Владимир Фетисов - Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние
Приведенная классификация распространяется как на уже существующие, так и на перспективные разрабатываемые БПЛА. В основном эта классификация сложилась к 2000 г., но с тех пор много раз пересматривалась. Ее и сейчас нельзя считать устоявшейся. Кроме того, многие особые типы аппаратов с нестандартными комбинациями параметров трудно отнести к какому-либо определенному классу. В некоторых версиях этой классификации специфичные для военного применения классы UCAV, Lethal и Decoys выделяют в отдельную группу БПЛА. Есть также тенденция, в связи с быстрорастущим числом гражданских применений БПЛА, вообще не подразделять БПЛА на стратегические и тактические.
На рис. 1.68 показаны примеры БПЛА, относящихся к категориям Мини и Микро. В примерах указаны страна и фирма-производитель и модель аппарата. В этих категориях встречаются аппараты с самыми различными принципами полета: самолетного, вертолетного типов, с гибким и машущим крылом, аэростатические. В категории Мини особую подгруппу составляют БПЛА аэростатического типа (Mini – Lighter-than-Air), т.к. формально их масса обычно не превышает 150 кг, но по объему они резко выделяются среди остальных. Категория Нано-БПЛА появилась в последние годы в связи с успехами создания сверхлегких (‹ 25 г) аппаратов (в т.ч. насекомоподобных – энтомоптеров).
Рис. 1.68. Примеры БПЛА, относящихся к категориям Мини и Микро (источник иллюстрации: [55])
БПЛА категорий Close Range и Short Range очень многочисленны (рис. 1.69). Типичные применения – разведка и корректировка огня артиллерии, постановка радиопомех Для самолетных аппаратов этой категории обычным способом запуска является запуск с катапульты.
Категория БПЛА MR (Medium Range) представлена аппаратами самолетного, вертолетного типов или их гибридами (рис. 1.70).. В добавление к задачам мониторинга, на них часто возлагают задачи ретрансляции радиосигналов для обеспечения связью наземных и воздушных объектов в радиусе порядка 200 км.
Рис. 1.69. Примеры БПЛА, относящихся к категориям Close Range и Short Range (источник иллюстрации: [55])
Рис. 1.70. Примеры БПЛА, относящихся к категории Medium Range (источник иллюстрации: [55])
От аппаратов предыдущей группы их отличает более мощная силовая установка, улучшенные аэродинамические характеристики и более сложная система управления.
В категории MRE (рис. 1.71) уже редко встречаются аппараты вертолетного типа, – она представлена в основном беспилотными самолетами. Их особенностью, как правило, являются особые аэродинамические параметры конструкции, способствующие экономичности полета.
Рис. 1.71. Примеры БПЛА, относящихся к категории MRE (источник иллюстрации: [55])
Отличительной особенностью категории БПЛА LADP (рис. 1.72) является высокая скорость аппаратов, предназначенных для быстрого проникновения в глубь территории противника. Основными функциями являются разведка и целеуказание. В качестве силовых установок используются реактивные двигатели.
Рис. 1.72. Примеры БПЛА, относящихся к категории LADP (источник иллюстрации: [55])
Аппараты группы LALE (рис. 1.73) предназначены для длительных полетов с целью разведки, видеосъемки, метеорологических и экологических наблюдений. Скорость полета составляет порядка 100-150 км/ч. Они отличаются небольшой массой и экономичной силовой установкой.
Рис. 1.73. Примеры БПЛА, относящихся к категории LALE (источник иллюстрации: [55])
БПЛА из категории MALE (рис. 1.74) занимают промежуточное положение между тактическими и стратегическим БПЛА. Обычно это многоцелевые аппараты. Кроме обычных функций разведки, наблюдения, наведения на цель, радиоретрансляторов, они могут нести на борту оружие (как правило, в виде высокоточных ракет), выполнять транспортные задачи (сброс или принятие груза в установленном месте).
БПЛА класса HALE (рис. 1.75) предназначены для выполнения стратегических задач. Наиболее известным в этой категории является американский аппарат Global Hawk. Как правило, в таких БПЛА совмещают разведывательные и ударные функции. Все фазы полета (включая взлет и посадку на ВПП) они могут выполнять в автоматическом режиме. Аппараты HALE невоенного назначения выполняют функции наблюдения, фотосъемки, ретрансляции сигналов и мониторинга атмосферы. Для обеспечения большой длительности полетов и экономичности аппарата энергетическую установку часто реализуют в виде электрической системы на основе электродвигателей, аккумуляторов и солнечных батарей.
