Системообразующая основа современных комплексов тактических ДПЛА в свете организации их производства

УДК 629.7.014.18                                                                                       А.А.Силкин

1. Предмет доклада

Освоение в производстве современных тактических комплексов ДПЛА[1]  с учетом нынешнего состояния промышленности  - достаточно трудное дело. Однако постановка такого производства существенно облегчается на основе унификации ряда производимых комплексов ДПЛА за счёт их построения на единой системообразующей основе. Такой подход реализован Научно-производственным конструкторским центром  «Новик-XXI век».

Примечание:

[1] ДПЛА – общепринятое сокращение термина «дистанционно пилотируемый летательный аппарат».

ДПЛА, в отличиие от БПЛА (беспилотных летательных аппаратов), работающих по вводимой перед стартом программе, являются интерактивными. Оператор наземной станции контролирует полёт ДПЛА на всём его протяжении, руководствуясь разведывательной (ТВ) и телеметрической информацией, поступающей от ДПЛА. Оператор в любой момент может вмешаться в управление ДПЛА и его целевой нагрузкой. Особенно это важно при ведении разведки в реальном масштабе времени, что является основным назначением ДПЛА.

Слово «пилотируемый» в термине ДПЛА не означает, что оператор должен непосредственно пилотировать ДПЛА. Все процессы предстартовой подготовки, старта, полёта к цели, в районе цели и обратно, вплоть до посадки. ДПЛА полностью автоматизированы.

В некоторых применениях (фото, постановка помех,  ретрансляция сигналов), а также при работе вне пределов прямой радиовидимости с наземной станции, ДПЛА выступают в роли БПЛА, управляясь по программе, введённой перед стартом или уже в ходе полёта.

 

Унифицированный ряд состоит из собственно ДПЛА и наземного оборудования. Ряд представляется оптимальным по комплексному показателю «эффективность – стоимость - простота производства и эксплуатации» вариантом овладения высокими технологиями производства и применения современных тактических ДПЛА.

Полный набор элементов унифицированного ряда (см. подробнее табл.1 и 2):

1.      ДПЛА БРАТ (масса 2,5 кг, старт с руки);

2.      ДПЛА ГрАНТ (стартовая  масса 20,0 кг, старт с ТПУ);

3.      ДПЛА «Отшельник» (стартовая масса до 60 кг, старт по-аэродромному, с шасси);

4.      Базовая автоматизированная разведывательная станция БАРС;

5.      Транспортно-пусковая установка ДПЛА ГрАНТ (ТПУ).

Системообразующую основу  унифицированного ряда составляют:

1.      Унифицированное бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО) ДПЛА;

2.      Базовая автоматизированная разведывательная станция БАРС;

3.      Бортовое и наземное программно-математическое обеспечение (поставляется с исходными текстами программ).

Унификация обеспечивает совместимость любого ДПЛА по каналам управления и отображения разведывательной информации с БАРСом.  Важной особенностью является наращиваемость и модифицируемость системообразующей основы, в том числе и собственными силами предприятия, которое использует технологию унифицированного ряда.

Из элементов ряда могут создаваться комплексы тактических ДПЛА различного назначения, стоимости и уровня тактико-технических характеристик. Применение того или иного ДПЛА унифицированного ряда обусловливает, в первую очередь, дальность действия комплекса и продолжительность полёта ДПЛА. Назначение комплекса определяется целевой нагрузкой ДПЛА. На сегодняшний день разработаны и доступны следующие целевые нагрузки:

·        простая телевизионная (1..3 ТВ камеры и ТВ передатчик);

·        телевизионная гиростабилизированная по крену (оптико-электронный блок «Трал Чистякова» и ТВ передатчик);

·        цифровые фотоаппараты на основе бытовых фотоаппаратов различного разрешения и стоимости;

·        передатчики помех УКВ радиосвязи мощностью 5..10 Вт различных литер от 30 МГц до 1500 МГц

·        ретрансляторы для УКВ радиосвязи различных диапазонов.

БРЭО ДПЛА совместимо с матричными ИК камерами (FLIR).


