Беспилотники. Беспилотные летательные аппараты и дроны. История дронов.

Беспилотники.

Беспилотный летательный аппарат - это летательный аппарат без экипажа на борту.

Используемые термины.

Беспилотный летательный аппарат - сокращенно БПЛА, реже БЛА.

Беспилотный летательный аппарат - в разговорной речи также «беспилотник» или «дрон» (от англ. drone - трутень).

Беспилотники.

Беспилотники - в эту категорию входят БПЛА различных конструкций, и различного назначения, которые также могут обладать разной степенью автономности, например - управляемые дистанционно либо имеющие собственное автоматическое программное управление.

В ряде конструкций БПЛА управление может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно - в последнем случае БПЛА называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА).

К основным преимуществам БПЛА можно отнести:

- небольшая стоимость их создания и эксплуатации (при условии равной эффективности выполнения поставленных задач) по сравнению с пилотируемыми аппаратами. Так боевые БПЛА верхнего диапазона сложности стоят приблизительно $6 млн. долл. США, в то время как стоимость сопоставимого пилотируемого истребителя составляет около 100 миллионов долларов.

- небольшие размеры и малая шумность БПЛА.

- отсутствие риска гибели пилота, при авариях и падение БПЛА.

К недостаткам БПЛА относят уязвимость систем дистанционного управления, что особенно важно для БПЛА военного назначения.

Беспилотная авиационная система.

Вместо термина «БПЛА» может использоваться более широкое определение «Беспилотная авиационная система» (БПАС).

Беспилотная авиационная система включает в себя:

- собственно БПЛА;

- пункт управления (пульт оператора, приёмопередающая аппаратура);

- систему связи с БПЛА, это может быть и прямая радиосвязь и спутниковая связь;

- дополнительное оборудование, необходимое для перевозки или обслуживания БПЛА.

История появления беспилотников.

Первые шаги по созданию беспилотных аппаратов.

В военной истории, известен факт использования австрийской армией управляемых по проводам воздушных шаров для бомбардировки Венеции 22 августа 1849 года.

В 1897 году британец Эрнест Уилсон запатентовал систему для беспроводного управления дирижаблем, но сведений о постройке такого аппарата нет.

В 1899 году на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден инженер и изобретатель Никола Тесла продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно. Несмотря на то, что общественность в первую очередь заинтересовало военное применение его изобретения, сам Тесла указывал на потенциально гораздо более широкое применение дистанционного управления, названного изобретателем «телеавтоматикой».

Очевидно, что основным фактором обеспечившим появление дистанционно управляемых машин стало открытие электричества и изобретение радио.

Во время Первой мировой войны в ряде стран, участвовавших в войне, проводились работы по разработке беспилотных летательных аппаратов.

Так, в ноябре 1914 года Военное министерство Германии поручило Комиссии по транспортным технологиям разработать систему дистанционного управления, которая могла бы устанавливаться как на корабли, так и на самолёты. Проект возглавил Макс Виен, профессор Йенского университета, а основным поставщиком технологий стала компания «Siemens & Halske». Менее чем за год испытаний Виену удалось разработать технологию, годную для практического применения на флоте, но «недостаточно надёжную в условиях радиоэлектронного противодействия», а также «недостаточно точную для авиационного бомбометания». «Siemens & Halske» продолжила авиационные эксперименты и в 1915-1918 годах произвела более 100 дистанционно управляемых по проводам планёров, которые запускались как с земли, так и с дирижаблей, и могли нести торпедную или бомбовую нагрузку до 1000 кг. Позже наработки «Siemens & Halske» были применены компанией «Mannesmann-MULAG» в радиоуправляемом бомбардировщике проекта «Летучая мышь». Этот многоразовый БПЛА имел радиус действия до 200 км и мог нести нагрузку до 150 кг. Управление полётом и сбросом бомб производилось с земли и аппарат мог быть возвращён к точке старта, после чего должен был приземлиться с помощью парашюта.

В 1916 году по заказу ВМФ США инженер Элмер Сперри занялся разработкой «Автоматического аэроплана Хьюитта-Сперри» - «летающей бомбы», несущей до 450 кг взрывчатки. Одновременно по заказу армии США компания «Дэйтон-Райт» разработала «Авиаторпеду Кеттеринга» - управляемый часовым механизмом самолёт, который в заданный момент должен был сбрасывать крылья и падать на вражеские позиции.

