Перспективные беспилотные летательные аппараты вертолетного типа (2003)
Полковник Р. Щербаков
Разработкой беспилотных летательных аппаратов (БЛА) вертолетного типа занимаются специалисты практически всех ведущих стран мира. Их основным заказчиком являются различные военные и гражданские специальные службы. Наибольших успехов в этой области добились США, где уже созданы опытные образцы перспективных вертолетных БЛА А160, RQ-8 "Файрскаут", "Сайфер-2", "Драгонфлай". В Германии проводится заключительный этап НИОКР в рамках программы разработки БЛА "Симос".
| Таблица 1 ТТХ новых БЛА США | ||
| Наименование | RQ-8 "Файрскаут" | "Сайфер-2" |
| Масса, кг: | ||
| взлетная | 1 290 | 100 |
| полезной нагрузки | 100 | 20 |
| топлива | 360 | |
| Практический потолок, м | 6100 | 3 500 |
| Максимальная скорость полета, км/ч | 370 | 230 |
| Продолжительность полета, ч | 4 | 3 |
| Радиус действия, км | 200 | 50 |
| Размеры, м: | ||
| длина фюзеляжа | 6,8 | 2 (диаметр) |
| ширина | 2,1 | |
| высота | 3,4 | 0,7 |
| размах крыла | 3 | |
В США ведется полномасштабная разработка новых разведывательных БЛА вертикального взлета и посадки RQ-8 "Файрскаут" (имеет также обозначение "Швейцер 379") и "Сайфер-2" (табл. 1), предназначенных для поиска, обнаружения и распознавания наземных и надводных целей и выдачи целеуказаний в интересах отдельных ударных групп. Необходимость создания новых машин американские военные специалисты объясняют стремлением иметь на вооружении современные разведывательные аппараты наземного и морского базирования, что обеспечит их эффективное применение как в прибрежной зоне, так и открытом море.
Работы по созданию беспилотного вертолета RQ-8 "Файрскаут" проводятся фирмой "Нортроп-Грумман". Он выполнен на базе машины "Швейцер 333" по нормальной одновинтовой схеме с трехлопастным несущим и двухлопастным рулевым винтами. В состав силовой установки входит турбовальный двигатель с выходной мощностью на валу 420 л. с, разработанный совместно фирмами "Роллс-Ройс" и "Эллисон". Основой бортового радиоэлектронного оборудования являются телевизионная и тепловизионная камеры, лазерный дальномер-целеуказатель, радиовысотомер, аппаратура связи (ARC-210) и навигации, а также обеспечения автоматического взлета и посадки БЛА. Бортовые средства позволяют обнаруживать и идентифицировать цели на дальности до 7 км. Управление машиной осуществляется по командам оператора или автономно по программе.
В настоящее время проводятся летные испытания опытных образцов БЛА, в ходе которых проверяется функционирование бортового оборудования, определяются возможности полета по заданному маршруту в ручном и автономном режимах, отрабатываются вопросы осуществления взлета и посадки. Согласно заключенному с фирмой-разработчиком контракту выпуск первых серийных образцов начался в 2002 году, а принятие БЛА на вооружение боевых частей планируется в конце 2003-го.
БЛА "Сайфер-2" создается по заказу командования морской пехоты США фирмой "Сикорский". Корпус этого аппарата имеет кольцевую форму и оборудован подъемным вентилятором, толкающим винтом и крылом, которое может быть демонтировано в случае необходимости (например, при ведении боевых действий в населенных пунктах). Разведывательное оборудование размещается в специальном сменном блоке. В дополнение к телевизионной и тепловизионной камерам, лазерному дальномеру-целеуказателю и аппаратуре приема-передачи данных в его состав могут быть включены также средства радио- и радиотехнической разведки. Управление БЛА осуществляется по командам оператора или в полуавтоматическом режиме с использованием навигации по опорным точкам. К дополнительным возможностям БЛА также относятся: доставка сбрасываемой полезной нагрузки (например, датчиков радиационной, химической и биологической разведки) массой до 10 кг; ретрансляция сигналов тактических средств связи; разведка минных полей; доставка оружия несмертельного действия.
Исследование возможностей применения БЛА "Сайфер-2" в качестве средства доставки оружия несмертельного действия производится научно-исследовательским центром NSWC. Этот летательный аппарат планируется использовать в ходе миротворческих операций для нейтрализации скопления агрессивно настроенных групп людей в условиях городской и сельской местности. Концепцией системы доставки несмертельного оружия предусматриваются следующие ее составные компоненты: собственно БЛА, станция управления наземного или корабельного базирования, интегральный модуль для крепления не-сбрасываемой кассетной установки с суббоеприпасами несмертельного действия и программно-аппаратные средства обеспечения применения таких средств. Универсальная кассетная установка может содержать до 25 суббоеприпасов (количество определяется возможностями конкретной платформы) как одного, так и различных типов с принудительным (механическим или пиротехническим) отделением. Например, в качестве полезной нагрузки могут быть использованы боеприпасы, снаряженные слезоточивыми веществами, элементы систем постановки проволочных заграждений или иных средств, ограничивающих либо сковывающих перемещение людских масс. Начало войсковых испытаний БЛА "Сайфер-2" завершилось в 2002 году, а принятие на вооружение запланировано на 2004-й.
