Боевые роботы в полете

01 февраля 2007 года, 00:00

Беспилотные летательные аппараты нередко называют «летающими роботами», но роботами они стали не сразу. Поначалу эти аппараты совершали полет и выполняли операции либо по жестко заданной программе, либо прямо управлялись оператором. Но более рациональной оказалась комбинированная система управления с возможностью реакции на изменения обстановки и условий полета. Потом у них на борту появились бортовые компьютеры — оператор теперь не столько управляет аппаратом, сколько просто ставит ему задачу и контролирует выполнение.

Напомним из предыдущего материала, что среди беспилотных летательных аппаратов (БЛА) выделяют классы «микро» (массой до пяти килограммов), «мини» (от нескольких десятков до 200—300 килограммов), «миди» (до 1 000 килограммов) и «тяжелые». И если первые две категории выполняют только тактические задачи, то большие аппараты «работают» в интересах целых войсковых соединений или же армии в целом.

В настоящее время вооруженные силы 41 страны мира эксплуатируют около 80 моделей БЛА.

Наиболее широко применяемый тип — тактические аппараты. По ряду оценок, в ближайшие лет десять они составят около 85% всех закупаемых.

В то время как наиболее широко представлены мини-БЛА самолетной схемы, к которым относится советский ДПЛА «Пчела-1» комплекса воздушной разведки и наблюдения за полем боя «Строй-П». Комплекс включает наземный пункт дистанционного управления, совмещенный с пусковой установкой (все это смонтировано на шасси гусеничного десантного бронетранспортера БТР-Д), 10—12 ДПЛА, эвакуационно-технологическая (транспортно-заряжающая) и технологическая колесные машины. Запуск производится катапультным способом — с направляющей с помощью твердотопливных ракетных ускорителей, а возвращение — с помощью парашюта, что позволяет обходиться без взлетно-посадочных полос. Один ДПЛА постоянно находится на направляющей. Перед запуском его разворачивают в боевое положение, проводят предстартовый контроль. Для управления используют помехозащищенные радиолинии с шумоподобными сигналами. Полет совершается по заданной программе или в режиме дистанционного управления. «Пчела-1» несет на гиростабилизированной платформе телекамеру, управляемую по курсу и азимуту, или ИК-датчик с линейным сканированием. Операторы на экранах мониторов наблюдают картину пролетаемой местности, маршрут «Пчелы» и ее местоположение. Благодаря чему возможно, обнаружив цель, сразу определить ее координаты. Только с апреля по июнь 1995 года «Пчела» раскрыла положение более десятка единиц бронетехники, несколько складов и баз чеченских боевиков.

Мини-БЛА комплекса воздушной разведки «Типчак», Россия, 2005 г. Взлетная масса — 60 кг. Старт с пневматической катапульты, посадка парашютная

Аппарат имеет несколько вариантов: «Пчела-1Т» с телевизионной или тепловизионной аппаратурой, «Пчела-1ИК» с ИК-аппаратурой для ночной разведки, «Пчела-1К» с телеаппаратурой круглосуточного наблюдения (комплекс «Строй-ПД»), воздушная мишень «Пчела-1ВМ». «Пчела-1ПМ» несет аппаратуру РЭБ, способную парализовать связь дивизии противника.

Разумеется, для малоразмерных целей приходится учитывать наложение неизбежных ошибок работы разведаппаратуры на ошибки навигационной системы. Навигационные параметры «Пчелы-1» (азимут и дальность) определяет специальный радиолокатор, и погрешность измерения координат достигает 150 метров. Новые БЛА стараются оснастить приемниками спутниковой системы навигации. Сменные модули аппаратуры ныне пытаются заменить универсальными. Скажем, в комплексе «Типчак» используется двухспектральная камера — видимого и ИК-диапазонов.

Израильские аппараты сделали популярной двухбалочную схему с поршневым двигателем и толкающим винтом. Таковую имеют, например, российские «Типчак», «Колибри», американский RQ-7A «Шэдоу-200», итальянский «Миракс-26», австралийский «Аэрозонд», швейцарский «Рейнджер», чешский «Сойка-III». А вот реактивные аппараты вроде российского Ту-243, франко-британо-канадского CL-289, итальянского «Миракс-150» имеют схему крылатой ракеты.