В это же время над несколькими аналогичными проектами по заказу правительства Великобритании работал и профессор Арчибальд Лоу.

В ходе боевых действиях Первой мировой войны ни США, ни Германия, ни другие страны, БПЛА не применяли, но идеи, заложенные в те годы, позже нашли применение в новых видах военной техники.

В сентябре 1924 года гидросамолёт Curtiss F-5L совершил первый целиком радиоуправляемый полёт, включавший взлёт, маневрирование и посадку на воду.

К середине 1920-х годов пришли к выводу, что боевая авиация может представлять серьёзную угрозу для военно-морского флота. Для отработки навыков отражения нападения с воздуха, флоту понадобились дистанционно управляемые мишени, что дало дополнительный импульс проектам разработки беспилотников.

В 1933 году в Великобритании была разработана первая БПЛА-мишень многократного использования «Queen Bee». Первые образцы были созданы на базе трёх отреставрированных бипланов Fairy Queen, дистанционно управляемых с судна по радио. Два из них потерпели аварию, а третий совершил успешный полёт.

Дроны.

В 1936 году капитан третьего ранга Делмар Фарни, возглавлявший проект радиоуправляемой авиации ВМФ США в своём отчёте впервые употребил слово «дрон», в дальнейшем закрепившееся в качестве альтернативы термину «БПЛА». Под руководством Фарни ВМФ США впервые использовал беспилотную летающую мишень на учениях в 1938 году и вернулся к забытым после Первой мировой проектам «авиационных торпед». В начале 1938 года флот США вёл переговоры с «Американской радиокорпорацией» об использовании телевизионного оборудования для дистанционного управления самолётами. В 1939 году учения, проведённые ВМФ США у берегов Кубы, показали высокую эффективность авиации, поэтому флот заключил с компанией «Radioplane» контракт на разработку большого количества БПЛА для использования в качестве мишеней на учениях. С 1941 по 1945 годы компания произвела более 3800 БПЛА «Radioplane OQ-2».

В СССР в 1930-1940 годах в ленинградском НИМТИ разрабатывался «планер специального назначения» ПСН-1 и ПСН-2 (конструкторы Валк и Никитин). Планер мог нести одну торпеду, запускался с «воздушного старта» (в качестве самолёта-носителя выступал тяжёлый бомбардировщик ТБ-3) и садился на воду. Наведение планера производилось по инфракрасному лучу. Кроме того, проводились опыты по переделке ТБ-3 в радиоуправляемый бомбардировщик одноразового использования.

В течение Второй мировой войны немецкими учёными велись разработки нескольких радиоуправляемых типов оружия: планирующие бомбы Henschel Hs 293 и Fritz X, зенитный БПЛА Enzian, ракеты «Фау-1» и «Фау-2».

В это время, ВМФ США начали активно разрабатывать боевые БПЛА одноразового использования - «авиационные торпеды». В 1942 году были успшно испытаны модели Fletcher BG-1 и BG-2, которые атаковали двигавшиеся со скоростью 7-8 узлов учебные водные цели, были произведены успешные тренировочные сбросы торпед и глубинных бомб с помощью телевизионного наведения. В результате флот заказал производство 500 БПЛА и 170 самолётов-носителей. Чтобы не создавать дополнительную нагрузку на авиационную отрасль, было принято решение конвертировать в БПЛА снятые с вооружения Douglas TBD Devastator.

Одновременно с этим по заказу флота США был разработан БПЛА Interstate TDR-1, способный нести торпеду или 2000-фунтовую бомбу. Первой успешной миссией TDR-1 стала атака на японское торговое судно «Yamazuki Maru» 30 июля 1944 года - на тот момент корабль уже два года сидел на мели на Соломоновых островах, но был вооружён зенитной артиллерией. Всего с 1942 по 1945 год было произведено 195 таких беспилотников.

