Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

БЕСПИЛОТНЫЕ САМОЛЕТЫ: МАКСИМУМ ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Записала Н. Гельмиза

После того как в журнале были напечатаны статьи о работе "ОКБ Сухого"(см. "Наука и жизнь" № 9, 2001 г. и №№ 1, 2, 4, 2002 г.), в редакцию пришли письма с вопросом: занимается ли фирма гражданской тематикой? Нам ответили: еще как! Гражданские самолеты АООТ "ОКБ Сухого" - это известные проекты Су-80, С-21 и семейство региональных пассажирских самолетов. Сегодня конструкторы КБ создают беспилотный летательный аппарат гражданского назначения с уникальными летно-техническими характеристиками, позволяющими использовать его для решения широкого круга задач в сфере науки, экономики и хозяйственного сектора. О новом направлении - беспилотной авиации рассказывает заместитель главного конструктора доктор технических наук, действительный член Академии военных наук А. Х. Каримов.

ТОЧКА ОТСЧЕТА

Беспилотный летательный аппарат с большой высотой и продолжительностью полета - долгожданное детище "ОКБ Сухого". Проектировщики заложили в новую машину такие летно-технические характеристики, которые, по нашему мнению, позволят ей превзойти по многим параметрам лучшие в своем классе американские самолеты и найти широкое применение в гражданском секторе.

"Беспилотники" различаются по массе (от аппаратов весом в полкилограмма, сравнимых с авиамоделью, до 10-15-тонных гигантов), высоте и продолжительности полета. Беспилотные летательные аппараты массой до 5 кг (класс "микро") могут взлетать с любой самой маленькой площадки и даже с руки, поднимаются на высоту 1-2 километра и находятся в воздухе не более часа. Как самолеты-разведчики их используют, например, для обнаружения в лесу или в горах военной техники и террористов. "Беспилотники" класса "микро" массой всего 300-500 граммов, образно говоря, могут заглянуть в окно, поэтому их удобно использовать в городских условиях.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

За "микро" идут беспилотные летательные аппараты класса "мини" массой до 150 кг. Они работают на высоте до 3-5 км, продолжительность полета составляет 3-5 часов. Следующий класс - "миди". Это более тяжелые многоцелевые аппараты массой от 200 до 1000 кг. Высота полета достигает 5-6 км, продолжительность - 10-20 часов.

И, наконец, "макси" - аппараты массой от 1000 кг до 8-10 т. Их потолок - 20 км, продолжительность полета - более 24 часов. Вероятно, вскоре появятся машины класса "супермакси". Можно предположить, что их вес превысит 15 тонн. Такие "тяжеловозы" будут нести на борту огромное количество аппаратуры различного назначения и смогут выполнять самый широкий круг задач.

Если вспомнить историю беспилотных летательных аппаратов, то впервые они появились в середине 1930-х годов. Это были дистанционно управляемые воздушные мишени, используемые на учебных стрельбах. После Второй мировой войны, точнее, уже в 1950-х годах, авиаконструкторы создали беспилотные самолеты-разведчики. Еще 20 лет понадобилось на то, чтобы разработать машины ударного назначения. В 1970-х - 1980-х годах этой тематикой занимались конструкторские бюро П. О. Сухого, А. Н. Туполева, В. М. Мясищева, А. С. Яковлева, Н. И. Камова. Из туполевского КБ вышли беспилотные разведчики "Ястреб", "Стриж" и находящийся на вооружении и сегодня - "Рейс", а также ударный "Коршун" (его начинали делать в ОКБ Сухого, но потом передали Туполеву), созданный совместно с НИИ "Кулон". Достаточно успешно занималось беспилотными самолетами КБ Яковлева, где разрабатывались аппараты "мини"-класса. Наиболее удачным из них стал комплекс "Пчела", который до сих пор стоит на вооружении.

В 1970-х годах в России были развернуты научно-исследовательские работы по созданию беспилотных самолетов с большой высотой и продолжительностью полета. Ими занималось ОКБ В. М. Мясищева, где разрабатывали машину "макси"-класса "Орел". Тогда дело дошло только до макета, но почти через 10 лет работы возобновили. Предполагалось, что модернизированный аппарат сможет летать на высоте до 20 км и находиться в воздухе 24 часа. Но тут наступил реформенный кризис, и в начале 1990-х годов программу "Орел" из-за отсутствия финансирования закрыли. Примерно в то же время и по тем же причинам были свернуты работы над беспилотным летательным аппаратом "Ромб". Этот уникальный по своей конструкции самолет, созданный совместно с "НИИ ДАР" при участии разработчика радиолокационной системы "Резонанс" Главного конструктора Э. И. Шустова, представлял собой разрезной биплан из четырех крыльев, составленных в виде ромба, в которые монтировались крупногабаритные антенны, обслуживающие радиолокационную станцию. Масса его была порядка 12 тонн, а полезная нагрузка достигала 1,5 тонны.