Тяжелый оперативно-тактический БЛА Ту-243 комплекса ВР-3Д «Рейс-Д», Россия, 1999 г. Старт катапультный (из контейнера), посадка парашютная

В классе «микро»

Пожалуй, наименьший из БЛА, нашедших практическое применение, — американский «Дрэгон Ай» массой всего 1,8 килограмма, заказанный Морской пехотой. Запускаемый рукой, подобно модели планера, самолетик несет теле- или ИК-камеру, аппаратуру цифровой связи и приемник GPS, управляется автономно или дистанционно, используется на уровне батальона и ниже. Комплекс включает одну переносную станцию управления и отображения информации и три БЛА. Электрический двигатель делает аппарат почти бесшумным.

Российский микро-БЛА «Элерон» массой всего 2,8 килограмма, несущий телекамеру, запускается подобием резиновой рогатки. Обнаружить его в воздухе непросто даже на предельно малых высотах, а в полете он может находиться около часа. Вполне достаточно, чтобы командир батальона смог «осмотреться» в нужных ему пределах.

Микро-БЛА комплекса «Элерон», Россия, 2005 г. Взлетная масса — 2,8 кг. Старт — с руки или резиновым жгутом, посадка парашютная

Планеры, двигатели, оптическая и радиоаппаратура могут существовать и в меньших габаритах. Фирмы, лаборатории и отдельные изобретатели, вдохновленные интересом военных, предлагают аппараты размером со стрекозу или бабочку — некоторые даже обладают машущим полетом. Возможно, вскоре появятся аппараты, влетающие в едва приоткрытую форточку, подслушивающие в помещениях или садящиеся на подвижные объекты. Конечно, можно заставить аппарат в десятки или единицы граммов летать. Но пока нет соответствующих систем управления и навигации, без которых его сдует любой порыв ветра и остановит первая же стена. Впрочем, переход от микро- к нанотехнологиям, возможно, поможет осуществить прорыв и здесь. Пока же серьезное внимание привлекают аппараты с размахом крыла или диаметром винта не менее 150 миллиметров. Стартующий с ладони аппарат тоже впечатляет, согласитесь.

Беспилотник — каждому

Штатное включение беспилотных комплексов в состав дивизий, бригад, полков становится фактом. Можно довести процесс до включения БЛА в комплект снаряжения одиночного бойца — такие уже разрабатывают, скажем, во Франции по проекту «Фелин». Но стоит представить себе рои микроаппаратов, постоянно сталкивающихся друг с другом и с прочей техникой, чтобы понять утопичность такой идеи.

Однако микро-БЛА действительно пригодны для разных подразделений. Современные сухопутные войска обладают и высокой маневренностью, и достаточной огневой мощью. Но для эффективной реализации и того, и другого им требуются собственные средства разведки и наблюдения — особенно в локальных конфликтах, противопартизанских и контртеррористических операциях.

Скажем, аппарат, запускаемый через ствол танковой пушки, может увеличить дальность обнаружения и опознавания целей, а значит, и их поражения танковым или смешанным подразделением. Кроме того, он может служить ретранслятором для связи с разведкой и командными пунктами, подавлять системы управления противотанкового оружия противника.

Уже проведены успешные опыты сочетания батарей дальнобойной реактивной системы залпового огня «Смерч» с БЛА «Пчела-1Т». А вот одноразовый Р-90 доставляется на дальность 70 километров реактивным снарядом той же «Смерч» и, совершая 30-минутный полет, производит доразведку целей и оценку результатов ракетного удара. Его американским аналогом можно считать RAV-3000. Применение подобного аппарата позволяет сократить время на поражение цели в 5—6 раз, а расход снарядов — в 1,5 раза, особенно если оснастить его еще датчиками для определения метеоусловий в районе цели. Использование аппаратов для коррекции траектории снаряда на конечном участке позволит увеличить дальность поражения целей ствольной и реактивной артиллерией.

Стратегические плюсы

Необходимы войскам и «стратегические» БЛА большой продолжительности полета. Они снабжают информацией верховное командование, координируют действия группировок на театре военных действий и специальные операции. Ряд опытных аппаратов такого типа создали в 1970—1980-е годы: «Компас Коуп» и «Кондор» в США, «Орел» и «Ромб» в СССР, но серийные появились лишь в 1990-е.