Кроме HALE к стратегическим также относят БПЛА класса UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle) (рис. 1.76). В России БПЛА этого класса называют беспилотными боевыми самолетами (ББС). ББС – это ударно-разведывательный БПЛА, который представляет собой беспилотный разведчик, способный одновременно вести разведку, поиск целей и их поражение.
Рис. 1.74. Примеры БПЛА, относящихся к категории MALE (источник иллюстрации: [55])
Рис. 1.75. Примеры БПЛА, относящихся к категории HALE (источник иллюстрации: [55])
Для этого аппарат несет высокоточное ударное вооружение. Характерными примерами таких машин являются американские аппараты Predator MQ-1B и Reaper MQ-9. ББС – это уже реальная боевая единица. Фактически он представляет собой беспилотный истребитель или штурмовик. Не случайно такие летательные аппараты предлагали делать на основе серийных пилотируемых самолетов, в частности, истребителей Lockheed Martin F-16 или штурмовиков Fairchild А-10. В настоящее время в России и за рубежом ведутся работы по целому ряду проектов ББС и их демонстрационных прототипов [56]. Так в России начаты работы по созданию ББС, базой для которого послужит новый истребитель пятого поколения ПАК-ФА Т-50 [57].
Современные ББС, кроме ракетного вооружения, отличаются наличием сложных радионавигационных систем, радиолокаторов (обычно на базе АФАР – активных фазированных антенных решёток), высокоэффективных средств наблюдения и передачи данных. Технология "стелс", которая используется в пилотипруемых истребителях новых поколений и обеспечивает незаметность самолета для радаров противника, в ББС также используется, но в очень ограниченных объемах. Их живучесть обеспечивается более простыми методами – малыми размерами, соответствующей компоновкой, низким уровнем шума и камуфляжной окраской. Многие модели ББС предназначены для палубного базирования.
Рис. 1.76. Примеры БПЛА, относящихся к категории UCAV (источник иллюстрации: [55])
Узкоспециализированные категории Lethal и Decoys относятся исключительно к военным применениям. Иногда их не включают в классификацию, размещая модели аппаратов по вышеописанным категориям в соответствии с их взлетной массой и полетными параметрами.
БПЛА класса Lethal совмещают в себе функции разведывательного БПЛА и самонаводящейся бомбы или ракеты. При необходимости аппарат направляется на выбранный объект и уничтожает его. Существуют специальные модификации для разных целей: противотанковые, противорадарные, противокорабельные и др. Запуск таких аппаратов может производиться как с земли, так и с борта морского или воздушного судна (обычно с помощью катапульты или реактивного ускорителя).
БПЛА категории Decoys представляют собой летающие мишени, предназначенные для дезориентации наступательных средств противника, выполнения отвлекающих маневров с целью оценки реакции противника, а также для тренинга своего личного состава и испытаний авиатехники, ракет и радиоэлектронных средств.
Категории стратосферных (Strato) и сверхстратосферных (Exo Strato) аппаратов пока относятся не к производимым, а разрабатываемым аппаратам [58, 59]. Их назначением является длительное (в т.ч. непрерывное) наблюдение за поверхностью земли и состоянием атмосферы, ретрансляция сигналов. В некоторых областях применения такие БПЛА, видимо, будут способны составить конкуренцию орбитальным космическим аппаратам, а в некоторых проектах предполагается их совместное использование.
Количество существующих в мире разработок БПЛА весьма неравномерно распределено по указанным категориям. По данным [60] оно выглядит следующим образом (рис. 1.77).
Как видно из диаграммы, лидером по количеству разработок является категория Mini. Это вполне объяснимо, т.к. бурный прогресс в этом классе аппаратов обусловлен совпадением сразу нескольких благоприятных факторов. Во-первых, это относительная простота их эксплуатации и доступность (в том числе по стоимости) для большого числа конечных потребителей. Во- вторых, эти аппараты подходят для выполнения самых разнообразных задач, причем не только в военной области, но и в гражданских, и именно спрос на аппараты гражданского применения в основном стимулировал их разработки в последние годы. И в третьих, в последнее десятилетие созрели все необходимые условия для разработок и начала производства именно таких аппаратов – относительно небольших по массе и габаритам, но способных выполнять довольно серьезные задачи. К числу таких созревших предпосылок можно отнести: достижения в области микросистемной техники (в частности, появление гироскопов и акселерометров в микроминиатюрном исполнении), широкое внедрение систем глобального позиционирования (таких как GPS), появление других необходимых элементов для комплектования мини-БПЛА: эффективных видеокамер, бесколлекторных электродвигателей и соответствующих драйверов, энергоемких литий-полимерных аккумуляторов и др.
