ДПЛА.ру/МИФЫ БЕСПИЛОТНОЙ АВИАЦИИ

 

 

 

[ДПЛА.ру/Главное меню]

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

1. БПЛА экономически выгодны и всем нужны?. 2

2. Примеры первых ударных БПЛА.. 2

3. БПЛА-разведчики Туполевского КБ. 3

4. БПЛА как воздушные мишени. 4

5. Другой реальный комплекс. «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1». 5

6. Неприемлемость «Строя-П» и ДПЛА «Пчела-1» для гражданской службы.. 6

7. Другие применения комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1». 8

8. Краткий итог развенчания мифов. 8

 

 

 

 

Э.П. Лукашева, Н.В. Чистяков

 

 

 

1. БПЛА экономически выгодны и всем нужны?

Существуют два устойчивых мифа относительно гражданского применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА):

1.    Применение БПЛА экономически выгодно

2.    Области применения БПЛА весьма широки.

Предполагается, что второе утверждение является следствием первого. Мифы возникли в связи с бесплодными попытками разработчиков военных беспилотных авиационных комплексов (БАК) и БПЛА найти своё место в гражданской экономике. Элементарное размышление показывает ложность обоих утверждений. Рассмотрим оба.

 

 

 

2. Примеры первых ударных БПЛА

Первоначально БПЛА или беспилотные самолёты служили ударными средствами большой дальности. Не погружаясь в историю дальше второй мировой войны, приведём классический пример первого беспилотного самолёта-снаряда в современном понимании – немецкого самолёта снаряда Фау-1.

 

Самолёт-снаряд "Фау-1"

 

В качестве второго примера назовём испытанный, но не пошедший в серийное производство по концептуально-политическим мотивам оперативно-стратегический беспилотный ударный самолёт-снаряд С-121 (Ту-121) (он же впоследствии «Ястреб») с ядерной боевой частью (1957.. 1959 гг.). Длина самолёта составляла около 25 м, размах крыла – 8,4 м, стартовая масса 35 т,  максимальная дальность полёта почти 4000 км при крейсерской скорости 2,7 тыс. км/час! Это был настоящий беспилотный гигант.

 

Эскиз БПЛА "Ястреб"

 

Впоследствии, ударные самолёты-снаряды большой дальности стали относить к крылатым ракетам и перестали называть беспилотными самолётами. Основной задачей БПЛА надолго стала тактическая и оперативно-тактическая воздушная разведка, а основным видом воздушной разведки – аэрофотосъёмка.

 

 

 

3. БПЛА-разведчики Туполевского КБ

Воздушная разведка по справедливости считается одной из самых опасных боевых задач. Подлежащие разведке цели противная сторона стремится скрыть и защищает их мощной объектовой и войсковой ПВО. Особенно опасна воздушная разведка в начальный период боевых действий, когда ПВО противника ещё не подавлена, а также при отсутствии господства в воздухе. Беспилотные авиационные комплексы воздушной разведки (БАК ВР) с БПЛА порождены стремлением обезопасить лётчика. Лётчик – это наиболее трудно восполнимый элемент пилотируемого авиационного комплекса. Речь идёт именно о временных и ресурсных затратах на подготовку лётчика, а не просто о дороговизне подготовки лётчиков в денежном выражении.  Следует отметить, что вопреки расхожему мнению современности, не всё можно измерить в деньгах. Если речь идёт об угрозе военного разгрома, и вопрос стоит о самом существовании нации и государства, то любые деньги, тем более затраченные ранее, теряют своё значение, в то время как такой ресурс, как подготовленный лётный состав приобретает огромную ценность. Беспилотный авиационный разведывательный комплекс и входящие в него БПЛА могут быть очень дорогими, поскольку информация, которую они способны принести, сторицей окупает затраты на разработку и производство БПЛА разведывательного назначения в период подготовки к войне. К тому же, наземная часть БАК, в отличие от БПЛА, угрозе поражения практически не подвергается.  Но даже ценная разведывательная информация не оправдывает невосполнимые потери лётного состава. Профессиональный лётчик ценнее любого беспилотного летательного аппарата.

 Может быть не сформулированные явно, но именно изложенные выше мысли лежат в основе замысла беспилотных монстров оперативно-тактической и тактической разведки на большой глубине: комплексов и беспилотных самолётов-разведчиков (БСР) «Рейс», «Рейс-Д»,  «Стриж» разработки КБ им. Туполева.