Фирма "Фронтиер системз" совместно с управлением перспективных исследований министерства обороны США (DARPA) проводит НИОКР, направленные на создание новых разведывательных систем. В частности, с 1998 года эти организации осуществляют разработку высотного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа А160 "Хамингберд". Он предназначен для ведения разведки стратегических целей, целеуказания и ретрансляции полученных данных, оценки результатов огневого поражения и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) в интересах командований на ТВД и для обеспечения действий сил специальных операций.
|
ТТХ БЛА А160 (расчетные) Масса: |
Беспилотный вертолет А160 выполнен по одновинтовой схеме и оснащен трехлопастным (в дальнейшем предполагается устанавливать четырехлопастный) бесшарнирным несущим и двухлопастным рулевым винтами. Силовая установка включает высокоэкономичный поршневой двигатель максимальной мощностью 300 кВт. В состав комплекса разведывательной аппаратуры входят электронно-оптическое оборудование и РЛС с синтезированием аппертуры. Управление БЛА будет осуществляться в полностью автономном или полуавтоматическом режиме.
По мнению зарубежных военных экспертов в области беспилотной авиации, высокие тактико-технические характеристики (дальность, продолжительность и высота полета) могут быть достигнуты в результате практической реализации передовых технологических достижений при создании новых БЛА. Так, на вертолете используется новый несущий винт (НВ) с лопастями с адаптивным электромеханическим управлением, длина которых в 1,5-2 раза выше длины типовых лопастей вертолетов этой массо-габаритной категории. Особенностью конструкции таких лопастей, выполненных из композиционных материалов на основе углеродных волокон, является уменьшение их жесткости, относительной толщины и хорды от корневой части к законцовке. При этом предполагается обеспечить частоту вращения НВ на крейсерском режиме на уровне около 40 % (150- 350 об/мин) от максимальной.
Для сравнения, рабочая частота вращения НВ обычных вертолетов на крейсерском режиме полета изменяется в относительно небольших пределах и составляет 80-
85 % от максимальной. При этом она находится на уровне 450-500 об/мин для вертолетов легкого класса и ограничена критическим числом М = 0,6 скорости потока на законцовке лопасти. Кроме того, с увеличением частоты вращения НВ разность подъемных сил на набегающей и отступающей лопастях уменьшается, что улучшает аэродинамические характеристики винта но приводит к относительно высоким энергозатратам на обеспечение полета.
Использование нового НВ, а также применение высокоэкономичной силовой установки, адаптированной для работы на больших высотах, позволили в целом улучшить летно-технические характеристики вертолета А160 (весовую отдачу, энерговооруженность, аэродинамические качества), снизить уровень шумов и нагрузку на диск винта, повысить виброустойчивость (методом селекции частот вращения НВ) и сократить затраты на техническое обслуживание.
Программа летных испытаний БЛА А160 реализуется с 2001 года. Первоначальные проверки систем автоматического управления и разведывательной аппаратуры проводились на базе гражданского легкого вертолета R22 фирмы "Робинсон". Общий налет при этом составил более 200 ч. Однако после катастрофы одного из прототипов БЛА полномасштабные испытания были временно прекращены. Они возобновились в полном объеме в конце 2001 года. При этом в целях экономии финансовых средств было принято решение не проводить испытания опытных образцов аппарата в аэродинамической трубе. Принятие БЛА на вооружение возможно уже в 2005 году.
С 1998 года фирма "Боинг" по программе CRWD (Canard Rotor-Wing Demonstrator) в инициативном порядке занимается разработкой преобразуемого БЛА, выполненного по схеме "винт-крыло" и получившего предварительное обозначение "Драгонфлай". Значительный интерес к таким летательным аппаратам обусловлен возможностью получения определенных преимуществ перед современными боевыми вертолетами и беспилотными летательными аппаратами. В частности, они обладают расширенным диапазоном высот и скоростей полета, а также повышенной оперативностью (малым временем реакции) благодаря высокой скорости горизонтального полета и реализации вертолетных режимов (вертикальный взлет и посадка, висение).
Согласно планам основным предназначением БЛА будет ведение воздушной разведки, ретрансляция данных и выполнение транспортных задач в ходе проведения обычных и специальных операций. Согласно тактико-техническому заданию БЛА "Драгонфлай" должен иметь взлетную массу до 2,5 т, массу полезной нагрузки до 250 кг, дальность полета 900 км, скорость полета на вертолетном режиме до ПО км/ч, на переходном - до 250 км/ч, в самолетном режиме - до 650 км/ч.
