БЕСПИЛОТНЫЕ АВИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Как и обещалось, ниже приводится текст статьи из второго номера Вестника воздушного флота.

Ростопчин В.В., Румянцев С.С.


БЕСПИЛОТНЫЕ АВИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ.

Часть 1. Современное состояние.



Научно–технический прогресс, особенно в области компьютерных технологий, обеспечивает быстрое развитие техники и расширение ее возможностей. Однако подавляющее большинство современных технических систем остаются ориентированными на человека, как ключевое звено в управлении этими системами. Это приводит к развитию неразрешимых противоречий, требующих полного пересмотра всей идеологии создания подобных систем и переосмысления роли человека в них. Особенно остро эти противоречия проявляются в тех человеко-машинных системах, в которых человек выполняет функцию управления в экстремальных условиях, на пределе своих физиологических возможностей. Свидетельством развития таких противоречий является замедление прироста показателей эффективности вновь создаваемых человеко-машинных систем, несмотря на увеличение усилий по их совершенствованию. Характерным примером является современная авиация, в которой научно-технический прогресс за последние десятилетия так и не привел к существенному повышению ее эффективности и снижению уровня аварийности.

Выходом из такой ситуации является переход к применению систем, в которых негативное влияние человеческого фактора было бы сведено к минимуму. Такими являются беспилотные авиационные системы (БАС). Они позволяют решать различные задачи в условиях, в которых применение пилотируемой авиации нецелесообразно. Благодаря своей относительно низкой стоимости, простоте и доступности технологии, БАС приобретают все большую популярность в ВС и других государственных структурах различных государств. Однако, несмотря на огромное количество образцов БАС и очевидный прогресс в их развитии, существует определенная трудность в их классификации, особенно по степени автономности и независимости при выполнении задачи. Современная существующая классификация и терминология, к сожалению, уже не отражают действительное положение вещей и привносят некоторую путаницу в понятиях. В связи с этим, в рамках данной работы будем использовать следующую терминологию.

Беспилотная авиационная система (БАС) – целевая авиационная система, включающая летательный аппарат без экипажа, средства наземного обеспечения, подготовки и применения в соответствии с назначением летательного аппарата.

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, американский термин: Unmanned aerial vehicle-UAV) – летательный аппарат, реализующий свое функциональное предназначение без непосредственного размещения человека на борту с целью управления. Общепринятое понятие имеет довольно широкий смысл и не всегда точно отражает специфику летательного аппарата.

Дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА) – беспилотный летательный аппарат, непрерывное управление которым осуществляется тем или иным способом с неподвижного или подвижного пункта управления (кордовая модель самолета, летающая модель самолета с радиоуправлением и т.п.).

Беспилотный автоматический летательный аппарат (БПАЛА) – беспилотный летательный аппарат, реализующий свое функциональное предназначение в автоматическом режиме в соответствии с заложенными в него алгоритмом и программами функционирования (крылатые ракеты, самолеты-разведчики и т.п.).

В последнее время в ведущих авиационных государствах ведутся интенсивные работы над созданием БАС, предназначенных для замены боевых пилотируемых летательных аппаратов. За рубежом их называют беспилотными боевыми летательными аппаратами (БПБЛА). Однако, исходя из способа информационного взаимодействия летательного аппарата с оператором управления, их целесообразно называть дистанционно управляемые летательные аппараты (ДУЛА).

ДУЛА - беспилотные летательные аппараты, реализующие свое функциональное предназначение, в основном, автономно при эпизодическом вмешательстве оператора управления для перенацеливания или перепрограммирования системы управления летательным аппаратом.

Наличие развитого искусственного интеллекта у ДУЛА, обеспечивающего не только полет, но и процесс принятия самостоятельного решения на применение бортового оружия, переводит их не в следующее поколение БАС, а в отдельную группу: дистанционно управляемых авиационных систем.

Дистанционно управляемая авиационная система (ДУАС) – перспективный дистанционно управляемый летательный аппарат, свойства и возможности которого с наибольшим приближением соответствуют пилотируемому летательного аппарату аналогичного назначения. Такой летательный аппарат управляется с пункта управления (наземного или воздушного, стационарного или мобильного) в дискретно-импульсном режиме и выполняет заданное боевое или другое задание в соответствии с собственными алгоритмами функционирования, информационными и силовыми воздействиями окружающей среды и командами внешнего управления (от пункта управления).