Таблица 1. Элементы унифицированного ряда тактических комплексов ДПЛА. Дистанционно пилотируемые летательные аппараты

Элемент

Основные характеристики

 
 

ДПЛА БРАТ[2]-ЭлЛА[3] с электро-приводом

 

Стартовая масса

2,5 кг

 

Способ старта

С руки

 

Посадка

По-самолётному

 

Продолжительность полёта

0,5 часа (NiMh аккумулятор)

1,0 час (LiPo аккумулятор)

 

Основная целевая нагрузка

3 ТВ камеры, ТВ передатчик и цифровое фото

 
Дальность действия комплексов на основе ДПЛА БРАТ-ЭлЛА
 

·         с возвратом ДПЛА

·         без возврата ДПЛА

·         10 км

·         30 км

 

ДПЛА БРАТ-2 с двигателем внутреннего сгорания

Основные характеристики те же, что и у ДПЛА БРАТ Эл-ЛЛА, но увеличены продолжительность полёта и дальность действия:

 

Продолжительность полёта

1,2 часа

 

Дальность действия комплексов на основе ДПЛА БРАТ-2:

 

·         с возвратом ДПЛА

·         без возврата ДПЛА

·         30 км

·         до 90 км

 
ДПЛА ГрАНТ[4]

Стартовая масса

20 кг

 

Способ старта

С транспортно пусковой установки (ТПУ)

 

Посадка

По-самолётному

 

Продолжительность полёта

3.. 4 часа

 

Основная целевая нагрузка

Оптико-электронный блок «Трал Чистякова», ТВ передатчик

 

Дальность действия комплексов на основе ДПЛА ГрАНТ:

 

·         с возвратом ДПЛА

·         без возврата ДПЛА

·         70 км

·         300 км и более[5]

 

ДПЛА «Отшельник[6]»

Стартовая масса

до 60 кг

 

Способ старта

По-аэродромному, с шасси

 

Посадка

По-самолётному

 

Продолжительность полёта

6 часов

 

Основная целевая нагрузка

Цифровой или плёночный фотоаппарат(ы)

 

Дальность действия комплексов на основе ДПЛА «Отшельник»:

 

·         с возвратом ДПЛА

·         без возврата ДПЛА

·         70 км

·         300 км и более5

 
         

 

Примечания к таблице 1:

[2] БРАТ – сокращение полного наименования ДПЛА: «Ближний разведчик артиллерийский телевизионный»

[3] ЭлЛА – сокращение от слов: «электрический летательный аппарат»

[4] ГрАНТсокращение полного наименования ДПЛА: «Гражданский аэродинамический наблюдатель телевизионный»

[5] Дальность действия комплекса без возврата ДПЛА ограничена только запасом топлива. Приём телеметрической и ТВ информации с ДПЛА в реальном времени возможен только в пределах прямой радиовидимости (до 70..100 км)

[6] «Отшельник» - наименование ДПЛА отражает его основное назначение – дальняя фоторазведка с продолжительным отсутствием радиосвязи с землёй

 

Таблица 2. Элементы унифицированного ряда тактических комплексов ДПЛА. Наземное оборудование комплексов

Элемент

Основные характеристики

Назем-ная станция БАРС[7]

 

Автошасси

Автомобиль УАЗ-3741 (фургон без боковых окон)[8]

Боевой расчёт

4 человека (командир, механик-водитель, оператор, штурман)

Рабочие места в салоне

2 автоматизированных рабочих места на едином столе в передней части салона (АРМ штурмана и АРМ оператора), два кресла

1 неавтоматизированное рабочее место командира, стол вдоль левого борта салона, приставной стул

2 сидячих места для приглашённых, рундук вдоль правого борта салона

Радиоканалы

1.      Командно-телеметрическая радиолиния (850 Мгц)

2.      Приёмный ТВ канал (2,4 ГГц)

3.      Командная радиолиния (40 МГц) ручного управления ДПЛА в пределах визуальной видимости[9]

4.      Канал сотовой телефонной связи GSM[10] (900 МГц)

5.      Приёмник GPS (1575,42 МГц)

Размещение комплекса радиоантенн КРАнт

На крыше автомобиля  на площадке типа «багажник». Доступ на площадку – по лестнице с передней стороны. Основные антенны:

·         ТВ антенна – параболическое зеркало диаметром 1,65 м,

·         2 ромбовидные антенны антенны командно-телеметрической радиолинии

Размещение аппаратуры БАРС

·         В промышленной 19-дюймовой стойке в задней части салона

·         На едином столе в передней части салона: 2 монитора АРМ штурмана и оператора, 1 общий монитор входного ТВ сигнала

·         На крыше автомобиля в составе КРАнта: ТВ приёмник, приёмопередатчик командно-телеметрической радиолинии

Электропитание

220В/50Гц от возимого бензоагрегата или от сети

ТПУ ГрАНТ

Автошасси

АвтомобильУАЗ-3303 (грузовичок)