После первой волны разработок "беспилотников" в 1970-х - 1980-х годах наступило длительное затишье. Армию оснащали дорогостоящими пилотируемыми самолетами. Под них выделяли большие средства. Этим и определялся выбор тематики разработок. Правда, все эти годы "беспилотниками" активно занималось Казанское опытно-конструкторское бюро "Сокол". Оно создавалось на базе ОКБ спортивной авиации под руководством тогда еще молодого специалиста, ныне генерального конструктора "ОКБ Сухого" М. П. Симонова. ОКБ "Сокол" стало, по существу, специализированным предприятием по производству беспилотных авиационных систем. Основное направление - беспилотные воздушные мишени, на которых отрабатываются боевые действия различных военных комплексов и наземных служб, в том числе и комплексов ПВО.

Сегодня беспилотные летательные аппараты "мини"- и "миди"-класса представлены достаточно широко. Их производство под силу многим странам, поскольку с этой задачей могут справиться небольшие лаборатории или институты. Что же касается аппаратов класса "макси", то для их создания нужны ресурсы целого авиастроительного комплекса.

ВСЕ АРГУМЕНТЫ - "ЗА"

В чем же преимущества беспилотных летательных аппаратов? Во-первых, они в среднем на порядок дешевле пилотируемых самолетов, которые нужно оснащать системами жизнеобеспечения, защиты, кондиционирования... Нужно, наконец, готовить пилотов, а это стоит больших денег. В итоге получается, что отсутствие экипажа на борту существенно снижает затраты на выполнение того или иного задания.

Во-вторых, легкие (по сравнению с пилотируемыми самолетами) беспилотные летательные аппараты потребляют меньше топлива. Представляется, что для них открывается более реальная перспектива и при возможном переходе на криогенное топливо (см. "Наука и жизнь" № 3, 2001 г. - Прим. ред.).

В-третьих, в отличие от пилотируемых самолетов, машинам без пилота не нужны аэродромы с бетонным покрытием. Достаточно построить грунтовую взлетно-посадочную полосу длиной всего 600 метров. ("Беспилотники" взлетают с помощью катапульты, а приземляются "по-самолетному", как истребители на авианосцах.) Это очень серьезный аргумент, поскольку из 140 наших аэродромов 70% нуждаются в реконструкции, а темпы ремонта сегодня - один аэродром в год.

Основной критерий выбора типа летательных аппаратов - стоимость. Благодаря стремительному развитию вычислительной техники существенно подешевела "начинка" - бортовые компьютеры "беспилотников". На первых аппаратах использовались тяжелые и громоздкие аналоговые вычислительные машины. С внедрением современной цифровой техники их "мозг" стал не только дешевле, но и умнее, компактнее и легче. Это означает, что аппаратуры на борт можно взять больше, а ведь именно от нее зависят функциональные возможности беспилотных самолетов.

Если же говорить о военном аспекте, то беспилотные летательные аппараты находят применение там, где в разведывательной операции или воздушном бою можно обойтись без пилота. На IХ международной конференции по "беспилотникам", прошедшей в 2001 году во Франции, прозвучала мысль о том, что в 2010-2015 годах боевые операции сведутся к войне автоматизи рованных систем, то есть к противоборству роботов.

ВЫБОР СДЕЛАН

Еще пять лет назад специалисты "ОКБ Сухого" проанализировали развитие существующих в мире научно-технических программ по созданию "беспилотников" и обнаружили стойкую тенденцию к увеличению их размеров и массы, а также высоты и продолжительности полета. Аппараты с большим весом могут дольше находиться в воздухе, выше подниматься и дальше "видеть". "Макси" берут на борт более 500 кг полезной нагрузки, которая позволяет решать задачи большого объема и с лучшим качеством.

Анализ показал, что беспилотные самолеты класса "макси" и "супермакси" сегодня востребованы как никогда. Судя по всему, они могут изменить расклад сил на мировом рынке летательных аппаратов. Пока эта ниша освоена только американскими конструкторами, которые начали работать над "беспилотниками" "макси"-класса на 10 лет раньше нас и успели создать несколько очень хороших самолетов. Наиболее популярный из них "Глобал Хоук": он поднимается на высоту до 20 км, весит 11,5 тонны, имеет продолжительность крейсерского полета более 24 часов. Конструкторы этой машины отказались от поршневых моторов и оснастили ее двумя турбореактивными двигателями. Именно после показа "Глобал Хоука" на авиасалоне в Ле-Бурже в 2001 году на Западе началась борьба за захват нового сектора рынка.