Американский RQ-1 «Предэйтор», признанный наиболее успешным по опыту Афганистана и Ирака, находится на границе между средними и тяжелыми БЛА. «Тяжеловесом» среди современных аппаратов и по массе, и по стоимости стал RQ-4A «Глобал Хок». В состав его комплекса входят станция управления взлетом и посадкой (хотя возможна и автоматическая посадка), станция управления полетом, рабочие места операторов управления и специалистов-интерпретаторов развединформации, антенное оборудование, оборудование спутниковой связи, средства маршрутизации и распределения информации, вспомогательное оборудование.

Взлет «Глобал Хок» производит с полосы длиной 1 130 метров, посадку — на полосу в 1 525 метров. Его главная задача — обнаружение целей и наведение на них авиации, наблюдение за обширными районами и передача изображения с высоким разрешением. Он может достичь района на удалении 550 километров от места запуска и оставаться над ним 24 часа, произведя за это время съемку района площадью 135—140 тыс. км2, а затем вернуться на базу. В апреле 2001 года «Глобал Хок» совершил автономный полет из Калифорнии в Австралию, пролетев 13 840 километров. Длительность полета не позволяет обойтись сменяемыми модулями аппаратуры — действовать нужно в любое время суток и любую погоду. Поэтому «Глобал Хок» несет целых три подсистемы разведки. Первая и вторая — дневная оптоэлектронная цифровая камера и тепловизионная аппаратура высокого разрешения, работающие через один управляемый объектив и позволяющие вести наблюдение на дальности до 60 километров в режиме сканирования или получения детальных снимков местности. Третья — РЛС с синтезированной апертурой, дальностью действия до 200 километров, селекцией движущихся целей, возможностью работы в режиме съемки местности или бокового обзора. Иначе говоря, «Глобал Хок» берет на себя задачи высотных разведчиков: не случайно часть его аппаратуры получена модификацией аппаратуры пилотируемого разведчика U-2S. Такой комплекс придает БЛА новые качества — одновременное наблюдение в разных диапазонах позволяет лучше выявлять замаскированные объекты и быстрее готовить данные для удара по ним. Для связи «Глобал Хок», как и «Предэйтор», использует прямой канал связи с наземными станциями сантиметрового диапазона и два спутниковых канала: УКВ-диапазона для передачи статических картинок и сантиметрового диапазона для передачи движущегося изображения. В Ираке в 2003 году данные с «Глобал Хок» по цифровому каналу Link 16 передавались прямо на ударные самолеты. Беспилотники несут также средства электронного противодействия и датчик радиолокационного облучения.

Европейские члены НАТО рассчитывают в скором времени на поставки модифицированного «Евро Хок». Большой интерес привлекают БЛА с установкой аппаратуры на двух независимых платформах, как у израильского «Гермес 450». К 2010—2015 году многие разработчики планируют снабдить эту технику гиперспектральной аппаратурой, способной формировать изображение в 100 диапазонах частот, и возможностью дозаправки в воздухе (увеличив время нахождения в полете до 50 часов). Впрочем, время полета можно продлить и иным способом. Так, американский проект HALE предполагает использование водородного горючего и длительность полета до 10 суток. С другой стороны, подсчитано, что БЛА с электродвигателями и солнечными батареями на крыле большого размаха сможет продержаться на высотах 20—25 километров до трех месяцев. Неоднократно демонстрировались летательные аппараты, получавшие энергию для электродвигателей по микроволновому или лазерному каналу. Такой источник применим как для тяжелых, так и для микро-БЛА.

  
Многоцелевой БЛА вертолетного типа Ка-137, Россия, опытный. Взлетная масса — 280 кг 
Вертикальный взлет и посадка

Беспилотники самолетной схемы обладают большой дальностью и временем полета. В «плюсах» вертолетной схемы — вертикальные взлет и посадка, возможность неподвижно зависнуть в воздухе, совершить быстрый маневр по вертикали. Так что БЛА вертолетной схемы находят свою нишу там, где возможности самолетных схем ограничены — на флоте, например. Из аппаратов одновинтовой схемы можно вспомнить американский RQ-8A «Файрскаут» или французский «Виджилент» F-2000М, двухвинтовой соосной схемы — отечественные Ка-27Е, Ка-37 и Ка-137, германо-американо-британский «Симос», канадский CL-227.

