Секретариат ИКАО информировал о намерении использовать материалы работы этих комитетов и групп для формирования позиции ИКАО в определении правил, процедур и требований в отношении безопасной интеграции БЛА в инфраструктуру единого воздушного пространства.

Считается , что требования к процессу эксплуатации БЛА в общем воздушном пространстве должны основываться на следующих основных принципах:

не должно быть ограничений на доступ БЛА в единое воздушное пространство;

должна обеспечиваться безопасность полетов пользователей единого воздушного пространства и безопасность населения на уровне, отвечающем требованиям безопасности полетов ВС;

не должны предъявляться требования о дооборудовании ВС дополнительными системами в целях совместимости с БЛА;

БЛА должны иметь систему, позволяющую надежно отслеживать и избегать потенциально конфликтные ситуации с ВС;

производство полетов БЛА следует осуществлять по тем же правилам, что и для ВС.

Для реализации этих принципов предполагается решить ряд задач:

Определить процедуры безопасной эксплуатации БЛА.

Установить требования, определяющие порядок использования воздушного пространства БЛА.

Разработать методику разрешения ПКС между БЛА и ВС в общем воздушном пространстве.

Ряд стран приступил к решению перечисленных выше задач, Франция, Италия, Германия и Швеция развивают свои национальные программы по обеспечению безопасности полетов БЛА.

Пока только США и Канада внедрили в практику УВД выполнение международных полетов гражданских БЛА над открытым морем в зоне ответственности государства или за пределами воздушного пространства, зарезервированного для БЛА. К ним отнесены: метеорологические исследования, аэрофотосъемка, киносъемка, геофизические наблюдения.

Согласно указанным выше принципам следует, что с точки зрения организации воздушного движения (ОрВД) управлять БЛА следует так же, как любыми иными воздушными судами. В принципе, авиадиспетчера не должно интересовать, какое именно судно он наблюдает. Поэтому система навигации и управления БЛА должна соответствовать международным требованиям, применяемым к пилотируемым летательным аппаратам.

1.2 Классификация беспилотных летательных аппаратов.

Одним из важнейших является вопрос классификации БЛА . Основными классификационными признаками являются:

Назначение:

многоцелевые;

целевые (разведывательные, наблюдательные, транспортные).

Кратность применения:

многоразовые;

одноразовые.

Способ старта БЛА:

аэродромный старт;

безаэродромный старт (старт с рампы, платформы, пускового устройства носителя).

Способ возврата:

с посадкой на аэродром базирования при помощи шасси;

свободный спуск на парашюте в заданном районе;

падение на уловитель;

возврат на парашюте.

Область применения:

ближнего действия – до 25 км;

малой дальности – до 100 км;

средней дальности – до 500 км;

большой дальности – более 500 км.

Взлетная масса БЛА:

до 5 кг (класс микро);

до 25 кг (малый класс);

25-150 кг (легкий класс);

150-750 кг (средний класс);

750 – 15000 кг (тяжелый класс).

Тип БЛА:

самолётной схемы;

вертолетной схемы;

ракетного заброса;

с подъемным вентилятором.

Ниже представлена таблица 1 в которой отображена международная классификация БЛА.

Таблица 1.1Классификация БЛА.

	Наименование/ Международное обозначение	Взлетный вес, кг	Радиус действия, км	Практическ-ий потолок
	Ближнего действия класса 1
	Ближнего действия класса 2
	Малой дальности/SR
	Средней дальности/MR
	Средней дальности с большой продолжительностью полёта/ MRE
	Маловысотный большой дальности/LADP
	Маловысотный большой продолжительностью полёта/LALE
	Средне высотный большой продолжительностью полёта/MALE
	Высотный большой продолжительностью полёта/HALE

Также общепризнанной в авиации является система классификации разделения БЛА на классы. Выделяют классы БЛА:

Класс 1. БЛА самолетного типа взлетной массой до 10 кг с электрическим двигателем. Они могут быть использованы в качестве средства оперативного наблюдения в составе стационарных постов охраны или мобильных групп.

Класс 2. БЛА самолетного типа взлетной массой до 100 кг с двигателем внутреннего сгорания. Они могут быть использованы в качестве средства оперативного наблюдения.

Класс 3. БЛА самолетного типа взлетной массой до 1000 кг могут привлекаться как для химической обработки больших площадей, так и для оперативной транспортировки грузов.

Класс 4. БЛА вертолетного типа. Они представляют интерес для мониторинга объектов.

Как для ВС, так и для БЛА особенно важна такая характеристика, как полезная нагрузка. Для выполнения задач дистанционного зондирования и определения координат исследуемых участков местности полезная нагрузка БЛА должна включать следующее оборудование:

Устройства получения видовой информации;

Спутниковую навигационную систему (ГЛОНАСС/GPS);

Устройства радиолинии видовой и телеметрической информации;

Устройства командно-навигационной радиолинии с антенно- фидерным устройством;

Устройство обмена командной информацией;

Устройство информационного обмена;

Бортовую цифровую вычислительную машину;

Устройство хранения видовой информации.

Основным недостатком существующей системы классификации БЛА является то, что она не учитывает характеристики наземной инфраструктуры: пункта управления, системы жизнеобеспечения, транспортировки и предполетной подготовки, стартовых и посадочных площадок, а также наличие сети наземных станций и линий их наземной связи.

Очевидно, что не все БЛА из-за ограничений по полезной нагрузке, дальности и высоте полета имеют возможность использовать вышеуказанную типовую аппаратуру для выполнения своих функциональных задач, задач по управлению и навигации БЛА. Поэтому имеет смысл рассмотреть классы БЛА и произвести отбор БЛА, которые могли бы эксплуатировать на высоких широтах в настоящее время.

Исходя из выше изложенного, предлагается следующая классификация БЛА:

БЛА класса 1 по полезной нагрузке не соответствуют требованиям по установке аппаратуры навигации и управления БЛА. Практически - это радиоуправляемые БЛА. В связи с этим они могут эксплуатироваться только в выделенном воздушном пространстве.

БЛА класса 2 по полезной нагрузке 100-120 кг соответствуют требованиям по установке аппаратуры навигации и управления БЛА. Дальность и высота полета обеспечивает выполнение основных задач, поставленных перед БЛА в гражданском секторе экономики.

БЛА класса 3 по полезной нагрузке 150-200 кг соответствуют требованиям по установке аппаратуры навигации и управления БЛА, а также дополнительного оборудования. Дальность полета обеспечивает выполнение основных задач, но требуется развитая структура наземных станций для наблюдения, управления и связи, которая отсутствует на высоких широтах.

Таким образом, в работе рассматриваются вопросы обеспечения безопасности полета в общем воздушном пространстве БЛА класса 2: взлетная масса 500-600 кг, полезная нагрузка 100-120 кг, крейсерская скоростью 130-150 км/час, с дальностью полета, равной прямой радиовидимости. А также рассмотрены перспективы создания инфраструктуры на высоких широтах, для применения БЛА класса 3.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Выполнение различных задач, как в военной, так и в гражданской сфере, существенной расширяют линейку БЛА, которые можно применять для этой цели. Уже сейчас ясно, что в ближайшем будущем потребуется несколько платформ, с разными типами двигателей и, самое главное, с различным комплектом бортовой аппаратуры.

Можно отметить, что самый многочисленный класс «беспилотников» , на сегодняшний день в России, это электролеты массой до 15 кг. Почти все они способны летать не более 2-х часов , взлетают, как правило, с применением стартовых устройств и садятся, в большинстве случаев, на парашюте. Сравнительно небольшая взлетная масса ограничивает и массу полезной нагрузки, поэтому, большинство из этих БЛА, имеют сменную полезную нагрузку, что само по себе, в этой ситуации, оправдано.

Существует большое количество задач, как в военной, так и в гражданской сфере, которые могут быть успешно решены при использовании таких аппаратов. Эти БЛА должны стоить дешево, применяться малоквалифицированными в летном отношении специалистами, не требовать серьезного обслуживания и быть мобильными без применения спец.транспорта. Наземная часть такой системы должна быть проста и удобна в эксплуатации. Собственно по такому пути и идут большинство разработчиков данных систем. Учитывая малый вес полезной нагрузки, существенно возрастают требования к бортовым датчикам оптического и инфракрасного диапазона. Датчики системы должны выполнять в основном наблюдательные функции и в меньшей степени измерительные.

Для эксплуатации данных систем не нужно создавать специальных подразделений. Высокая степень автоматизации должна позволить эксплуатировать эти системы рядовым специалистам как в военной, так и в гражданской сфере.

Следующей ступенью в классификации применения БЛА, стоит задача создания «беспилотников» для проведения разведки земной поверхности и водной акватории на удалении в 100 км . Для выполнения таких задач должна применяться «беспилотная» техника, способная летать днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях. Видимо такая техника должна быть способна детально обследовать район до 1000 км 2 за один вылет. Это может обеспечить только БЛА, способные летать не менее 10 часов. Удаление в 100 км обуславливается расстоянием прямой радиовидимости с высоты до 3 тыс. м, на котором можно, без ретранслирования сигнала, обеспечить передачу потокового изображения в режиме реального времени. Нетрудно подсчитать, что при полете по прямой, с условием возврата в точку вылета, такой БЛА способен отлететь на расстояние в 600 км. Аппарат способный летать 10 часов будет имеет взлетный вес 100 -20 0 кг и, конечно, потребует взлетно-посадочную полосу длиной не менее 300 м, а также обслуживание квалифицированным экипажем. В настоящее время такие аппараты способны взлетать с применением стартовых устройств

Эти БЛА могут входить у военных в состав разведывательного подразделения такого формирования как бригада (быть дневным и ночным зрением бригады), у гражданских специалистов применяться в составе эксплуатирующей его организации. Для Погранвойск ФСБ такие аппараты могут входить в состав такого подразделения как отряд и обеспечивать контроль за значительным участком границы, особенно в условиях высокогорья, в районах крайнего Севера и в условиях охраны морской границы. Передача видео и фотоизображения в реальном масштабе времени позволяет организовать взаимодействие с другими техническими средствами охраны Государственной границы.

Средства наземного обеспечения работы таких комплексов формируются на основе мобильных пунктов управления (МПУ), размещаемых, как правило, на шасси автомобиля, а также из передвижных временных пунктов управления (ПВПУ), размещаемых в местах обеспечения взлета/посадки БЛА. Возможность размещать ПВПУ непосредственно на территории заставы позволяет получать информацию в своей зоне ответственности в режиме реального масштаба времени при пролете БЛА вдоль границы. Учитывая продолжительность полета данных БЛА, можно говорить о том, что одно подразделение БЛА, состоящее из одного-двух комплексов способно контролировать участок границы протяженностью до 1000 км.

ПО АРМ управления полетом БЛА

Программное обеспечение (ПО) позволяет отображать на мониторе АРМ пилота-оператора видеоизображение с камеры переднего обзора и индицирует телеметрическую информацию. Отображение телеметрической информации выполняется в режиме «индикатор на лобовом стекле», или в режиме «виртуальных приборов». На мониторе также синтезируется положение точек полетного задания и другая пространственная информация, помогающая пилоту контролировать полет БЛА на маршруте.

Рисунок 1: Кадр ПО АРМ пилота-оператора.

ПО АРМ управления полетом БЛА позволяет пилоту-оператору:

Контролировать полет БЛА при выполнении маршрута и посадки;

Изменять полетное задание при выполнении полета в зоне радиовидимости;

Автоматически получать предупреждения о выходе БЛА за пределы установленных ограничений (по скорости полета, крену, тангажу, высоте полета над рельефом местности).