Боевой расчёт

2 человека: командир расчёта и механик-водитель

Количество ДПЛА

2 ДПЛА ГрАНТ в транспортных отсеках

Способ запуска двигателя ДПЛА

Электростартёром ДПЛА, смонтированным на ТПУ, от аккумулятора

Способ старта ДПЛА

Катапультный, с каретки, движущейся по направляющим пусковой стрелы

Источник энергии для старта ДПЛА

Поднятый над землёй груз 220 кг (вариант: электропривод от аккумулятора)

Примечания к таблице 2

[7] БАРС  – сокращение полного наименования «Базовая автоматизированная разведывательная станция»

[8] Монтаж БАРСа на автомобиле УАЗ-3741 полностью  отработан, испытания проведены. При необходимости размещения БАРСа на другом автошасси потребуется разработка рабочих чертежей и дополнительные испытания изготовленного образца.

[9] Для опционального ручного управления при старте и посадке ДПЛА

[10] Для выхода в Интернет и речевой связи с внешними абонентами

 

2. Права на интеллектуальную собственность

В таблице 3 перечислены объекты интеллектуальной собственности, содержащиеся в передаваемой технологии унифицированного ряда комплексов ДПЛА,  которые пользуются правовой защитой или критичны с точки зрения правообладания.

НПКЦ «Новик-XXI век» готов лицензировать на любой срок использование принадлежащих ему объектов интеллектуальной собственности и обеспечить  лицензирование конструкторской документации и форм на планер ХАИ-112 (планер ДПЛА «Отшельник) со стороны НИИ ПФМ.

 

Таблица 3. Объекты интеллектуальной собственности передаваемой технологии

Объект

Вид защиты и правообладатель

Наименование ДПЛА БРАТ

Зарегистрированная торговая марка. НПКЦ «Новик-XXI век», Москва

Наименование ДПЛА ГрАНТ

Зарегистрированная торговая марка. НПКЦ «Новик-XXI век»

Наименование ДПЛА «Отшельник»

Правовой защиты на сегодня не имеет. Официально используется НПКЦ «Новик-XXI век» совместно с НИИ ПФМ при Харьковском авиационном институте, г.Харьков, Украина

Внешний вид ДПЛА БРАТ

Патент. НПКЦ «Новик-XXI век»

Внешний вид ДПЛА ГрАНТ

Патент. НПКЦ «Новик-XXI век»

Внешний вид ДПЛА «Отшельник»

Правовой защиты на сегодня не имеет. Авторство НИИ ПФМ

Конструкторская документация и формы на ДПЛА БРАТ и ГрАНТ

НПКЦ «Новик-XXI век»

Конструкторская документация и формы на ДПЛА «Отшельник»

НИИ ПФМ (Конструкторская документация и формы на планер ДПЛА под маркой ХАИ-112).

НПКЦ «Новик-XXI век». Конструкторская документация на ДПЛА в сборе.

Существует договорённость между НПКЦ «Новик-XXI век» и НИИ ПФМ о совместном использовании планера ХАИ-112 для изготовления и распространения ДПЛА «Отшельник» и технологии его производства

Конструкторская документация на БАРС и ТПУ

НПКЦ «Новик-XXI век»

Оптико-электронный блок «Трал Чистякова»

Патент на изобретение НПКЦ «Новик-XXI век»

Программы бортовых и наземных ЭВМ БРЭО ДПЛА и БАРСа

Являются защищёнными объектами авторского права по факту создания. НПКЦ «Новик-XXI век»


Структура работ по освоению производства ДПЛА на базе унифицированного ряда путем закупки лицензии

Ниже будут использованы термины:

·        «Донор» – для обозначения стороны, передающей технологию (НПКЦ «Новик-XXI век»);

·        «Реципиент» – для обозначения стороны, получающей технологию унифицированного ряда комплексов ДПЛА.

Залог успешного освоения сложной новой технологии – это, прежде всего, кадры Реципиента. По сути дела необходимо создание сети коллективов Реципиента, являющейся «отпечатком» аналогичной сети Донора.

 Для освоения  новых технологий производства и освоения в эксплуатации комплексов ДПЛА унифицированного ряда целесообразно определить или создать со  стороны Реципиента следующие коллективы.

