Современные методы асимметричных боевых действий широко используются повстанцами, причем для обеспечения и доставки материально-технического снабжения ими применяются, как правило, вьючные животные. С другой стороны, для доставки и снабжения армии ведущих стран предпочитают применять потенциал современных автоматических средств доставки.
Такие автоматические системы снабжения, которые недавно считались утопией или далекими от реальности сферами применения впечатляющих технологий, находят все более широкое применение. В последние десятилетия на базе коммерческих разработок все более широкое распространение получила робототехника оборонной области и автоматические комплексы, которые рассматриваются как потенциал, позволяющий снизить потери живой силы и сохранить многие и многие человеческие жизни при решении проблем логистики в боевых действиях.
На начальном этапе таких разработок широкий интерес проявлялся к таким факторам, как защита и сохранение живой силы. В настоящее интерес вызывается еще и тем, что требуется снизить уровень физических нагрузок на пеших солдат, действующих на поле боя, например в Афганистане. Для сохранения боеспособности их необходимо освободить от чрезмерных физических нагрузок, в частности - веса амуниции.
Наземные автоматические системы, например, для многоцелевых машин общего назначения и логистики (MULE) могут, как минимум, уменьшить потери среди персонала и сохранить жизнь солдат в процессе обеспечения снабжения на спорных территориях. Дополнительная поддержка, которую обеспечивают такие системы, способствует усилению огневой мощи пехоты в зонах передового базирования. К таким системам можно добавить воздушные беспилотные системы доставки, например беспилотные вертолеты или ракеты вертикального взлета.
Ограниченные возможности использования живой силы и необходимость постоянного патрулирования границ привели к тому, что Израильские Силы Обороны (IDF) оказались в числе первых, кто приспособил автономные беспилотные патрульные платформы в виде автоматических наземных машин (UGV) под названием Guardium для указанных выше задач. Такие машины разработаны фирмой G-NIUS, cовместным предприятием, образованным фирмами Elbit и Israel Aerospace Industries. Перечень задач, выполняемых машиной Guardium, включает в себя функции патрулирования, выбора правильного маршрута, меры безопасности при движении конвоя, разведки и наблюдения, а также боевую поддержку материально-технического обеспечения. В базовой конфигурации она исполняется на машине повышенной проходимости с колесной формулой 4х4, известной под названием TomCar. Длина машины составляет 2,95 м, высота -2,2 м и ширина -1,8 м. Максимальная полезная нагрузка - 300 кг. Максимальная скорость в полуавтономном режиме работы составляет 50 км/час.
В сентябре 2009г фирма G-NIUS опубликовала сведения по машине Guardium-LS, представляющей собой вариант, оптимизированный для логистики. Машина базируется на шасси TM57 и во многом аналогична варианту Springer, принятому английской армией в качестве платформы поддержки материально-технического обеспечения роты, управляемой человеком. Машина Guardium-LS имеет длину 3,42 м и обладает грузоподъемностью (включая буксируемый вес) до 1,2 тонны. Машина может работать с оператором или в автоматическом режиме. Системный комплекс, входящий в состав машины, не отличается от предшествующего патрульного варианта. Комплекс систем содержит передатчик помех против взрыва фугасов, электрооптический датчик, имеющий в своем составе тепловизор, дневную видеокамеру на ПЗС, безопасный для глаз лазерный дальномер, систему навигации GPS, систему лазерного обнаружения и определения дальности (LIDAR) с целью избежать столкновения, и стереокамеры. Она также имеет следящие датчики, которые позволяют автоматически следить за разведчиками или другими машинами в колонне.
Поддержка в ближнем бою
Другим перспективным средством материально-технической поддержки в ближнем бою, выпускаемым фирмой G-NIUS, является машина AvantGuard , которая находится в настоящее время на вооружении израильских сил обороны. При использовании технологии управления Guardium в машине AvantGuard применена меньшая по габаритам плавающая платформа Dumur наземной поддержки тактического назначения (TAGS), заимствованная у гусеничной машины канадской фирмы Wolverine. На каждой из сторон машины установлены 4 колеса, которые приводятся во вращение 4-х цилиндровым дизелем V3800DI-T Kubota мощностью 100 л.с. Максимальная скорость движения машины 19 км/ч. Она может функционировать либо в полуавтономном режиме, или управляться с портативной станции управления. Машина весит 1746 кг и имеет грузоподъемность 1088 кг. Может использоваться для эвакуации раненых или материально-технического снабжения.