Не рассматривая подробно все тактико-технические характеристики беспилотных самолётов-разведчиков, остановимся на дальности, скорости и производной от них характристике – продолжительности полёта.

 

Характеристика

 

«Стриж»

«Рейс»

«Рейс-Д»

Максимальная дальность полёта в авиационном смысле, Д, км

1000

180

360

Скорость полёта, V, км/час

1110

950

850.. 940

Продолжительность полёта, оценка, Д/V, мин

54

11

24

 

Из приведённых ТТХ видно, что БПЛА летают быстро, далеко, но сравнительно недолго.

Наземное обслуживание и пуск БПЛА сродни таковым у жидкостных оперативно-тактических и стратегических баллистических ракет первого поколения. Плюс дополнительные авиационные хлопоты, связанные с согласованием зон и эшелонов полёта БПЛА. Старт БПЛА «Стриж» или «Рейс» являет собой весьма впечатляющее зрелище, ведь твёрдотопливные реактивные ускорители представляют собой самые настоящие ракеты. Впрочем, на войне всё это вполне уместно и допустимо. На фото показан беспилотный самолёт-разведчик «Стриж» на пусковой установке.

 

БПЛА "Стриж" на пусковой установке

 

Ни о каком гражданском применении БПЛА такого типа не может быть и речи. Они создавались не для этого. Только угроза жизни высококлассного профессионала-лётчика может служить эквивалентом производственных и эксплуатационных затрат, присущих БАК и БПЛА. Таким образом, можно считать, что, по крайней мере, первое из утверждений, приведённых в начале этой статьи, ложно.

 

 

 

 

4. БПЛА как воздушные мишени

Что касается второго утверждения, то кроме воздушной разведки БПЛА «Стриж» и «Рейс» имеют только одну область применения. Это применение БПЛА в качестве воздушных мишеней. Наиболее известный случай, сопутствовавший такому применению – трагическая гибель самолёта Ту-154 над Чёрным морем от ракеты комплекса ПВО С-200, стрелявшего по БПЛА-мишени «Рейс-Д» 4 октября 2001 года. Следует отметить, что этой трагедии способствовало высокое качество БПЛА «Рейс-Д», как беспилотного самолёта-разведчика, конкретно – низкая радиолокационная заметность БПЛА.

 

 

 

5. Другой реальный комплекс. «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1»

Можно возразить, что БПЛА КБ Туполева, выбранные в качестве примера, весьма специфичны и их гражданское использование затруднено сугубо военной конструкцией, а приведённые доказательства касаются только этих БПЛА и этих комплексов. В культуре доказательства, принятой в математике, признаётся, однако, и доказательство, основанное на переборе всех вариантов, если это возможно. В нашем случае это возможно. У нас в России не так-то много реально существующих беспилотных летательных аппаратов и комплексов на их основе.

Рассмотрим известный беспилотный комплекс воздушной разведки и наблюдения поля боя – «Строй-П»   с ДПЛА «Пчела-1» разработки НИИ «Кулон» Минрадиопрома СССР (комплекс «Строй-П» в целом) и ОКБ им. Яковлева Минавиапрома СССР (дистанционно пилотируемый летательный аппарат «Пчела-1»). Всё бортовое и наземное радиоэлектронное оборудование комплекса – разработки НИИ «Кулон», Московского телевизионного института (ТВ камера) и Азовского оптико-механического завода (ИК камера).

 

Старт ДПЛА "Пчела-1"

 

Комплекс «Строй-П» существенно отличается от рассмотренных нами беспилотных авиационных комплексов КБ им. Туполева. На поверхности лежит разница в масштабах, и сам комплекс и беспилотный летательный аппарат существенно меньше. Разница между понятиями «беспилотный летательный аппарат (БПЛА)» и «дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА)» обсуждается в отдельной статье «Что такое ДПЛА?» и не имеет значения для рассматриваемых здесь вопросов.  Естественно, что и ТТХ комплексов существенно различны. ТТХ определяются назначением. Первоначально комплекс «Строй-П» замышлялся, как средство воздушной разведки и наблюдения поля боя командира воздушно-десантного полка. Основной задачей, которую должен был решать комплекс «Строй-П» в ходе воздушно-десантной операции (6.. 7 суток), было наблюдение удалённых танкоопасных направлений (дорог, мостов, дефиле и т.п.) с целью своевременного выявления выдвижения противника на разгром десантировавшейся группировки. Из задачи были сформулированы, а сообразно возможностям науки и техники 80-х годв XX века реализованы следующие ТТХ комплекса «Строй-П»:

