CompMechLab® Hi-Tech Review. Перспективные проекты и технологии создания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)

В обзоре CompMechLab^® представлена информация о программе SoSITE агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США по созданию системы, в которой дроны используются для сопровождения атак пилотируемых истребителей; о работах Научно-исследовательской лаборатории ВМС США в рамках проектов Cicada (миниатюрные, практически незаметные и бесшумные БПЛА), WANDA (морской беспилотник, в конструкции которого используются плавники, напомнинающие плавники рыб кораловых рифов), Flimmer (БПЛА, способный передвигаться и под водой, и по воздуху). Также сообщается о разработках госкорпорации "Ростех" по использованию аддитивных технологий в создании беспилотных летательных аппаратов.

Проект SoSITE

DARPA - агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США - опубликовало видео, на котором демонстрируется принцип работы комплекса, объединяющего возможности высокотехнологичных летательных аппаратов и небольших, недорогих в изготовлении дронов.

Программа, которая получила название SoSITE (System of Systems Integration Technology and Experimentation), призвана развивать новую архитектуру SoS (System of Systems), распределяющую боевые возможности средств воздушной борьбы через большое количество совместимых пилотируемых и беспилотных платформ. 

Фото: darpa.mil

 

В систему, принцип функционирования которой демонстрирует DARPA, входят пилотируемый истребитель, используемый в качестве центра управления, и  воздушный корабль-платформа, с которого запускаются БПЛА различного типа. Беспилотники-разведчики используются для сбора информации о системах противовоздушной обороны и радиолокационных станциях противника. Полученные данные отправляются на бортовой компьютер истребителя, находящегося за пределами зоны действия радаров. Если пилот принимает решение по уничтожению цели, с самолёта-платформы запускается стая небольших дронов. Часть из них будет сбита ракетами противника, но другая часть достигнет цели: невысокая стоимость таких беспилотников позволит не считаться с потерями.

Отмечается, что благодаря автоматизированному компьютерному управлению участие пилота истребителя в этой системе будет минимальным.

Партнерами DARPA по разработке системы выступают Boeing, General Dynamics, Lockheed Martin и Northrop Grumman.

Мини-дроны Cicada

14 мая 2015 года, в рамках выставки научно-технических достижений Минобороны США DoD Lab Day, Научно-исследовательская лаборатория ВМС США (Naval Research Laboratory, NRL) продемонстрировала работу миниатюрных беспилотников Cicada, предназначенных для разведки и наблюдения.

После сброса с «материнского» воздушного судна дроны  способны длительное время, до полной разрядки батареи, планировать, синхронизируясь с координатами GPS, - в ходе испытаний миниатюрные БПЛА пролетали расстояние 17,5 км и приземлялись в радиусе 4 м от заданной точки. При сборе информации Cicada  остаются практически незаметными для радаров: каждый дрон легко умещается на ладони и не производит шума, так как в его конструкции нет мотора. В зависимости от поставленной задачи беспилотники можно оснастить различными типами сенсоров, например, микрофонами и сейсмодатчиками. Установка видеокамеры также возможна, но передача видео требует слишком большой пропускной способности канала, эта техническая задача ещё не решена, отмечает AFP.

Фото: nrl.navy.mil

В перспективе дроны Cicada можно будет создавать с помощью аддитивных технологий прямо на борту материнского воздушного судна, сообщает 3dnews.ru.

Морские беспилотники WANDA и Flimmer

На проходившей с 20 по 25 мая Неделе морского флота в Нью-Йорке (Fleet Week New York – 2015) инженеры NRL представили свои разработки в рамках программ  WANDA и Flimmer. Беспилотник WANDA может долгое время «зависать» в воде, оставаясь незаметным для гидролокаторов; Flimmer (от английского Flying Swimmer - летающий пловец) – способен передвигаться как по воздуху, так и под водой.

На данный момент уже создано несколько прототипов морского беспилотника WANDA. При разработке модели использовались принципы бионического дизайна: инженеры изучили строение плавников рыб коралловых рифов, чтобы обеспечить своему детищу такие характеристики, как маневренность при небольших скоростях и способность оставаться неподвижным на мелководье. Беспилотники WANDA планируется применять для охраны и патрулирования прибрежных вод.

Идея плавников-стабилизаторов WANDA заимствована у природы.  Фото: U.S. Naval Research Laboratory

Flimmer - это значительно усовершенствованный буй-сонар, применяющийся для обнаружения подводных лодок. Обычные  буи-гидролокаторы сбрасываются с самолетов или вертолетов и остаются на воде, - если лодка уходит из зоны действия такого сонара, дальнейшее наблюдение за ней становится невозможным. Flimmer способен обнаружить подлодку  с воздуха, приводниться, «нырнуть» и продолжить слежение под водой.