ПО имеет интуитивно понятный интерфейс, предохраняя операторов от возможных ошибок. Модульная архитектура ПО позволяет его настраивать для работы на компьютерах с различными характеристиками, подключении новых органов управления или исполнительных механизмов.

ПО АРМ оператора целевой аппаратуры (наблюдателя)

программный обеспечение беспилотный летательный

ПО АРМ наблюдателя (Рисунок 2) предназначено для поиска цели, захвата и сопровождения цели, выдачи целеуказания. На мониторе отображается видео с поворотной камеры БЛА, информация о направлении камеры, информация о положении центра кадра на местности. Данное ПО позволяет наблюдателю:

Управлять бортовой поворотной оптико-тепловизорной головкой;

Управлять оптическим увеличением камеры;

Определять координаты центра поля обзора или любого объекта в поле обзора;

Обозначать цель, с автоматическим определением ее координат;

Осуществлять захват и сопровождение цели.

Рисунок 2: Кадр ПО АРМ наблюдателя.

ПО обработки и представления видеоинформации

Электронная стабилизация видео применяется в ПО АРМ наблюдателя и обеспечивает:

- улучшение восприятия видео, особенно при наблюдении с большим увеличением, когда эффект дрожания камеры особенно заметен;

- снижение требований к качеству аппаратной стабилизации камеры или полный отказ от применения аппаратной стабилизации, снижая вес и стоимость системы наблюдения;

- увеличение степени сжатия изображений, что позволяет передавать данные на большее расстояние с лучшим качеством.

Телеавтомат сопровождения

Телеавтомат сопровождения предназначен для захвата и сопровождения цели. Телеавтомат обеспечивает автоматическое сопровождение цели в любых реальных условиях: при изменении масштаба, угла обзора объекта, изменении освещенности и контрастности объекта, при периодическом исчезновении объекта из поля зрения.

Точность определения координат объекта

Погрешность определения координат идентифицированного или указанного оператором объекта на изображении определяется совокупностью инструментальных и методических погрешностей.

К инструментальным погрешностям относятся:

- погрешность определения координат и высоты БЛА;

- точность определения углов курса, крена, тангажа БЛА;

- точность синхронизации момента срабатывания затвора камеры с данными навигационной системы БЛА;

- погрешностью определения положения камеры относительно датчиков навигационной системы (центра масс БЛА);

- погрешность определения дисторсии камеры.

На величину методических погрешностей влияют:

- высота полета БЛА над рельефом местности;

- расстояния от позиционируемого объекта (цели) до точки надира (удаление цели);

- сложность рельефа местности.

С учетом приведенных факторов в современной конфигурации БЛА «Дозор»:

Точность определения углов ориентации 0,1є

Точность определения курсового угла 1є

Точность синхронизации 0,1 сек

Дискретность информации ЦКРМ1 угл. сек. (на широте Москвы эквивалентно 80 м)

Паспортная точность приемника ГНСС:

в плановых координатах 10 м

по высоте 20 м

При высоте полета над рельефом 1000 м со скоростью 100 км/ч суммарная ошибка определения координат объекта, расположенного под углом 30є от линии визирования камеры, составит около 200 м (СКО).

Повышение точности может быть достигнуто путем снижения инструментальных погрешностей (применения в составе навигационной системы датчиков более высокой точности), либо за счет использования точной заранее привязанной фотокарты местности, например, космического снимка.

Мы располагаем технологиями привязки, как к 2D-фотокарте, так и к 3D-фотокарте. Средняя точность наложения составит 2-3 пикселя исходной карты, или порядка 5 м.

Склейка и коррекция мозаичного фотоизображения

В результате площадной или протяженной съемки образуется массив фотоснимков высокого разрешения. Каждый фотоснимок имеет координатную привязку по данным навигационной системы БЛА и данные по углам ориентации БЛА в момент производства снимка. Оригинальное ПО позволяет в кратчайший срок после поступления массива снимков в компьютер НПУ произвести в автоматическом режиме:

- коррекцию цвета и яркости снимков;

- одновременную сшивку кадров;

- ортотрансформирование;

- нарезку карты в мозаику.

Производительность работы ПО позволяет обработать 1000 снимков, сделанных фотокамерой 12 Мпикс за 1 час.

Рисунок 4: Склейка съемки протяженного объекта.

Варианты применения

Изложенные выше тактико-технические характеристики БЛА серии «Дозор» и характеристики их бортовых систем позволяют применять БЛА для целей воздушной разведки в качестве авиационной составляющей, обеспечивающей:

- круглосуточное наблюдение поля боя;

- скрытность разведки;

- возможность ведения разведки в условиях низкой облачности;

- безопасность личного состава.

Патрулирование

Регулярное патрулирование выполняется по заданному маршруту.

В качестве иллюстрации применения БЛА в пределах радиовидимости построен маршрут патрулирования БЛА вдоль государственной границы РФ с базированием в районе г. Орск (Рисунок 5). При проектировании маршрута учитывалась паспортная дальность командной радиолинии БЛА Дозор-85 (до 100 км). Таким образом, начальный и конечный ППМ удалены от точки взлета (НПУ) соответственно на 65 км и 61 км. Протяженность маршрута патрулирования составляет 135 км, и время в полете при скорости патрулирования 100 км составляет 1ч 30 мин (с учетом кривизны траектории). Учитывая подлетное время со скоростью 150 км/ч, суммарное время на маршруте составит 2 ч 20 мин (общая протяженность маршрута 235 км).

Рисунок 6 воспроизводит маршрут патрулирования, построенный исходя из ограничения максимальной продолжительности полета БЛА. Общая протяженность маршрута составит 615 км (5 ч 30 мин), в том числе протяженность зоны патрулирования 355 км (3 ч 30 мин). Следует подчеркнуть, что, выполняя полетное задание на маршруте предельной эксплуатационной протяженности, БЛА не имеет возможности совершить облет какой-либо точки по команде оператора, находясь вне зоны радиовидимости, и завершить выполнение ПЗ. В зависимости от времени «задержки», маршрут должен быть сокращен, а в конечных ППМ облет района невозможен.

Концентрические окружности радиусами:

· 50 км от точки старта примерно соответствуют зоне достижимости в пределах 1 часа с момента поступления боевого распоряжения на применение БЛА

· 100 км соответствует 1 ч 15 мин

· 200 км - предельный оперативный радиус действия

Рекогносцировка местности

Рисунок 7 иллюстрирует применение БЛА для разведки местности в течение 1 часа на предельной операционной дальности. Предельная удаленность района разведки составляет 350 км. При скорости полета 150 км/ч БЛА достигнет зоны патрулирования за 2 ч 20 мин, может оставаться в зоне в течение 1 часа и вернуться к точке старта. Общая продолжительность полета составит 5 ч. 30 мин.

Рисунок 7

Разведка в горной местности . Учет особенностей рельефа местности

Планирование полета БЛА в горных условиях проводится с использованием цифровых карт рельефа местности (ЦКРМ). Имеющиеся в свободном доступе коммерческие ЦКРМ, полученные по результатам космической съемки, обеспечивают достаточную точность определения высоты рельефа местности в сочетании с точной координатной привязкой.

Опыт применения БЛА «Дозор- 90 Э » в горной местности

В 2008 году была проведена опытная эксплуатация комплекса с БЛА «Дозор-90 Э» в интересах Пограничной службы ФСБ РФ (Рисунок 8). В период с 15 по 19 октября совершено 11 полетов БЛА суммарной продолжительностью 5 ч 30 мин. Полеты проводились в дневное время в простых и сложных метеоусловиях, при скорости ветра у поверхности земли: встречный - 15 м/с, боковой - 10 м/с, попутный - 5 м/с. Взлет осуществлялся с площадки, расположенной на высоте 1000 м над уровнем моря, максимальная высота полета БЛА -- 3000 м.

В работе БЛА «Дозор-90 Э» показал высокие летные и эксплуатационные качества, все системы комплекса работали штатно.

По результатам полетов составлена фотографическая карта территории полета, вдоль границы РФ (Рисунок 8).

Рисунок 8: посадка БЛА на не подготовленную площадку в районе заставы

Применения БЛА в береговой зоне

Рассматривается сценарий наземного базирования комплекса с БЛА и ведение разведки над морской акваторией на оперативной дальности БЛА.

Штатные оптические средства целевого оборудования БЛА могут применяться для ближней доразведки и идентификации цели.

В настоящее время главной технической составляющей мониторинга обстановки на морских границах являются посты технического наблюдения (ПТН), представляющие собой сеть береговых радиолокационных станций. Дальность обнаружения цели РЛС ПТН составляет до 25 км. Такова же примерно удаленность ПТН одного от другого. Применение БЛА совместно с ПТН позволит:

1) существенно повысить дальность обнаружение цели;

2) сократить время идентификации цели.

Патрулирование прибрежной зоны

При патрулировании в прибрежной зоне маршрут БЛА прокладывается вдоль береговой линии за пределами дальности действия РЛС ПТН. В дополнение к штатному оборудованию ПТН оснащаются аппаратурой связи с БЛА. Таким образом, при облете маршрута БЛА постоянно находится в контакте с ближайшим ПТН, передавая на него видео и фото информацию.

Одновременно, БЛА способны проводить идентификацию обнаруженной цели с помощью оптических средств наблюдения, приблизившись к цели на близкое расстояние. При этом цель может быть обнаружена, как непосредственно БЛА, так и любым из ПТН данной сети. Во втором случае БЛА по команде оператора осуществляет перелет в заданный район, прервав выполнение маршрута, либо, поднявшись с места базирования.

Разведка удаленных целей

Для ведения разведки удаленных целей, БЛА «Дозор» могут применяться автономно, аналогично применению на предельной оперативной дальности (Рисунок 8).

Работая вне зоны радиовидимости своего НПУ, аппаратура БЛА регистрирует всю информацию целевой аппаратуры в бортовых накопителях. Анализ данных производится после возвращения на базу. В другом варианте информация в реальном времени передается на корабль, находящийся в зоне прямой радиовидимости с БЛА. Таким образом, обнаружение цели и идентификация производится с помощью бортовых оптико-электронных систем наблюдения.

Применение БЛА совместно с дистанционно управляемым катером

Нами прорабатывался вопросы взаимодействия морских и воздушных дистанционных средств для ведения разведки над акваторией морей.

Предлагается следующий алгоритм комплексного применения средств (Рисунок 9):

Рисунок 9: Комплексное применение дистанционных средств разведки.

· совершающий разведывательный полет БЛА обнаруживает цель и по каналу связи с ПТН передает ее координаты на пост управления;

· принимается решение об оказании воздействия;

· в район с заданными координатами направляется дистанционно управляемый катер;

· во время движения катера БЛА продолжает слежение за целью, осуществляя наведение катера;

· достигнув цели, катер осуществляет воздействие на цель с фиксацией координат и времени. Данные в реальном времени транслируются с помощью БЛА на ПТН и на НПУ.

Актуально и использование таких комплексов в борьбе с браконьерами, к примеру, в Астраханских плавнях и в борьбе с наркотрафиком в определенных районах нашей страны.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты решает сам потребитель такой системы.

Покажем на примере комплекса дешифратора, разработанного фирмой «Транзас Вижн», как может происходить этот процесс:

Интеллектуальный комплекс дешифровки изображений

Комплекс предназначен для подключения БЛА, как источника информации, к потребителю.

Комплекс позволяет подключать к потребителю один или несколько БЛА одновременно.