Новинкой в этой области является так называемый полевой носильщик Rex. Он был продемонстрирован филиалом Lahav фирмы IAI октябре 2009г. Данное транспортное средство базируется на роботизированной платформе, которая самостоятельно сопровождает подразделения от 3 до 10 солдат и способно перевозить 200 кг оборудования и грузов в течение 3 дней работы без дозаправки топливом. Как сообщает фирма, роботизированная машина следует за солдатом на заданном расстоянии и использует технологию, разработанную и запатентованную фирмой IAI. Путем использования простых команд, включая «Стоп», «Вперед» и «Назад», солдат контролирует робота, не отвлекаясь от выполняемой боевой задачи. Управление роботом в таком виде требует интуитивного взаимодействия и оперативной реакции на месте в течение короткого времени. Робот Rex имеет размеры 50х80х200 см, максимальная скорость 12 км/ч, радиус поворота порядка 2 м и имеет возможность преодолевать максимальный подъем под углом 300.
Аналоги роботов, похожие на собак, представлены четвероногим транспортным средством BigDog. Робот разработан фирмой Boston Dynamics (США). Разработка работа проводилась Управлением перспективных исследований и разработок министерства обороны США (DARPA) с дополнительным финансированием по линии корпуса морской пехоты США и армии США. Вес робота составляет около 109 кг, высота - 1м, длина - 1,1м и ширина - 0,3м. Эффективность его работы оценивалась на примере опытного образца, который предназначался в качестве средства поддержки для наземного патруля. Робот нес на себе 81-мм минометную трубу с базовой плитой и треногой.
Типовая весовая нагрузка для переноски в условиях бездорожья для настоящего опытного образца составляет 50 кг (на склоне крутизной 600 как при подъеме, так и спуске), при этом в условиях ровной местности максимум нагрузки на робот составлял 154 кг. Режимы передвижения робота BigDog включают в себя: движение по пластунски со скоростью 0,2 м/с, рысью со скоростью 5,6 км/ч, быстрой рысью со скоростью 7 км/ч или аллюром, скорость которого в лабораторных условиях превысила 11 км/ч. Основной двигатель робота имеет мощность 15 л.с., и представляет собой двухтактный двигатель с водяным охлаждением, который питает гидравлический масляный насос, приводящий в движение 4 исполнительных механизма, установленных по одному в каждой из его ног. Робот BigDog содержит 50 датчиков, в том числе инерционные датчики для измерения высоты и ускорений плюс комбинированные датчики для измерения перемещения и силы исполнительных механизмов в ногах, значения которых управляются бортовым компьютером.
Последний также управляет радиосвязью с удаленным оператором по интернет протоколу (IP). По нему для робота BigDog могут передаваться необходимые команды: поворот, изменения скорости плюс команды стоп/старт, присесть. Кроме того, робот может менять режимы: медленный, умеренный или ускоренный шаг ходьбы. Система стереонаблюдения содержит пару стереокамер, компьютер и видеокарту. Она используется для определения профиля земной поверхности непосредственно перед роботом и для выбора свободного пути. Система LIDAR позволяет роботу BigDog следовать за проводником в автоматическом режиме.
Ходьба по пересеченной местности
На ранних стадиях робот BigDog продемонстрировал, что он может выполнять 10 км марш по пересеченной местности, который занимает по времени порядка 2,5 часов. В настоящее время фирма Boston Dynamics проводит дополнительные разработки, целью которых является добиться, чтобы робот смог преодолевать даже более рельефные участки местности с учетом восстановления исходного положения при перекидывании, а также снижение уровня шума и уменьшение зависимости от оператора. Важной задачей, поставленной перед разработчиками робота BigDog, является создание нового образцы, способного перевозить 181 кг груза в течение полных суток.
Более традиционным является транспортное средство R-Gator пополнения запасов, разработанное John Deere в тесном сотрудничестве с фирмой iRobot, которое может работать в ручном или автоматическом режиме. Робот приводится в движение трехцилиндровым дизелем мощностью 25 л.с. Шести-колесный робот R-Gator заправляется 20 литрами топлива, что достаточно для преодоления расстояния порядка 500 км. Привод робота осуществляется через непрерывно регулируемую передачу и развивает максимальную скорость порядка 56 км/час в ручном режиме и 0,8 км/час в автономном режиме или с телеуправлением.
