – 3,4 м (у БЛА "Файр Скаут" MQ-8B максимальная масса – 1428 кг, диаметр винта – 8,4 м). Масса типичной полезной нагрузки составляет около 50 кг, что соответствует возможности, как правило, одновременно нести более одной полезной нагрузки в любой момент времени. Беспилотный вертолет имеет длину 3,1 м, высоту 1,12 м и ширину 1,24 м и очень мало изменился с момента его создания.
БЛА S-100 является полностью автономным, имеет инерциальные навигационные системы, а также систему глобального позиционирования GPS. БЛА приводится в движение двигателем Ванкеля (роторно-поршневым двигателем) мощностью 50 л.с. Максимальная скорость полета составляет 120 морских миль в час (222,24 км/ч), крейсерская скорость (обеспечивающая увеличенное время действия) составляет 55 морских миль в час (101,86 км/ч), БЛА S-100 может оставаться в воздухе в течение приблизительно 6 - 7 ч, используя топливо внутреннего топливного бака. При использовании дополнительных подвесных топливных баков время полета БЛА увеличивается до 10 ч. Для целевой нагрузки предусмотрены два основных отсека, один вспомогательный отсек (для электронной аппаратуры) и боковые узлы крепления. Главный отсек расположен непосредственно под валом несущего винта и рассчитан на нагрузку до 50 кг. Среди устройств, которые могут быть устанавливаться на БЛА "Камкоптер", - радиолокатор с синтезированной апертурой PicoSAR фирмы СЕЛЕКС Галилео, различные оптико-электронные комплексы наблюдения на гиростабилизированной поворотной платформе. В качестве последней возможно использование, например, модели MX-10, разработанной подразделением "Вескам" компании L-3 Коммьюникейшнз, модель AGILE 2 (Airborne Gyro-stabilised Infrared Light Equipment – Авиационное гиростабилизированное легкое ИК-оборудование) компании Талес или модель "Майкростар-II" фирмы Флир Системз. Массы этих платформ лежат в интервале 15…25 кг. Размещение платформы "Вескам" MX-10, имеющей увеличенные размеры по сравнению с другими системами, потребовало увеличения размеров шасси. Например, БЛА может летать с оптическим, ИК-оборудованием и РЛС одновременно, предоставляя значительные возможности, бóльшие, чем могут обеспечить большинство тактических БЛА. БЛА S-100 оборудован современными оптико-электронными и ИК сенсорными датчиками, дополнительные полезные нагрузки включают интегрированные оптические прожекторы, акустические системы (громкоговорители), канаты и/или сбрасываемые сетевые контейнеры и радиолокатор с синтезированной апертурой. Ведется также работа в гражданской области с целью включения в состав его оборудования легкого лазерного дальномере и магнитометра компании Ригл. Функционирование БЛА S-100 обеспечивается командой в составе двух человек: оператора программ, задающего маршрут полета и контролирующего полет, и оператора полезной нагрузки, который управляет системами целевой нагрузки и отслеживает изображения, полученные от сенсорных датчиков, а также ретранслирует полученную информацию. По данным разработчика, вертолет не нуждается в швартовочном оборудовании палубы и способен садиться на нее при волнении до 5 баллов включительно. Но требуется установка на палубе инерциального измерительного устройства, которое отслеживает движения корабля и передает измеренные данные в реальном времени на пункт управления и БЛА. Система управления обеспечивает посадку на стандартную палубную решетку диаметром 2,75 м, применяемую в НАТО.
В настоящий момент других серийных БПЛА вертолетного типа нет нигде в мире кроме США, это относится и к таким БПЛА гражданского назначения. Последних нет нигде. Но интерес к ним и потребность в них есть не только в США. В том числе она есть и в России. Ибо роль вертолетов в принципе будет возрастать. Применение беспилотных вертолетов с возможностью доставки полезной нагрузки 500-1000 кг и дальностью полета 500-1000 км может обеспечить достижение двух основных целей: автономное преодоление зон закрытых для полетов авиации; автономную переброску грузов без привлечения персонала.
В России разработано много БПЛА вертолетных схем, но несмотря, на их многообразие ни одна из них не принята на вооружение.
«Грач». Комплекс разведки на базе дистанционно управляемого вертолета призван заменить уже устаревшие методы ведения радиоразведки.
Это совместная инициативная разработка Арзамасского приборостроительного завода им. П. И. Пландина, Арзамасского приборостроительного конструкторского бюро и Военно-воздушной академии им. Н. Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина. К работе, также, был подключен и Московский авиационный институт (МАИ).