Функции комплекса

Комплекс автоматически выполняет следующие функции:

- обработка информации с целью ее визуализации (фото, видео, РСА, телеметрия)

- обработка информации с целью получения точного целеуказания

- дешифровка изображений

- подготовка вариантов формализованных сообщений

- выдача потребителю сообщения, выбранного оператором

- сохранение поступающей информации в базе данных

- запись действий оператора

- выдача обработанной информации на любой выбранный потребителем уровень иерархии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Описание работы комплекса

Визуализация

Комплекс отображает всю информацию в геоинформационной среде Transas Globe, позволяющей просматривать растровые и векторные карты, рельеф, 3D и движущиеся объекты в единой 3D форме в произвольном масштабе (до всей Земли включительно).

Телеметрия

Телеметрические данные отображаются в виде трека БЛА и 3D-модели БЛА (с учетом ее ориентации). Одновременно может отображаться полетное задание БЛА.

Фото

Одиночные фотографии

Одиночные фотографии могут отображаться:

- в ракурсе съемки (просмотр в Transas Globe с точки съемки)

- в произвольном ракурсе

Фотография отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя фотографии автоматически вычисляются координаты указанной точки поверхности Земли

На фотографию могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты.

Группы фотографии

Группы фотографий могут отображаться:

- с наложением по исходным или уточненным телеметрическим данным

- в мозаике изображений (сшитая карта)

- в виде 3D-карт (через восстановление 3D)

Видео

Видео может отображаться:

- в ракурсе съемки (просмотр на Глобусе с точки съемки)

- в произвольном ракурсе

Видео отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя видео автоматически вычисляются координаты указанной точки поверхности Земли , с учетом телеметрии, дисторсии камеры и рельефа.

На видео могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты а также телеметрическая информация.

Точное целеуказание

Для точного целеуказания применяются следующие методы:

- сшивка последовательных кадров

- подшивка кадра к фотооснове

- сшивка карты

Дешифровка изображений

Для дешифровки изображений применяются следующие методы:

Дешифровка фото и отдельных кадров видео

- распознавание с самообучением

- фрактальный анализ

- спектральный анализ

- поиск по особым точкам

Дешифровка видео

- селекция движущихся целей

- сопровождение целей

Дешифровка 3 D -карт

- распознавание 3D-форм

Подготовка, выбор и выдача формализованных сообщений

При обнаружении искомого объекта на мониторе оператора выводится изображение объекта, информация о нем (тип объекта, координаты, скорость и т.д.) и варианты действий для найденного типа объекта.

При выборе оператором одного из предложенных системой действий автоматически генерируется формализованное сообщение.

Оператор может также сам инициировать выдачу формализованного сообщения, указав на изображении положение и тип объекта.

Документирование

Вся поступающая информация автоматически архивируется в виде, удобном для быстрого просмотра.

ПО комплекса также автоматически фиксирует в БД все действия оператора и все выданные системой формализованные сообщения.

ПО комплекса может также выдавать все или любую часть поступающей или обработанной информации на вышестоящий уровень системы управления для ее отображения и анализа.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты, решает сам потребитель такой системы .

БЛА «Дозор-100» является развитием БЛА «Дозор-85» в направлении увеличения продолжительности и дальности полета.

Удлинённое крыло позволило повысить летное качество планера и, следовательно, уменьшить расход топлива в крейсерском полете. Таким образом, продолжительность полета БЛА «Дозор-100» увеличилась до 10 часов с большим весом полезной нагрузки.

Система выпуска выхлопных газов скрыта внутри фюзеляжа, чем обеспечивается снижение тепловой заметности в полете и уменьшение шума выхлопных газов. Размещение силовой установки в кормовой части планера позволяет рационально компоновать полезную нагрузку БЛА, высвобождает пространство для размещения антенных устройств различных типов. Применение V-образного хвостового оперения обеспечивает правильную центровку планера при размещение двигателя в хвосте фюзеляжа БЛА.

Управление БЛА «Дозор»

Управление БЛА осуществляется из мобильного пункта управления (МПУ ) с АРМ пилота-оператора или передвижного временного пункта управления (ПВПУ ). БЛА «Дозор » оснащены современным пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) с системой автоматического управления. В состав ПНК входят:

- инерциальная система, комплексированная с приемником глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS, обеспечивающие определение координат, высоты полета, углов курса и ориентации БЛА;

- система воздушных сигналов, обеспечивающая определение воздушной скорости и барометрической высоты;

- радиовысотомер малых высот;

- модуль автопилота, обеспечивающий выдачу управляющих команд на органы управления полетом БЛА.

АРМ пилота-оператора БЛА

Реализованы 3 режима управления БЛА:

Прямое ручное управление по видовой информации, поступающей с видеокамеры переднего обзора. В этом режиме пилот-оператор управляет БЛА, непосредственно воздействует на органы управления, как если бы он находился в кабине самолета. Режим применяется в ближней зоне для вывода БЛА на посадочную глиссаду и при посадке в режиме ручного управления. Применяется технология индикации на лобовом стекле информации, получаемой по каналам телеметрии с навигационно-пилотажной системы БЛА (HUD - head-up display).

Векторное управление позволяет пилоту-оператору воздействовать на БЛА через автопилот: изменять высоту и скорость полета, выполнять поворот в заданном направлении, совершать облет точки и другие стандартные летные процедуры.

Автоматический полет является основным способом управления БЛА и совершается под управлением автопилота по маршруту, определенному заданной последовательностью поворотных пунктов (ППМ). В процессе полета пилот-оператор может вмешаться в работу автопилота, выдав следующие команды:

- ввод новых ППМ;

- загрузка нового маршрута полета;

- отмена полетного задания и команда на возвращение БЛА;

- команда облета заданной точки или барражирования над определенным районом.

Перед полетом составляется полетное задание (ПЗ) в виде маршрута, определенного координатами поворотных пунктов. В качестве картографической подложки может использоваться сканированная карта, аэрофотоснимки, космический снимок. Для полетов в горной местности со сложным рельефом необходимо учитывать особенности рельефа, как при планировании маршрута полета, так и при размещении наземной станции слежения. Полетное задание сохраняется в памяти компьютера МПУ и формируется база маршрутов. По завершении составления ПЗ программа автоматически проверяет его на «выполнимость», учитывая заложенные характеристики БЛА.

Экран планирования ПЗ.

По завершению прохождения маршрута БЛА пребывает на конечный пункт маршрута, где совершает автоматический заход на посадку и приземляется по-самолетному под управлением пилота-оператора.

Стандартная комплектация МПУ состоит из двух АРМ: пилота и оператора полезной нагрузки. Возможно мобильное исполнение АРМ на планшетном компьютере, позволяющее передавать информацию с БЛА непосредственно потребителю:

Портативный компьютер управления БЛА.

Вспомогательные способы навигации

В качестве вспомогательных средств навигации БЛА в случае невозможности использования информации ГНСС рассматриваются следующие способы:

Курсо-воздушное счисление координат позволяет определять длину пройденного пути и направление по данным датчика воздушной скорости и инерциальной системы (либо магнитного компаса) в качестве датчика курса.

Системы связи

Бортовая аппаратура связи БЛА «Дозор » (линии передачи данных -- ЛПД) обеспечивает двустороннюю передачу данных и команд управления, а также передачу в реальном времени видеоинформации с борта на базовую станцию.

По каналу данных передаются:

С «борта» на «землю»

· Телеметрическая информация (координаты, скорость, высота полета);

· Информация о состоянии бортовых систем.

С «земли» на «борт»:

· Команды управления полетом: изменение маршрута, возврат, изменение параметров полета (скорости, высоты и т.п.);

· Команды управления аппаратурой обеспечения полета (выпуск закрылков, выброс парашюта, выпуск шасси, если предусмотрено);

· Команды управления целевой нагрузкой: положение видеокамеры, включение фотоаппарата, сброс груза.

ЛПД разрабатываются и производятся производителем систем БЛА «Дозор », обеспечивая, таким образом, технологическую независимость изделия. Согласно ТЗ на разработку, ЛПД обеспечивает дальность передачи видео и телеметрической информации не менее 100 км в прямой видимости приемо-передающей антенны НПУ.

Рисунок: Схема обмена данными

Целевая аппаратура и программное обеспечение

Целевая разведывательная аппаратура

Целевая разведывательная аппаратура («полезная нагрузка») БЛА «Дозор-85 » и «Дозор-100 » имеет сменную конфигурацию и может быть установлена на борту в различных комплектациях:

· Оптико-тепловизорная головка (оптический и тепловизорный канал расположены на одной оси) с 2-мя степенями свободы.

· Видео камера 520 линий для целей взлета и посадки в ручном режиме

· Фотографический комплекс высокого разрешения 21 МгПик

· Дуплексный канал радиосвязи для передачи сигналов управления и телеметрии

· Широкополосный цифровой канал с самонастраивающей поворотной антеной для передачи потокового видео на расстояние не менее 100 км

· Системаспутниковой связи (в разработке)

· Радиолокационнаястанция переднего обзора в мм диапазоне

· Боковая РЛС с синтезированной апертурой (в разработке)

· Лазерная подсветка цели

Следующим типом в линейке БЛА должны стать средневысотные БЛА с большой продолжительностью полета. В таких БЛА, в первую очередь должны быть заинтересованы военные из М.О.. Эта группа «беспилотников» очень близка по своим функциональным возможностям, к таким общеизвестным БЛА, как «Predator» из США. Одной из особенностей этих «беспилотников» является наличие ударной функции.

Анализ целевого применения космических аппаратов и боевых тактических комплексов с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) в ходе проведения операции по принуждению Грузии к миру в 2008 году показал, что в существующем виде ни одно из этих средств не является единственно достаточным для удовлетворения требований войск в георазведывательной информации.

Для функционирования систем высокоточного оружия (ВТО) требуются не только технические средства с высокочувствительными датчиками и высокоскоростными средствами обработки сигналов, но и соответствующее информационное обеспечение, а также развитая телекоммуникационная сеть, отвечающая современным требованиям.

Создаваемая информационно-разведывательная инфраструктура должна обеспечивать в масштабе времени, близком к реальному:

Поиск, обнаружение, распознавание, идентификацию и определение местоположения целей;

Формирование необходимых электронных информационных документов (формуляров целей) для индивидуальных полетных заданий средствам поражения;

Оценку результатов ударов.

Быстрое изменение оперативной обстановки требует немедленн о го реагирования и своевременной корректировки задач привлекаемым силам и средствам, особенно при работе с подвижными целями.

Кроме того, в интересах ВТО необходимо обеспечить точность определения координат объектов поражения: не хуже 5 - 7 м - для стратегического и 3 - 5 м - для оперативно-тактического звеньев управления ВС РФ.

Если в интересах разведки необходимо максимально высокое разрешение снимка, то в интересах ВТО приемлемо использование также снимков среднего разрешения (3 - 5 м).

В целях непрерывного информационного обеспечения (ИО) применения ВТО ВС США активно используются стратегические разведывательные беспилотные летательные аппараты, главным образом, большой (более 24 часов ) продолжительности полета - высотный БЛА RQ-4A "Глобал Хок " и средневысотный MQ-1B "Предатор ".

Эти аппараты, предназначенные для ведения воздушной радиолокационной и оптикоэлектронной разведки в целях обеспечения действий ВВС и других видов вооруженных сил на различных ТВД, способны передавать данные в реальном масштабе времени на наземные командные пункты.

Для оперативного получения геопространственной информации совместно с КА разведки предлагается применять комплексы с БЛА.

