Авиация и космонавтика 2002 02

Второй проблемой после планера является силовая установка микро- БПЛА – достаточно легкая и компактная. Наиболее часто предлагается здесь схема электролета с мотором мощностью порядка нескольких Ватт и с классическим винтом. И с серьезной проблемой разработки компактных источников питания. Даже при использовании наиболее емких литиевых аккумуляторов продолжительность полета составляет сейчас не больше получаса (военные требуют минимум час полета). При наличие других потребителей электроэнергии (системы навигации, радиопередачи, средств разведки и другой полезной нагрузки) реальная продолжительность полета такого электролета может составить всего несколько минут. Причем здесь может сказаться хроническая болезнь аккумуляторов – никогда не знаешь, сколько реально ампер-часов можно получить после очередной подзарядки. В холодную погоду можно ожидать и другой сюрприз – резкое снижение емкости аккумуляторов. Все это может вести к большому проценту потерь микро-БПЛА в эксплуатации, порой делая их одноразовыми. Разработка различных прогрессивных технологий, вроде рекуперации тепла при работе электромотора, может привести к усложнению и к удорожанию БПЛА. Идеальными на БПЛА смотрелись бы топливные элементы. Кроме того, в пределах прямой видимости на электролет вполне можно было бы подавать энергию с помощью направленного радиолуча или лазера.

У электролета есть и еще одно важное преимущество – возможность повторного взлета в случае падения аппарата на землю или промежуточной посадки (это требование DARPA выдвигает для микро-БПЛА второго поколения). Учитывая сложную электронную начинку и небольшой вес микро-БПЛА, достаточна высока вероятность потери управления вследствие сбоя в работе электроники или, например, резкого порыва ветра. Электролет же, особенно со схемой вертолета, после восстановления работоспособности вполне может вновь подняться в воздух. Микро-БПЛА с подобной компоновкой может использоваться также для выполнения своих задач с места промежуточной посадки, причем не только с земли, а, например, с вертикальной стены здания или из кроны дерева.

Использование двигателей внутреннего сгорания менее предпочтительно по причине большего шума и вибраций, большой капризности в обслуживании, тем более в полевых условиях. Положительные качества – большая относительная мощность, продолжительность полета и надежность. При этом уже сейчас вполне реальна разработка миниатюрных ДВС размерами в несколько миллиметров, пригодных для применения на самых настоящих "электронных мухах". Как вариант простого и дешевого решения могут использоваться миниатюрные реактивные двигатели.

Локхидовский "МикроСТАР" пока имеееш дистанционное управление, хотя должен получить автопилот и навигационную систему. Работу ведет небезизвестное отделение Локхида – "Сканкс уоркс" – создатель U-2, SR-7J, F-117, JSF.

"Черная вдова" – первый реальный результат в области работ по микро-роботам. На прозрачной модели видны: прямо перед мотором – литиевые батареи, в центре – блок гироскопов, в носовой части – приемник системы глобального позиционирования GPS

Проблемы с подобными силовыми установками привели к обращению к нетрадиционным схемам и решениям. Например, Технологический институт из Джорджии предложил проект махолета с новой силовой установкой -"химическими мускулами". При этом химическая энергия будет не только поднимать махолет в воздух, но и питать его электронное оборудование. В процессе выполнения задания такой микро-БПЛА может совершать посадки и дозаправляться биомассой, питаясь "подножным кормом"! (Каким – пить кровь врагов или питаться падалью – не сообщается).

Нужно учесть, что область применения микро-БПЛА – ближний бой – зачастую не требует длительного наблюдения за полем боя. Ведь взвод-рота ведет бой, часто находясь от противника на расстоянии броска ручной гранаты. Поэтому вполне реально для некоторых микро-БПЛА вообще отказаться от силовой установки! "Робота" можно ведь запустить в район цели с помощью гранатомета, миномета, с помощью ТРД и простейшей пусковой установки. Спускаясь в районе цели на парашюте, такой "электронный жучок" вполне сможет обеспечить подразделение развединформацией для решающего броска в атаку, огневого налета или обеспечить безопасное уклонение от основных сил противника. То есть от запуска микро-БПЛА и до принятия решения на основе его информации может пройти всего несколько десятков секунд!

Очень сложной проблемой может оказаться связь и передача разведин- формации с микро-БПЛА. Даже установка видеокамеры низкого разрешения требует высокой пропускной способности канала связи при его достаточной мощности, к тому же требующей серьезной помехозащищенности (то есть избыточности информации). Как вариант решения этой проблемы предлагается использование передачи данных по лазерному лучу, который позволяет решить практически все проблемы, кроме необходимости постоянного нахождения микро-БПЛА в прямой видимости с пультом управления.

Навигация микро-роботов может осуществляться как с помощью традиционных средств (гироскопов, приемников систем глобального позиционирования GPS, маячковых систем), так и с помощью, например, "органов чувств", близких к эхолокации летучих мышей. Прием отраженного электронного или ультразвукового сигнала может позволить микро-разведчику избежать столкновений с окружающими предметами и эффективно действовать в зданиях, в городе, лесу, в горах. Примером реализации такой системы (на принципах фасеточного глаза насекомого) может быть разработанный австралийскими учеными летательный аппарат весом всего 52 г, предназначенный для работы в марсианских горных разломах.

Как ни странно, серьезной проблемой в создании микро-БПЛА может оказаться обеспечение его малозаметности. Хотя небольшие размеры аппарата играют тут главную роль, но и действовать они должны-то на коротке – в пределах порой нескольких метров. Реально микро-БПЛА может оказаться хорошо заметным в инфракрасном диапазоне волн или для средств радиоэлектронной разведки. Причем миниатюрность БПЛА просто не оставляет мест и ресурсов для различных мер по снижению демаскирующих признаков. Хорошо, если после обнаружения микро-БПЛА станет целью для банальных дробовиков или помоповых ружей. Гораздо больше проблем для робота могут доставить небольшие генераторы электромагнитного импульса – даже относительно небольшая мощность импульса может отправить "мозг" микро-разведчика в нокаут, а носимые пехотные генераторы помех для системы глобального позиционирования или преждевременного подрыва радиодистанционных взрывателей снарядов уже сейчас реальность.