В это же в армии США проводилась операция «Афродита», в рамках которой 17 отслуживших своё бомбардировщиков B-17 должны были быть переоборудованы в радиоуправляемые БПЛА, начинены взрывчаткой и использованы для уничтожения заводов, производивших ракеты «Фау-1» и «Фау-2». С самолётов было снято всё лишнее оборудование (пулемёты, бомбовые подвесы, сидения), что позволило загрузить в каждый 18 000 фунтов взрывчатки - вдвое больше нормальной бомбовой загрузки. Поскольку радиоуправление не позволяло самолёту безопасно взлететь, взлёт осуществляла команда добровольцев - пилот и бортинженер. После взлёта и набора высоты, экипаж приводил в готовность взрыватели, включал систему радиоуправления и выпрыгивал с парашютами. Дальнейшее управление полётом осуществлялось с борта сопровождающего самолёта через радио- и телесвязь. Из семнадцати БПЛА долететь до цели, взорваться и нанести значительный ущерб удалось только одному, программа была свёрнута.

Помимо этого, в годы войны в США был создан целый ряд управляемых авиабомб, включая самонаводящуюся планирующую бомбу ASM-N-2 Bat - первое в мире оружие схемы «выстрелил-и-забыл».

В начале 1950-х годов ВМФ США использовал шесть БПЛА F6F-5K «Хеллкэт» для бомбардировок стратегических объектов в Северной Корее, но проект был свёрнут в связи с низкой эффективностью.

С середины 1950-х в армии США использовались десятки реактивных аппаратов Ryan Firebee в качестве беспилотных мишеней для тренировки лётчиков реактивной авиации. В конце 1950-х Управление начальника научно-исследовательской работы Армии США финансировало программу разработки БПЛА тактической разведки (дивизионного звена), в рамках которой испытывались три типа аппаратов, с требованием обеспечения грузоподъёмности до 45 кг (100 фунтов) полезной нагрузки под установку фото- и видеоаппаратуры, а также радиолокационных средств.

Когда в 1960 году над территорией СССР был сбит американский самолёт-разведчик U-2, а его пилот попал в плен. Политические последствия этого инцидента, а также перехват дальнего разведчика RB-47 у границ Советского союза и потери U-2 во время Карибского кризиса заставили руководство США обратить дополнительное внимание на разработку БПЛА-разведчиков и программа по конверсии мишеней Firebee была возобновлена. Её результатом стало появление беспилотных разведчиков Ryan Model 147A Fire Fly и Ryan Model 147B LIghtning Bug, производившихся в разных модификациях вплоть до начала XXI века.

В СССР на базе летающей мишени Ла-17 в КБ Лавочкина был создан беспилотный разведчик Ла-17Р, совершивший свой первый полёт в 1963 году.

23 сентября 1957 года КБ Туполева получило госзаказ на разработку мобильной ядерной сверхзвуковой крылатой ракеты среднего радиуса действия. Первый запуск модели Ту-121 был осуществлён 25 августа 1960 года, но программа была закрыта в пользу баллистических ракет КБ Королёва. Созданная же конструкция нашла применение в качестве мишени, а также при создании реактивных беспилотных самолётов-разведчиков Ту-123 «Ястреб», Ту-141 «Стриж» и Ту-143 «Рейс». В отличие от Ryan Model 147, запускавшейся с воздушного старта, БПЛА Туполева могли взлетать с мобильных наземных комплексов. В 1970-1980 годы было выпущено БПЛА Ту-143 «Рейс» около 950 единиц. Дальнейшим развитием «Рейса» стали Ту-243 в 1980-1990 годы и Ту-300 в 2000-х годах.

Беспилотники. Беспилотные летательные аппараты и дроны. На фотографии БПЛА Ту-143 «Рейс».

На фотографии БПЛА Ту-143 «Рейс».

Еще одной значительной угрозой Холодной войны для США стали советские стратегические подводные лодки. Для борьбы с ними был разработан первый БПЛА-вертолёт Gyrodyne QH-50 DASH, вооружённый торпедами Mark 44 или 325-фунтовыми глубинными бомбами Mark 17. Небольшие размеры аппарата позволяли оснащать им малые корабли, которые в противном случае остались бы без воздушной противолодочной обороны. В период с 1959 года до снятия QH-50 с вооружения в 1969 году было создано более 800 единиц этого БПЛА.

Беспилотники. Беспилотные летательные аппараты и дроны. На фотографии БПЛА - Радиоуправляемый боевой вертолёт QH-50 DASH.

На фотографии БПЛА - Радиоуправляемый боевой вертолёт QH-50 DASH.