При использовании космических снимков высокого разрешения в качестве топоосоновы для наложения актуальной разведывательной информации, достигается существенное повышение точности определения координат объектов. ЗАО «Р.Е.Т.Кронштадт» располагает технологиями привязки, как к 2 D -фотокарте, так и к 3 D -фотокарте .

Для повышения точности целеуказания в компании «Транзас-Вижн» разработана программа TopoTarget . Программа автоматически сшивает полученную фотографию с фотокартой.

В случае невыраженного (плоского) рельефа программа обеспечивает субпиксельную точность сшивки, при этом точность целеуказания соответствует точности фотокарты.

Принцип работы программы

Перед выполнением полета программа TopoTarget обрабатывает фотокарту области полета, автоматически выявляя на ней характерные точки. Выявленные характерные точки заносятся в базу данных, затем базы данных упорядочивается. Фотокарта может быть снята с любого ЛА или со спутника. Требования к базовой фотокарте:

Фотокарта должна быть снята примерно в то же время года, что и время проведения полетов

Разрешение фотокарты должно быть таким, чтобы сшиваемый кадр занимал на ней область не менее 800х600 пикселей

При получении фотографии программа автоматически находит на фотографии характерные точки, соответствующие им точки в базе данных, составленной при обработке фотокарты, выделяет в множестве соответствий самосогласованный набор и сшивает полученную фотографию с фотокартой.

Интерфейс программы

Ниже показан результат работы программы: фотокарта составлена по результатам аэрофотосъемки из 25 кадров. К карте подшит кадр, не вошедший в число 25, из которых она была составлена.

На следующем примере виден танк, находящийся на подшитом кадре.

Быстродействие

Для ускорения работы программы и исключения ошибок, при подшивке кадра используются телеметрические данные: соответствия ищутся на фотокарте в пределах заданного радиуса от центра кадра.

Комплексы с БЛА типа «Дозор» обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с отечественными аналогами.

На предприятиях ЗАО «Транзас » создан технический задел, имеются летающие прототипы и развернута производственная база для создания опытных образцов таких комплексов.

Наряду с этим ЗАО «Транзас» обладает опытом создания тренажерных комплексов, что позволит в дальнейшем организовать обучение личного состава управлению комплексами с БЛА.

БЛА «Дозор-85» и «Дозор-100» по своим техническим характеристикам относятся к летательным аппаратам средней дальности. В разработке использованы технические решения, аналогичные БЛА « Shadow -200» и «Predator ». По характеристикам целевой нагрузки БЛА «Дозор-85» и «Дозор-100» способны выполнять те же задачи, что и упомянутые зарубежные системы за исключением ударных. Меньшие массо-габаритные характеристики достигнуты за счет использования современных технологий, в то время как зарубежные аналоги разработаны в 90-е годы прошлого века.

В базовой комплектации комплекс с БЛА «Дозор» может поставляться в составе трех летательных аппаратов и мобильного пункта управления, размещенного на шасси автомобиля повышенной проходимости.

Комплекс БЛА «Дозор » может быть оперативно доставлен в район применения с использованием средств транспортной авиации, железнодорожного транспорта, водным путем. Комплекс является мобильным , и для его операций требуется минимально подготовленная площадка: грунтовая полоса, газон, утрамбованный снег. Перемещение комплекса производится на автомобиле повышенной проходимости с прицепом.

Периодическое техническое обслуживание осуществляется подготовленным персоналом непосредственно на месте базирования. ЗИП и необходимые инструменты поставляются в комплекте.

Эксплуатация комплекса осуществляется экипажем в составе четырех - пяти человек.

Комплекс с БЛА «Дозор» является полностью автономным . Все агрегаты и системы размещены на одном шасси. Электропитание систем базовой станции осуществляется от мотора-генератора, подзарядка батарей БЛА проводится зарядным устройством, входящим в комплект поставки БЛА от бортовой сети электропитания автомобиля.

Учитывая возрастающий интерес компаний топливно-энергетического комплекса, РЖД, МЧС и других ведомств к информации, которую можно получать с использованием комплексов с БЛА, необходимо предусмотреть вариант частно-государственного партнерства.

Данные комплексы с БЛА должны преимущественно создаваться по принципу, учитывающему двойное применение БЛА. При этом заказчиком таких БЛА могут являться финансово-промышленные группы, заинтересованные в использовании ресурса этих комплексов в мирное время совместно с ВС РФ. В процессе реализации подобных проектов на основе частно-государственного партнерства консолидируются, объединяются ресурсы и вклады сторон, а также финансовые риски и затраты. Достигнутые результаты распределяются между сторонами в заранее определённых пропорциях.

Не так давно в открытой прессе появилась информация о планах США на постройку БЛА до 2047 года . Анализируя данный материал, можно еще раз констатировать тот факт, что мы, пока, значительно отстаем от современного уровня развития БЛА.

Так в этой программе отмечено, что основной упор в развитии БЛА будет сделан на аппараты типа PREDATOR и аналогичные аппараты более поздних модификаций. Все БЛА разбиты на несколько групп и в каждой группе прописано какое оборудование должны нести БЛА и каких ТТД они должны достигнуть.

В нашей стране, пока еще вообще не создан аппарат аналогичный БЛА PREDATOR . Первые попытки создать такой аппарат концерном «Вега» по программе «Проходчик» оказались неудачными. Да, если честно, то проектируемый аппарат с трудом можно назвать аналогом БЛА PREDATOR . Ни по дальности, ни по грузоподъемности, ни по продолжительности полета этот проект существенно не дотягивает до БЛА PREDATOR , я уже не говорю об отсутствии системы подготовки кадров для управления такими БЛА и об отсутствии тренажеров для подготовки операторов для них.

В сложившейся ситуации нам нужен БЛА функционально равный БЛА PREDATOR и такой БЛА не обязательно должен быть близок по размерам к нему.

Давайте посчитаем вес той нагрузки, которую нужно поднять в воздух для того, чтобы выполнить функции БЛА PREDATOR (исключим пока ударную фукцию).

ОТГ (оптико-тепловизорная головка) - 5 кг,

Фотокомплекс - 4 кг,

АВОВП (аналоговая видеосистема обеспечения взлета/посадки) -1 кг,

ЛПД (линия передачи данных) - 0.7 кг,

КРЛ (командная радио линия) - 0.3 кг,

АП (автопилот) - 0.4 кг,

БИНС (бортовая инерциальная система) - 0.6кг,

РЛС (радиолокационная станция) - 4 кг.

Итого: 16 кг .

Много это или мало? Конечно, не много . Это реальный вес, который на сегодняшний день способен поднимать БЛА с максимальным взлетным весом 100 - 150 кг и это при условии, что у него на борту lдолжно быть топлива на 10 часов полета.

Для того чтобы выполнить это условие КБ ЗАО «Р.Е.Т.Кронштадт» был сконструирован БЛА «Дозор-100 » в основе которого лежит конструкция крыла с центропланом.

«Дозор-600» и его прототип «Дозор-100» на выставке МАКС-2009.

В БЛА «Дозор100» используется двигатель немецкой фирмы «3 W » марки«210 TS » . Номинальная мощность такого двигателя 21.2 л.с . При использовании вального генератора, вращающегося от двигателя, мы теряем до 10% мощности двигателя. Т.о., располагаемая мощность нашей энергетической установки, составляет 19 л.с . Из теории конструирования известно, что приемлемая нагрузка на единицу л.с. для маломаневрнных самолетов лежит в пределах 6-7 кг на л.с. Следовательно, если взять нагрузку в 6 кг на л.с., то max. взлетный вес составит 114 кг , а при 7 кг на л.с. эта цифра будет равна 133 кг .

Учитывая тот факт, что мощность двигателя мы учитываем исходя из паспортных данных изготовителя двигателя, то в расчетах решили ограничиться взлетным весом в 1 1 0 кг , в тоже время прочностной расчет был выполнен на вес 130 кг . Т.о. мы по прочности БЛА имеем запас.

При взлетном весе в 110 кг мы можем взять на борт 40 кг топлива, в нашем случае это 54 литра. Максимальный расход топлива, полученный при эксплуатации предыдущих БЛА «Дозор» с этими двигателями составлял 5 л/час. Следовательно, мы имеем запас топлива позволяющий летать не менее 10 часов на крейсерской скорости 120-140 км/час. Соответственно при безветрии мы способны пролететь 1200-1400 км. Такие цифры дают нам возможность проводить разведку в течении 4-5 часов на удалении от аэродрома взлета/посадки в 400 км.

Т.о. задача, которая возлагалась на БЛА в теме «Проходчик» достигается применением БЛА «Дозор-100».

Теперь вспомним о том, что БЛА PREDATOR выполняет еще и ударную функцию, т.к. способен нести 300 фунтов нагрузки на внешней подвеске на крыле. Вот эта функция для БЛА «Дозор-100 » не выполнима. 300 футов это 120 кг и это абсолютно не возможно. Следовательно для БЛА с ударной функцией необходимо конструировать другой БЛА.

Планер БЛА «Дозор -100», изготавливается почти полностью из композитных материалов. Размах крыла - 6.0 м; полная взлетная масса - 110 кг; силовая установка - двухтактный двигатель мощностью 21.2 л.с.; продолжительность полета - до 10 часов; крейсерская высота 300-1500 м, потолок 4000 м.

БЛА «Дозор-100» в 2009 году участвовал в учениях «Запад-2009» в Калининграде, где выполнял задачу по поиску кораблей радиотехнического дозора стран НАТО, находящихся в нейтральных водах во время проведения учений. В задачу входила передача изображения найденных кораблей и координаты этих целей на командный пункт управления учениями.

Карта района учений с секторами поиска кораблей.

БЛА «Дозор-100» стартовал с аэродрома «Донское» , расположенном в 20 км от командного пункта, где находилась автомашина управления с НПУ и перелетел в нейтральные воды. В режиме поиска пролетел в нейтральных водах 200 км, передавая изображения на расстояние в 55 км в режиме реального времени. По полученным изображениям и координатам оператор-дешифровщик составил и передал развед. донесение командующему флотом. Т.о. БЛА впервые передавал видео изображение на расстояние более 50 км.

Совместно с представителями ОАО «НИИ ТП» была продемонстрирована возможность получения координат цели в реальном масштабе времени и передача их на расстояние более 50 км.

Управление БЛА на режимах взлета и посадки проводилось с передвижного временного пункта управления (ПВПУ), располагавшегося в 20 км от машины управления и это подтвердило правильность выбранной концепции - удаленного от театра военных действий аэродрома взлета и посадки.

Для выполнения поставленной задачи, БЛА «Дозор-100» в общей сложности пролетел в реальных условиях более 300 км в каждом полете, при этом полеты производились в условиях интенсивного использования боевой авиации флота, в сложных метеоусловиях (высота облачности 500 м, видимость 2-3 км, ветер боковой - до 11 м/сек).

Просто вскрыть цели сегодня недостаточно. Надо определить их координаты («привязать» к геоинформационной подоснове ) с точностью, необходимой для применения высокоточного оружия. Ракеты и бомбы со спутниковой коррекцией обеспечивают точность попадания 5-7 м с перспективой улучшения до метра . Соответствующим должно быть и целеуказание . Вся система мониторинга с БЛА нацелена на такую точную привязку.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Разработка и внедрение программы моделирования системы автоматического управления взлетом самолетного типа для беспилотного летательного аппарата. Обзор и анализ существующих БЛА среднего класса аэродромного базирования, выбор оптимального способа взлета.

дипломная работа , добавлен 07.02.2013


Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.

реферат , добавлен 23.05.2014


Понятие эргономичности пользовательского интерфейса. Подсистема создания, редактирования и визуализации маршрута беспилотного летательного аппарата на цифровой карте местности. Требования к программной архитектуре подсистемы. Средства и порядок испытаний.

