Владимир Фетисов - Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние

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.

Существует большое количество различных определений БПЛА. Вот одно из самых простых: "Беспилотный летательный аппарат – это летательный аппарат без человека (экипажа) на борту" [9]. Однако в таком случае к БПЛА нужно причислить вообще все летающие искусственные объекты, что, очевидно, неправильно.

На сегодняшний день наиболее адекватным определением БПЛА представляется то, которое практически повторяет определение для беспилотного мобильного средства, данное в подразделе 1.1. Отличие состоит лишь в указании среды функционирования. Повторим это определение применительно к БПЛА.

Беспилотный летательный аппарат – это летательный аппарат многоразового или условно-многоразового использования, не имеющий на борту экипажа (человека-пилота) и способный самостоятельно целенаправленно перемещаться в воздухе для выполнения различных функций в автономном режиме (с помощью собственной управляющей программы) или посредством дистанционного управления (осуществляемого человеком- оператором со стационарного или мобильного пульта управления).