Во время войны во Вьетнаме беспилотные самолёты-разведчики США произвели 3435 вылетов, что привело к потере 554 аппаратов. Командование ВВС США высоко оценило возможность направлять беспилотные летательные аппараты на самые опасные миссии, не рискуя жизнями пилотов.

Беспилотные летательные аппараты были применены армией Израиля во время Войны на истощение (1967-1970), затем Войны Судного дня в 1973 году и позже во время боевых действий в долине Бекаа (1982). Они использовались для наблюдения и разведки, а также в качестве ложных целей. Израильский БПЛА IAI Scout и малоразмерные ДПЛА Mastiff проводили разведку и наблюдение за сирийскими аэродромами, позициями ЗРК и передвижениями войск. Поначалу израильские БПЛА понесли большие потери от арабских истребителей МиГ-21 и МиГ-23, и от огня с земли. В дальнейшем, по информации, получаемой с помощью БПЛА, отвлекающая группа израильской авиации перед ударом главных сил вызвала включение радиолокационных станций сирийских ЗРК, по которым был нанесён удар с помощью самонаводящихся противорадиолокационных ракет, а те средства, которые не были уничтожены, были подавлены помехами. Успех израильской авиации был впечатляющим – армия Сирии потеряла 18 батарей ЗРК и 86 самолётов. Успешность применения Израилем БПЛА заинтересовала Пентагон и привела к совместной американо-израильской разработке системы БПАС RQ-2 Pioneer.

На рубеже 1990-х годов, развитие систем связи и навигации, в первую очередь системы глобального позиционирования (GPS), вывели БПЛА на новый уровень эффективного использования и популярности.

Во время операции «Буря в пустыне» БПЛА коалиции совершили 522 вылета, суммарный боевой налёт составил 1641 час. В любой момент операции в воздухе находился как минимум один БПЛА. Важной задачей БПЛА являлось целеуказание и координация огня для стратегических бомбардировщиков B-52, истребителей F-15 и артиллерии размещённых в Персидском заливе кораблей. После нескольких разрушительных обстрелов американской палубной артиллерией, иракские войска начали воспринимать появление дронов в воздухе как начало артподготовки.

В 1992 году израильский БПЛА был впервые использован как боевое средство для лазерного целеуказания при операции по ликвидации в южном Ливане лидера организации Хезболла Аббаса аль-Мусави. БПЛА выследил колонну, в которой ехал Мусави и пометил его автомобиль лазерным маркером, по которому была выпущена ракета со штурмового вертолета.

БПЛА успешно использовались и в операциях по поддержанию мира силами ООН в конфликте в Косово (1999), в Афганистане (2001) и Ираке (2003), выполняя миссии, которые на военном жаргоне обозначались как 3D (англ. dull, dirty, dangerous) - «скучные, грязные, опасные».

Последовательное развитие технологий, и накопление боевого опыта в странах НАТО по применению дронов в боевых действиях, постепенно выдвинули БПЛА на передний край войны: из редких разведчиков и наводчиков они превратились в самостоятельную серьезную ударную силу.

Беспилотники. Беспилотные летательные аппараты и дроны. История дронов. Ударные дроны

В период с 2001 по 2010 год, финансирование, выделяемое США на разработку дронов, удваивалось практически ежегодно, в итоге увеличившись с 5 % от выделяемого на авиацию бюджета до 25 % (с 284 млн долларов в 2000 году до 3.2 млрд долларов в 2010 году). К разведчику RQ-2 Pioneer (масса 205 кг) присоединились ударные дроны MQ-1 Predator (масса 1020 кг) и позже MQ-9 Reaper (масса 4 760 кг), а в 2004 году на вооружение был поставлен разведчик RQ-4 Global Hawk массой 14 628 кг (то есть всего в два раза легче, чем истребитель Миг-29).

В России до 2008 года внимания разработке и внедрению БПЛА уделялось мало. В 2007 году ОКБ «МиГ» и «Климов» представили ударный стелс-беспилотник «Скат», по позже проект был закрыт. В ОКБ Туполева велись также работы по Ту-300, модернизации комплекса Ту-243, но на вооружение этот беспилотник поставлен не был.

Основным вектором развития БПЛА в начале 21-го века стало повышение их автономности. Так, совместный проект ВВС и ВМФ США «Общая беспилотная ударная авиационная система» должен был разработать не только малозаметный БПЛА, но и методы самостоятельной координации БПЛА на поле боя, принятия ими тактических решений на основе поставленных боевых задач.