При габаритных размерах 3,08х1,65х2,13м, общий вес робота составляет 861кг, рабочий объем полезной нагрузки равен 0,4 м3, а тяговое усилие - 680 кг. Стандартная видеосистема робота R-Gator включает в себя переднюю и заднюю телевизионные камеры с полем зрения 92,50 и стабилизированную панорамную цветную камеру с объективом переменного фокусного расстояния (25х по оптике/12х -цифровое увеличение), которая характеризуется углом поворота по горизонтали на 4400 и пределами изменения положения по вертикали на 2400, установкой автоматической фокусировки и светочувствительности. Последняя может быть заменена дневной/ночной электрооптической инфракрасной камерой с переменным фокусным расстоянием объектива.
Базовое оборудование связи R-Gator (варианты частот связи 900MГц, 2,4ГГц или 4,9ГГц) имеет минимальную дальность управления 300 м, соединяя оператора ноутбука с установленной ОС Windows или переносным блоком управления. Система определения положения машины, оборудованной навигацией на базе GPS может объединяться с любой инерционной системой для увеличения точности определения положения. Она может оснащаться двумя датчиками LIDAR, установленными спереди и сзади для обнаружения препятствий, находящихся на удалении до 20 м в режимах телеуправления и автономного функционирования.
Роботы Lockheed Martin Missile & Fire Control System в данной области ведутся по пути совершенствования многофункциональной машины общего назначения/логистики и оборудования (MULE). Такая машина является одной из базовых в семействе систем автоматических наземных машин, задуманных как часть программы FCS, аннулированной на данный момент.
Машина по-прежнему выпускается в трех вариантах:
- ARV-A-L (Боевая роботизированная машина-штурмовая-легкая) с элекрооптическими/инфракрасными датчиками и лазерным дальномером/целеуказателем для наведения оружия на противника
- MULE-CM (противоминный), оснащенный вынесенной наземной системой обнаружения мин (GSAMIDS), которая позволяет выявить и нейтрализовать противотанковые мины и отметить свободные проходы, а также выполнить ограниченное выявление самодельных взрывных устройств и другие задачи по ликвидации неразорвавшихся снарядов
- третий вариант - в виде робота MULE-T (транспортный)
Робот способен перевозить на себе оборудование весом 862кг (два отделения десантников). Все три робота имеют автономную систему навигации, выпускаемую фирмой General Dynamics Robotics System. Система предназначена для выполнения полуавтономной навигации и преодоления препятствий или расселин.
В частности, роботы MULE предназначены для поддержки крупных десантных подразделений, которые перемещаются на машинах или приближаются к намеченным объектам при скорости, соизмеримой с темпом наступления (максимальная скорость по дороге 65 км/час). В принципе на взвод десантников требуется два робота MULE. Как правило, роботы приписаны к батальону или выполняют конкретные боевые задачи на уровне батальона.
Робот MULE имеет общий вес 2,26 тонн и независимую шестиколесную подвеску, соединенную шарнирно с опорными колесами, каждое из которых оснащено электродвигателем, установленным в ступице. Дизель-электрическая система привода работает от дизельного двигателя Thielert мощностью 135 л.с. В настоящее время проведены испытания с использованием робота MULE EEU (технические блоки для оценки). 20 опытных систем, включающие в себя шесть роботов MULE-Т, семь роботов ARV-A-L и семь роботов CM (противоминных) получили финансирование из бюджета МО на 2012 г. и должны быть поставлены в начале 2012 г. Последние будут отличаться от роботов EEU электромеханическими колесами вместо гидравлических с бескамерными шинами.
Машина поддержки пехотного отделения
Фирма Lockheed Martin занята разработкой системы поддержки боевой миссии пехотного отделения (SMSS). Финансирование выделяется в порядке проведения независимого научно-исследовательского проекта. Машина, рассчитанная для обслуживания отделения. Она может управляться оператором или работать без него и использоваться в качестве транспортного средства материально-технического снабжения. Машина имеет вес 1,8 тонны, ее платформа с колесной формулой 6х6 позволяет преодолевать расстояние 500 км по дорогам и 320 км в условиях бездорожья. Машиной может управлять водитель через телеуправление в автономном режиме. Характерной особенностью является тот факт, что машина может нести на себе более 454кг полезной нагрузки, преодолевать вертикальное препятствие высотой около 588 мм и траншеи шириной 0,7 м. При полной нагрузке запас хода машины составляет 160 км по дороге и 80 км в условиях бездорожья.