ГРАЧ разрабатывается на основе классической вертолетной схемы, поэтому обладает двумя винтами: основным и рулевым, установленным на хвосте. На нем размещен бензиновый двигатель.
Варианты оснащения системами:
• Комплекс видеомониторинга и пожаротушения. Поиск природных пожаров в удаленных и непроходимых местах, есть возможность оснащения пламягасящими снарядами.
• Комплекс видеомониторинга и сканирования. Поиск пострадавших в спасательных операциях, возможность доставки снаряжения для оказания первой помощи.
• Комплекс аварийной связи и передачи данных. Обеспечение стабильной мобильной сети на период ремонта базовой станции или в местах их отсутствия.
• Комплекс газоанализа. Обнаружение утечек опасных газов и определение степени их опасности для населения и окружающей среды. Ведутся работы по лицензированию для получения Сертификата летной годности в соответствии с Воздушным кодексом РФ.
Дальность полета: 400 км
Масса полезной нагрузки: до 40 кг
Время полета: 4ч
Высота полета: до 4000 м
Скорость полета: до 120 км/ч
Время разворачивания: до 30 мин.с
Длина БЛА, мм: 2800
Диаметр винта, мм: 3260
Ширина, мм: 850
Высота, мм: 1030
Взлетная масса: до 120 кг.
ОАО «Горизонт» из Ростова-на-Дону представляет беспилотные аппараты вертолетного типа беспилотного авиационного комплекса Горизонт Эйр S-100. Новое направление в работах фирмы получило успешное развитие в сотрудничестве с австрийской фирмой Schiebel, создавшей базовую платформу вертолетного типа.
Аппараты S-100 прошли испытания в реальных условиях на ледоколе в Балтийском море и с 2012 г. на пограничном корабле пр. 22460 класса «Рубин», что показало возможность использования беспилотного вертолетного комплекса корабельного базирования.
БПЛА "Горизонт Эйр S-100" имеет взлетную массу до 200 кг. Его максимальная скорость достигает 220 км/ч при крейсерской экономической скорости 100 км/ч. Продолжительность полета с полезной нагрузкой 35 кг превышает 6 ч. Стандартная дальность передачи данных составляет до 180 км. Габариты аппарата: длина 3110 мм, высота 1040 мм, ширина 1240 мм.
Несмотря на разнообразие конструкций, - всё это лишь отверточная сборка иностранных конструкций, возможности которой резко сократились с введением санкций.
Беспилотный вертолетный комплекс ВТ 500 научно-производственного предприятия «Радар ММС». Впервые БПЛА с интегрированной системой управления движением, включающей в себя автопилот, инерциальную и навигационную системы (весь комплекс удалось уместить в блок весом 800г) был официально представлен в 2018 году.
Взлетная масса беспилотного вертолета составляет 500 кг. Он позволяет выполнять широкий спектр задач как гражданского, так и военного назначения. Он способен нести до 150 кг.
В задачи мониторинга входит мониторинг с воздуха больших площадей в труднодоступной местности. Перспективный БПЛА может использован для поисково-спасательных и патрульно-охранных работ, контртеррористических мероприятий и проведения ледовой разведки, а также широкого спектра как военных, так и гражданских задач.
БПЛА "Термит"
Впервые новый беспилотник и его вооружение были представлены на форуме "Армия-2021". Дрон оборудован обзорно-прицельной станцией и вооружен 80-мм. корректируемыми авиационными ракетами С-8Л.
· Длина корпуса: 5 м.
· Высота: 2,3 м.
Ракеты оснащены осколочно фугасной боевой частью и позволяют эффективно уничтожать стационарные и подвижные цели на расстоянии до 6 км. Благодаря внедрению искусственного интеллекта новый беспилотник сможет "охотиться" самостоятельно. Поиск, захват и сопровождение целей машина способна осуществлять автономно, оператору останется лишь принять решение о применении вооружения.
Производство БАС-200 начнётся в Башкирии с 2023 года
Кумертауское авиапредприятие (КумАПП) с 2023 года начинаёт выпускать беспилотники БАС-200. Десять образцов уже готовы.
БАС-200, который делали совместно "Вертолёты России" с Белоруссией, будет производиться в Кумертау на КумАПП..
БАС-200 в составе универсальной беспилотной авиационной платформы – первый отечественный беспилотник вертолётного типа, который внесён в реестр экспериментальной авиации.
Скорость полёта до 160 км/ч, коммерческая нагрузка до 50 кг. Продолжительность полёта до четырёх часов на высотах до 3,5 тыс. м.