По глубине решаемой боевой задачи БАС могут быть стратегическими, тактическими и оперативными. По назначению БАС делятся на многоцелевые и целевые: ударные, бомбардировочные, истребительные, разведывательные, наблюдательные, транспортные и т.д. По кратности применения БАС могут быть многоразовыми и одноразовыми. По способу старта БАС бывают:

- аэродромного старта (с помощью собственного или сбрасываемого шасси);

- безаэродромного старта (старт с рампы, платформы, пускового устройства носителя и т.д.).

Соответственно, отсюда вытекает класс БАС, определяемый способом возвращения летательного аппарата:

- с посадкой на аэродром базирования при помощи шасси;

- свободный спуск на парашюте в заданном районе;

- падение на уловитель;

- возврат на парашюте части ЛА, определяющей его целевое назначение (обычно это практикуется на летательных аппаратах приспособленных для ведения разведки, особенно в условиях химического и радиационного заражения).

Ретроспективный анализ тактико-технических параметров, способов и результатов применения БАС различных поколений в военных конфликтах позволяет выявить тенденцию к увеличению интенсивности применения подобной техники.

Прежде всего, начиная со средины 60-х годов, существенное развитие получили разведывательные БАС. Предполагалось их широкое использование в целях оперативного получения разведданных о состоянии войск противника в оперативно-тактической глубине фронта. Развитие реактивной фронтовой авиации и увеличение нагрузки на летный экипаж привело к относительному снижению уровня натренированности летного состава. Значительным подспорьем в боевой подготовке летного состава стало появление в 50-х годах беспилотных самолетов-мишеней. Они позволили в некоторой степени приблизить условия подготовки летчика-истребителя к боевым. Создаваемые в это время беспилотные летательные аппараты (самолеты-мишени) позволяли имитировать полет как дозвукового, так и сверхзвукового самолета. Это облегчало задачу накопления опыта и поддержания у летчиков навыков наведения на воздушную цель при отсутствии боевых действий. Такой способ подготовки летного состава первоначально практиковался в экономически развитых странах, а затем и в странах третьего мира. В СССР предпочтение нашел «подыгрыш» (выполнение роли воздушной цели) пилотируемым самолетом. Беспилотная техника (чаще всего Ла-17) применялась, в основном, при проведении испытаний боевой техники и боевой подготовке летчиков-испытателей, а также для проведения воздушной разведки. В некоторых случаях практиковалось использование в беспилотном варианте выработавших ресурс боевых самолетов-истребителей (МиГ-21, F-4, F-102 и др.) в качестве самолетов-мишеней (дистанционное управление с воздушного или наземного КП). Некоторые государства, в том числе и с ограниченными экономическими ресурсами, используют для этой цели летающие уменьшенные копии реально существующих самолетов с радиоуправлением (ДПЛА).

Развитие компьютерных и нанотехнологий позволило начать разработку малоразмерных БПАЛА (характерный размер менее 0.25 м) с реализацией принципов машущего полета. Такие БПАЛА предполагается использовать для решения специфических задач при проведении разведывательных операций.

Не менее важным является использование БАС на основе привязных аэростатов и комбинированных платформ. Например, в известном комплексе радиолокационного наблюдения и связи «Кордон-2» используется привязной аэростат УАН-400 с подвешенной РЛС «Кредо-1Е». Поднятая на высоту в 300 м станция способна обнаруживать неподвижные и подвижные объекты на удалении до 40 км, в том числе и низколетящие. Оператор РЛС находится на земле.

Мобильный комплекс «Скат», в отличие от «Кордона», оснащен собственной энергетической установкой, обеспечивающей ему практически неограниченное время работы на рабочей высоте в автономном режиме. Малогабаритный контейнер с аппаратурой позволяет вести круглосуточное наблюдение и разведку местности в любое время года и дает возможность вскрывать даже глубоко замаскированные и защищенные толстым слоем грунта и бетона одиночные огневые точки.

Как показывает анализ тенденций в развитии современной боевой авиации, прогресс в создании БАС различного назначения обусловлен, прежде всего, двумя факторами, экономическим и научно-технологическим:

- значительный рост стоимости и затрат на эксплуатацию в мирное и военное время пилотируемой авиационной техники;

- общий научно-технологический прогресс и развитие компьютерных технологий.

Экономический фактор стимулирует проведение поисковых научных и экспериментальных работ по созданию ДУАС, позволяющих вывести человека из условий, когда он должен выполнять функцию управления летательным аппаратом и одновременно подвергаться мощному физиологическому воздействию при высокой психоэмоциональной нагрузке и с риском для жизни. Например, за рубежом ведутся интенсивные работы по созданию боевых малоразмерных БАС, осуществляющих на поле боя автономный поиск и уничтожение РЛС противника, работающих в активном режиме.