Одним из характерных отличий машины является наличие зарядного блока, подключенного к дизельному двигателю. Система SMSS (система поддержки боевой задачи отделения) может также использоваться в качестве средства снабжения небольшими автоматическими наземными машинами (SUGV), а также вмещает в транспортном варианте двое носилок для эвакуации раненых. Конструкция предусматривает наличие двух лебедок, расположенных спереди и сзади машины для самовытаскивания.
В SMSS предусмотрены упрочненные места для подвески под вертолетом UN-6L, снижена звуковая сигнатура и повышена надежность плюс использована новая компоновка комплекта датчиков, обеспечивающая более эффективную работу в автономном режиме. Предполагается, что две системы SMSS будут развернуты для работы в Афганистане при проведении последующих испытаний в середине 2010 г. Если ее преимущества будут подтверждены, то поступит заказ для других подразделений армии.
Примечательно, что на выставке в Вашингтоне фирма Lockheed Martin продемонстрировала систему SMSS в связи с показом универсальной системы для переноски груза (HULC). Система является полезным дополнением к системе SMSS и служит в качестве средством перемещения грузов в случаях, когда местность становится непроходимой для автотранспортной платформы. Имея вес порядка 13,6 кг, система HULC оказывает помощь солдату и делает его способным переносить груз порядка 91 кг.
Прагматический подход к технологии использования автоматических наземных машин (UGV) принят на вооружение фирмой Oshkosh Defense. Он служит для реализации проекта, финансируемого управлением DARPA. В нем сочетаются дистанционное управление и автономный режим работы со штатной военной машиной логистики. В перспективе это позволит сократить персонал, необходимый для военного патрулирования и сопровождения грузов материально-технического назначения в боевых зонах.
В рамках группы, которая реализует проект TerraMax, фирма Oshkosh Defense отвечает за внедрение аппаратных средств, имитацию и моделирование, электропривод, определение координат и за общее направление проектирования. Фирма Teledyne Scientific Company обеспечивает разработку эффективных алгоритмов, поддерживающих выполнение боевой задачи и планирование маршрута движения, а также управление машиной на высоком уровне.
Одновременно Пармский Университет ведет разработку системы наблюдения в разных направлениях (MDV-VS). Фирма Ibeo Automobile Sensor поставляет специализированную систему LIDAR, в которой применены ее датчики XT Alasca, Аубурнский Университет занимается внедрением комплекта GPS/IMU и оказывает помощь в вопросах управления машиной.
Машина TerraMax — вариант военного грузовика с колесной формулой 4х4, оснащенный независимой подвеской TAK-4. Он имеет длину 6,9 м, ширину 49 м, высоту 2м. Весит порядка 11 тонн, может перевозить полезную нагрузку массой до 5 тонн. Грузовик приводится в движение 4-тактным дизельным двигателем С -121 с турбонаддувом. Мощность двигателя 425 л.с., имеется 6 цилиндров с рядным расположением и объемом 11,9 литра. Производится двигатель фирмой Caterpillar. Максимальная скорость машины — 105 км/ч.
Автономная система управления, разработанная в виде отдельных модулей, включает в себя камеры, систему LIDAR, навигационную систему GPS/IMU, компьютерную электронную систему с уплотнением каналов, навигационные компьютеры для управления датчиками, управление мировой картой, планирование маршрута и управление высокого уровня в реальном времени и регулируемые тормоза, рулевое управление, двигатель и трансмиссию.
Выбор маршрута для конвоя
Адаптация технологии TerraMax для решения задач конвоирования началась с подписания контрактов фирмой Oshkosh с научно-исследовательскими организациями. Для этого на борту машины TerraMax установили систему-имитатор. Она выполняет функцию проводника для конвоя и передает информацию о маршруте автоматическим машинам, следующим сзади, обеспечивая безопасность людей, животных и других машин. В марте 2009 г фирма Oshkosh сделала публичное сообщение, что она тесно сотрудничает с морским управлением США для оценки использования машины TerraMax в качестве робота R-MTVR в различной обстановке при выполнении боевых задач.
Фирмой-новичком в данной области является компания Vecna Robotics, которая выпускает автоматические наземные машины Porter. Эти машины занимают свободную нишу между индивидуальными системами для переноски оборудования и обычными транспортными машинами военного назначения. Предназначены для обслуживания и транспортировки груза в пределах от 90 до 272 кг. Машина с колесной формулой 4х4 имеет следующие размеры: длина -1,21м, ширина - 0,76м и высота - 0,71м. Вес машины составляет 90 кг.
