Беспилотные воздушные суда (дроны) — это летательные аппараты, которые управляются дистанционно или действуют автономно без пилота. В повседневной речи чаще используются слова «беспилотный летательный аппарат» или «дрон» — от английского «трутень», как назвал этот тип устройств капитан третьего ранга Делмар Фарни в 1936 году.
История разработки БВС
Первыми беспилотными летательными аппаратами, которые поднялись в воздух, были воздушные шары, начинённые взрывчаткой. Их использовали австрийцы, чтобы сбросить бомбы на позиции итальянской армии в Венеции 22 августа 1849 года.
Эти воздушные шары не были управляемыми и двигались по ветру, что стало причиной их неудачи. Однако они были оснащены электромагнитными устройствами для сброса бомб.
Следующий этап в истории беспилотников, хотя и не был непосредственно связан с летательными аппаратами, оказал значительное влияние на создание современных беспилотных машин.
В 1889 году Никола Тесла, известный физик и изобретатель, представил первый в мире радиоуправляемый кораблик. Развитие этой технологии привело к созданию радиоуправляемых торпед, что в свою очередь дало толчок к разработке дистанционно управляемых воздушных кораблей.
Уже в 1897 году британец Эрнест Уилсон запатентовал систему, предназначенную для беспроводного управления дирижаблем, хотя информация о ее практическом применении отсутствует.
Спустя 13 лет, в 1910 году, американский военный инженер Чарльз Кеттеринг придумал летательный аппарат с часовым механизмом. В нужное время он должен был сбрасывать крылья и падать на врага.
Эту идею попробовали реализовать, но она не сработала, поэтому до применения в боях дело не дошло. Но это подтолкнуло других изобретателей из разных стран продолжать работать над похожими идеями.
В 1916 году появился первый автоматический самолёт Hewitt-Sperry. Его ещё называли «летающая бомба» или «воздушная торпеда». Это была ранняя версия крылатых ракет. Самолёт управлялся с помощью системы гироскопов.
Radioplane OQ-2 — это первый массовый беспилотный летательный аппарат, разработанный Говардом Хьюзом в 1939 году.
Радиоуправляемый самолёт-мишень OQ-2 — это первый беспилотный летательный аппарат, разработанный в США и запущенный в серийное производство. Это высокоплан нормальной схемы с поршневым двигателем, который управляется с помощью радиосигнала. Его основная задача — обучение зенитных расчётов.
В период Второй мировой войны военные проводили опыты с использованием бомбардировщиков, которые могли управляться дистанционно.
В 1960-х и 1970-х годах беспилотные летательные аппараты сыграли важную роль в войне США во Вьетнаме и соседних странах. Они обнаруживали цели для пилотируемых американских бомбардировщиков, подавляли радары Северного Вьетнама, распространяли пропагандистские материалы и выполняли другие задачи.
Кроме того, во время войны во Вьетнаме американцы использовали беспилотники для демонстрации силы и отвлечения внимания противника. Например, беспилотные самолёты BQM-34M применялись для того, чтобы вызвать огонь зенитных средств Демократической Республики Вьетнам и отвлечь на себя истребительную авиацию.
В годы Второй мировой войны немецкие военные активно использовали различные беспилотные системы, такие как планирующие бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, а также крылатые ракеты Фау-1 и Фау-2. Например, 30 июля 1944 года четыре беспилотника Interstate TDR-1 были запущены в воздух и успешно поразили японский транспорт Yamazuki Maru.
Современные достижения. Развитие технологий в XXI веке
В настоящее время беспилотные летательные аппараты используются в различных сферах деятельности: в логистике, сельском хозяйстве, геологоразведке, строительстве и ремонте, экологии, борьбе с браконьерством, анализе дорожно-транспортных происшествий, мониторинге толпы, поиске преступников, доступе в труднодоступные места и розыске пропавших людей, а также в охране границ.
В военной сфере современные комплексы с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) обладают широким спектром возможностей. Они могут вести воздушную разведку, осуществлять радиоэлектронную борьбу, указывать цели для систем лазерного наведения, корректировать артиллерийский огонь, поражать наземные цели, а также обеспечивать радиорелейную связь и решать множество других задач.
Примеры современных БВС:
Складной гибридный БПЛА с возможностью нести до 10кг полезной нагрузки.
Большой гибридный БПЛА самолётного типа с вертикальным взлетом и посадкой предназначен для термальной фото и видеосъемки, доставки грузов, мониторинга аэрофотосъемки больших площадей и протяженных объектов. Возможна установка различного рода видеокамер с 10, 20 или 30 кратным зумом на гиростабилизированных подвесах.