Научно-технологический фактор позволяет решить технические задачи ранее недоступные и тем самым достичь самых фантастических по недавним меркам результатов.

Например, создание высотного пилотируемого стратегического самолета-разведчика с боевым радиусом более 25 000 км и продолжительностью полета более 2-х суток даже сегодня является чрезвычайно дорогостоящей задачей. Хотя непрерывное наблюдение за территорией потенциального противника является задачей привлекательной во всех отношениях. БАС позволяют не только достичь желаемого результата, но и совместить в одном полете решение нескольких задач. Например, решать задачи стратегической разведки и одновременно выполнять функции высотного перехватчика стартующих баллистических ракет противника. В таком режиме предполагается использовать американский БПАЛА «Global Hawk».

В Ираке проводятся интенсивные НИОКР по созданию боевых ударных ДУАС. В 1997 году в авиационной прессе было сообщение о наличии в ВС Ирака беспилотного самолета (BZM-18), созданного на базе сельскохозяйственного самолета польского производства М-18 Дромадер, способного решать широкий круг боевых задач:

- распыление химических и бактериологических аэрозолей над боевыми порядками противника;

- тактическая разведка;

- корректировка действий артиллерии;

- агитационное воздействие.

Развитие этой технологии в Ираке продолжается на самолетах Л-29 чешского производства, снимаемых с эксплуатации после выработки ресурса.

Таким образом, можно сделать вывод о наращивании технологически развитыми государствами усилий по разработке перспективной беспилотной техники. Тенденцию увеличения количества ежегодно ведущихся новых разработок в этом направлении можно увидеть на примере США. Начиная с 50-х годов прошлого столетия, в США ежегодно увеличивалось число ведущихся одновременно новых незасекреченных работ в области БАС, оканчивающихся постройкой опытного образца. При этом характерно, что подавляющее большинство проектов было направлено на решение конкретных военных задач. И сегодня, спустя десятилетия менее 1% из всего количества проектов предназначено для решения прикладных научных задач: исследования по аэродинамике, баллистике, газовой динамике и т.д. В 50-х годах основными разработчиками и пользователями беспилотной техники являлись СССР, США и Франция. Опыт разработки и практического использования подобной техники в Фашистской Германии полностью заимствован США и частично СССР. Дальнейшее увеличение числа государств с течением времени шло, в основном, за счет промышленно развитых европейских государств, некоторых Латиноамериканских стран и Китая (с помощью технической поддержки СССР). Конец 20 столетия отмечен распространением беспилотной технологии на страны третьего мира (государства Ближнего Востока, Азии и более развитые государства Африки) с относительно низким уровнем промышленного развития. Развитие микротехнологий позволяет создавать высокоэффективные малоразмерные ДУЛА для разведки, наблюдения и доставки взрывчатых, химических и бактериологических средств к месту их применения.

К началу 2000г. на мировом рынке БАС сформировалось определенное соотношение между странами-разработчиками беспилотной техники. Ведущее положение по объему производства и широте ассортимента предлагаемой техники занимают США: 35%. На долю России приходится всего 7,8% и она занимает после Израиля 4-е место среди стран-производителей беспилотной техники. Приток квалифицированных кадров в Израиль в начале 90-х позволил за короткое время выйти на ведущие мировые позиции в производстве беспилотной техники. Если по общему объему разработки и производству беспилотной техники Израиль занимает третье место, то по разработке и производству стратегических и тактических разведывательных БПАЛА он занимает второе место в мире после США.

В последнее время наметилась тенденция повышения сложности и расширение сферы ответственности интеллектуальных систем контроля за действиями и состоянием экипажей различных летательных аппаратов в полете. Следует отметить устойчивое стремление разработчиков подобного оборудования перераспределить функции управления функционированием летательного аппарата при выполнении боевой задачи в сторону многофункциональной САУ. При этом летчику предполагается отведение пассивной роли контролера исправности и работоспособности летательного аппарата и его систем, а также аварийной системы управления при повреждениях и отказах многофункциональной САУ.