В конце 2022 года он получил сертификат типа.
Беспилотный комплекс вертолётного типа БАС-200 включает в себя два БВС, наземную станцию управления и контейнер для транспортировки летательных аппаратов. Предполётная подготовка длится всего около 10 минут. БПЛА выполняет полёты полностью в автоматическом режиме, также есть функционал полуавтоматического управления. Данная модель позволяет реализовать групповое применение тяжёлых БПЛА для выполнения специальных задач.
БАС-750 — это «старший брат» беспилотника БАС-200. Он продолжает линейку многофункциональных беспилотных систем, способных решать большой перечень задач. Это поисковые работы, геодезия, картография, мониторинг сельскохозяйственных угодий, дорог, водоемов, объектов нефтегазовой инфраструктуры, линий энергоснабжения, связи и трубопроводов, а также транспортировка грузов. Дрон способен доставлять по воздуху грузы массой до 200 килограммов со скоростью 180 км/ч.
В типовой конфигурации винтокрылые беспилотники оснащены оптико-электронной системой, пятью камерами кругового обзора день-ночь, возможностью возврата в пункт отправления даже при отсутствии данных спутниковой навигации.
БАС-750 способен нести полезную нагрузку и передавать информацию оператору на расстояние до 150 км. Конструкцией предусмотрена установка дополнительных топливных баков для увеличения продолжительности полета. БАС-750 – это «старший брат» беспилотника БАС-200. Он продолжает линейку многофункциональных беспилотных систем, способных решать большой перечень задач. Это поисковые работы, геодезия, картография, мониторинг сельскохозяйственных угодий, дорог, водоемов, объектов нефтегазовой инфраструктуры, линий энергоснабжения, связи и трубопроводов, а также транспортировка грузов. Новый беспилотник вертолетного типа способен подниматься на высоту до 3 500 метров, и в сочетании с высокой грузоподъемностью и длительностью беспосадочного полета существенно расширяет универсальность применения беспилотника.
Преимущества
- отсутствие необходимости в ВПП. За счёт вертикального взлёта и посадки дрон можно использовать с неподготовленных площадок.
- Благодаря способности зависать в воздухе упрощается ведение разведки и целеуказание. Для удержания цели в фокусе больше не будет необходимости постоянно вращать оптику и выполнять определенные маневры.
Минусы.
- По сравнению с самолётами это меньшая максимальная скорость и продолжительность полёта.
Тем не менее ударные вертолёты всегда считались одним из лучших инструментов борьбы с бронетехникой противника.
Мультикоптеры имеют 3 или более винтов постоянного шага (автомата перекоса, в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится в движение собственным двигателем. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, поэтому рулевой винт мультикоптеру не нужен. Маневрируют мультикоптеры путём изменения скорости вращения винтов. Например: ускорить все винты — подъём;
ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой — движение в сторону;
ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против — поворот в плоскости.
Микропроцессорная система переводит команды радиоуправления в команды двигателям. Чтобы обеспечить стабильное зависание, мультикоптеры в обязательном порядке снабжают тремя гироскопами, фиксирующими крен аппарата. Как вспомогательный инструмент, иногда, также используется акселерометр, данные от которого позволяют процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение, и бародатчик, который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте. Также, применяют сонар для автоматической посадки и удержания небольшой высоты, а также для облёта препятствий. Использование GPS-приемника позволят записывать маршрут полёта заранее, с компьютера, а также, возвращать аппарат в точку взлёта, в случае потери управляющего радиосигнала, или снимать параметры полёта оперативно или потом.
Винты могут быть установлены непосредственно на вал двигателя, либо через редуктор.
В Беларуси прошли успешные испытания прототипов беспилотных авиационных комплексов "Барражирующая труба" и "Квадро-1400". Ударные беспилотники предназначены для борьбы с легкобронированными целями.
Как сообщает государственный военно-промышленный комитет РБ, в отличии от предыдущих дронов "Квадро-1400" и "Барражирующая труба" имеют улучшенные тактико-технические характеристики.
По словам представителя КБ "Дисплей" Александра Вильчикова, основным средством поражения техники является ручной противотанковый гранатомет РПГ‑26. Аппараты выпускаются в нескольких вариантах. Один из них имеется поворотное устройство, которое позволяет при прицеливании изменять угол наклона боеприпаса до 90 градусов.
Необходимо отметить, что отдача при стрельбе у РПГ-26 отсутствует. Граната выстреливается из ствола с помощью специального порохового заряда, который полностью сгорает. При встрече с любым препятствием срабатывает взрыватель. Кумулятивная струя прожигает до 440 миллиметров брони, один метр железобетона или полтора метра кирпичной кладки.