Беспилотный авиационный комплекс на базе дирижабля с дальностью применения до 50 км позволяет осуществлять детальный мониторинг при скорости перемещения от 0 до 40 км/ч в светлое и темное время суток. Дирижабль оснащен совмещенными гиростабилизированными видео-, фото, ИК-камерами и другими целевыми нагрузками.
Беспилотная Авиационная Система «ДИАМ 12К» вертикального взлета и посадки с электродвигателем. Предназначена для выполнения различных задач Дистанционного зондирования земной поверхности и доставки грузов.
Беспилотный авиационный комплекс на основе БПЛА типа конвертоплан ЭРА-54Д предназначен для полетов на расстояния до 300 км и перевозки до 3 кг полезного груза.
Конвертоплана (VTOL) Дронстроя Странник предназначен для перевозки лекарств весом до 10 кг на 100 км в автоматическом режиме.
Классификация беспилотных летательных аппаратов (БВС) может осуществляться по различным критериям.
По типу летательного аппарата БВС подразделяются на:
- Самолётного типа с жёстким крылом;
- Вертолётного типа (коптерного);
- Автожирного типа;
- Мультикоптерного типа.
Согласно типу управления БВС можно разделить на:
- Автоматические;
- Управляемые оператором с пункта управления (дистанционно-пилотируемые);
- Гибридные.
В зависимости от максимальной взлётной массы БВС подразделяются на:
- Микро- и мини-БПЛА ближнего действия с взлётной массой до 5 кг и дальностью действия до 25–40 км;
- Лёгкие БПЛА малого радиуса действия с массой от 5 до 50 кг и дальностью до 10–70 км;
- Лёгкие БПЛА среднего радиуса действия с массой от 50 до 100 кг и дальностью более 70–150 (250) км;
- Средние БПЛА с массой от 100 до 300 кг и дальностью от 150 до 1000 км;
- Среднетяжёлые БПЛА с массой 300–500 кг и дальностью от 70 до 300 км;
- Тяжёлые БПЛА среднего радиуса действия с массой более 500 кг и дальностью 70–300 км.
- Тяжёлые БПЛА большой продолжительности полёта с взлётной массой более 1500 кг.
Также БВС можно классифицировать по направлению, типу и условиям взлёта:
- Аэродромные (предназначены для взлёта с аэродрома);
- Внеаэродромные (взлёт осуществляется вне аэродрома);
- БВС с воздушным стартом с воздушного судна или ракетоносителя;
- Амфибии (взлёт возможен как с суши, так и с водной поверхности);
- Палубные (взлёт осуществляется с палубы корабля или платформы, приподнятой над водной поверхностью);
- Мобильные (взлёт производится с движущегося транспортного средства);
- Городские (взлёт осуществляется в условиях городской среды).
Несколько примеров использования беспилотников в различных сферах:
- Строительство. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) играют важную роль в исследовании участков под будущие застройки. Они помогают создавать 2D- и 3D-карты, строить модели местности, анализировать, объединять, измерять и проверять техническую информацию о производственных объектах. Кроме того, дроны с тепловизионными камерами используются в процессе строительства для выявления областей с чрезмерным нагревом, утечек тепла и воды, скрытых дефектов, нарушений изоляционного слоя и участков, подверженных коррозии.
- Сельское хозяйство. Беспилотники активно применяются для мониторинга состояния почвы и полевых условий, картирования поверхности полей. Это позволяет фермерам находить любые неровности, составлять схемы дренажа и засушливых мест, что способствует более эффективному планированию и использованию полива. Также беспилотники помогают защищать урожай от диких зверей и других опасностей.
- Медицина. Дроны используются для доставки лекарств, вакцин, анализов крови и других медицинских препаратов в отдалённые районы. Например, в Китае беспилотники с тепловизорами применялись для бесконтактного измерения температуры у людей на карантине.
- Спасательные операции. Беспилотники значительно ускоряют и повышают эффективность процесса поиска и спасения людей. Они способны за короткое время исследовать большие площади, обнаруживать пропавших людей по тепловизионным сигналам и в режиме реального времени сообщать их координаты в оперативный штаб.
- Нефтегазовая отрасль. Дроны активно применяются для контроля мест добычи, хранения и переработки углеводородного топлива. С их помощью можно быстро выявлять повреждённые участки магистралей, что позволяет оперативно отправлять ремонтные бригады на место.
- Энергетика. Дроны используются для мониторинга состояния линий электропередач (ЛЭП). Воздушный осмотр отнимает гораздо меньше сил и времени, чем традиционный наземный обход, особенно если линия проложена в труднодоступных местах.