Как видим, аппараты стали областью, где нестандартные схемы охотно опробуют. Это относится и к беспилотным вертолетам. Пример тому — микро-БЛА с четырьмя несущими винтами вроде российской «Пустельги» (разработка НИИ прикладной механики) или германского «Сенсо-Коптер». Американские «Уосп» и «Кифер-2», израильский «Хорнет» развивают идеи турбоплана — сочетания кольцевого крыла и вентиляторного двигателя. Среди конвертопланов, переходящих от «вертолетного» режима к «самолетному» в полете, обращает на себя внимание американский опытный «Дрэгонфлай» с реактивным винтом-крылом. А российско-белорусский аппарат «Штиль-3», построенный по самолетной схеме, снабжен специальным двигателем для вертикального маневра.

Дайте связь!

Лучшие разведывательные средства бесполезны без оперативной и надежной связи. Именно потребность в большом объеме радиодиапазонов и каналах большой пропускной способности сдерживает широкое применение БЛА и создание единого информационного пространства. Непростая проблема, когда диапазон частот почти забит, а объемы информационного обмена, осуществляемого в реальном (или в «почти реальном») масштабе времени, только растут. Скажем, в Югославии в 1999 году натовцам приходилось даже отключать часть передатчиков наземных сил на время сеансов связи БЛА «Предэйтор». По этой причине пришлось им ограничивать применение БЛА и в Афганистане.

Поиски оптимального решения идут по разным направлениям — тут и оптические каналы связи с передачей по лазерному лучу, и автоматическое управление доступными диапазонами частот, и передача кодированной информации по коммерческим каналам (включая глобальные линии спутниковой связи), и новые стандарты сжатия информационных пакетов. Часть задач по опознанию целей, отбору и распределению информации могут быть переданы от наземных специалистов бортовому компьютеру аппарата. В этом случае значительно уменьшится объем информации, которую нужно «пропихнуть» по каналам связи, хотя растет риск потери данных.

Легче воздуха

Почти классическим примером БЛА легче воздуха можно считать автоматические дрейфующие аэростаты с разведывательной аппаратурой, регулярно запускавшиеся американцами с 1950-х годов в воздушное пространство СССР. Вполне традиционно выглядят беспилотные привязные аэростаты вроде американского разведывательного RAID или российского 1Т819 с ретранслятором радиосигнала. Элементы американской радиолокационной системы TARS на привязных аэростатах применялись в Афганистане и Ираке.

В беспилотной авиации надежды энтузиастов на создание аппаратов легче воздуха могут сбыться быстрее, чем в пилотируемой. Беспилотные дирижабли предполагают применять для наблюдения и разведки, патрулирования приграничных районов, дальнего радиолокационного обнаружения.

Почти «даровая» аэростатическая подъемная сила побуждает и к более амбициозным проектам. Например, к созданию сверхвысотных (30—40 километров) стратостатов с двигателями коррекции и солнечными батареями. В рамках американского проекта «Малтимакс» разрабатывается почти полностью радиопрозрачный аппарат с высотой подъема около 30 километров. С такой высоты можно осматривать территорию до миллиона квадратных километров. Беспилотные «стратосферные платформы» могут стать весьма полезным эшелоном средств разведки и управления, а возможно, и поражения — этаким промежуточным этапом между «атмосферным» и «космическим» эшелонами.

Ударные беспилотники

Для беспилотных аппаратов находится много работы и без решения задач непосредственного поражения целей. Они позволяют сберечь жизни солдат не только в воздухе, но и на земле, обнаруживая противника раньше, чем он нанесет удар, обеспечивая безопасные маршруты движения, и т. д. Однако с 1960-х годов ведется работа по приданию БЛА и «ударных» качеств. Причем к основным задачам неизменно относят поражение РЛС и зенитных комплексов ПВО противника, пунктов управления, а также выдвигающихся бронетанковых частей.

Облик ударного, точнее, разведывательно-ударного БЛА представляется разработчикам в двух основных направлениях. Первое — аппарат одноразового применения с мощной боевой частью. Из носителя он сам превращается в оружие. От крылатой ракеты его будет отличать возможность барражирования в поисках цели и ее самостоятельного выбора.

Во втором случае БЛА-носитель управляемого оружия отыскивает цели, наносит удар, контролирует его результат и возвращается на базу. Американские «Предэйтор» в Афганистане в 2001-м, в Судане в 2002-м и в Ираке в 2003 годах производили пуски по наземным целям ПТУР «Хеллфайр» с полуактивным самонаведением по лазерному лучу, подсветку целей выполнял сам аппарат. Но «Предэйтор» все же медлителен, поэтому его предложили дополнить микро-БЛА «Сайлент Ай», который «Предэйтор», оставаясь над облаками, будет сбрасывать для поиска целей.

