БАС. Беспилотная авиация терминология, классификация, современное сос. Список используемых сокращений Глава Терминология и классификация
 Скачать 3.76 Mb.
|
|
Предисловие Список используемых сокращений Глава 1. Терминология и классификация 1.1. Общее понятие беспилотного мобильного средства 1.2. Беспилотные летательные аппараты 1.3. Беспилотные авиационные системы Источники информации по главе 1: Глава 2. Обзор современного мирового рынка беспилотных авиационных систем 2.1. Распределение мирового рынка БАС 2.2. Ассоциация UVS International 2.3. Крупнейшие фирмы-производители БПЛА 2.4. Производство БПЛА в отдельных зарубежных странах 2.5. Перспективы мирового рынка БПЛА Источники информации по главе 2: Глава 3. Краткая история и современное состояние разработок и производства БПЛА в России 3.1. История развития беспилотной авиации в армии СССР и России (по материалам ) 3.2. Современное состояние российской беспилотной авиации 3.3. Перспективные российские БПЛА Источники информации по главе 3: Предисловие Авиация в последние годы становится все в большей степени беспилотной. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) постепенно становятся главной продукцией многих авиационных фирм. Появляется большое количество разработчиков и производителей БПЛА, занимающихся исключительно беспилотными аппаратами и системами. Это происходит по ряду причин. Сами БПЛА, как правило, гораздо дешевле пилотируемых самолетов и вертолетов. Дешевле, чем подготовка летчика, обходится и подготовка оператора беспилотной системы. Отсутствие пилота позволяет исключить бортовые системы жизнеобеспечения, уменьшить массу и габариты БПЛА, а также увеличить диапазон допустимых перегрузок и влияющих факторов. Большое значение имеет и фактор безопасности – потери беспилотных аппаратов не ведут к потере пилотов. Диапазон существующих и разрабатываемых аппаратов очень широк: от микро- и мини-БПЛА до тяжелых многотонных аппаратов, а также БПЛА, способных выполнять сверхдальние и сверхвысотные полеты длительностью в несколько месяцев. Назначение современных БПЛА не ограничивается только военной областью. Стремительно расширяется и сфера их гражданского применения (в таких отраслях, как: нефтегазовая промышленность, транспорт, строительство, сельское хозяйство, связь и др.), что придает дополнительные импульсы развитию беспилотной авиационной техники. Взрывной рост количества разработок БПЛА именно в последнее десятилетие не случаен. Этому способствовали определенные объективные предпосылки, которые созрели именно к этому времени. Они связаны с серьезными технологическими успехами в различных областях. Например, этому способствовало: – появление новых легких и прочных материалов, особенно композитных; – быстрое развитие микроэлектронной компонентной базы: микроконтроллеров, микросистемных навигационных датчиков, приемопередатчиков радиосигналов, различных СВЧ-устройств, микроэлектронных драйверов сильноточных потребителей, миниатюрных видеокамер и т.д.; – появление и быстрое развитие высокоэффективных возобновляемых источников питания (на основе литий-полимерных аккумуляторов, топливных элементов и др.); – разработки в области высокоресурсных бесколлекторных электродвигателей, а также реактивных и поршневых двигателей; – развитие спутниковых систем глобального позиционирования; – общее развитие вычислительной техники, включая появление специальных операционных систем, интерфейсов, математического и алгоритмического обеспечения. Разработками в области беспилотной авиационной техники занимаются в разных странах как крупные фирмы, так и небольшие специализированные предприятия, подразделения университетов и даже отдельные энтузиасты-любители. Огромное количество информации по беспилотной тематике, появляющееся в последнее время, с одной стороны, удовлетворяет возрастающий интерес к беспилотной авиации, но, с другой стороны, далеко не всегда эти источники информации отличаются полнотой и системностью изложения, существует неоднозначное понимание некоторых терминов, для выяснения объективной картины часто приходится сопоставлять материалы из разрозненных источников. Авторы при написании данной книги ставили своей задачей обобщить и систематизировать информацию из большого количества литературных источников и интернет-сайтов и таким образом облегчить изучение данной темы для всех интересующихся. Многочисленные иллюстрации призваны оживить восприятие, а большое количество ссылок на