Для перевозки различных видов полезной нагрузки машина может иметь различные варианты исполнения и способна развивать максимальную скорость, превышающую 16 км/ч. Максимальный пробег машины - 50 км. Пробег зависит от характера местности и конструкции литиевых полимерных аккумуляторов. Аккумуляторы могут перезаряжаться в полевых условиях и для этой цели используются специальные зарядные устройства. Машина может управляться в пределах прямой видимости до 32 км.
Робот Porter, который в настоящее время существует в виде опытного образца (этап НИОКР), оснащен полуавтоматическим комплексом управления. Комплекс управления обеспечивает уравновешивание груза и выбор положения в пространстве, задает режимы следования и сопровождения. Независимый комплекс управления выполняет GPS-навигацию, планирование маршрута и картографирование местности. Он управляет положением в пространстве для уравновешивания груза плюс режимами следования и конвоирования, или автономным комплексом управления, включающим в себя GPS-навигацию, планирование маршрута и возможность картографирования местности. Программа беспилотного летательно-грузового комплекса (UAS) корпуса морской пехоты США наглядно демонстрирует возможности нового поколения платформ доставки беспилотных систем. Лаборатория изучения боевых действий корпуса морской пехоты (MCWL) обратилась с просьбой к заказчику показать к февралю 2010г грузовой беспилотный летательный комплекс (UAS), способный к работе в удаленных местах.
Требования к UAS в основном формулировались, исходя из опыта, приобретенного в результате боевых действий в Афганистане. Так, общий вес материально-технического обеспечения, требуемого на такое подразделение, как рота в течение суток, составил 10000-2000 фунтов. (4,5 - 9 тонн).
Характеристики, приводимые в информации лаборатории НИИ корпуса морской пехоты (MCWL), отражают возможность доставки как минимум 4,5 тонн груза в течение 24 часов. В перспективном плане усилия сосредоточены на перевозке груза весом 9 тонн на расстояние 150 миль в оба конца. Минимальным элементом грузового пакета должен быть эквивалент стандартного деревянного поддона (1,22 м х 1,02 м х 1.7 м), нагруженного весом 340 кг (450 кг в перспективе). Груз требуется доставить в зону прямой видимости для возможности использования дистанционного управления. Погрешность доставки не должна выходить за пределы 10 м.
Требования предъявляемые к платформе, заключаются в возможности перемещения при полной нагрузке со скоростью 130 км/ч. и парении над землей на высоте 3600 м. Однако при полной загрузке платформа находится на высоте полета, равной 4500 м, в слоях атмосферы высокой плотности. Применение UAS должно быть согласовано с агентствами аэрокосмического управления, причем радиочастоты для управления и командования должны быть совместимы с требованиями конкретной зоны.
В августе 2009 г. лаборатория MCWL объявила, что она изучила предложения и остановила свой выбор на двух из них, которые могут быть основой для заключения контракта на беспилотный летательный комплекс транспортного назначения UAS. Предложены система K-MAX, совместно изготовляемая фирмами Lockheed Martin и Kaman, и система A160T Hummingbird, изготовляемая фирмой Boeing.
В марте 2007 г. фирма Lockheed Martin и Kaman создали группу K-MAX. Благодаря заключенному соглашению и последующей работе создана система управления UAS C2, изготовленная фирмой Lockheed Martin. Она установлена в вертолет средней грузоподъемности, который широко используется в строительстве и лесозаготовительной промышленности.
Конструкция K-MAX характеризуется наличием двух лопастей, вращающихся в противоположных направлениях, что позволяет отказаться от использования хвостового винта при одновременном увеличении подъемной силы. При перевозке максимального веса порядка 3109 кг вертолет K-MAX может лететь со скоростью 146 км/час на дальность порядка 400 км, без такой загрузки он может лететь со скоростью 180 км/час на дальность до 490 км. Поскольку используется модернизированная пилотируемая платформа, вертолет K-MAX может, при необходимости, управляться бортовыми органами управления полетом. Отмечено, что группа разработки направляет свои усилия на выполнение требований UMSC (корпус морской пехоты США), а не на поиск новых путей Группа разработки уже модернизировала летательный аппарат и дополнила его рядом систем, включая системы связи в пределах прямой видимости, общий канал связи тактического назначения, резервную систему управления полетом и резервные системы навигации ИНС и GPS.