Мы планируем создать аналог "Глобал Хоука", но наш аппарат будет немного меньше. Выбор такой размерности основан на скрупулезном изучении спроса.

Еще во время создания первых беспилотных самолетов "макси"-класса "Орел" и "Ромб" мы разработали концепцию, согласно которой начали строить беспилотные аппараты, обеспечивающие наилучшие условия для размещения в них полезной нагрузки. На "Ромбе", например, мы смогли совместить большие антенные блоки размером 15-20 м с элементами самолета. Получилась "летающая антенна". Сегодня мы создаем, по сути, летающую платформу для аппаратуры наблюдения. Соединив полезную нагрузку с бортовыми системами, можно получить полноценный интегрированный комплекс, максимально оснащенный радиоэлектронным оборудованием. Это будет качественно новый вид авиационной техники - стратосферная платформа для решения задач, которые либо не по силам низко-, средневысотным пилотируемым и беспилотным машинам, либо требуют неоправданно больших затрат при выполнении их спутниковыми группировками.

Наш беспилотный летательный аппарат С-62 представляет собой машину массой 8,5 тонны, способную подняться на высоту 18-20 км/ч, развить скорость 400-500 км/ч, и находиться в воздухе более 24 часов без дозаправки. Его габариты: длина - 14,4 м, высота - 3 м, размах крыла - 50 м, полезная нагрузка - 800-1200 кг. По аэродинамическим характеристикам компоновка С-62 приближает аппарат к планеру. Самолет выполнен по аэродинамической схеме двухбалочная "утка" и имеет крыло большого удлинения. На центроплане крыла расположено вертикальное оперение. Силовая установка находится над центропланом в спаренной мотогондоле. С-62 оснащен двумя двигателями ТРДД РД-1700, используемыми на самолетах Як-130 и МиГ-АТ (хотя прорабатываются и другие варианты двигателей). Эта машина будет легкой и радиопрозрачной, скорее всего из стеклопластика.

С-62 войдет в состав беспилотных авиационных комплексов БАК-62, предназначенных для выполнения широкого спектра задач гражданского назначения. Каждый такой комплекс включает от одного до трех "беспилотников", наземные станции контроля и управления, связи и обработки информации, а также мобильный пункт технического обслуживания. Наземные станции управления будут работать в пределах радиовидимости - на расстоянии до 600 км. Их назначение - управлять взлетом и посадкой, а также решать задачи автоматического пилотирования и выполнения программы полета. БАК-62 отличается высокой мобильностью, его можно легко перебазировать на новое место в стандартных грузовых контейнерах любым видом транспорта, быстро развернуть и привести в рабочее состояние.

Наземные пункты управления, а также пункты технического обслуживания - тоже забота проектировщиков. В них должны быть созданы условия для комфортного проживания специалистов и обслуживающего персонала и на холодном севере, и на жарком юге (разброс температур может быть в пределах от -50 до +50оС).

КРУГ ЗАДАЧ "БЕСПИЛОТНИКОВ" ГРАЖДАНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Весь мир уже осознал, какую пользу и экономию могут принести беспилотные летательные аппараты не только в военной, но и в гражданской сфере. Их возможности во многом зависят от такого параметра, как высота полета. Создав С-62, мы поднимем потолок с 6 до 20 км, а в перспективе и до 30 км. На такой высоте беспилотный самолет может конкурировать со спутником. Отслеживая все, что происходит на территории площадью около миллиона квадратных километров, он сам становится своего рода "аэродинамическим спутником". С-62 могут взять на себя функции спутниковой группировки и выполнять их в режиме реального времени в рамках целого региона.

Чтобы из космоса вести фото- и киносъемку или наблюдать за каким-нибудь объектом, нужны 24 спутника, но и тогда информация от них будет поступать один раз в час. Дело в том, что спутник находится над объектом наблюдения всего 15-20 минут, а затем уходит из зоны его видимости и возвращается на то же место, совершив оборот вокруг Земли. Объект же за это время уходит из заданной точки, поскольку Земля вращается, и снова оказывается в ней только через 24 часа. В отличие от спутника, беспилотный самолет сопровождает точку наблюдения постоянно. Проработав на высоте около 20 км более 24 часов, он возвращается на базу, а ему на смену в небо уходит другой. Еще одна машина находится в резерве. Это огромная экономия. Посудите сами: один спутник стоит порядка 100 миллионов долларов, 24 спутника - это уже 2,4 миллиарда, а стоимость трех беспилотных летательных аппаратов С-62 с наземной инфраструктурой составит немногим более 30 миллионов долларов.