дипломная работа , добавлен 06.07.2012


Обеспечение безопасности полетов. Анализ опасных сближений самолетов. Цифровой метод определения временного критерия опасности. Определение взаимного расположения летательных аппаратов в горизонтальной плоскости. Модуль динамической экспертной системы.

дипломная работа , добавлен 16.04.2012


Особенности построения теоретического профиля НЕЖ с помощью конформного отображения Н.Е. Жуковского. Геометрические параметры и сопротивление летательного аппарата. Методика определения сквозных и аэродинамических характеристик летательного аппарата.

курсовая работа , добавлен 19.04.2010


Рассмотрение летательного авиадвигателя как объекта технической эксплуатации. Характеристика контролепригодности и надежности. Система технического обслуживания и ремонта транспортных средств. Заправка летательных аппаратов горюче-смазочными материалами.

дипломная работа , добавлен 30.07.2015


Определение габаритов корпуса летательного аппарата, площади и габариты крыла, габаритов двигательной установки и топливного заряда, удельной нагрузки на оперение. Компоновка и центровка летательного аппарата. Расчет нагрузок, действующих на корпус.

дипломная работа , добавлен 16.06.2017


Управляемый полет летательного аппарата. Математическое описание продольного движения. Линеаризация движений продольного движения летательного аппарата. Имитационная модель для линеаризованной системы дифференциальных уравнений продольного движения.

курсовая работа , добавлен 04.04.2015


Классификация воздушных судов. Специфика чрезвычайных происшествий на авиационном транспорте, перечень поражающих факторов. Предупреждение обледенения самолёта. Системы бортового оборудования летательных аппаратов и обеспечение безопасности полётов.

реферат , добавлен 02.04.2014


Структурный анализ механизма управления рулем летательного аппарата, его размеры. Расчет зависимости для кинематического исследования механизма. Исследование движения механизма под действием сил. Расчет геометрических параметров смещенного зацепления.

Выполнение различных задач, как в военной, так и в гражданской сфере, существенной расширяют линейку БЛА, которые можно применять для этой цели. Уже сейчас ясно, что в ближайшем будущем потребуется несколько платформ, с разными типами двигателей и, самое главное, с различным комплектом бортовой аппаратуры.

Можно отметить, что самый многочисленный класс «беспилотников» , на сегодняшний день в России, это электролеты массой до 15 кг. Почти все они способны летать не более 2-х часов , взлетают, как правило, с применением стартовых устройств и садятся, в большинстве случаев, на парашюте. Сравнительно небольшая взлетная масса ограничивает и массу полезной нагрузки, поэтому, большинство из этих БЛА, имеют сменную полезную нагрузку, что само по себе, в этой ситуации, оправдано.

Существует большое количество задач, как в военной, так и в гражданской сфере, которые могут быть успешно решены при использовании таких аппаратов. Эти БЛА должны стоить дешево, применяться малоквалифицированными в летном отношении специалистами, не требовать серьезного обслуживания и быть мобильными без применения спец.транспорта. Наземная часть такой системы должна быть проста и удобна в эксплуатации. Собственно по такому пути и идут большинство разработчиков данных систем. Учитывая малый вес полезной нагрузки, существенно возрастают требования к бортовым датчикам оптического и инфракрасного диапазона. Датчики системы должны выполнять в основном наблюдательные функции и в меньшей степени измерительные.

Для эксплуатации данных систем не нужно создавать специальных подразделений. Высокая степень автоматизации должна позволить эксплуатировать эти системы рядовым специалистам как в военной, так и в гражданской сфере.

Следующей ступенью в классификации применения БЛА, стоит задача создания «беспилотников» для проведения разведки земной поверхности и водной акватории на удалении в 100 км . Для выполнения таких задач должна применяться «беспилотная» техника, способная летать днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях. Видимо такая техника должна быть способна детально обследовать район до 1000 км 2 за один вылет. Это может обеспечить только БЛА, способные летать не менее 10 часов. Удаление в 100 км обуславливается расстоянием прямой радиовидимости с высоты до 3 тыс. м, на котором можно, без ретранслирования сигнала, обеспечить передачу потокового изображения в режиме реального времени. Нетрудно подсчитать, что при полете по прямой, с условием возврата в точку вылета, такой БЛА способен отлететь на расстояние в 600 км. Аппарат способный летать 10 часов будет имеет взлетный вес 100 - 200 кг и, конечно, потребует взлетно-посадочную полосу длиной не менее 300 м, а также обслуживание квалифицированным экипажем. В настоящее время такие аппараты способны взлетать с применением стартовых устройств

Эти БЛА могут входить у военных в состав разведывательного подразделения такого формирования как бригада (быть дневным и ночным зрением бригады), у гражданских специалистов применяться в составе эксплуатирующей его организации. Для Погранвойск ФСБ такие аппараты могут входить в состав такого подразделения как отряд и обеспечивать контроль за значительным участком границы, особенно в условиях высокогорья, в районах крайнего Севера и в условиях охраны морской границы. Передача видео и фотоизображения в реальном масштабе времени позволяет организовать взаимодействие с другими техническими средствами охраны Государственной границы.

Средства наземного обеспечения работы таких комплексов формируются на основе мобильных пунктов управления (МПУ), размещаемых, как правило, на шасси автомобиля, а также из передвижных временных пунктов управления (ПВПУ), размещаемых в местах обеспечения взлета/посадки БЛА. Возможность размещать ПВПУ непосредственно на территории заставы позволяет получать информацию в своей зоне ответственности в режиме реального масштаба времени при пролете БЛА вдоль границы. Учитывая продолжительность полета данных БЛА, можно говорить о том, что одно подразделение БЛА, состоящее из одного-двух комплексов способно контролировать участок границы протяженностью до 1000 км.

Программное обеспечение (ПО) позволяет отображать на мониторе АРМ пилота-оператора видеоизображение с камеры переднего обзора и индицирует телеметрическую информацию. Отображение телеметрической информации выполняется в режиме «индикатор на лобовом стекле», или в режиме «виртуальных приборов». На мониторе также синтезируется положение точек полетного задания и другая пространственная информация, помогающая пилоту контролировать полет БЛА на маршруте.

Рисунок 1: Кадр ПО АРМ пилота-оператора.

ПО АРМ управления полетом БЛА позволяет пилоту-оператору:

-контролировать полет БЛА при выполнении маршрута и посадки;

-изменять полетное задание при выполнении полета в зоне радиовидимости;

-автоматически получать предупреждения о выходе БЛА за пределы установленных ограничений (по скорости полета, крену, тангажу, высоте полета над рельефом местности).

ПО имеет интуитивно понятный интерфейс, предохраняя операторов от возможных ошибок. Модульная архитектура ПО позволяет его настраивать для работы на компьютерах с различными характеристиками, подключении новых органов управления или исполнительных механизмов.

ПО АРМ оператора целевой аппаратуры (наблюдателя)

программный обеспечение беспилотный летательный

ПО АРМ наблюдателя (Рисунок 2) предназначено для поиска цели, захвата и сопровождения цели, выдачи целеуказания. На мониторе отображается видео с поворотной камеры БЛА, информация о направлении камеры, информация о положении центра кадра на местности. Данное ПО позволяет наблюдателю:

-управлять бортовой поворотной оптико-тепловизорной головкой;

-управлять оптическим увеличением камеры;

-определять координаты центра поля обзора или любого объекта в поле обзора;

-обозначать цель, с автоматическим определением ее координат;

-осуществлять захват и сопровождение цели.

Рисунок 2: Кадр ПО АРМ наблюдателя.

ПО обработки и представления видеоинформации

Электронная стабилизация видео применяется в ПО АРМ наблюдателя и обеспечивает:

-улучшение восприятия видео, особенно при наблюдении с большим увеличением, когда эффект дрожания камеры особенно заметен;

-снижение требований к качеству аппаратной стабилизации камеры или полный отказ от применения аппаратной стабилизации, снижая вес и стоимость системы наблюдения;

-увеличение степени сжатия изображений, что позволяет передавать данные на большее расстояние с лучшим качеством.

Телеавтомат сопровождения

Телеавтомат сопровождения предназначен для захвата и сопровождения цели. Телеавтомат обеспечивает автоматическое сопровождение цели в любых реальных условиях: при изменении масштаба, угла обзора объекта, изменении освещенности и контрастности объекта, при периодическом исчезновении объекта из поля зрения.

Точность определения координат объекта

Погрешность определения координат идентифицированного или указанного оператором объекта на изображении определяется совокупностью инструментальных и методических погрешностей.

К инструментальным погрешностям относятся:

-погрешность определения координат и высоты БЛА;

-точность определения углов курса, крена, тангажа БЛА;

-точность синхронизации момента срабатывания затвора камеры с данными навигационной системы БЛА;

-погрешностью определения положения камеры относительно датчиков навигационной системы (центра масс БЛА);

-погрешность определения дисторсии камеры.

На величину методических погрешностей влияют:

-высота полета БЛА над рельефом местности;

-расстояния от позиционируемого объекта (цели) до точки надира (удаление цели);

-сложность рельефа местности.

С учетом приведенных факторов в современной конфигурации БЛА «Дозор»:

Точность определения углов ориентации 0,1º

Точность определения курсового угла 1º

Точность синхронизации 0,1 сек

Дискретность информации ЦКРМ1 угл. сек. (на широте Москвы эквивалентно 80 м)

Паспортная точность приемника ГНСС:

в плановых координатах 10 м

по высоте 20 м

При высоте полета над рельефом 1000 м со скоростью 100 км/ч суммарная ошибка определения координат объекта, расположенного под углом 30º от линии визирования камеры, составит около 200 м (СКО).

Повышение точности может быть достигнуто путем снижения инструментальных погрешностей (применения в составе навигационной системы датчиков более высокой точности), либо за счет использования точной заранее привязанной фотокарты местности, например, космического снимка.

Мы располагаем технологиями привязки, как к 2D-фотокарте, так и к 3D-фотокарте. Средняя точность наложения составит 2-3 пикселя исходной карты, или порядка 5 м.

Склейка и коррекция мозаичного фотоизображения

В результате площадной или протяженной съемки образуется массив фотоснимков высокого разрешения. Каждый фотоснимок имеет координатную привязку по данным навигационной системы БЛА и данные по углам ориентации БЛА в момент производства снимка. Оригинальное ПО позволяет в кратчайший срок после поступления массива снимков в компьютер НПУ произвести в автоматическом режиме:

-коррекцию цвета и яркости снимков;

-одновременную сшивку кадров;

-ортотрансформирование;

-нарезку карты в мозаику.

Производительность работы ПО позволяет обработать 1000 снимков, сделанных фотокамерой 12 Мпикс за 1 час.

Рисунок 4: Склейка съемки протяженного объекта.

Варианты применения

Изложенные выше тактико-технические характеристики БЛА серии «Дозор» и характеристики их бортовых систем позволяют применять БЛА для целей воздушной разведки в качестве авиационной составляющей, обеспечивающей:

-круглосуточное наблюдение поля боя;

-скрытность разведки;

-безопасность личного состава.

Патрулирование

Регулярное патрулирование выполняется по заданному маршруту.