В проекте Flimmer применяются некоторые технологии, разработанные для WANDA. Конструкцию плавников  доработали с учетом необходимости перемещения как в море, так и в воздухе.

Фото: U.S. Naval Research Laboratory

 

Беспилотник-демонстратор госкорпорации «Ростех»

ГК «Ростех» в 2013 году объявила о том, что концентрирует усилия на разработке беспилотных летательных аппаратов – комплексов воздушной разведки и наблюдения.  В корпорации организовано специальное подразделение, где в настоящее время развиваются несколько проектов, связанных с изготовлением, производством и эксплуатацией комплексов с БПЛА.

Главный инженер проекта  Владимир Кутахов в своем докладе на II Международной конференции «Беспилотная авиация-2015», состоявшейся в Москве, рассказал об использовании аддитивных технологий в создании беспилотных летательных аппаратов.

«Аддитивные технологии сегодня - это  одно из наиболее динамично развивающихся направлений цифрового производства, позволяющее на порядок ускорить проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, задач технологической подготовки производства. В ряде случаев аддитивные технологии эффективно применяются для создания готовых изделий. Для малосерийного производства в высокотехнологичных отраслях - авиационной и аэрокосмической, методы аддитивного производства являются оптимальными»,  - передаёт слова Владимира Кутахова агентство «АвиаПорт».

В ГК «Ростех» провели опытно-конструкторские работы с целью получить опыт изготовления и серийного производства беспилотника с использованием аддитивных технологий. В результате был создан демонстратор со следующими характеристиками: масса 3,8 кг, размах крыла 2,4 м, длина 1,6 м, скорость 90-100 км/ч, продолжительность полёта 1-1,5 часа.

Все детали беспилотника-демонстратора удалось изготовить в одной камере в течение 31 часа. Как отметил Владимир Кутахов, на все работы, начиная с идеи и заканчивая выпуском готового образца, потребовалось (при полном отсутствии опыта) 2,5 месяца. Стоимость изготовления демонстратора составила менее 200 тысяч рублей.

Кроме низкой стоимости и малых сроков изготовления аппарата, представитель корпорации «Ростех» перечислил следующие преимущества аддитивных технологий в серийном производстве БПЛА:

единство технологий по отношению к различным типам и классам беспилотников,

единый парк оборудования для производства широкого спектра дронов,

возможность организации ремонта повреждений путем "выращивания" необходимых элементов,

возможность реализации технологического процесса даже в полевых условиях, что особенно важно, например, для МЧС РФ.

Возможности формирования новых эксплуатационных принципов:

ориентирование на продукцию с коротким жизненным циклом, создаваемую по потребности,

заказ и создание образцов по конкретной потребности (отсутствие необходимости в запасах изделий и складах).

возможен переход от концепции "БПЛА с полезной нагрузкой" к концепции "Летающая полезная нагрузка".

Проект европейского беспилотника; рынок БПЛА

Как передаёт агентство Reuters, в мае 2015 года Франция, Германия и Италия подписали соглашение о намерении провести проработку тактико-технических требований в рамках подготовки к созданию европейского беспилотника, который должен будет уменьшить зависимость стран ЕС от американских и израильских дронов. Ожидается, что в реализации проекта примут участие компании Dassault Aviation, Airbus Group и Finmeccanica.

По данным Стокгольмского международного института исследований проблем мира (Stockholm International Peace Research Institute, SIPRI), ведущие позиции в разработке, производстве и экспорте БПЛА военного назначения занимает Израиль: с 1985-го по 2014-й год более 60% проданных в мире беспилотников были израильского производства. Второе место принадлежит  США – 23,9%, третье - Канаде (6,4%). SIPRI отмечает, что стран-поставщиков БПЛА  в 2010-2014 годы в мире было всего десять.

Отмечается, что, вероятнее всего, Северная Америка в количественном отношении производит больше дронов, чем Израиль, но основная их часть идет на оснащение собственных вооруженных сил (разработанные в США ударные дроны до недавнего времени поставлялись только в Великобританию, кроме того, Франция и Италия закупали разведывательные беспилотники). В начале 2015 года Госдепартамент США сообщил о снятии ряда ограничений на экспорт БПЛА военного назначения, что должно значительно обострить конкуренцию в этом сегменте мирового рынка. 

Согласно данным опубликованного в феврале 2015 года  исследования аналитического агентства Business Insider Intelligence, мировой рынок БПЛА в 2014 году превысил 6 млрд долларов. По прогнозам BI Intelligence, на конец 2015 года доходы отрасли вплотную приблизятся к 8 млрд долларов.

Отмечается, что рынок коммерческих гражданских БПЛА будет расти значительно быстрее, чем рынок военных беспилотников. В период с 2015 г. по 2020 г. совокупный среднегодовой темп роста составит 19% и 5% соответственно.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab^® по материалам nrl.navy.mil, SIPRI, darpa.mil, aviaport.ru