первоисточники позволят читателю в случае необходимости углубить и расширить знания по отдельным узким вопросам. Данная книга носит преимущественно справочно-ознакомительный характер. Она знакомит читателя со сложившимися на сегодняшний день терминологией и классификацией в области беспилотной авиации, с современными тенденциями в разработках и производстве беспилотных летательных аппаратов, а также с состоянием рынка беспилотных авиационных систем. Книга состоит из 3-х глав. Первая глава посвящена терминологии и классификации беспилотных аппаратов и беспилотных систем. Во второй главе сделан обзор современного мирового рынка беспилотных авиационных систем и приведена информация по различным фирмам-разработчикам и производителям. В третьей главе описаны краткая история и современное состояние разработок и производства БПЛА в России. Списки использованных источников информации приведены отдельно к каждой главе. Подразделы 1.1-1.2 написаны B.C. Фетисовым, подраздел 1.3 написан Л.М. Неугодниковой. В написании второй главы принимал участие В.В. Адамовский, а в написании третьей – Р.А. Красноперов. Авторы выражают признательность всем, кто способствовал написанию этой книги. Список используемых сокращений АК – авиационный комплекс АНПА – автономный необитаемый подводный аппарат АТЛ А – аэростатический термобалластируемый летательный аппарат АФАР – активная фазированная антенная решетка БАК – беспилотный авиационный комплекс БАРС – безаэродромный самолет с аэростатической разгрузкой БАС – беспилотная авиационная система ББС – беспилотный боевой самолет БПЛА – беспилотный летательный аппарат ВВС – военно-воздушные силы ВМС – военно-морские силы ВПП – взлетно-посадочная полоса ДВС – двигатель внутреннего сгорания ДПЛА – дистанционно-пилотируемый летательный аппарат ЛА – летательный аппарат ЛТХ – летно-технические характеристки МАКС – Международный авиакосмический салон МО – Министерство обороны МЧС – Министерство по чрезвычайным ситуациям НИИ – научно-исследовательский институт НИОКР – научно-исследовательская и опытно- конструкторская работа НИР – научно-исследовательская работа НУРС – неуправляемый реактивный снаряд ОКБ – опытно-конструкторское бюро ПВО – противовоздушная оборона ПЗРК – переносной зенитно-ракетный комплекс ПТА – подводный телеуправляемый аппарат САУ – система автоматического управления СВВП – самолет с вертикальным взлетом и посадкой СВП – судно на воздушной подушке СОИ – средства отображения информации СУАК – система управления авиационным комплексом ФСБ – Федеральная служба безопасности ЦПУ – центральный процессорный узел ASV – Autonomous Surface Vehicle (автономное надводное судно) AUV – Autonomous Unmanned Vehicle (автономное беспилотное мобильное средство) AUVSI – Association for Unmanned Vehicle Systems International (международная ассоциация по беспилотным системам) CR – Close Range (класс тактических БПЛА ближнего радиуса действия) DARPA – Defence Advanced Research Projects Agency (агентство по перспективным исследовательским проектам Министерства обороны США) DEC – Decoys (класс БПЛА "ложные цели") ЕХО – Exo-Stratospheric (класс экзостратосферных БПЛА) GPS – Global Positioning System (спутниковая система глобального позиционирования) HALE – High Altitude Long Endurance (класс стратегических высотных БПЛА с большой продолжительностью полета) НТА – Heavier Than Air (класс Л А тяжелее воздуха) HTAL – High Torque Aerial Lift (вентилятор с большим крутящим моментом) LADP – Low Altitude Deep Penetration (класс маловысотных БПЛА для проникновения в глубину обороны противника) LALE – Low Altitude Long Endurance (класс маловысотных БПЛА с большой продолжительностью полета) LET – Lethal (класс БПЛА летального действия) LTA – Lighter Than Air (класс Л А легче воздуха) MALE – Medium Altitude Long Endurance (класс средневысотных БПЛА с большой продолжительностью полета) MR – Medium Range (класс тактических БПЛА среднего радиуса действия) MRE – Medium Range Endurance (класс тактических БПЛА среднего радиуса действия с большой продолжительностью полета) NOTAR – NO TAil Rotor (система управления вертолетом без хвостового винта) ОРА – Optionally Piloted Aircraft (опционально пилотируемый летательный аппарат) QTR UAV – Quad Tilt Rotor UAV (БПЛА с четырьмя поворотными роторами) QTW UAV – Quad Tilt Wing UAV (БПЛА с четырьмя поворотными крыльями) ROA – Remotely Operated Aircraft (дистанционно управляемый летательный аппарат) ROV – Remotely