В 2011 году первый полёт совершил БПЛА X-47B, обладающий высокой степенью автономности и умеющий приземляться в полностью автоматическом режиме, в том числе на палубу авианосца. В апреле 2015 года X-47B произвёл первую в истории процедуру дозаправки в воздухе полностью в автоматическом режиме.

В 2014 году ВС США использовали около 10 000 малых БПЛА (7362 RQ-11 Raven, 990 Wasp III, 1137 RQ-20 Puma и 306 RQ-16 T-Hawk), а также около 1000 средних и тяжёлых БПЛА (246 MQ-1 и MQ-1C, 126 MQ-9 Reaper, 491 RQ-7 Shadow и 33 RQ-4 Global Hawk).

Конфликт между Россией и Грузией в августе 2008 года показал, что российской армии не хватает современных разведывательных беспилотников, и в 2009 году Россия заключила с израильской компанией Israel Aerospace Industries контракт на покупку беспилотных летательных аппаратов.

В 2010 году российская компания «Оборонпром», входящая в состав госкорпорации «Ростехнологии», создала совместное предприятие с компанией Israel Aerospace Industries. Производство БПЛА «Форпост» (IAI Searcher) и «Застава» (IAI Bird Eye 400) было организовано на Уральском заводе гражданской авиации в Екатеринбурге. Оба эти БПЛА разведывательные, так поставлять ударные беспилотники израильская сторона отказалась.

В 2010 году в Санкт-Петербурге был выпущен БПЛА малой дальности «Орлан-10» (масса 18 кг). Отработав на ряде масштабных учений БРЛА «Орлан-10» получил высокую оценку руководства Сухопутных войск и ВДВ. Комплекс был принят на вооружение российской армии в конце 2012 года, всего произведено и поставлено в войска более 200 аппаратов.

В конце 2011 года компании «Транзас» (Санкт-Петербург) и ОКБ «Сокол» (Казань) выиграли государственный конкурс на проведение опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ по созданию разведывательно-ударных БПЛА для российской армии. Совместный проект двух предприятий возглавил бывший генеральный конструктор ОКБ им. Яковлева Николай Долженков. Разрабатываемый «Транзасом» 720-килограммовый дрон получил название «Дозор-600», а 5-тонный дрон ОКБ «Сокол» - «Альтиус».

В июле 2012 года компания «Сухой» была выбрана разработчиком проекта тяжёлого ударного БПЛА взлётной массой от 10 до 20 тонн.

Израиль является одним из лидеров в области разработок БПЛА и одним из крупнейших производителей наряду с США, Китаем и Канадой. Так, в период с 1985 по 2014 год 60,7 % всех экспортированных беспилотных самолетов в мире были произведены в Израиле.

На вооружении эскадрилий БПЛА в составе ВВС Армии обороны Израиля находится полный спектр БПЛА - от легких тактических разведчиков и наблюдателей до самого тяжелого в мире БПЛА Эйтан и полного спектра назначений - наблюдение, разведка, целеуказание, координация действий наземных частей, штурмовые ударные БПЛА и т. д.

БПЛА являются важной частью военной стратегии Китая. В Китае разрабатывается и производится полный спектр БПЛА, в том числе ударные CASC Rainbow CH-4/CH-5, AVIC Cloud Shadow и CAIG Wing Loong, аналогичные MQ-9 Reaper, стелс-БПЛА AVIC Sharp Sword, а также Guizhou Soar Dragon, аналогичный RQ-4 Global Hawk, гиперзвуковой БЛА DF-ZF.

Не военные БПЛА.

Гражданские БПЛА начали стремительно набирать популярность в начале 2010-х годов. В 2010 году Федеральное управление гражданской авиации США (ФАА) сделало прогноз, что к 2020 году в мирных целях будут использоваться порядка 15 000 дронов. В аналогичном прогнозе ФАА в 2016 году эта оценка была увеличена до 550 000. В прогнозе компании «Business Insider», выпущенном в 2014 году, рынок гражданских БПЛА к 2020 году оценивался 1 миллиард долларов США, но уже два года спустя эта оценка была повышена до 12 миллиардов долларов.

Современные БПЛА.

Беспилотники. Беспилотные летательные аппараты и дроны. Современные дроны.