 

Отдел Главного конструктора

Подразделение головного предприятия, возглавляемое Главным конструктором унифицированного ряда. Отдел главного конструктора должен состоять из секторов, возглавляемых заместителями Главного конструктора по направлениям:

·        унифицированный ряд в целом и его системообразующая основа: БРЭО, электроника БАРСа, программно-математическое обеспечение;

·        наземное оборудование в целом и его электромеханика: БАРС и ТПУ;

·        авиационная часть: ДПЛА в целом, планеры, силовые установки, топливные и электрические и механические системы; БРЭО в части размещения и электропитания (функционально БРЭО входит в состав системообразующей основы ряда);

·        документация унифицированного ряда, в том числе технологическая и эксплуатационная;

·        испытания и эксплуатация  элементов унифицированного ряда и комплексов ДПЛА в целом;

·        кооперация, в том числе по поставкам материалов и комплектующих изделий;

Отдел Главного конструктора должен обеспечить процесс управления всеми процессами отработки опытных образцов и конструкторской документации, контроля производства опытных образцов,  идеологического и методического обеспечения испытаний и эксплуатации комплексов.

 Главный конструктор должен нести всю полноту ответственности за успех и иметь широкие полномочиями по принятию решений со стороны Реципиента, а также обладать необходимыми правами для их реализации.

 

Изготовители элементов унифицированного ряда

Реципиенту необходимо определить одно или несколько предприятий для изготовления опытных образцов и последующего серийного производства элементов унифицированного ряда (ДПЛА и наземного оборудования). Эту роль может взять на себя головное предприятие (при наличии у него производственных возможностей).

Особенностью техники ДПЛА является её разнородность. Соответственно,  изготовители элементов ряда должны обладать технологиями и навыками:

1)   выклейки по формам крупных деталей11 из стеклоткани и других материалов  (планеры ДПЛА)

2)   изготовления нестандартного механического оборудования[11] (комплекс радиоантенн (КРАнт) БАРСа и ТПУ);

3)   изготовления радиоэлектронного оборудования на основе печатных плат с поверхностным монтажом11, [12] (БРЭО ДПЛА и некоторые блоки БАРСа);

4)   сборки и стыковки радиоэлектронных систем (оборудование БАРСа и ДПЛА);

5)   проведения наземных приёмо-сдаточных испытаний сложного механического, электрического и радиоэлектронного оборудования.

 

Головное предприятие по унифицированному ряду комплексов ДПЛА должно овладеть методиками стыковки и испытаний (в том числе лётных) комплексов в целом.

 

Учебно-эксплуатационное подразделение

Важным фактором освоения унифицированного ряда комплексов ДПЛА является непрерывность и высокая интенсивность эксплуатации и применения комплексов, создаваемых на основе ряда. С этой целью при головном предприятии или при основном потребителе комплексов ДПЛА целесообразно создать учебно-эксплуатационное подразделение с задачами:

1)   обеспечение испытаний, прежде всего лётных, комплексов ДПЛА;

2)   применение комплексов ДПЛА в интересах и по заявкам ведомств и организаций Реципиента;

3)   обучение боевых расчётов конечных потребителей для самостоятельной эксплуатации и применения комплексов ДПЛА;

4)   отработка приёмов и навыков эксплуатации и применения комплексов с постоянным совершенствованием эксплуатационной документации (совместно и под руководством отдела Главного конструктора).

 

Итог освоения технологии предприятиями Реципиента

В качестве конечной цели работ по освоению унифицированного ряда комплексов ДПЛА предлагается считать достижение состояния в соответствии с таблицей 4.

 

Соображения по планированию работ

Процесс передачи технологии, освоения производства, обучения материальной части применению комплексов носит протяжённый во времени характер. Для того, чтобы этот процесс прошёл по возможности быстро и без необходимо:

1)   предварить  работу тщательным планированием процесса обучения кадров, передачи документации и освоения технологий; план должен быть полным, реальным, но жёстким, с дикретизацией по времени до одной недели; планирование является первым и важнейшим этапом работы, а не «предконтрактным периодом»;

2)   запараллеливание работ всюду, где это только возможно и целесообразно; пределами по разбиению работ на параллельные является ограниченность кадрового ресурса как со стороны Донора, так и со стороны Реципиента; а также возможность Главного конструктора и его коллектива контролировать параллельно идущие работы;

3)   строго руководствоваться принципом «от простого к сложному», например, осваивать технологию изготовления планеров ДППЛА целесообразно от самого маленького ДПЛА БРАТ к самому крупному – ДПЛА «Отшельник»; то же касается и освоения эксплуатации комплексов ДПЛА, ведь чем легче и меньше ДПЛА, тем проще все эксплуатационные процессы с ним;

4)   исключить периоды простоев из-за нехватки финансирования и по организационным неурядицам; опыт показывает, что перерыв в работе приводит к результирующим потерям времени, в несколько раз превышающим фактическую длительность перерыва, из-за необходимости восстановления связей и утраченных знаний и навыков.