 

Характеристика

Значение

Назначение комплекса

Телевизионное или инфракрасное наблюдение местности и целей на ней в реальном масштабе времени

Состав комплекса

1)     Наземный пункт дистанционного управления, совмещённый с пусковой установкой на шасси десантного бронетранспортёра БТР-Д

2)     10.. 12 дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА) «Пчела-1», один ДПЛА транспортируется на НПДУ, остальные – на привлекаемых автомобилях

3)     Машина эвакуационно-технологическая на шасси ГАЗ-66

4)     Машина технологическая на шасси Урал-4320

Целевая нагрузка (одна из указанных)

1)     Гиростабилизированная кадровая телевизионная камера с 10-кратным вариофокальным объективом, управляемая в пределах ±175 градусов по курсу (азимуту) и +5.. –65 градусов по тангажу (углу места)

2)     Строчный инфракрасный сканер диапазона 8..14 мкм с углом захвата 120 градусов

В целевую нагрузку входит широкополосный передатчик с антенной

Порядок погрешности измерения координат цели (СКО), м

Сотни метров (основной источник погрешности – измерение азимута ДПЛА с НПДУ, СКО 0,5 градуса)

Дальность (радиус) действия комплекса,  км

50,0 (при прямой радиовидимости)

Продолжительность полёта ДПЛА, час

2,0

Диапазон высот применения ДПЛА, м

100..2500

Воздушная скорость полёта ДПЛА, км/час

140

Стартовая масса ДПЛА, кг, не более

140

Двигатель ДПЛА

П-032, двухтактный, двухцилиндровый оппозитный, мощностью 32 л.с.

Оптическая и акустическая заметность ДПЛА

·        дальность обнаружения невооруженным глазом – 3,0 км

·        дальность обнаружения по шуму – 3,0 км

Способ старта ДПЛА

Катапультный, с использованием двух одноразовых пороховых ускорителей

Способ посадки ДПЛА

Парашютно-амортизационный, повторная укладка парашюта требует специального оборудования для сушки и прессовки

Кратность применения ДПЛА, раз

5

 

 

 

 

6. Неприемлемость «Строя-П» и ДПЛА «Пчела-1» для гражданской службы

На первый взгляд ТТХ комплекса «Строй-П» представляются соразмерными гражданским задачам: дальность 50 км, одна рабочая подвижная единица и две вспомогательных, ТВ и ИК наблюдение местности в реальном масштабе времени, масса летательного аппарата позволяет расчёту из 4.. 5 человек проводить погрузочно-разгрузочные работы с ДПЛА «Пчела-1» вручную. Казалось бы, что комплекс вполне подходит для гражданской жизни. Однако, это совершенно не так. И причина не только в том, что для старта ДПЛА «Пчела-1» применяются одноразовые пороховые ускорители, совершенно неприемлемые для гражданской эксплуатации, и, кстати, очень дорогие.  И не в том, что парашют ДПЛА «Пчела-1» требует сушки и укладки с помощью специального оборудования после каждой посадки ДПЛА, хотя это и обременительно

Основная причина неприемлемости комплекса «Строй-П» для гражданской эксплуатации заключается в низкой кратности применения одного летательного аппарата. По результатам Государственных испытаний комплекса «Строй-П» среднее количество применений одного ДПЛА до отправки ДПЛА в заводской ремонт или до его списания составило всего пять раз! Кстати, и БПЛА КБ им. Туполева имеют кратность применения не более десяти раз. Невысокая кратность применения делает стоимость гражданской эксплуатации ДПЛА «Пчела-1» просто несоизмеримой по сравнению с пилотируемыми самолётами. Причём не в пользу ДПЛА.

Действительно, очевидным образом справедливо неравенство

 

SP/(T*N),                    (1)

 

где    S – стоимость лётного часа ДПЛА,

         T – максимальная продолжительность полёта ДПЛА,

         N – кратность применения ДПЛА,

         P – первоначальная стоимость ДПЛА.