Грузы для доставки по воздуху
Внутри летательного аппарата не размещается контейнер, соответствующий требованиям USMC. Это обусловлено тем, что его транспортировка не разрешается из-за превышения весовых норм, и по этой причине любой груз приходится перевозить под платформой.
Группа разработки K-MAX указывает на расширенные возможности платформы. В частности, она способна перевозить значительные по весу грузы в подвешенном состоянии. Одной из отличительной особенностей летательного аппарата (вертолета) K-MAX является наличие грузовой тележки, которая позволяет грузу перемещаться вдоль и поперек корпуса вертолета, обеспечивая размещение центра тяжести груза непосредственно под валом лопасти. Этим достигается стабильность положения летательного аппарата, обеспечивается легкость управления автопилота для контроля за грузом. Предусмотрены датчики, соединяющие нагрузку с автопилотом, что обеспечивает стабилизацию положения. Во время испытаний искусственно имитировалось изменение нагрузки. Автопилот осуществлял балансировку за три или четыре раскачки в сторону.
Система загрузки вертолета K-MAX характеризуется также наличием поворотного загрузочного устройства с 4-мя захватами, способного нести нагрузку свыше 2700 кг, причем каждый захват работает автономно, что позволяет доставлять грузы в разные точки.
На данный момент времени группа разработки робота K-MAX, используя подвесной груз, изучила как доставлять груз при малом объеме платформы для его размещения. Известно, что фирма провела испытания на прочность конструкции с внешними топливными баками. С учетом этого, она придерживается мнения, что перевозимый груз необходимо транспортировать в подвешенном состоянии. При контейнерных перевозках требуется приземлять их в направлении полета в конкретных точках приземления, что вызывает затруднения. Груз в подвешенном состоянии, когда вертолет зависает над заданным местом, можно отцепить от буксировочных тросов. Такая операция является более эффективной и менее опасной.
Для управления платформой группой разработки K-MAX используется ноутбук. В примененном блоке управления используются программа С2. Она содержит информацию о плане полета, загруженную в бортовой управляющий компьютер, причем в любой момент времени полета эти данные могут быть изменены.
Группа разработки K-MAX провела ряд показов: в апреле 2008 г. данная система была успешно продемонстрирована армии США, а в ноябре — корпусу морской пехоты США. Был продемонстрирован автономный взлет и посадка вертолета плюс захват и доставка подвешенной на тросе нагрузки, имеющей вес порядка 1,3 тонны. Помимо этого, показана возможность выбирать обходной путь, менять маршрут, проводить другие изменения для выполнения боевой задачи и противодействовать возможным угрозам. Согласно информации группы разработки, система в настоящее время отвечает требованиям, заданным MCWL.
В июле 2009 г. платформа была испытана. На ней помещался груз весом от 1,3 тонны до 7 тонн. Последующие испытания имели место в ноябре и декабре. Вертолет K-MAX работал в автономном режиме. Использовались различные нагрузки на высотах до 4,5 км.
Ряд требований, предъявляемых MCWL, продемонстрирован вертолетом Hummingbird A160T (военное обозначение YMQ-18A), выпускаемым фирмой Boeing. Он также установил ряд рекордов в своем классе беспилотных летательных аппаратов и винтокрылых платформ. Длительность полета без дозаправки с использованием режима зависания над землей на высоте 5 км составила почти 19 часов.
Расширение функциональных возможностей платформы достигается благодаря современной конструкции главной роторной системы. Оптимальная частота вращения ротора отвечает условиям полета, высоте, весу, скорости и т.п. При этом увеличивается кпд системы, обеспечивающей возможность полета Hummingbird на больших высотах, увеличенных скоростях полета при повышенной надежности.
Скорость и эффективность
Вертолет Hummingbird характеризуется использованием двухскоростной коробки передач, которая позволяет выбирать пониженную передачу в процессе полета и замедлять частоту вращения главного ротора вертолета, сохраняя эффективную скорость.
Другим положительным фактором, влияющим на работу Hummingbird, является малая дисковая нагрузка. Она позволяет снизить уровень мощности, требуемый для зависания вертолета в воздухе. Благодаря этому улучшается работа на больших высотах в разреженной воздушной атмосфере в течение длительного периода времени или при увеличение веса (а поэтому, полезной нагрузки). Дисковая нагрузка Hummingbird почти в два раза меньше, чем винтокрылых платформ, управляемых оператором.