В качестве иллюстрации применения БЛА в пределах радиовидимости построен маршрут патрулирования БЛА вдоль государственной границы РФ с базированием в районе г. Орск (Рисунок 5). При проектировании маршрута учитывалась паспортная дальность командной радиолинии БЛА Дозор-85 (до 100 км). Таким образом, начальный и конечный ППМ удалены от точки взлета (НПУ) соответственно на 65 км и 61 км. Протяженность маршрута патрулирования составляет 135 км, и время в полете при скорости патрулирования 100 км составляет 1ч 30 мин (с учетом кривизны траектории). Учитывая подлетное время со скоростью 150 км/ч, суммарное время на маршруте составит 2 ч 20 мин (общая протяженность маршрута 235 км).

Рисунок 6 воспроизводит маршрут патрулирования, построенный исходя из ограничения максимальной продолжительности полета БЛА. Общая протяженность маршрута составит 615 км (5 ч 30 мин), в том числе протяженность зоны патрулирования 355 км (3 ч 30 мин). Следует подчеркнуть, что, выполняя полетное задание на маршруте предельной эксплуатационной протяженности, БЛА не имеет возможности совершить облет какой-либо точки по команде оператора, находясь вне зоны радиовидимости, и завершить выполнение ПЗ. В зависимости от времени «задержки», маршрут должен быть сокращен, а в конечных ППМ облет района невозможен.

Концентрические окружности радиусами:

·50 км от точки старта примерно соответствуют зоне достижимости в пределах 1 часа с момента поступления боевого распоряжения на применение БЛА

·100 км соответствует 1 ч 15 мин

·200 км - предельный оперативный радиус действия

Рекогносцировка местности

Рисунок 7 иллюстрирует применение БЛА для разведки местности в течение 1 часа на предельной операционной дальности. Предельная удаленность района разведки составляет 350 км. При скорости полета 150 км/ч БЛА достигнет зоны патрулирования за 2 ч 20 мин, может оставаться в зоне в течение 1 часа и вернуться к точке старта. Общая продолжительность полета составит 5 ч. 30 мин.

Рисунок 7

Разведка в горной местности. Учет особенностей рельефа местности

Планирование полета БЛА в горных условиях проводится с использованием цифровых карт рельефа местности (ЦКРМ). Имеющиеся в свободном доступе коммерческие ЦКРМ, полученные по результатам космической съемки, обеспечивают достаточную точность определения высоты рельефа местности в сочетании с точной координатной привязкой.

Опыт применения БЛА «Дозор-90 Э» в горной местности

В 2008 году была проведена опытная эксплуатация комплекса с БЛА «Дозор-90 Э» в интересах Пограничной службы ФСБ РФ (Рисунок 8). В период с 15 по 19 октября совершено 11 полетов БЛА суммарной продолжительностью 5 ч 30 мин. Полеты проводились в дневное время в простых и сложных метеоусловиях, при скорости ветра у поверхности земли: встречный - 15 м/с, боковой - 10 м/с, попутный - 5 м/с. Взлет осуществлялся с площадки, расположенной на высоте 1000 м над уровнем моря, максимальная высота полета БЛА - 3000 м.

В работе БЛА «Дозор-90 Э» показал высокие летные и эксплуатационные качества, все системы комплекса работали штатно.

По результатам полетов составлена фотографическая карта территории полета, вдоль границы РФ (Рисунок 8).

Рисунок 8: посадка БЛА на не подготовленную площадку в районе заставы

Применения БЛА в береговой зоне

Рассматривается сценарий наземного базирования комплекса с БЛА и ведение разведки над морской акваторией на оперативной дальности БЛА.

Штатные оптические средства целевого оборудования БЛА могут применяться для ближней доразведки и идентификации цели.

В настоящее время главной технической составляющей мониторинга обстановки на морских границах являются посты технического наблюдения (ПТН), представляющие собой сеть береговых радиолокационных станций. Дальность обнаружения цели РЛС ПТН составляет до 25 км. Такова же примерно удаленность ПТН одного от другого. Применение БЛА совместно с ПТН позволит:

) существенно повысить дальность обнаружение цели;

) сократить время идентификации цели.

Патрулирование прибрежной зоны

При патрулировании в прибрежной зоне маршрут БЛА прокладывается вдоль береговой линии за пределами дальности действия РЛС ПТН. В дополнение к штатному оборудованию ПТН оснащаются аппаратурой связи с БЛА. Таким образом, при облете маршрута БЛА постоянно находится в контакте с ближайшим ПТН, передавая на него видео и фото информацию.

Одновременно, БЛА способны проводить идентификацию обнаруженной цели с помощью оптических средств наблюдения, приблизившись к цели на близкое расстояние. При этом цель может быть обнаружена, как непосредственно БЛА, так и любым из ПТН данной сети. Во втором случае БЛА по команде оператора осуществляет перелет в заданный район, прервав выполнение маршрута, либо, поднявшись с места базирования.

Разведка удаленных целей

Для ведения разведки удаленных целей, БЛА «Дозор» могут применяться автономно, аналогично применению на предельной оперативной дальности (Рисунок 8).

Работая вне зоны радиовидимости своего НПУ, аппаратура БЛА регистрирует всю информацию целевой аппаратуры в бортовых накопителях. Анализ данных производится после возвращения на базу. В другом варианте информация в реальном времени передается на корабль, находящийся в зоне прямой радиовидимости с БЛА. Таким образом, обнаружение цели и идентификация производится с помощью бортовых оптико-электронных систем наблюдения.

Применение БЛА совместно с дистанционно управляемым катером

Нами прорабатывался вопросы взаимодействия морских и воздушных дистанционных средств для ведения разведки над акваторией морей.

Предлагается следующий алгоритм комплексного применения средств (Рисунок 9):

Рисунок 9: Комплексное применение дистанционных средств разведки.

·совершающий разведывательный полет БЛА обнаруживает цель и по каналу связи с ПТН передает ее координаты на пост управления;

·принимается решение об оказании воздействия;

·в район с заданными координатами направляется дистанционно управляемый катер;

·во время движения катера БЛА продолжает слежение за целью, осуществляя наведение катера;

·достигнув цели, катер осуществляет воздействие на цель с фиксацией координат и времени. Данные в реальном времени транслируются с помощью БЛА на ПТН и на НПУ.

Актуально и использование таких комплексов в борьбе с браконьерами, к примеру, в Астраханских плавнях и в борьбе с наркотрафиком в определенных районах нашей страны.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты решает сам потребитель такой системы.

Покажем на примере комплекса дешифратора, разработанного фирмой «Транзас Вижн», как может происходить этот процесс:

Интеллектуальный комплекс дешифровки изображений

Комплекс предназначен для подключения БЛА, как источника информации, к потребителю.

Комплекс позволяет подключать к потребителю один или несколько БЛА одновременно.

Функции комплекса

Комплекс автоматически выполняет следующие функции:

обработка информации с целью ее визуализации (фото, видео, РСА, телеметрия)

обработка информации с целью получения точного целеуказания

дешифровка изображений

подготовка вариантов формализованных сообщений

выдача потребителю сообщения, выбранного оператором

сохранение поступающей информации в базе данных

запись действий оператора

выдача обработанной информации на любой выбранный потребителем уровень иерархии

Описание работы комплекса

Визуализация

Комплекс отображает всю информацию в геоинформационной среде Transas Globe, позволяющей просматривать растровые и векторные карты, рельеф, 3D и движущиеся объекты в единой 3D форме в произвольном масштабе (до всей Земли включительно).

Телеметрия

Телеметрические данные отображаются в виде трека БЛА и 3D-модели БЛА (с учетом ее ориентации). Одновременно может отображаться полетное задание БЛА.

Фото

Одиночные фотографии могут отображаться:

в ракурсе съемки (просмотр в Transas Globe с точки съемки)

в произвольном ракурсе

Фотография отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя фотографии

На фотографию могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты.

Группы фотографии

Группы фотографий могут отображаться:

с наложением по исходным или уточненным телеметрическим данным

в мозаике изображений (сшитая карта)

в виде 3D-карт (через восстановление 3D)

Видео

Видео может отображаться:

в ракурсе съемки (просмотр на Глобусе с точки съемки)

в произвольном ракурсе

Видео отображается в ортотрасформированном виде, с учетом рельефа.

При указании пикселя видео автоматически вычисляются координаты указанной точки поверхности Земли , с учетом телеметрии, дисторсии камеры и рельефа.

На видео могут автоматически налагаться выбранные оператором слои векторной карты а также телеметрическая информация.

Точное целеуказание

Для точного целеуказания применяются следующие методы:

сшивка последовательных кадров

подшивка кадра к фотооснове

сшивка карты

Дешифровка изображений

Для дешифровки изображений применяются следующие методы:

Дешифровка фото и отдельных кадров видео

Распознавание с самообучением

фрактальный анализ

спектральный анализ

поиск по особым точкам

Дешифровка видео

Селекция движущихся целей

сопровождение целей

Дешифровка 3D-карт

Распознавание 3D-форм

Подготовка, выбор и выдача формализованных сообщений

При обнаружении искомого объекта на мониторе оператора выводится изображение объекта, информация о нем (тип объекта, координаты, скорость и т.д.) и варианты действий для найденного типа объекта.

При выборе оператором одного из предложенных системой действий автоматически генерируется формализованное сообщение.

Оператор может также сам инициировать выдачу формализованного сообщения, указав на изображении положение и тип объекта.

Документирование

Вся поступающая информация автоматически архивируется в виде, удобном для быстрого просмотра.

ПО комплекса также автоматически фиксирует в БД все действия оператора и все выданные системой формализованные сообщения.

ПО комплекса может также выдавать все или любую часть поступающей или обработанной информации на вышестоящий уровень системы управления для ее отображения и анализа.

Наземное оборудование таких комплексов позволяет оператору-дешифровщику производить распознавание целей и выдачу координат найденных объектов с высокой степенью точности. Как использовать полученные координаты, решает сам потребитель такой системы .

БЛА «Дозор-100» является развитием БЛА «Дозор-85» в направлении увеличения продолжительности и дальности полета.

Удлинённое крыло позволило повысить летное качество планера и, следовательно, уменьшить расход топлива в крейсерском полете. Таким образом, продолжительность полета БЛА «Дозор-100» увеличилась до 10 часов с большим весом полезной нагрузки.

Система выпуска выхлопных газов скрыта внутри фюзеляжа, чем обеспечивается снижение тепловой заметности в полете и уменьшение шума выхлопных газов.

В наше время многие развивающиеся страны выделяют из бюджета немаленькие деньги на совершенствование и разработку новых образцов БПЛА - беспилотных летательных аппаратов. На театре военных действий не редкостью стали случаи, когда при решении боевой или учебной задачи командование отдавало предпочтение цифровой машине, нежели летчику. И на это был ряд веских причин. Во-первых, это беспрерывность работы. Дроны способны выполнять задачу на протяжении до 24 часов без перерыва на отдых и сон - неотъемлемых элементов человеческих потребностей. Во-вторых, это выносливость.

Беспилотник практически бесперебойно работает, в условиях высоких перегрузок, и там, где человеческий организм попросту не в состоянии выдержать перегрузки в 9G, дрон можно продолжать работу. Ну а в-третьих, это отсутствие человеческого фактора и выполнение задания согласно заложенной в компьютерный комплекс программы. Ошибиться может разве что только оператор, который вводит информацию на выполнение миссии - роботы не ошибаются.

История развития БПЛА

Человека достаточно давно посетила мысль о создании такой машины, которой можно было бы, без вреда для себя, управлять на расстоянии. Спустя 30 лет после первого полета братьев Райт эта идея воплотилась в реальность, и в 1933 году в Великобритании был построен специальный самолет на дистанционном управлении.