К разряду «поискового оружия» за рубежом относят беспилотники, несущие кассетные боеприпасы с самоприцеливающимися элементами. Те же результаты, заметим, может дать сочетание разведывательного БЛА, автоматизированной линии связи и артиллерийской батареи, ведущей огонь снарядами с такими же самоприцеливающимися элементами.

Разведывательно-ударный БЛА «Барракуда», ФРГ—Франция, опытный. Взлетная масса — 3 250 кг. Старт и посадка — «по-самолетному»

Кроме того, что при использовании беспилотника нет риска потери пилота, ударный аппарат имеет перед пилотируемым и другие преимущества. В частности, это касается его размеров и маневренности, поскольку без человека на борту машина может «вынести» еще большие перегрузки. В рамках американской программы J-UCAS разработаны опытные дозвуковые малозаметные маневренные реактивные БЛА «первого дня войны» — Х-45А для ВВС и Х-47А для ВМС. Главная их задача — обнаружение и уничтожение радиоэлектронных и огневых средств ПВО противника, но они могут применяться и против кораблей противника, и для разведки минно-взрывных заграждений. Соответственно, кроме разведаппаратуры (радиолокационной, радиотехнической, лазерной) они должны нести управляемые бомбы и ракеты, контейнеры РЭБ, в перспективе — лазерные излучатели для подавления оптоэлектронных систем. Правда, и эти проекты уже подвергли критике и пересмотру.

Другой проект боевого БЛА для ВМС США, «Кингфишер-2», выглядел как гидросамолет, способный нести телевизионную и гидроакустическую аппаратуру, управляемые торпеды для борьбы с кораблями и подводными лодками и ПТУР для борьбы с береговыми целями. А вот вооружение американского беспилотного минивертолета автоматическим гладкоствольным ружьем выглядит забавно — таким разве что пугать нелегальных иммигрантов на мексиканской границе.

В Европе инициатором создания дозвукового ударного «Нейрона» стала Франция, к проекту присоединились итальянские, швейцарские, шведские и другие компании. Германия, активно прибегая к международной кооперации, разрабатывает разведывательно-ударный БЛА «Барракуда» и ударный «Тайфун». В России представлялся опытный ударный вариант БЛА Ту-300 «Коршун-У».

Оперативно-тактический БЛА Ту-300 «Коршун», Россия, опытный. Взлетная масса — 3 000 кг. Старт катапультный, посадка парашютная

Может, кстати, возродиться в новом качестве и такая старая идея, как воздушный эшелон противоракетной обороны с БЛА, несущими на борту средства обнаружения и поражения ракет — в связи с необходимостью перехвата баллистических ракет малой дальности. Систему вооружения аппаратов для противоракетной обороны прорабатывает, например, российское МКБ «Вымпел».

Из всех вариантов роботизированных военных комплексов БЛА демонстрируют наибольший прогресс. Неудивителен порожденный ими энтузиазм: «Путь к бесконтактным войнам», «Война роботов вместо войны людей». Появились амбициозные проекты «беспилотной разведывательно-ударной авиации» в виде комплекса разведывательных, ударных и ретрансляционных аппаратов и единой наземной сети управления. Но без ряда прорывов в элементной базе и технологиях «искусственного интеллекта» это остается фантастикой. Более реалистично выглядит сочетание беспилотных и пилотируемых аппаратов в едином боевом порядке — в звене беспилотных аппаратов пилотируемый будет играть роль командирского, хотя и «опасно сближаясь» с противником.

Станет ли большая часть военной авиации беспилотной в ближайшие четверть века, как это утверждают энтузиасты, — неизвестно. Но то, что роль беспилотных летательных аппаратов в современных боевых действиях становится все более важной на всех уровнях, — очевидный факт. Спрос на них стремительно растет с начала XXI века. Правда, по надежности беспилотные комплексы пока сильно уступают пилотируемым, но ведь потери БЛА для войск куда менее чувствительны, чем потери пилотируемой авиации. Во втором случае на землю с небес падает живой человек, а в первом — боевой робот.

Рубрика: Арсенал
Просмотров: 14489