Operated Vehicle (дистанционно управляемое мобильное средство) RPA – Remotely Piloted Aircraft (дистанционно пилотируемый летательный аппарат) SR – Short Range (класс тактических БПЛА малого радиуса действия) STRA – Stratospheric (класс стратосферных БПЛА) UAS – Unmanned Aerial System (беспилотная авиационная система) UAV – Unmanned Aerial Vehicle (беспилотный летательный аппарат) UCAV – Unmanned Combat Aerial Vehicle (беспилотный боевой летательный аппарат) UGV – Unmanned Ground Vehicle (беспилотное наземное мобильное средство) UMV – Unmanned Marine Vehicle (беспилотное морское мобильное средство) USV – Unmanned Surface Vehicle (беспилотное надводное судно) UUV – Unmanned Underwater Vehicle (беспилотное подводное судно) UV – Unmanned Vehicle (беспилотное мобильное средство) UVS – Unmanned Vehicle System (беспилотная система) VTOL – Vertical Take-Off and Landing (вертикальный взлет и посадка) Глава 1. Терминология и классификация 1.1. Общее понятие беспилотного мобильного средства Прежде чем приступить к рассмотрению беспилотных летательных аппаратов, сделаем ряд уточнений, касающихся беспилотных мобильных средств вообще. В этой бурно развивающейся области техники на сегодняшний день существует много понятий, которые не всегда правильно и однозначно понимаются. Для многих объектов пока нет устоявшихся определений. В разных источниках классификация беспилотных мобильных средств проводится по-разному. Кроме того, часто не очень удачным бывает перевод на русский язык терминов из англоязычной научно- технической литературы. Поэтому постараемся здесь системно изложить вопросы, связанные с терминологией и классификацией. Беспилотное мобильное средство – это искусственный мобильный объект многоразового или условно-многоразового использования, не имеющий на борту экипажа (человека-пилота) и способный самостоятельно целенаправленно перемещаться в пространстве для выполнения различных функций в автономном режиме (с помощью собственной управляющей программы) или посредством дистанционного управления (осуществляемого человеком-оператором или диспетчерским центром). Именно термин "беспилотное мобильное средство" представляется наиболее точным русскоязычным эквивалентом термина "unmanned vehicle" (UV). Его часто неудачно переводят как "беспилотное транспортное средство", тем самым сильно сужая смысл широкого понятия UV, т.к. спектр применений беспилотных мобильных средств далеко не ограничивается только транспортными функциями [1]. Приведенное выше определение беспилотного мобильного средства отражает в общем виде современные представления специалистов о данном техническом объекте. Эти представления эволюционировали на протяжении многих лет. До недавнего времени, например, существовала неоднозначность мнений специалистов относительно того, должно ли быть беспилотное мобильное средство многоразовым. Поэтому во многих случаях до сих пор сюда же причисляются и многие мобильные объекты одноразового использования. Например, крылатые ракеты во многом очень похожи на беспилотные самолеты, что позволяло считать их разновидностью беспилотных летательных аппаратов. Однако по сути, крылатая ракета – это прежде всего средство доставки до цели боевого заряда, который является главным компонентом ракеты и интегрирован с ее другими подсистемами, подчиненными главной задаче – поражению цели, после чего ракета перестает существовать. Именно из-за специфичности назначения и вытекающих отсюда особенностей функционирования подобные объекты сейчас не принято рассматривать как беспилотные мобильные средства [2]. К таким объектам относятся: баллистические и крылатые ракеты, управляемые и неуправляемые снаряды, бомбы, торпеды. Не относятся к беспилотным мобильным средствам и одноразовые ракеты-носители, предназначенные для вывода космических аппаратов на орбиту. А вот беспилотные космические челноки многоразового использования (каковым являлся, например, "Буран"), можно считать беспилотными мобильными средствами. К беспилотным мобильным средствам относятся также аппараты условно-многоразового использования (сюда относятся, например, мобильные мишени и аппараты диверсионного назначения), которые могут быть уничтожены при первом применении, однако при определенных условиях они могут возвращаться на базу. Любой непилотируемый космический аппарат также можно считать беспилотным мобильным средством несмотря на то, что его программой полета может быть не предусмотрен возврат на Землю; если в процессе выполнения его миссии не происходит его фатального разрушения, то его можно считать условно-многоразовым. Нельзя считать беспилотными мобильными средствами те объекты, которые не имеют собственных энергетической подсистемы и движителя. Например, буксируемый за кораблем на тросе исследовательский зонд нельзя считать беспилотным мобильным средством. По этой же причине не является беспилотным мобильным средством метеорологический зонд, свободно дрейфующий в атмосфере. Не являются таковыми и различные устройства, прикрепляемые к мобильным объектам и служащие для слежения за ними (пример – GPS-трекеры), т.