Первым дроном, принявшим участие в боях был . Это была радиоуправляемая ракета с реактивным двигателем. Она была оснащена автопилотом, в который немецкие операторы вводили информацию о предстоящем полете. За годы Второй мировой войны эта ракета успешно выполнила около 20 тыс. боевых вылетов, нанося авиаудары по важным стратегическим и гражданским объектам Великобритании.

После окончания Второй мировой, США и Советский Союз по ходу растущих взаимных претензий друг к другу, ставшими плацдармом для начала холодной войны, начали выделять огромные деньги из бюджета на развитие беспилотных летательных аппаратов.

Так, во время ведения боевых действий во Вьетнаме, обе стороны активно применяли БПЛА, для решения различных боевых задач. Радиоуправляемые аппараты делали аэрофотоснимки, вели радиолокационную разведку и их применяли в роли ретрансляторов.

В 1978 году случился настоящий прорыв в истории развития беспилотников. ИАИ Скаут был представлен военпредами Израиля и стал первым в истории боевым БПЛА.

А в 1982 году, во время войны в Ливии этот дрон практически полностью уничтожили сирийскую систему ПВО. Во время ведения тех боевых действий армия Сирии потеряла 19 зенитных батарей и было уничтожено 85 самолетов.

После этих событий американцы стали уделять максимум внимания к разработке дронов, и в 90-х годах стали мировыми лидерами в области применения беспилотных летательных аппаратов.

Дроны активно использовались в 1991 году во время «Бури в пустыне», а также в ходе военных операции на территории Югославии в 1999 году. Сейчас на вооружении армии США стоит около 8,5 тыс. радиоуправляемых дронов и это в основном малогабаритные БПЛА для выполнения разведывательных задач в интересах сухопутных войск.

Конструктивные особенности

Со времен изобретения британцами дрона-мишени, наука сделала огромный шаг вперед в развитии летающих роботов на дистанционном управлении. Современные беспилотники имеют большую дальность и скорость полета.

Это происходит в основном за счет жесткой фиксации крыла, мощности встроенного в робот двигателя и применяемого топлива, конечно. Имеются беспилотники и на аккумуляторах, но они не в состоянии конкурировать по дальности полета с топливными, во всяком случае, пока.

Обширное применение при проведении разведывательных действий получили глайдеры и конвертопланы. Первые довольно просты в производстве и не требуют больших финансовых вложений, и в некоторых образцах по конструкции не предусмотрен двигатель.

Отличительной особенностью вторых, является то, что его взлет основан на вертолетной тяге, в то время как при маневрировании в воздухе, эти дроны используют самолетные крылья.

Тейлсиггеры - роботы, которых разработчики наделили способностью менять профили полета находясь непосредственно в воздухе. Происходит это за счет поворота либо всей, либо части конструкции в вертикальной плоскости. Также бывают проводные беспилотники и пилотирование дрона осуществляется посредством передачи на его борт команд управления через подсоединенный кабель.

Есть беспилотники, отличающиеся от остальных набором своих нестандартных функций или выполненные функций в необычном стиле. Это экзотические БПЛА, и некоторые из них могут без труда приземлиться на воду или закрепиться на вертикальной поверхности как рыба-прилипала.

БПЛА, в основе которых лежит вертолетная конструкция, также отличаются друг от друга своими функциями и задачами. Существуют аппараты как с одним винтом, так и несколькими - такие дроны именуют квадрокоптерами, и используют их преимущественно в «гражданских» целях.

У них бывают по 2, 4, 6 или 8 винтов, парно и симметрично расположенных от продольной оси робота, и чем их больше, тем лучше БПЛА устойчив в воздухе, и он намного лучше управляем.

Какие бывают беспилотники

В неуправляемых БПЛА человек принимает участие только при запуске и введении параметров полета перед взлетом дрона. Как правило, это бюджетные беспилотники, не требующие для их эксплуатации особой подготовки оператора и специальных площадок приземления.

В дистанционно управляемых дронах предусмотрена их корректировка траектории полета, а автоматические роботы выполняют задачу полностью автономно. Успех выполнения миссии здесь зависит от точности и правильности введения предполетных параметров оператором в стационарный компьютерный комплекс, находящийся на земле.

Вес аппаратов микро не более 10 кг., и они могут находиться в воздухе не более часа, дроны группы мини весят до 50 кг., и способны выполнять задачу 3…5 часов без перерыва, у средних вес некоторых образцов достигает 1 тонны и их время работы составляет 15 часов. Что касается тяжелых БПЛА, которые весят больше тонны - эти дроны могут беспрерывно летать больше 24 часов, а некоторым из них под силу межконтинентальные перелеты.

Зарубежные беспилотники

Одним из направлений в развитии БПЛА является уменьшение их габаритов без существенного ущерба для технических характеристик. Норвежская компания «Прокс Динамикс» разработала микро дрон ПД-100 Блэк Хорнет вертолетного типа.

Данный беспилотник может работать около четверти часа на расстоянии до 1 км. Этот робот применяется в качестве индивидуального разведывательного средства солдата и оснащен тремя видеокамерами. Используется некоторыми регулярными подразделениями США в Афганистане с 2012 года.

Самый распространенный беспилотник армии США - РКью-11 Рэйвен. Его запуск производится с руки солдата и для его приземления не требуется специальной площадки, он может летать как в автоматическом режиме, так и находясь под управлением оператора.

Этот легкий беспилотник солдаты США применяют при решении задач ближней разведки на уровне роты.

Более тяжелые БПЛА американской армии представляют РКью-7 Шэдоу и РКью-5 Хантер. Оба образца предназначены для производства разведки местности на уровне бригады.

Беспрерывное время работы в воздухе этих беспилотников существенно отличается от более легких образцов. Существуют множественные их модификации, некоторые из которых включают в себя функции подвешивания на них небольших управляемых бомб массой до 5.4 кг.

МКью-1 Предатор - это самый известный американский дрон. Изначально его основной задачей, как и у многих других образцов, была разведка местности. Но вскоре, в 2000 году, производители внесли в его конструкцию ряд модификаций, позволяющих ему выполнять боевые задачи, связанные с непосредственным уничтожением целей.

Помимо подвешиваемых ракет (Хеллфайр-С, созданные специально для этого беспилотника в 2001 году), на борту робота установлены три видеокамеры, инфракрасная система и своя бортовая радиолокационная станция. Сейчас существуют несколько модификаций МКью-1 Предатора для выполнения задач самого различного характера.

В 2007 году появился еще один ударный БПЛА-американский МКью-9 Рипер. По сравнению МКью-1 Предатор его показатель продолжительности полета был намного выше, а также помимо ракет мог нести на борту управляемые авиабомбы и имел более современную радиоэлектронику.

Вид БПЛА	МКью-1 Предатор	МКью-9 Рипер
Длина, м	8.5	11
Скорость, км/ч	до 215	до 400
Вес, кг	1030	4800
Размах крыла, м	15	20
Дальность полета, км	750	5900
Силовая установка, двигатель	поршневой	турбовинтовой
Время работы, ч	до 40	16-28
до 4-х ракет Хеллфайр-С	бомбы до 1700 кг
Практический потолок, км	7.9	15

Самым большим БПЛА в мире по праву считается РКью-4 Глобал Хоук. В 1998 году он впервые поднялся в воздух и по сей день выполняет задачи разведывательного характера.

Этот дрон - первый в истории робот, который может использовать воздушное пространство и воздушные коридоры США без разрешения органа управления воздушным движением.

Отечественные БПЛА

Российские беспилотники условно подразделяют на следующие категории

БПЛА «Элеон-ЗСВ» относится к аппаратам ближнего радиуса действия, он довольно прост в эксплуатации и его легко переносить в заплечном ранце. Запускается дрон вручную со жгута или сжатым воздухом от насоса.

Способен вести разведку и передавать информацию по цифровому видеоканалу на расстоянии до 25 км. Элеон-10В схож по конструкции и правилам эксплуатации с предыдущим аппаратом. Главное их отличие - увеличение дальности полета до 50 км.

Процесс приземления этих БПЛА осуществляется при помощи специальных парашютов, выбрасываемых при выработке дроном своего заряда батареи.

Рейс-Д (Ту-243) - разведывательно-ударный дрон, способный нести на себе авиавооружение массой до 1 т. Аппарат, выпущенный конструкторским бюро имени Туполева, свой первый полет совершил в 1987 году.

С тех пор беспилотник претерпел множественные улучшения, были установлены: усовершенствованный пилотажно-навигационный комплекс, новые приборы ведения радиолокационной разведки, а также конкурентоспособная оптическая система.

Иркут-200 - больше ударный беспилотник. И в нем в первую очередь ценится высокая автономность аппарата и маленькая масса, благодаря которой могут осуществляться перелеты продолжительностью до 12 часов. Приземляется БПЛА на специально оборудованную площадку длиной около 250 м.

Вид БПЛА	Рейс-Д (Ту-243)	Иркут-200
Длина, м	8.3	4.5
Вес, кг	1400	200
Силовая установка	турбореактивный двигатель	ДВС мощностью 60 л. с.
Скорость, км/ч	940	210
Дальность полета, км	360	200
Время работы, ч	8	12
Практический потолок, км	5	5

Скат - тяжелый БПЛА большой дальности нового поколения разрабатываемый КБ МиГ. Этот дрон будет малозаметен для вражеских радаров, благодаря схеме сборки корпуса, исключающей хвостовое оперение.

Задачей этого дрона нанесение точных ракетно-бомбовых ударов по наземным целям, таким как зенитные батареи войск ПВО или стационарные командные пункты. По задумке разработчиков БПЛА Скат сможет выполнять задачи как автономно, так и в составе звена самолетов.

Длина, м	10,25
Скорость, км/ч	900
Вес, т	10
Размах крыла, м	11,5
Дальность полета, км	4000
Силовая установка	Двухконтурный турбореактивный двигатель
Время работы, ч	36
Корректируемые авиабомбы 250 и 500 кг.
Практический потолок, км	12

Недостатки беспилотных летательных аппаратов

Одним из недостатков БПЛА является сложность при его пилотировании. Так, к пульту управления не может подойти обычный рядовой не прошедший курс специальной подготовки и не знающий определенных тонкостей при использовании компьютерного комплекса оператора.

Еще одним существенным недостатком является сложность поисков беспилотников, после их приземления при помощи парашютов. Потому как некоторые модели, когда заряд батареи близок к критическому могут выдавать некорректные данные о своем местонахождении.

К этому можно еще прибавить чувствительность некоторых моделей к ветру, ввиду легкости конструкции.

Некоторые беспилотники могут подниматься на большую высоту и это в некоторых случаях занятие высоты того или иного дрона требует разрешения у органа управления воздушным движением, что может существенно осложнить выполнение задания к определенному сроку, потому как приоритет в воздушном пространстве отдается судам под управлением пилота, а не оператора.

Использование БПЛА в гражданских целях

Беспилотники нашли свое призвание не только на полях сражений или в ходе выполнений войсковых операций. Сейчас дроны активно используются для вполне мирных целей граждан в городских условиях и даже в некоторых отраслях сельского хозяйства им нашлось применение.

Так некоторые курьерские службы используют роботов на вертолетной тяге для доставки самых разнообразных товаров своим клиентам. При помощи дронов ведется аэрофотосъемка многими фотографами при организации торжественных мероприятий.

А также их приняли к себе на вооружение некоторые детективные агентства.

Заключение

Беспилотные летательные аппараты - существенно новое слово в век стремительно развивающихся технологий. Роботы идут в ногу со временем, охватывают не только одно направление, а развиваются сразу в нескольких.