 

Таблица 4. Ожидаемые результаты передачи технологий унифицированного ряда комплексов ДПЛА Реципиенту

Позиция

Краткая характеристика состояния

Кадры

1. Подготовлен коллектив инженеров-комплексников во главе с Главным конструктором, владеющий знаниями  и могущий решать вопросы по унифицированному ряду комплексов ДПЛА:

1)   по составу комплексов в целом и элементов унифицированного ряда (ДПЛА и наземного оборудования);

2)   по структуре и информационным связям комплексов ДПЛА на основе унифицированного ряда;

3)   по принципам построения и алгоритмам работы БРЭО, БАРСа и программно-математического обеспечения;

4)   по структуре конструкторской (в том числе эксплуатационной) документации, её архивации и проходящих коррекциях;

5)   по организации производства элементов унифицированного ряда комплексов на предприятии(ях)-изготовителе(ях) и возможных критических моментах  производства и поставок материалов и комплектующих;

6)   по эксплуатации и применению комплексов ДПЛА в различных вариантах; затруднениях при эксплуатации и коррекциях эксплуатационной документации.

2. Подготовлено и имеет реальный опыт работы учебно-эксплуатационное подразделение для повседневной эксплуатации и проведения испытаний образцов, а также для обучения боевых расчётов потребителей комплексов

Конструкторская и технологическая документация

У изготовителей элементов унифицированного ряда комплексов ДПЛА сосредоточена конструкторская документация, необходимая им для производства. Документация дополнена и переработана под особенности конкретного производства, выпущена необходимая технологическая документация. По собственному комплекту документации изготовителем(-ями) были  реально изготовлены и испытаны образцы порученных ему(им) элементов унифицированного ряда. Вся документация учтена и находится под контролем Главного конструктора и корректируется только по его указанию (разрешению)

Готовность и опыт производства

Изготовителями приобретён опыт изготовления элементов унифицированного ряда комплексов ДПЛА. Изготовлена необходимая технологическая оснастка[13]

Опыт испытаний и эксплуатации

Учебно-эксплуатационное подразделение и коллектив Главного конструктора имеют опыт реальной эксплуатации и лётных испытаний  опытных образцов комплексов ДПЛА

 Примечания к таблице 4

[11] конструкторская документация передаётся Донором

[12] эта работа может быть поручена сторонним предприятиям, как на территории Реципиента, так и зарубежным («аутсорсинг» -- способ организации работ, хорошо зарекомендовавший себя именно при изготовлении электроники)

[13] Самое важное – изготовить собственные формы для планеров ДПЛА , изготовить и испытать в полётах ДПЛА, сделанные по этим формам

 

Экономические соображения

Постановка у Реципиента  производства, испытаний и эксплуатации комплексов ДПЛА является делом государственного уровня и требует соответствующих затрат. Особенностью производимых затрат является то, что они не уходят целиком за рубеж, а вкладываются, в основном, в собственную экономику Реципиента.

Наиболее существенные расходы предстоят Реципиенту на постановку технологий у себя. Однако эти затраты Реципиент вкладывает в собственные производства.

Отдача от получения технологий ожидается в следующих формах:

1)   неденежная отдача – укрепление обороноспособности Реципиента за счёт получения новых технологий производства и применения современной техники двойного назначения;

2)   доходы от экспорта комплексов ДПЛА в другие страны;

3)   доходы (экономия) от применения комплексов в гражданской сфере Реципиента.

 Областями применения комплекса являются наблюдение трубопроводов, линий электропередач, авиалесоохрана и другие, где требуется наблюдение за местностью и объектами на ней с воздуха с высокоточным определением координат объектов.


Приложения  (ссылки)

 

ДПЛА БРАТ

http://dpla.ru/Brat/bratfamily.pdf

http://www.dpla.ru/BRATtech/

http://dpla.ru/BRATpoysn/

http://dpla.ru/BRAT2dvs/

http://dpla.ru/1910foto.htm
http://dpla.ru/Moshkarec2003/index.htm

 

ДПЛА ГрАНТ

http://dpla.ru/GrANT/grantlist.pdf

http://dpla.ru/grantpromo/index.htm

http://dplagrant.narod.ru/

http://dpla.ru/GrANT/

http://dpla.ru/Review/GrANTdscr.pdf

http://www.dpla.ru/Alabino.may2002/
http://dpla.ru/GrANTpoya/grant.poyasn.kratko.doc

 

ДПЛА «Отшельник»

http://dpla.ru/Otshelnik/Otshelnik.pdf