Типичный источник питания для бортсети мультикоптеров – это батарея литий-полимерных аккумуляторов. Потребляемые токи – от единиц до сотен ампер в зависимости от размеров аппарата.
Это накладывает определённые ограничения на полётные характеристики: типичная масса мультикоптера составляет от 1 до 4 кг, при времени полёта от 10 до 30 минут (30—50 минут у уникальных единичных экземпляров). Запас энергии батарей позволяет отдельным моделям мультикоптеров улетать на расстояние до 7—12 км, на практике же радиус действия (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с последующим возвратом в точку взлёта) обычно ограничено прямой видимостью (100—200 м при ручном управлении) либо дальностью действия аппаратуры радиоуправления и видеолинка. При этом лучшие образцы подобной аппаратуры, использующие усилители мощности радиосигнала и систему направленных антенн, способны обеспечивать стабильные радиоуправление и видеолинк на расстояния до 100 км. Таким образом, наибольшее ограничение на радиус действия мультикоптеров накладывает именно время полёта.
Эти ограничения приводят к тому, что мультикоптеры обычно используются как аппараты «ближнего радиуса действия».
Благодаря компактности электродвигателей, весьма эффективными оказались многороторные БПЛА с энергией от аккумулятора или генератора в паре с ДВС. Появилась и такая экзотика с электрохимическим двигателем:
ООО «Центр Водородных Технологий» по заказу компании «Аэромакс» разрабатывает силовую установку на основе водород-воздушного топливного элемента мощностью до 100 кВт.
Ожидается, что такая установка сможет поднять в воздух грузовой БЛА взлетной массой в 750 кг. Первые опытные образцы будут представлены уже в этом году.
Силовая установка для БВС разрабатывается на основе технологий, успешно применяемых в автомобильной промышленности. Существующие решения требуют адаптации работы в диапазоне напряжения бортовой системы электроснабжения БВС, а также интеграции энергоустановки с системами охлаждения и контроля.
Отдельного внимания потребуют вопросы безопасности и конструкторские решения для уменьшения масса-габаритных характеристик установки. Электрохимический генератор должен обеспечить надежную эксплуатацию во всем диапазоне нагрузок, в том числе в условиях низких температур.
Единый координационный центр по сбору информации создали в США на базе вертолета AH-64D Apache.
Фирменная разработка – новейшая электронная бортовая СУ полетом и взаимодействия с остальными летательными аппаратами, принимающими участие в бою. Вычислительный аппаратный модуль сможет не только самостоятельно уничтожать вражеские цели, но и обеспечивает наведение БПЛА на них. Для повышения взаимодействия между вертолетом и БПЛА, AH-64D Apache Block III может быть дополнительно обеспечен системой связи UTA и радарами «Longbow». На вооружении вертолета будет 30-мм орудие «Боинг М230», неуправляемые ракеты «Hydra 79», ракеты «воздух-поверхность» AGM-114 «Hellfire», ракеты «воздух-воздух» AIM-9 «Sidewinder» и ракеты AIM-92 «Stinger».
Основные характеристики:
- длина 17.73 метра;
- вес снар/неснаряж – 10.4/5.1 тонны;
- скорость полета – 265 км/ч;
- дальность – 480 километров.
Испытания подсистем и элементов БПЛА ведутся с 2004г., однако сообщения о запуске в производство так и не появилось.
Продолжение следует
Недавно решил поздравить летчиков ПВО с праздником (22 января) и был неприятно удивлен. Оказывается, авиации ПВО в современной России не существует, от слова СОВСЕМ. Ликвидирована как класс. Закрыты все учебные заведения, базы, аэродромы. Осталось несколько МиГ-31, и те в срочном порядке переоборудуются в модификацию БМ для применения ракет «воздух-земля», а летчики в Савастлейке обучаются атакам по наземным целям.
Даже американцы до такой глупости додуматься не смогли. Их F-15C до сих пор вылетают на охрану воздушных границ , а их летчики отрабатывают учебные задачи по перехвату воздушных целей. А ведь Америка меньше России. И это факт.
Теперь понятны удары украинских беспилотников по стратегическим аэродромам России. Ущерб почти нулевой, но пощечина знатная нашим менеджерам в погонах.
Статья-реквием «Авиация ПВО» опубликована на канале «Ветеран ВПК» 21.01.2023г.
На очереди «Пепел былой славы» о бывшем Центре Боевого Применения и переучивания ИА ПВО. Не пропустите.