Вертолёт 2000 04

Отличительной особенностью беспилотных самолетов взлетной массой более 10 кг является то, что взлет и посадку они осуществляют с привлечением вспомогательных систем: стартовых катапульт, ускорителей, улавливающих сетей или парашютов и т.п. Такие БПЛА должны иметь высокий запас прочности для обеспечения их многоразового использования. В свою очередь, это приводит к снижению весовой эффективности конструкции БПЛА типа «самолет», практически уравнивая данный показатель с вертолетным (рис. 2). Под весовой эффективностью понимается отношение массы полезной нагрузки к полной массе беспилотного аппарата.

Основной особенностью беспилотных вертолетов является способность вертикально взлетать и приземляться на практически неподготовленные площадки, а также возможность зависать во время полета. Из диаграммы на рис. 3 видно, что главным условием применения вертолетов является полет со скоростью менее 50 км/ч, включая режим висения.

Характеристики БПЛА, заявленные в публикациях, свидетельствуют, что редкие вертолеты рассматриваемого типоразмера проектируются для полетов более чем на 10 км, а большинство их используется для полетов вблизи места старта. Однако БПЛА небольших размеров вместе со стартовым комплексом и системой управления легко транспортируются к месту выполнения работ небольшим грузовым автомобилем, что в некоторых случаях облегчает решение проблемы малого радиуса действия вертолета.

Следует отметить, что концепция получения информации с носителя при помощи систем, интегрированных с пусковым комплексом, уже не может считаться передовой. В настоящее время представляет интерес другое решение, согласно которому запускаемый в некоторой точке Земли БПЛА на время полета становится частью стратегической системы, включающей в себя в конкретный момент времени комплекс всех «наблюдательных» средств в регионе. В таких системах беспилотные летательные аппараты будут выполнять функции либо наблюдения и передачи к ближайшему ретранслятору полученной информации, либо только ее ретрансляции. Запущенный БПЛА после достижения крейсерских режимов полета переходит из-под управления стартового комплекса под управление командного пункта, который может находиться практически в любом месте планеты. В этом случае нельзя заранее отдать предпочтение какому-то одному типу БПЛА: самолету, вертолету и др. Можно говорить об оптимизации применения в каждом конкретном случае определенного типа летательного аппарата с максимальным использованием его преимуществ при минимальном проявлении его недостатков.

Масса бортового комплекса, а также потребные дальность и скорость полета определяют конструктивные параметры и типоразмер БПЛА. По месту расположения управляющего модуля эти системы могут быть разделены на две группы: системы управления с управляющим модулем вне летательного аппарата и системы управления с управляющим модулем на борту БПЛА.

Для первой группы возможны следующие «сценарии» управления. Первый – когда полет носителя проходит в области визуального контакта с оператором, осуществляющим пилотирование. Носитель оборудован системой приема сигналов управления и исполнительными механизмами.

Второй предполагает полет носителя без визуального контакта. Пилотирование осуществляется управляющим модулем, расположенным вне носителя. Для восполнения недостающей информации о положении аппарата используются внешние или бортовые системы, определяющие необходимые для управления данные.

Вторая группа систем управления предусматривает полет носителя на любое удаление вплоть до максимального радиуса действия БПЛА. Пилотирование носителем осуществляется бортовым вычислительным комплексом. Постановка целевой задачи выполняется в форме замкнутого или незамкнутого полетного задания. Полетное задание закладывается в память БПЛА перед взлетом. В систему управления аппаратом входят датчики состояния и положения, вычислительный комплекс и исполнительные устройства. Возможно также и наличие системы связи для обмена данными с оператором.

Анализируя типы бортовых комплексов, можно сделать вывод, что БПЛА предназначены либо для полетов с малыми скоростями вблизи оператора, либо для полета вне визуального контакта с относительно большими скоростями и радиусами действия. Таким образом, проектирование малоразмерных беспилотных вертолетов должно производиться с оптимизацией летных характеристик как минимум для двух диапазонов скоростей (до и после 50-60 км/ч). Проектирование вертолета, предназначенного для полета с высокими горизонтальными скоростями, надо производить вместе с оценкой эффективности применения в таких случаях и самолетов, так как их показатели в рассматриваемом случае могут оказаться более приемлемыми. К числу определяющих факторов, кроме скорости полета, следует отнести и ограничения по габаритам, накладываемые требованиями эксплуатации.

Рис 2. Показатели энерговооруженности и весовой эффективности рассматриваемыъ самолетов и вертолетов