Які безпілотники потрібні для української армії? [Дослдідження]

Зараз уже очевидно, що нові безпілотні технології можуть зберегти багато життів воїнів української армії та сприяти швидшому завершенню конфлікту між Україною та РФ.

Водночас навіть серед професіоналів немає однозначності які літальні аппарати та з якими характеристиками та за яку ціну необхідні. Більшість же програмістів та волонтерів, котрі могли б бути корисні при розробці та впровадженні БПЛА для армії в рамках краудфундингових проектів розгублені, оскільки дуже часто під БПЛА маються на увазі зовсім різні класи апаратів з різними завданнями та, відповідно, характеристиками.

Найбільш часті запитання, котрі я бачив в дискусіях:

  • Чи потрібно безпілотнику ручне керування чи краще політ по заданому маршруту?
  • Використовувати оглядову камеру чи HD-камеру з фокусуванням?
  • Квадрокоптер чи планер, що краще?
  • Якщо планер, електродвигун чи бензиновий?
  • Чи є сенс в тепловізорах на БПЛА?
  • На яку відстань можна передати сигнал відео? На яку сигнал управління?


Загалом основні компоненти, з яких може складатись БПЛА і довкола яких ламаються списи, наступні:

  • Власне літальний аппарат, що може бути планером або квадрокоптером (октокоптером) і складається з:
    • стійкого корпусу
    • двигунів (бензинових чи електричних)
    • батареї чи системи подачі палива
  • Передача одностороннього сигналу для керування (його кодування) (О -> БП) – Transmitter
  • Прийом сигналу на БПЛА (можливо декодування) – Receiver
  • Перетворення сигналу від оператора в рухи рулів – Servo мотори
  • Відслідковування апаратом свого місцезнаходження: GPS-модуль
  • Передача одностороннього сигналу про місцезнаходження (БП -> O): Transmitter
  • Прийом сигналу про місцезнаходження та позиціонування на карті – Receiver + Soft
  • Відео-камера
  • Записуючий пристрій?
  • Передача сигналу від відео-камери (БП -> O) Video Transmitter – Receiver
  • Камера високої роздільної здатності з фокусуванням
  • Передача сигналу управління/фокусування камери (O -> БП): Transmitter – Receiver – Servos

Дане дослідження має на меті розділити БПЛА (безпілотні літальні аппарати) на класи згідно світового досвіду та зібрати в одному місці всі найкращі практики чи компоненти для розробки тих чи інших класів БПЛА. Сподіваюсь, це дослідження допоможе новим громадським ініціативам розробників БПЛА, котрі створюються на вимогу часу, зрозуміти де вони можуть бути корисні. А тим ініціативам, котрі вже досягли успіхи в розробці, залучити нових розробників-волонтерів та використати досвід “коллективного розуму” в підборі компонентів чи технологічних рішеннях.

Клас “Ближнiй розвiдник” – основна функція: постійна розвідка переднього краю в умовах пересіченої місцевості чи міської забудови, виявлення засідок перед рухом вперед. Ситуації, коли просто потрібно піднятись на 30-50 метрів вверх і подивитись вперед.

Основні характеристики цього класу:

  • Квадрокоптер на електричних двигунах
  • Дальність управління з пульта і передачі відео: 1-2 км в прямій видимості
  • Польотна стеля – до 100 м.
  • Передача відео на пульт
DJI Phantom 2 Vision Main

DJI Phantom 2 Vision Main

Такі розвідники не використовуються широко арміями світу. Вони легко вразливі стрілецькою зброєю. І мають лише такі плюси:  квадрокоптери легко купуються, збираються і експлуатуються. Зокрема готовий DJI Phantom 2 Vision+ (на картинці) з польотним часом в 25 хвилин та передачею відео на смартфон по Wi-Fi на відстань до 700 м. можна купити на сайті виробника за $1300  Ще зовсім недавно його продавали на Розетці за 16 000 грн. При бажанні можна докомплектувати більш місткою батареєю, що звільшить час перебування в повітрі. Взагалі зараз можна легко знайти безліч пропозиції готових квадрокоптерів (500$-1000$) та FPV-камер за $120, що можуть передавати зображення по Wi-Fi на відстань до 1 км.