Но все же, несмотря на еще далекие от идеала, по меркам человека, модели в области погрешностей или дальностей полета, БПЛА имеют один огромный и неоспоримый плюс. Дроны, за время их использования сохранили сотни человеческих жизней, а это дорогого стоит.

Видео

Ведение работ по разработке беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) считается одним из самых многообещающих курсов в развитии нынешней боевой авиации. Применение беспилотников или дронов уже привело к немаловажным переменам в тактике и стратегии военных конфликтов. Более того, считается, что в самое ближайшее время их значимость существенно приумножится. Некоторые военные эксперты считают, что положительный сдвиг в развитии беспилотников является самым важным достижением авиастроения последнего десятилетия.

Однако беспилотники применяются не только в военных целях. На сегодняшний день их активно задействуют и в «народном хозяйстве». С их помощью производится аэрофотосъемка, патрулирование, геодезические изыскания, мониторинг самых разнообразных объектов, а кое-кто даже доставляет покупки домой. Тем не менее, самые перспективные разработки новых беспилотников сегодня проводятся для военных нужд.

С помощью БПЛА решаются многие задачи. Главным образом, это разведдеятельность. Большая часть современных беспилотников создавались собственно для этого. В последние годы появляется все больше ударных беспилотных аппаратов. Отдельной категорией можно выделить дроны-камикадзе. Беспилотники могут вести радиоэлектронную борьбу, они могут быть ретрансляторами радиосигналов, корректировщиками для артиллерии, воздушными мишенями.

Впервые попытки создать летательные аппараты, неуправляемые человеком, предпринимались сразу же с появлением первых аэропланов. Однако практическое их осуществление произошло лишь в 70-х годах минувшего века. После чего начался подлинный «бум беспилотников». Дистанционно управляемую авиационную технику довольно-таки долго не получалось реализовать, но на сегодняшний день она производится в изобилии.

Как часто это бывает, лидирующее положение в сотворении дронов занимают американские компании. И это не удивительно, ведь финансирование за счет американского бюджета создания беспилотников было по нашим меркам просто астрономическим. Так в течение 90-х годов на аналогичные проекты затратили три млрд. долларов, тогда как в одном лишь 2003 году на них потратили больше одного млрд.

В наши дни ведутся работы по созданию новейших беспилотников с большей длительностью полета. Сами аппараты должны быть тяжелее и решать задачи в нелегкой обстановке. Разрабатываются дроны, предназначенные для борьбы с баллистическими ракетами, беспилотными истребителями, микродронами, способными действовать в составе больших групп (роев).

Работы над разработкой беспилотников ведутся во множестве стран мира. В этой индустрии задействована не одна тысяча компаний, но самые перспективные разработки идут прямиком к военным.

Беспилотники: достоинства и недостатки

Преимуществами беспилотных летательных аппаратов являются:

• Существенное уменьшение габаритов в сравнении с обычными летательными аппаратами (ЛА), ведущее к уменьшению стоимости, повышению их живучести;
• Потенциал по созданию малых БПЛА, которые могли бы выполнять самые разнообразные задачи в местах ведения боевых действий;
• Способность проведения разведки и передачи информации в реальном времени;
• Отсутствие ограничений по использованию в крайне тяжелой боевой обстановке, связанной с риском их утраты. При проведении важнейших операций легко можно принести в жертву несколько беспилотников;
• Снижение (не на один порядок) летного эксплуатирования в мирное время, которое потребовалось бы традиционным ЛА, подготавливая летный состав;
• Наличие высокой боеготовности и мобильности;
• Потенциал по созданию малых, несложных мобильных комплексов беспилотников для формирований неавиационного характера.

К недостаткам БПЛА можно отнести:

• Недостаточную гибкость использования в сравнении с традиционными ЛА;
• Сложности решения вопросов со связью, посадкой, спасением аппаратов;
• По надежности дроны все еще уступают обычным ЛА;
• Ограничение полетов беспилотников в мирный час.

Немного из истории беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)

Первым дистанционно управляемым самолетом стал Fairy Queen, построенный в 1933 году в Великобритании. Он был самолетом-мишенью для истребительной авиации и зениток.

А первым серийным беспилотником, участвовавшим в реальной войне, была ракета Фау-1. Это немецкое «чудо-оружие» обстреливало Великобританию. Всего изготовили до 25 000 единиц такой техники. Фау-1 обладала импульсным реактивным двигателем и автопилотом с данными о маршруте.

После войны над беспилотными разведсистемами работали в СССР и США. Советские беспилотники были самолетами-разведчиками. С их помощью проводилась аэрофотосъемка, радиоэлектронная разведка, а также ретрансляция.

Немало для развития беспилотников сделал Израиль. С 1978 года у них появился первый беспилотник IAI Scout. В ливанскую войну 1982 года израильская армия при помощи дронов целиком разбила сирийскую систему ПВО. В итоге Сирия потеряла почти 20 батарей ПВО и почти 90 самолетов. Это отразилось на отношении военной науки к БПЛА.

Американцы пользовались БПЛА в «Буре в пустыне» и в югославской кампании. В 90-х годах лидерами в разработке беспилотников они же и стали. Так с 2012 года у них было почти 8 тыс. единиц БПЛА самых разнообразных модификаций. В основном это были малые армейские разведдроны, но были и ударные БПЛА.

Первый из них в 2002 году ракетным ударом по автомашине ликвидировал одного из глав Аль-Каиды. С той поры применение БПЛА для ликвидации ОВО неприятеля или его подразделений стало обычным делом.

Разновидности беспилотников

В настоящее время имеется масса беспилотников, отличающихся своими размерами, внешним видом, дальностью полетов, а также функционалом. БПЛА отличаются способами управления и своей автономностью.

Они могут быть:

• Неуправляемыми;
• Дистанционно управляемыми;
• Автоматическими.

По своим размерам беспилотники бывают:

• Микродронами (до 10 кг);
• Минидронами (до 50 кг);
• Мидидронами (до 1 тонны);
• Тяжелыми дронами (массой более тонны).

Микродроны, могут пребывать в воздушном пространстве до одного часа, минидроны – от трех до пяти часов, а мидидроны – до пятнадцати часов. Тяжелые дроны, могут пребывать в воздухе более двадцати четырех часов с совершением межконтинентальных перелетов.

Обзор зарубежных беспилотных летательных аппаратов

Основной тенденцией в развитии современных беспилотников является уменьшение их размеров. Таким примером может быть один из норвежских дронов компании Prox Dynamics. Вертолетный беспилотник обладает длиной 100 мм и массой 120 гр., дальностью до одного км, а длительностью полета до 25 мин. Он имеет три видеокамеры.

Серийно эти беспилотники начали выпускаться с 2012 года. Так, британскими военными было закуплено 160 комплектов PD-100 Black Hornet на сумму 31 млн. долларов, для проведения спецопераций на территории Афганистана.

Разрабатывают микродроны и в Соединенных Штатах. Они работают над специальной программой Soldier Borne Sensors, направленной на разработку и внедрение разведдронов с потенциалом добывать информацию для взводов или рот. Имеются сведения о планировании американским армейским руководством обеспечить индивидуальными дронами всех бойцов.

На сегодняшний день самым тяжелым дроном в армии США считается RQ-11 Raven. Он располагает массой 1,7 кг, размахом крыльев 1,5 м и полетом до 5 км. С электродвигателем беспилотник развивает скорость до 95 км/ч, а пребывает в полете до одного часа.

Он обладает цифровой видеокамерой с ночным видением. Запуск производится с рук, а для посадки не нужна спецплощадка. Аппараты могут летать по заданным маршрутам в автоматическом режиме, ориентирами для них могут служить GPS-сигналы, либо управляться операторами. Эти беспилотники пребывают на вооружении более десятка государств.

Тяжелым американским армейским БПЛА является RQ-7 Shadow, ведущий разведку на бригадном уровне. Серийно стал производиться с 2004 года и обладает двухкилевым оперением с толкающим винтом и несколькими модификациями. Эти беспилотники оснащаются обычными или инфракрасными видеокамерами, радиолокаторами, подсветкой целей, лазерными дальномерами, а также мультиспектральными камерами. К аппаратам подвешиваются управляемые пятикилограммовые бомбы.

RQ-5 Hunter является среднеразмерным полутонным дроном, совместной американо-израильской разработки. В его арсенале имеется телевизионная камера, тепловизор третьего поколения, лазерный дальномер и прочее оборудование. Его запускают со спецплатформы ракетным ускорителем. Зона его полетов находится в радиусе действия до 270 км, в течение 12 часов. Некоторые модификации Хантеров обладают подвесками для небольших бомб.

MQ-1 Predator — самый известный американский БПЛА. Это «перевоплощение» разведывательного дрона в ударный, располагающий несколькими модификациями. «Хищник» ведет разведку и наносит высокоточные наземные удары. Обладает предельной взлетной массой более тонны, станцией РЛС, несколькими видеокамерами (в т. ч. и ИК-системой), прочим оборудованием и несколькими модификациями.

В 2001 году для него создали высокоточную ракету с лазерным наведением Hellfire-C, которую в следующем году применяли на территории Афганистана. В комплексе есть четыре беспилотника, станция управления и терминал спутниковой связи, а стоит он более четырех млн. долларов. Самая продвинутая модификация — MQ-1C Grey Eagle с большим размахом крыльев и более совершенным двигателем.

MQ-9 Reaper — следующий американский ударный БПЛА, имеющий несколько модификаций, известный с 2007 года. Он обладает большей длительностью полета, управляемыми авиабомбами, более совершенной радиоэлектроникой. MQ-9 Reaper превосходно зарекомендовал себя в иракской и афганской кампании. Его преимущество перед F-16 — меньшая закупочная и эксплуатационная цена, большая длительность полета без риска для жизни пилота.

1998 год — первый полет американского стратегического беспилотного разведчика RQ-4 Global Hawk. В настоящее время это самый большой БПЛА с взлетной массой более 14 т, с полезной нагрузкой в 1,3 т. Может пребывать в воздушном пространстве 36 часов, преодолевая при этом 22 тыс. км. Предполагается, что эти дроны заменят самолеты-разведчики U-2S.

Обзор российских БПЛА

Что же в наши дни находится в распоряжении российской армии, и какие имеют перспективы российские БПЛА в ближайшее время?

«Пчела-1Т» — советский дрон, впервые взлетел в 1990 году. Он был корректировщиком огня для систем залпового огня. Обладал массой 138 кг, радиусом действия до 60 км. Стартовал со спецустановки ракетным ускорителем, садился на парашюте. Использовался в Чечне, но устарел.

«Дозор-85» -разведдрон для погранслужбы с массой 85 кг, время полета до 8 часов. Разведывательно-ударный БПЛА «Скат» являлся перспективной машиной, но пока работы приостановлены.

БПЛА «Форпост» является лицензионной копией израильского Searcher 2. Он разрабатывался еще 90-х. «Форпост» обладает взлетной массой до 400 кг, дальностью полета до 250 км, спутниковой навигацией и телекамерами.

В 2007 году на вооружение приняли разведдрон «Типчак» , со стартовой массой 50 кг и длительностью полета до двух часов. Имеет обычную и инфракрасную камеру. «Дозор-600» является многоцелевым аппаратом, разработанный «Транзасом», был представлен на выставке МАКС-2009. Его считают аналогом американского «Хищника».

БПЛА «Орлан-3М» и «Орлан-10» . Их разрабатывали для проведения разведки, поисково-спасательных работ, целеуказаний. Беспилотники чрезвычайно похожи по своему внешнему виду. Однако незначительно отличаются своей взлетной массой и дальностью полета. Стартуют они при помощи катапульты, а совершают посадку на парашюте.