к. в этом случае отсутствует возможность самостоятельного перемещения и управления движением. Беспилотные мобильные средства можно классифицировать по критерию среды их функционирования, которой может быть: – космос (с подразделением на околопланетные орбиты, межпланетное пространство, атмосферу планет и поверхность планет); – воздух (земная атмосфера); – суша (с подразделением по рельефно-климатическим и инфраструктурным условиям, таким как: городская дорожная сеть, рельсовые линии, пустыня, лес, горы, заснеженные поля и т.д.); – водная среда (с подразделением на водную поверхность и подводное пространство); – подземная среда (с подразделением на подземные каналы и коммуникации, включая трубопроводы и скважины, а также неразработанную породу). В соответствии с таким подразделением в табл. 1.1 приведены встречающиеся на сегодняшний день наиболее устоявшиеся аббревиатуры, термины и типичные названия беспилотных мобильных средств различного назначения. Каждый из перечисленных в табл. 1.1 классов UV имеет свои особенности: свойственные только ему схемы построения энергетической подсистемы и движителя, специфичные средства управления, навигации, связи, а также средства обеспечения живучести. Рассмотрение этих особенностей выходит за рамки данной книги. Беспилотное мобильное средство функционирует не абсолютно самостоятельно, а в составе комплекса, куда могут входить еще другие беспилотные мобильные средства, центр управления, диспетчерские пункты, ретрансляционные узлы, станции подзарядки, средства транспортирования, запуска, посадки и т.д. Все вместе это принято называть UVS – Unmanned Vehicle System – беспилотная мобильная система [3]. Беспилотные мобильные средства могут быть дистанционно управляемыми или автономными. Для них существуют общие название – ROV – Remotely Operated Vehicle и AUV – Autonomous Unmanned Vehicle. Причем первые исторически появились раньше. Полностью автономные беспилотные мобильные средства встречаются пока редко. Как правило, автономность не является стопроцентной: обычно оператор имеет возможность корректировать поведение аппарата или переводить его на ручное дистанционное управление. У военных существует следующее разделение беспилотных систем по степени автономности мобильных средств: "man-in-the-loop systems" (с управляемыми объектами, когда удаленный оператор является необходимым звеном системы управления), "man-on-the-loop systems" (с контролируемыми объектами, когда все обычные задачи решаются без участия оператора, а вмешательство его требуется только в ответственных случаях), "fully autonomous systems" (полностью автономные системы, когда оператор только инициирует систему для выполнения задачи) [41.
Наиболее многочисленные группы беспилотных мобильных средств – это UAV (Unmanned Aerial Vehicles) – беспилотные летательные аппараты, UGV (Unmanned Ground Vehicles) – беспилотные наземные мобильные средства и UMV (Unmanned Marine Vehicles) – беспилотные морские мобильные средства (последние ничто не мешает применять не только в море, но и в других водоемах). В колонке табл. 1.1, соответствующей UAV (БПЛА), информация приведена без детализации, т.к. далее будет рассмотрена более подробная классификация этих аппаратов. Кроме приведенных в табл.1 вариантов, возможны и различные гибридные разновидности беспилотных мобильных средств. Например, известна идея беспилотных самолетов- амфибий, способных передвигаться как в воздухе, так и в водной среде [5]. Уже реализованы гибриды UAV+UGV (БПЛА и наземный мобильный робот [6, 7]), амфибии UGV+USV (например, в виде роботов, имитирующих движения земноводных, которые способны и плавать, и ползать [8]), а самоходный аппарат типа "Луноход" можно считать одновременно мобильным роботом (UGV) и космическим аппаратом. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||