За бажанням такі дрони можуть комплектуватись тепловою або камерою нічного бачення для контролю периметру баз та розташувань військ вночі.

Клас “Коригувальник вогню/Патрульний” – основна функція зависання малопоміченим в заданій точці на великій висоті впродовж довгого часу. Також може використовуватись для контролю всього, що відбувається на заданій території.

Основні характеристики:

  • Польотна стеля: 1000-5000 м.
  • Дистанція використання: до 20 км.
  • Час польоту: 3-5 годин
  • Бензинові двигуни
  • декілька HD-камер з фокусуванням
  • Передача потокового відео на базову станцію
Перший Народний Безпілотник

Перший Народний Безпілотник

Власне безпілотники даного класу розробляє ініціатива “Перший народний гелікоптер”

Армія США використовує для цих цілей бензинові планери типу ScanEagle, котрі можуть зависати на більше ніж 24 години. Загалом при наявності універсального RQ-11 Raven, про який мова нижче, ScanEagle використовуються армією США для контролю над значними морськими просторами або супроводу кораблів. Широко використовувались для боротьби з сомалійськими піратами.

Клас “Оперативний батальйонний розвідник”
Переважна більшість безпілотників цього класу – це електричні планери, котрі можуть здійснювати контрольований політ на дальність до 10 км., впродовж 45-90 хв. і передавати відео-зображення та GPS-сигнал про своє місце-знаходження на пульт оператора.

Основні важливі характеристики цього типу:

  • Планер зі стійким корпусом
  • Електричні двигуни
  • Запуск з руки
  • Час польоту – від 45 до 90 хвилин
  • Дальність дії – до 10 км (дальність управління та передачі відео)
Юрій Касьянов презентує прототипи українських БПЛА

Юрій Касьянов презентує прототипи українських БПЛА

Найбільших відомих успіхів в цьому класі досягла група Юрія Касьянова.

RQ-11 Raven

RQ-11 Raven

Це найбільш масовий тип в Армії США. Основна модель, котра використовується – Raven (“Ворон”), було побудовано близько 19 000 штук цього типу. Виглядає так, що його вибрано за базовий і подальші наробки базуються на ньому.
В станцію спостереження входить три такі БПЛА + машина з операторами. В комплекті кожного планера є запасна змінна батарея, що дозволяє перезапустити її знову одразу по приземленні.

В армії РФ в основному використовуються безпілотники “Елерон” та “Груша”, котра є просто військовим використанням комерційного безпілотника Zalla

Клас “Тактичний бригадний розвiдник”
Основне завдання – попередня розвідка місцевості та стаціонарних воєнних об’єктів ворога на глибину до 50-70 кілометрів.
Основні характеристики цього класу:

  • Тип: Бензиновий планер;
  • Запас ходу: 3 год;
  • Дальність використання: 50-60 км;
  • Вiдео: запис на картку;
  • Управління: автономний політ по GPS-точкам;

Також можлива оперативне управління та фото-зйомка через супутниковий зв’язок з пересиланням фото в режимі реального часу.

Прикладом такого безпілотника в армії США є RQ-7 Shadow, котрий виготовляється ізраїльською AAI з наступними характеристиками:

  • Довжина: 3.4 м.
  • Розмах крил: 4.3 м.
  • Споряджена вага: 170 кг.
  • Крейсерська швидкість: 130 км. / год.
  • Дальність використання: 109 км.
  • Тривалість польоту: 6 годин/ 9 год. (Increased Endurance)
  • Польотна стеля: 4 500 м.

“Тінь” комплектується лобовою інфрачервоною камерою, а також оглядовою камерою з інфра-червоним фільтром та лазерною указкою. Безпілотник здатний передавати зображення з камери на відстань більше 100 км. на частоті 500–1000 MHz в зоні прямої радіо-видимості.