Неравенство имеет простой экономический смысл, заключающийся в том, что на стоимость каждого лётного часа ДПЛА переносится часть первоначальной стоимости ДПЛА, обратно пропорциональная налёту ДПЛА в течение всего срока его службы.  Или иными словами стоимость амортизации ДПЛА за час полёта равна стоимости ДПЛА, делённой на налёт ДПЛА в течение всего срока его службы. Выражение (1) является неравенством, поскольку полёт ДПЛА, кроме прямой амортизации ДПЛА, сопряжён и с иными расходами.

Стоимость лётного часа – это основная характеристика экономической эффективности в гражданской авиации. Разрешим неравенство (1) относительно стоимости ДПЛА

 

PS*T*N.            (2)

 

Примем желаемую стоимость лётного часа ДПЛА равной стоимости лётного часа спортивного самолёта Су-26 $150.  Подставляя в неравенство (2) T=2 часа и N=5 раз, получим:

 

P$1500.

 

Очевидно, что стоимость ДПЛА не может быть столь низкой. На самом деле, для достижения обозначенной нами стоимости лётного часа стоимость ДПЛА должна быть заметно меньше $1500, поскольку мы никак не учитывали отличные от амортизации ДПЛА эксплуатационные расходы.

Таким образом, можно считать доказанным и для ДПЛА «Пчела-1», что утверждение «Применение БПЛА экономически выгодно» имеет булевское значение «ложь».

Перейдём ко второму утверждению «Области применения БПЛА весьма широки». Каковы же области применения комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1»? Это, прежде всего, применение по основному назначению: воздушная разведка и наблюдение поля боя (наблюдение местности). Разница между понятиями «воздушная разведка» и «наблюдение поля боя» обсуждается в отдельной статье и не имеет значения для обсуждаемого здесь вопроса об областях применения комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1». В военных целях комплекс может быть применён и для корректировки артиллерийского огня.  Корректировка артогня может рассматриваться как разновидность наблюдения поля боя, поскольку, несмотря на большую алгоритмическую сложность по сравнению с обычным наблюдением поля боя, корректировка артогня не требует никакого дополнительного аппаратного оборудования ДПЛА.

 

 

 

7. Другие применения комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1»

Существуют ещё два военных применения комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1» - в качестве воздушной мишени и в качестве постановщика помех линиям УКВ радиосвязи противника.

Постановщик помех был реализован в первом поколении комплекса и даже выпускался серийно. В гражданском применении, видимо, можно рассмотреть примерно эквивалентное применение «Пчелы» в качестве воздушного ретранслятора радиосигналов. Но, дорого. Продолжительность полёта невелика, стоимость амортизации ДПЛА высока. Экономически невыгодно.

Таким образом, и в случае с комплексом «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1» широких областей применения, особенно гражданского, мы не видим.

 

 

 

 

8. Краткий итог развенчания мифов

Подводя итог, можно кратко сформулировать, что беспилотные летательные аппараты и беспилотные авиационные комплексы на их основе неудобны и непомерно дороги для гражданской службы, а области их применения сводятся к тем или иным разновидностям воздушной разведки или приёма и передачи радиосигналов в качестве, например,  ретранслятора.

Так ли всё печально для БПЛА и ДПЛА? Видимо нет. Отмеченные укрупнённые области их применения достаточно важны для практики, в том числе и гражданской. Дороговизна же и неудобство гражданской эксплуатации обусловлены тем, что рассмотренные в статье беспилотные авиационные комплексы были изначально задуманы и созданы как военные. Экономический, точнее денежный, фактор при их создании не играл большой роли, а в условиях советской оборонной промышленности и плановой экономики, строго говоря,  вообще не играл никакой роли.

В условиях новой реальности необходимы новые комплексы БПЛА и новые ДПЛА, специально ориентированные на гражданскую эксплуатацию, создаваемые с самого начала в качестве конкурентов пилотируемым гражданским самолётам, применяемым для аналогичных целей. Это очень непростая задача. Это вызов сегодняшним Главным конструкторам комплексов отечественных БПЛА и ДПЛА. Ключ к ответу на этот вызов дают простые неравенства (1) и (2).

 

 

 

 

 

 

 

[ДПЛА.ру/Главное меню]

 

 

 

ДПЛА.ру/МИФЫ БЕСПИЛОТНОЙ АВИАЦИИ

 

 

 

 

Авиационный топ. Нижние два числа - хитов всего и хитов в среднем за день.