Приводом первых систем служили 4-х или 6-ти цилиндровые бензиновые двигатели, связанные с роторными системами, оснащенные тремя лопастями. Однако в связи с двумя авариями, которые имели место в роторах, конструкцию пришлось изменить для установки 4-х лопастного ротора. Современная модель вертолета оснащена турбинным двигателем 207D производства фирмы Pratt & Whitney, 4-х лопастным основным ротором и двухлопастным хвостовым ротором. В настоящее время разработчики фирмы Boeing нацелены на достижение эксплуатационной скорости порядка 250 км/час, максимальной скорости 306 км/час, максимальной рабочей высоты порядка 9 км и длительности работы более 20 часов на высоте 4,5 км и дальности, превышающей 2250 миль. В вертолете имеется ряд конструктивных участков повышенной прочности, предназначенных для переноски грузов на стропах или грузовых контейнеров. Отмечено, что летательный аппарат YMQ-18 способен одновременно транспортировать по воздуху груз на тросе и грузовом контейнере.
Платформа препятствует раскачиванию, обусловленному наличием подвешенной нагрузки, что обеспечивается реакцией на управление полетом.
Hummingbird имеет обтекаемый фюзеляж, изготовленный из легкого углеродного волокна и убирающиеся шасси, которое снижает лобовое сопротивление и улучшает рабочие характеристики. Лопасти ротора предназначены для обеспечения оптимального подъема во всем диапазоне скоростей и выполнены из композитных материалов для снижения веса и увеличения жесткости.
Представители фирмы Boeing также указывают на то, что летательный аппарат YMQ-18 может выполнять функции сбора данных, наблюдения и разведки, а наличие грузовой платформы увеличивает потенциальные возможности. Фирмой также разработан грузовой контейнер обтекаемого профиля, что позволит аппарату Hummingbird летать с высокой скоростью, хотя и с уменьшенной грузоподъемностью.
Беспилотный летательный аппарат Fire Scout в роли грузового перевозчика
Фирма Northrop Grumman рассматривает беспилотный летательный аппарат (UAV) MQ-8B Fire Scout в качестве средства грузовых перевозок. В перспективе, аппарат, заказанный армией и ВМФ США, будет играть важную роль. Армия и ВМФ США остановили свой выбор на беспилотном летательном аппарате Fire Scout после аннулирования программы боевых систем будущего (FCS). Тем не менее, аппарат UAV класса IV сохранил свое место в программе модернизации.
Аппарат Fire Scout, базируется на конструкции коммерческого вертолета Schweizer, модель 333. В нем используется турбовальный двигатель 250-С20W мощностью 320 л.с., изготовляемый фирмой Rolls-Royce. Коробка передач служит для обеспечения непрерывного режима работы при мощности 320 л.с. Максимальная скорость аппарата составляет 210 км/час, потолок полета - 6 км.
Главное назначение Fire Scout заключается в сборе информации, наблюдении и разведке.
На платформе размещена внешняя полезная нагрузка, которая уложена на крыльях с каждой стороны фюзеляжа и хотя каждое крыло может нести 90 кг, на них нельзя разместить стандартный контейнер в соответствии с техническими требованиями MCWL. Сегодня фирма Northrop Grumman еще не представила вариант доставки груза в подвешенном на тросе состоянии.
Хотя сегодня отсутствует возможность доставлять груз в стандартных контейнерах, Fire Scout представляет собой относительно отработанный винтокрылый аппарат, открывающий широкие перспективы для развития роботизированных грузовых перевозок. Если возможность осуществления подвески груза на тросе будет реализована, вероятно ВМФ США будет склоняться к выбору именно этой платформы. Платформы Fire Scout подвергаются оценке возможности использования в военной области, в частности на боевых фрегатах.
Израиль идет по пути, отличному от создания грузовых UAV, что нашло свое отражение в разработках систем для снабжения и эвакуации персонала (Urban Aeronautics и AirMule соответственно). Первый этап этих разработок, включающих в себя полетные испытания, успешно завершен 11 января 2010 г.
Этот бескрылый самолет продемонстрировал самостоятельное зависание на высоте 60 см от поверхности земли, при этом система управления полетом обеспечила стабилизацию относительно трех осей вращения.
Сергей Вэй