RQ-7 Shadow

RQ-7 Shadow

Вартість повної системи, що складається з трейлера контролю польотів та 4 безпілотників складає $15.5 млн., вартість однієї одиниці – $750 000.

Очевидно, що такі безпілотники, особливо за можливості оперативної передачі зображення, були б гранично корисні українській армії. Проте велика вартість одиниці та всього комплексу бачиться поки що непідйомною для оборонного бюджету чи можливостей волонтерів.
Можливо корисно було б розпочати з простіших моделей з записом відео на картку, котрі можуть бути побудовані в межах до 10 000$ і використовуватись в більшості випадків. Бензиновий планер, здатний подолати потрібну відстань можна купити за $2000-$4000. Решта “начинки” може базуватись на ArduPlane проекті та залишається у рамках фантазії і вміння розробників, але не мала б перевершувати $1000. Фактично найскладніша частина – потужна Transmitter&Receiver пара, для управління польотом з землі. Все решта – програмне рішення або набір стандартизованих частин, кожна з яких – в межах $100.

Клас “Стратегiчний штурмовик-розвiдник”
Основне завдання – політ на значну відстань, можливо в іншу країну, спостереження за заданим районом, завдання ракетного удару. При польоті на висоті 20 000 метрів такий літальний аппарат може спостерігати територію діаметром до 1000 км., що дозволяє використовувати його для контролю кордонів, значних морських територій чи територій “проблемних” країн.

Основні характеристики цього класу:

  • Турбогвинтові двигуни
  • Запас ходу: 1000 – 5000 км.
  • Час польоту: 14-25 год
  • Польотна стеля: 15 000 м.
  • Технології малопомітності
  • Вартість одиниці: $2млн – $20 млн.
MQ-1 Predator

MQ-1 Predator

Родоначальником цього класу по праву вважають американський MQ-1 Predator, котрий використовується з 1995 року. Всього США було збудовано близько 360 таких БПЛА (285 RQ-1, 75 MQ-1) при вартості однієї одиниці в $4 млн. “Хижак” може летіти на 740 км і проводити в повітрі до 14 годин.

Зараз на озброєння армії США вже поступило нове покоління безпілотників цього класу, одним з яких є MQ-9 Reaper, з польотною стелею в 15 км і автономним часом польоту в 16-28 годин. Цей літальний апарат довжиною в 12 м. та з розмахом крил в 20 м. може летіти на відстань до 6000 км і нести корисну вагу до 1700 кг. з крейсерською швидкістю в 250 км/год.
Інший приклад БПЛА нового покоління – MQ-1C Gray Eagle з вартістю за одиницю в $21.5 млн. та тривалістю польоту в 30 годин.

РФ розробляло в даному класі Дозор-600 , але не досягло значних успіхів. Зараз оборонний комплекс РФ зосередився на побудові нового безпілотника, котрий би працював через ГЛОНАС і мав бути представлений в 2014 році.

Розробка українських безпілотників в цьому класі поки видається передчасною, потреба в них може з’явитись не раніше ніж через рік-два.

Я сподіваюсь, ми повторимо шлях Ізраїлю, котрий зараз вважається другим у світі по безпілотним технологіям. І наробки ініціативних груп зможуть бути використані вже після закінчення конфлікту. Можливо, в України з’явиться декілька нових технологічних компаній, котрі будуть виробляти та експортувати різні класи військових БПЛА. Всі можливості і потенціал для цього є, напрямків куди розвиватись і покращувати – на 10-15 років.

І не варто забувати, що військове – лише одне з багатьох застосувань БПЛА. Зараз у світі розгортається використання безпілотників в кінематографі, спорті, для потреб поліції, пожежного контролю, наукових дослідженнях. Все більшої популярності набуває доставка невеликих вантажів за допомогою дронів.

  • Loading tweets...