Беспилотные самолеты могут конкурировать со спутниками и в сфере создания телекоммуникационных сетей и навигационных систем. Например, чтобы Россия имела собственную навигационную систему типа GPS, нужно задействовать около 150 таких машин. Дорогостоящие спутники пригодятся для других целей. Это очень важно, поскольку 70% из них находятся на грани исчерпания своего ресурса.

На "беспилотники" можно возложить непрерывное круглосуточное наблюдение за поверхностью Земли в широком диапазоне частот. Используя С-62, мы сумеем создать информационное поле страны, охватывающее контроль и управление движением воздушного и водного транспорта, поскольку эти машины в состоянии взять на себя функции наземных, воздушных и спутниковых локаторов (совместная информация от них дает полную картину того, что делается в небе, на воде и на земле).

Беспилотные летательные аппараты помогут решить целый спектр научных и прикладных задач, связанных с геологией, экологией, метеорологией, зоологией, сельским хозяйством, с изучением климата, поиском полезных ископаемых... С-62 будут следить за миграцией птиц, млекопитающих, косяков рыбы, изменением метеоусловий и ледовой обстановки на реках, за движением судов, перемещением транспорта и людей, вести аэро-, фото- и киносъемку, радиолокационную и радиационную разведку, многоспектральный мониторинг поверхности, проникая вглубь до 100 метров.

НА ПУТИ К РЫНКУ

Всемирное признание пришло к "ОКБ Сухого" с выпуском истребителя Су-27. Эта машина действительно заслуживает самой высокой оценки, потому что в ней реализованы выдающиеся научные и инженерно-технические идеи. Колоссальный успех и востребованность Су-27 на мировом рынке в большой степени связаны с тем, что его создание превратилось в общегосударственную научно-техническую программу. Начатая три года назад новая тема - создание высотного беспилотного самолета - тоже нуждается в серьезной государственной поддержке. Чтобы, как говорят, не опоздать и выйти на мировой рынок в то время, когда новая машина будет востребована, сроки выполнения программы должны быть очень жесткими. Нам представляется, что работа может быть завершена в 2005 году при условии необходимого финансирования.

Опыт зарубежных конкурентов подсказывает: чтобы дело пошло быстрее, надо показать заказчикам и инвесторам действующий образец. Выход один - сделать демонстратор или летающий макет, который подтвердит реальность намеченных планов и ускорит их реализацию. Такой аппарат может быть построен всего за два года. Здесь нет неразрешимых проблем, есть только ряд конкретных задач, которые надо выполнить. Все предварительные проработки сделаны.

По оценкам российских и зарубежных специалистов, рынок коммерческих услуг, оказываемых беспилотными летательными аппаратами, в ближайшем будущем существенно расширится. Потребность в таких машинах в 2005-2015 годах может составить в денежном выражении не менее 30 миллиардов долларов. И если Россия, как и намечено, к 2005 году создаст конкуренто-способный гражданский беспилотный летательный аппарат С-62 с большой высотой и продолжительностью полета, ей достанется приблизительно четвертая часть этого рынка. Тогда мы сможем выручить от продажи наших машин около миллиарда долларов. Неудивительно, что сегодня многие страны очень активно продвигают свои технические разработки, в том числе и "беспилотники". Нам тоже следует поторопиться.


Сферы применения гражданского беспилотного самолета С-62


ОБНАРУЖЕНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ:

  • воздушных
  • надводных
  • наземных

УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ:

  • в труднодоступных районах
  • при стихийных бедствиях и авариях
  • на временных воздушных трассах
  • в авиации народного хозяйства

КОНТРОЛЬ МОРСКОГО СУДОХОДСТВА:

  • поиск и обнаружение судов
  • предупреждение аварийных ситуаций в портах
  • контроль морских границ
  • контроль правил рыболовства

РАЗВИТИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ И МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ:

  • системы связи, в том числе мобильные
  • телерадиовещание
  • ретрансляция
  • навигационные системы

АЭРОФОТОСЪЕМКА И КОНТРОЛЬ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ:

  • аэрофотосъемка (картография)
  • инспекция соблюдения договорных обязательств
  • (режим "открытого неба"
  • контроль гидро-, метеообстановки
  • контроль активно излучающих объектов контроль ЛЭП

КОНТРОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ:

  • радиационный контроль
  • газохимический контроль
  • контроль состояния газо- и нефтепроводов
  • опрос сейсмических датчиков

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬХОЗРАБОТ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ:

  • определение характеристик почвы
  • разведка полезных ископаемых
  • подповерхностное (до 100 м) зондирование Земли

ОКЕАНОЛОГИЯ:

  • разведка ледовой обстановки
  • слежение за волнением моря
  • поиск косяков рыбы



Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Техника. Вести с переднего края»