Экспериментальный БЛА "Драгонфлай" (длина фюзеляжа 5,5 м, диаметр/размах винта-крыла 4 м) выполнен по нормальной одновинтовой схеме с двухлопастным несущим винтом специальной конструкции и оснащен передним горизонтальным оперением с флаперонами, участвующими в системе управления и стабилизации аппарата. В составе силовой установки планируется использовать турбореактивный двигатель F112 фирмы "Уильяме", который в дальнейшем, возможно, будет заменен на более мощный. На вертолетном и переходном режимах выхлопные газы двигателя поступают в реактивные титановые сопла, расположенные на законцовках лопастей винта, а в самолетном режиме газы поступают в основное и дополнительные сопла, расположенные в хвостовой части корпуса. Дополнительные сопла включены в систему управления вектором тяги и выполняют роль повышения управляемости БЛА. Такая конструкция не требует применения системы компенсации реактивного момента (отсутствует потребность в рулевом винте), что значительно улучшает массогабаритные показатели и уменьшает стоимость.
Вместе с тем американскими специалистами определено, что концепция преобразуемых машин имеет ряд существенных недостатков, значительно снижающих их боевую эффективность. В частности, такие летательные аппараты имеют относительно низкие показатели маневренности на переходных режимах и режимах висения (это связано со значительной нагрузкой на несущий винт, сравнимой с нагрузкой у тяжелых транспортных вертолетов), повышающие их уязвимость даже при применении обычного стрелкового оружия. Кроме того, отмечаются сложность и ненадежность конструкции механизмов фиксации винта и системы управления циркуляцией лопастей, а также сниженные аэродинамические характеристики винта на вертолетных режимах, что связано с применением лопастей, имеющих малое относительное удлинение и симметричный профиль.
По сообщениям западных военных источников первые летные испытания двух опытных образцов БЛА "Драгонфлай" запланированы на 2003 год. В ходе их намечается оценить аэродинамические характеристики аппарата, показатели управляемости и устойчивости на различных режимах полета, проверить надежность функционирования бортовых систем. В случае успешного завершения программы испытаний в дальнейшем специалисты планируют создание пилотируемого образца машины. По оценкам военных экспертов поступление таких БЛА на вооружение возможно к 2012 году.
|
ТТХ БЛА "Симос" Масса, кг: |
В Германии фирма "Дорнье" совместно с рядом компаний из США и Великобритании с 1998 года ведет полномасштабную разработку БЛА "Симос", основными задачами которого будут наблюдение за морским пространством, обеспечение боевых действий корабельных ударных групп (разведка целей и выдача целеуказаний, ретрансляция данных и постановка помех), а также поддержка действий специальных морских подразделений в прибрежной зоне (разведка минных полей и другие задачи). В ходе НИОКР используются технологические наработки и конструктивно схемные решения, полученные при создании экспериментальных аппаратов QH-50 "Гиродин" (США) и "Гимос" (Германия).
Беспилотный вертолет "Симос" выполнен по соосной схеме и оснащен двумя двухлопастными винтами противоположного вращения с антиобледенительной системой. В конструкции аппарата применены шасси полозкового типа. Силовая установка включает турбовальный двигатель "Эллисон" 250-С20 (выходная мощность 450 л. с.) В состав комплекса бортовой аппаратуры входят многофункциональная РЛС (возможно будет установлена РЛС кругового обзора AN/APS-143(V)3 массой 81,8 с вертолета NH-90), ИК-станция переднего обзора, комплекс теле- и видеооборудования и аппаратуры РЭБ, автоматическая лазерная система взлета и посадки на палубную площадку размером 5x9,5 м.
Полет БЛА будет выполняться в полностью автономном или полуавтоматическом режиме (с возможностью перепрограммирования полетного задания) с навигацией по опорным точкам и использованием инерциальной системы с коррекцией по данным космической радионавигационной системы NAVSTAR. Для обеспечения полетов БЛА планируется оснастить аппаратурой двухсторонней передачи данных (скорость действия до 45 Мбит/с), разработанной американскими специалистами для аппаратов "Преда-тор" и "Глобал Хок". Она предназначена для передачи команд и получения данных телеметрии бортовых систем и информации разведывательной аппаратуры в реальном масштабе времени.
В настоящее время проводятся летные испытания БЛА, в ходе которых отрабатываются взлет и посадка на палубу корабля в различных условиях с использованием наземной подвижной платформы и вентиляторных установок, имитирующих скорость воздушного потока до 110 км/ч. В дальнейшем намечено испытать системы этого аппарата непосредственно в открытом море с использованием корветов проекта К130, с которых в дальнейшем планируется применять такие БЛА. Согласно планам командования ВМС Германии 15 корветов этого проекта будут оснащены БЛА "Симос" (два на каждом). Принятие БЛА на вооружение намечено на 2006 год. Приблизительная стоимость одного аппарата составит, по оценке немецких экспертов, около 3 млн долларов.
В дальнейшем следует ожидать, что работы по созданию новых перспективных БЛА будут продолжены и в других странах, имеющих большой опыт в области создания беспилотных летательных аппаратов для ведения разведки и наблюдения