Таким образом, тенденции развития авиационных информационных технологий таковы, что в течение ближайшего десятилетия будет создана полноценная боевая ДУАС, позволяющая решать практически все задачи, которые сегодня решаются с помощью пилотируемой авиации. Научно-технический задел в этом направлении активно нарабатывается в США, Израиле и Ираке. Начало 2001 года ознаменовалось практически одновременным представлением общественности тремя авиационными фирмами США демонстраторов новой технологии БАС – ударных ДУАС. К сожалению, нынешнее состояние российского авиационного промышленного комплекса таково, что он кроме регулярной модернизации советских разработок конца 70-х годов ничего предложить не в состоянии. Некоторым утешением может служить отечественная разработка с 1996г. перспективной боевой ДУАС «Бумеранг». Однако до сегодняшнего времени ее разработка ведется без участия широко известных и когда-то успешно работающих авиационных фирм России, которые к тематике БАС не проявляют никакого интереса, и соответствующих структур МО РФ. Общая ситуация усугубляется еще и тем, что нынешнее руководство ВС России в силу различных обстоятельств даже не пытается осмыслить всю важность применения имеющихся БАС в системе вооружений. Почему-то стоимость одного беспилотного летательного аппарата типа «Рейс-Д» оценивается выше жизней сотен солдат, месяцами прочесывающих кавказские горы в поисках баз чеченских боевиков. Тем более что положительный опыт эффективного применения БАС войсками НАТО на Балканах никем не скрывается.

Общие потери за период ведения боевых действий в Югославии с апреля по конец июня 1999г. составили 47 летательных аппаратов (17-США, 7-Германия, 5-Франция, 14-Англия и 4 не установленной принадлежности). При этом применяемые БАС практически полностью покрывали потребности наземных войск в оперативных разведданных. Суммарный экономический ущерб, понесенный от потери этих летательных аппаратов, оказался более чем на порядок меньшим, по сравнению с возможными потерями боевых пилотируемых самолетов.

Опыт применения БАС в боевых действиях и при боевой подготовке войск говорит о том, что процесс развития БАС будет продолжаться. Предполагается, что вместе с созданием боевых БАС будут разрабатываться и высокоэффективные гражданские транспортные ДУАС различного назначения. Переход к широкому применению ДУАС в Вооруженных силах и в гражданской авиации является закономерным результатом научно-технического прогресса, который потребует в ближайшем будущем полного пересмотра всей системы взглядов на применение авиации.

Bob

Федеральное управление гражданской авиации (FAA) США объявило о начале обязательной регистрации любительских беспилотных летательных аппаратов весом более 250 граммов. С такими требованиями под регистрацию попадают многие игрушечные квадрокоптеры.

Регистрация продлится с 21 декабря 2015 года по 19 февраля 2016 года. Требуется оплатить сбор в размере пять долларов за трёхлетний сертификат (такую же сумму, кстати, взимают при регистрации небольших частных самолётов) и нанести на БПЛА идентификационную маркировку, то есть регистрационный номер.

Первые 30 дней регистрация осуществляется бесплатно. Одну и ту же маркировку позволяется использовать на нескольких дронах. Регистрировать беспилотники имеют право только граждане США.

Федеральные власти поспешили утвердить новые правила регистрации до рождественских праздников, когда прогнозируется продажа 700 000 новых дронов.

Владелец гаджета должен внести в национальную базу данных своё имя, домашний адрес и адрес электронной почты. Власти рассчитывают, что это сделает операторов дронов более ответственными и уменьшит количество инцидентов, когда БПЛА мешают полётам гражданских пассажирских судов.

«Энтузиасты беспилотных летательных аппаратов являются авиаторами, а с этим званием приходит и большая ответственность», — сказал Энтони Фокс (Anthony Foxx), министр транспорта США.

На практике у FAA нет ресурсов для отслеживания беспилотников. С точки зрения практической безопасности инициатива властей не имеет особого смысла. В случае столкновения с самолётом дрон будет уничтожен, включая регистрационные знаки, которые требуются по новым правилам. А если оператор задумал что-то нехорошее, то может вообще не регистрировать свой квадрокоптер. Хотя, за это предусмотрено наказание: до трёх лет тюремного заключения или штраф до $27 000.

Регистрация БПЛА имеет скорее культурное значение: людей приучают к ответственности на психологическом уровне.

В последние месяцы в США значительно увеличилось количество жалоб на беспилотники, которые летают над парками, стадионами и частными дворами. Мультикоптеры стали настолько популярными и вездесущими, что многие требовали от уполномоченных органов ввести правила их регистрации.

Правила регистрации целиком представляют собой 211-страничный документ, который опубликован на сайте FAA (pdf).

Вероятно, в ближайшее время похожие правила регистрации любительских БПЛА введут в Евросоюзе и России.

 

Вот так вот: