Беспилотники что это такое простыми словами

В данном материале разберёмся, что такое БПЛА, какими они бывают, и зачем они нужны во время проведения военных действий.

Что такое БПЛА? Каковы его преимущества?

БПЛА или БЛА – это беспилотный летательный аппарат, то есть летательный аппарат без экипажа на борту. Также БПЛА часто называют «беспилотник» или «дрон».

Рассмотрим преимущества БПЛА по сравнению с пилотируемой авиацией:

• БПЛА может быть любых размеров, так как нет необходимости сажать туда пилота.
• У БПЛА нет физиологический ограничений на перегрузки, как у пилота, что позволяет выполнять более существенные манёвры.
• БПЛА могут быть менее надёжными, так как внутри нет пилота. Это может ещё более серьёзно удешевить их производство по сравнению с пилотируемой авиацией.
• Время полёта беспилотных аппаратов не ограничено ресурсом систем жизнеобеспечения лётчика.

П. 1 ст. 32 Воздушного кодекса РФ под воздушным судном понимает летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от поверхности земли или воды.

Беспилотное воздушное судно (БВС)
— воздушное судно, управляемое, контролируемое в полете пилотом, находящимся вне борта такого воздушного судна (внешний пилот) (п. 5 ст. 32 Воздушного кодекса РФ).

В ГОСТ Р 56122-2014 беспилотное воздушное судно определено как воздушное судно, которое предназначено выполнять полет без пилота на борту. ГОСТ относит БВС к автономному воздушному судну — судну, которое не предусматривает вмешательство пилота в управление полетом (п. п. 2.1.1, «ГОСТ Р 56122-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Воздушный транспорт. Беспилотные авиационные системы. Общие требования», утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 18.09.2014 N 1130-ст) (далее — ГОСТ Р 56122-2014).

Визуальный полет беспилотного воздушного судна — это полет беспилотного воздушного судна, в ходе которого его внешний пилот поддерживает непосредственный бесприборный визуальный контакт с этим воздушным судном (абз. 11 п. 2 Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации, утв. Постановлением Правительства РФ от 11.03.2010 N 138 (далее — Правила использования воздушного пространства).

Вместе с тем, законодательно установленного определения «квадрокоптер» ни в Воздушном кодексе РФ, ни в Правилах использования воздушного пространства не содержится.

Обусловлено это тем, что под квадрокоптером понимается летательный аппарат, построенный по вертолетной схеме, как правило, с четырьмя несущими винтами. Он может иметь меньшее или большее количество несущих винтов (мультикоптер). Но по общему правилу — это беспилотные аппараты, управляемые внешним пилотом.

Минпросвещения России в своем письме от 25.10.2019 N МР-1406/02 «Об использовании квадрокоптеров» говорит, что квадрокоптерами являются беспилотные воздушные суда, то есть летательные аппараты, поддерживаемые в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от поверхности земли или воды, управляемые, контролируемые в полете пилотом, находящимся вне борта такого воздушного судна.

Таким образом, можно сделать вывод, что квадрокоптер – это всего лишь разновидность БПЛА, потому определение беспилотного воздушного судна относится и к понятию «квадрокоптер», но только как более широкое.

Виды БПЛА

По типу управления:

• Автоматические.
• Управляемые оператором.
• Гибридные.

Квадрокоптер DJI «Mavic Pro Platinum».

По максимальной взлётной массе (в России):

• БПЛА весом от 0,25 до 30 кг – обязательная постановка БПЛА на учёт через Госуслуги.
• БПЛА весом от 30 кг – помимо постановки на учёт необходимо получить сертификат лётной годности и свидетельство внешнего пилота.

По назначению (военному):

• Разведывательные.
• Ударные.
• Мишени.

Зачем нам дроны и как сделать их лучше

Время на прочтение
8 мин

Дроны, или беспилотные летательные аппараты (БПЛА) сейчас используются в самых разных сферах жизни людей, от военных операций до съёмки дней рождения с воздуха. Ещё в 2016 году в США число лицензий, выданных на управление дронами, превысило число лицензий пилотов «обычного» авиатранспорта, а в 2020 году Федеральное управление гражданской авиации (FAA) сообщило, что общее количество коммерческих и потребительских дронов в стране достигло 1,7 млн единиц. Так почему же дроны ещё не стали нормой жизни для бизнеса и обычных пользователей? Обсудим основные проблемы и технологические ограничения современных БПЛА, но сперва поговорим о том, для чего они в принципе нужны.

Птицы одного полёта

Скажем сразу, что в этой статье мы не планируем подробно останавливаться на военных и боевых БПЛА — по своей конструкции эти летательные аппараты намного ближе к классическим самолётам (или крылатым ракетам), поэтому список сильных и слабых сторон для них будет сильно отличаться от аналогичных параметров у коммерческих дронов, доступных для пользователей или бизнеса. Итак, что же такое дрон? Само название происходит от английского drone, что можно перевести и как «трутень», и как «гул» или «жужжание». Термин отлично подходит для классических дронов-коптеров, но впервые был применён к беспилотным самолётам-мишеням ещё в 30-х годах прошлого века. В зависимости от сферы применения, конструкция дрона может различаться, но общими знаменателями остаются наличие пропеллеров, которые необходимы для полёта и маневрирования в воздухе (в зависимости от их количества устройство может также называться моно- би- три- квадро- и т. д. коптером) и система связи, позволяющая управлять устройством дистанционно.

Подробный разбор всех возможных способов использования дронов — дело неблагодарное просто потому, что человеческая фантазия продолжает придумывать их практически постоянно. К примеру, ещё в 2018 году на открытии Олимпийских игр в Южной Корее Intel продемонстрировала грандиозное световое шоу (точнее, его запись) с синхронным полётом более тысячи дронов, которое попало в Книгу рекордов Гиннесса. В целом же сферы применения БПЛА можно разделить на несколько крупных групп:

• Дела войны: дроны не просто активно используются в военных целях, они фактически были разработаны именно как альтернатива летательным аппаратам с пилотами, например, для удалённой бомбардировки наземных целей. В современных условиях активно применяются дроны-камикадзе, которые мало чем отличаются по своему принципу действия от крылатых ракет, дроны-разведчики и наводчики для сбора сведений и корректировки огня ракетных войск, а также дроны связи. Эффективность БПЛА как была в очередной раз доказана во время недавнего конфликта в Нагорном Карабахе.
• Логистика и транспорт: в эту группу входят, в основном, проекты различных компаний по доставке грузов на малые расстояния (так называемая доставка «последней мили»), например, программа Amazon Prime Air предусматривает доставку малогабаритных посылок получателям в течение 30 минут с момента заказа. Большая их часть в данный момент находится на стадии разработки из-за серьёзных законодательных и технических ограничений. Также сюда можно отнести применение дронов в качестве беспилотных такси в городах. Подобный проект уже несколько лет рассматривается властями города Дубай в качестве альтернативы наземному транспорту и вертолётам.
• Потребительские дроны — самая, пожалуй, широкая группа, в неё входит огромное количество устройств, от совсем дешёвых и миниатюрных до аппаратов стоимостью в несколько тысяч долларов. Используются эти БПЛА в первую очередь в рекреационных целях: с их помощью ведётся фото- и видеосъёмка, включая оригинальные селфи, устраиваются спортивные соревнования и бьются рекорды скорости.
• Сельское хозяйство и промышленность — учитывая высокую маневренность дронов и возможность установки на них дополнительного оборудования, эти устройства всё чаще начинают использоваться для решения сельскохозяйственных задач, например, для оценки качества посевов или опрыскивания полей, создания трёхмерных карт местности и ведения аэрофотосъёмки. Также дроны могут применяться для проведения осмотров крупных промышленных объектов.

К примеру, Toshiba разработала систему с использованием дронов, которая способна оценивать состояние промышленных структур, снимая их на встроенную камеру БПЛА. В системе применяется технология проведения измерений при помощи 3D лазера наземного базирования, которая позволяет разработать оптимизированный маршрут для дрона, охватывающий все ключевые точки объекта, БПЛА с камерой, а также технологии распознавания изображения, необходимые для оценки состояния конструкций (например, мест образования ржавчины) на объекте.

Периодические облёты объекта дронами помогают отслеживать динамику его состояния и своевременно выявлять проблемные детали конструкции, которые требуют ремонта или замены. При этом система избавляет технический персонал от необходимости лично проводить такие проверки, подвергая себя риску. Использовать систему предполагается на крупных объектах, которые могут представлять опасность в случае аварий, например, на нефтеперерабатывающих заводах или электростанциях. (*Данный проект прекращён в 2019 году.)

Перспективы использования дронов можно смело назвать колоссальными, но мы не видим пролетающие в небе эскадрильи БПЛА каждый день. Почему? По целому ряду причин, только часть из которых может быть устранена в ближайшее время. Условно эти причины можно разделить на несколько основных групп:

• Законодательство и контроль. В большинстве стран до сих пор не введены законодательные нормы, которые позволили бы владельцам дронов без особых проблем запускать их устройства в любом удобном месте, не опасаясь штрафов и судебного преследования. Связано это в первую очередь с тем, что реальных систем контроля за перемещением дронов существует крайне мало, а добраться БПЛА может практически куда угодно. Дроны могут, например, парализовать работу целого аэропорта, как произошло в 2018 году в лондонском Гатвике, когда неизвестные в течение двух суток выводили на взлётно-посадочные полосы группу БПЛА, не давая самолётам приземляться или взлетать. Интересно, что местные власти не смогли разобраться с проблемой существующими на тот момент методами, так как дроны использовали нестандартные частоты и просто заглушить сигнал от оператора или сбить их не удавалось.Чтобы избежать подобных ситуаций, во многих странах введена жёсткая процедура регулирования и регистрации БПЛА, что с одной стороны позволяет выявить нарушения закона, а с другой сильно тормозит развитие коммерческих дронов. Например, заявленная в 2016 году и уже описанная выше служба Amazon Prime Air до сих пор не введена в эксплуатацию из-за ограничений Федерального управления гражданской авиации. Более того, компании даже испытания своих дронов пришлось изначально проводить в более лояльных в этих вопорсах Канаде и в Великобритании. Решение данной проблемы — вопрос, скорее, времени, а не усилий отдельных компаний или правительств. Та же FAA постепенно ослабляет ограничения для БПЛА на территории США, а законодательства различных стран совершенствуются, чтобы пользователи и бизнес могли наслаждаться новыми технологиями (в рамках закона) без риска. Ещё один вариант, который поможет ускорить принятие более мягких законов, — это использование новых технологий, позволяющих лучше контролировать перемещение дронов и идентифицировать их для последующей «работы» с владельцами.
• Конструкция и материалы: дрон по определению не может быть бронированным и неуязвимым: такая машина будет либо совершенно неподъёмной, либо обойдётся конечному пользователю в сумму, за которую легко можно купить «обычное» пилотируемое средство. Поэтому создатели дронов постоянно балансируют между весом и прочностью, ценой и качеством. Чаще всего для в конструкции коммерческих дронов используется пластик, композитные материалы на основе углепластика, алюминий и литий-ионные батареи для питания пропеллеров и внутренних систем. Здесь бы самое время вспомнить дрон «Почты России», который обошёлся бюджету в миллион рублей и разбился во время тестового полёта, и задуматься, какие материалы применялись в его конструкции.Но если отбросить шутки, то проблемы надёжности дронов — вопрос эволюции технологий. Уже сейчас существуют дроны, которые намного лучше защищены от ударов и падений (в первую очередь от них страдают пропеллеры, которые делают из более мягких материалов, чтобы избежать травм пользователей). Также ведутся работы о замене самих двигателей и пропеллеров на более надёжные решения. Например, стартап Sentient Blue предлагает заменить их на гибрид миниатюрного турбореактивного двигателя на ископаемых видах топлива с высокой плотностью энергии и мотор-генератора, питающего большинство систем БПЛА. По данным разработчика такая система значительно повышает надёжность и одновременно позволяет резко повысить дальность автономных перелётов дронов.
• Автономность: одной из основных причин падения дронов (помимо аварий) можно назвать низкий уровень заряда батареи, который не позволяет своевременно вернуть «в гнездо» слишком далеко улетевший аппарат. Ограничения конструкции в данном случае почти те же, что и в предыдущем пункте, ведь бо́льшая ёмкость батареи почти всегда равна большему её весу. Значит, в корпус дрона поместится меньше полезных систем или конструкторам придётся увеличивать его габариты. И не факт, что такое увеличение не нивелирует все преимущества от роста ёмкости батареи. Это достаточно серьёзный ограничивающий фактор для развития дронов, потому что идей нового оборудования и сфер применения устройств традиционно больше, чем идей для новых источников питания.

Преимущества батарей SCiB​ для дронов, изображение: Toshiba

Как вариант многие компании предлагают отказаться от традиционных литий-ионных батарей и воспользоваться другими технологиями. Например, южнокорейская компания MetaVista в 2019 году провела испытания дрона с водородным двигателем, который смог продержаться в воздухе более 10 часов, что само по себе рекорд для отрасли.

А Toshiba в свою очередь развивает идеи батарей SCiB​ собственной разработки, применение которых позволит резко снизить количество отходов и влияние на экологию за счёт долгого времени службы, даёт возможность заряжать дроны намного быстрее и использовать их в условиях низких температур, которые крайне негативно влияют на ёмкость литий-ионных аккумуляторов.

Выводы и прогнозы

Общество всегда опасалось новых идей, но назвать дроны и БПЛА в целом чем-то новым уже не получается. В конце концов, появились они значительно больше века назад. Компании по всему миру активно заинтересованы в том, чтобы дроны продолжали летать, что можно заметить и по количеству новых стартапов, и по стабильному росту спроса на дроны в потребительском и коммерческом секторах — по прогнозам аналитиков этот рынок к 2025 году увеличится более чем вдвое по сравнению с 2020 годом (с 20,8 млрд до 51,97 млрд долларов США). Соответственно, решение большинства описанных в статье проблем — это только вопрос времени и совершенствования новых технологий.

Применение БПЛА

Военное применение БПЛА позволяет решать следующие задачи:

• Разведка.
• Нанесение ударов по целям.
• Перехват воздушных целей.
• Постановка радиопомех.
• Управление огнём и целеуказание.
• Ретрансляция сообщений и данных.
• Доставка грузов подразделениям.

БПЛА MQ-1 Predator («Хищник»)

Гражданское и коммерческое применение БПЛА также распространено. И как развлечение, и как средство доставки товаров, например, еды. Над последним только ведутся работы, и пока такой технологичный процесс не носит массовый характер. Помимо этого, дроны помогают снимать красивые кадры для видео роликов и фильмов.

Космические исследования при помощи БПЛА. Да, они также находят применение в исследованиях планет и их спутников, имеющих атмосферу.

Виды квадрокоптеров (БПЛА).

Действующее законодательство РФ делит квадрокоптеры в зависимости от их веса и назначения (ст. ст. 8, 33, 37 Воздушного кодекса РФ):

I. В зависимости от максимальная взлетная масса квадрокоптера:

Рис 1. Фото квадрокоптера до 150 грамм

Рис 2. Фото квадрокоптера от 150г до 30кг

Рис 3. Фото БПЛА от 30кг

На вторую и третью категорию распространяется действие специальных авиационных правил по использованию воздушного пространства.

II. По назначению:

• Гражданские БВС — используются в гражданских мирных целях и не содержат специальных «боевых» систем и вооружения;
• Военные БВС – имеют соответствующее оснащение и используются в боевых целях.

На беспилотные авиационные системы (БАС) распространяются положения ГОСТ Р 56122-2014, в котором установлены основные требования к сертификации, летной годности, станции внешнего пилота и т.п.

Таким образом, мы разобрались что такое квадрокоптер, как его квалифицировать в правовом поле, а также, какие виды квадрокоптеров существуют!

Беспилотные летательные аппараты

Время на прочтение
4 мин

Для начала немного мат. часть

Различают беспилотные летательные аппараты:

* беспилотные неуправляемые
* беспилотные автоматические
* беспилотные дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА)

Беспилотные летательные аппараты принято делить по таким взаимосвязанным параметрам, как масса, время, дальность и высота полёта. Выделяют следующие классы аппаратов:

* «микро» (условное название) массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра,
* «мини» — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3 — 5 километров,
* средние («миди») — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров,
* тяжёлые — с высотами полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.

Для определения координат и земной скорости современные БПЛА как правило используют спутниковые навигационные приёмники (GPS или ГЛОНАСС). Углы ориентации и перегрузки определяются с использованием гироскопов и акселерометров. Программное обеспечение пишется обычно на языках высокого уровня, таких так Си, Си++, Модула-2, Оберон SA или Ада95. В качестве аппаратного обеспечения как правило используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры формата PC/104, MicroPC. Также могут применяться операционные системы реального времени, такие как QNX, VME, VxWorks, XOberon.

И хотелось бы рассмотреть три аналогичных тяжелые ДПЛА X-45, nEUROn и МиГ «Скат»

X-45 — многоцелевой БПЛА. Первый полет выполнил в 2002 году. В ходе первого вылета продолжительностью 14 минут была достигнута высота 2500 м и скорость 360 км в час. X-45A взлетел с авиабазы ВВС США Эдвардс (Калифорния) и приземлился в исследовательском центре НАСА Драйден. Построены две модели Х-45А. Последние полёты этих аппаратов были осуществлены в 2005 году, после которых БПЛА были переданы в музеи.

Пентагон планирует использовать системы, созданные на базе X-45, для решения двух задач:

* подавление системы противовоздушной обороны (как говорят в США, задача первого дня войны);
* нанесение ударов по целям, прикрытым сильной ПВО.

В обоих случаях планируется использовать беспилотники для немедленных действий на удаленных ТВД (заданное время развертывания системы на любом аэродроме планеты — 32 часа, готовность к взлету после переброски — 75 минут). Разрабатывается в двух основных модификациях Х-45С и Х-47В.

* Размах крыла 10.3 м
* Длина 8.08 м
* Масса 3630 кг (пустой), 5528 (максимальная )
* Двигатель Honeywell F124-GA-100 турбинный, либо GE F404-GE-102D турбинный (в зависимости от модификации)
* Максимальная скорость 890 и 1010 км/ч (в зависимости от модификации)
* Практическая дальность 2400 и 1,850км (в зависимости от модификации)
* Потолок 10,670 и 13,720 м (в зависимости от модификации)
* Грузоподъемность 2041кг
Вооружение: 2 x JDAM (905 кг) Joint Direct Attack Munition (JDAM) — комплект оборудования, который преобразует существующие свободнопадающие бомбы («тупые» бомбы, англ. «dumb bombs») во всепогодные корректируемые (англ. «smart») боеприпасы.

nEUROn (Dassault Aviation)

Французский проект постепенно перерос в общеевропейский и получил наименование Нейрон (nEUROn). К нему уже присоединились Швеция, Италия и Испания, решившие использовать собственный опыт по БЛА в интересах общего дела, а также Греция И Швейцария. Нейрон╩ выполняется по концепции, близкой к реализуемой на американских Х-45 и Х-47, но его взлетная масса пока оценивается в 6-8 т. Совсем недавно стало известно, что после прошлогодней потери опытного образца в Германии решено отказаться от дальнейшего развития программы ББЛА Барракуда, дебютировавшего в мае 2006 г. на авиасалоне в Берлине — теперь здесь рассматривают возможность присоединения к общеевропейской программе перспективного боевого беспилотника (скорее всего — к программе Нейрон).

* Размах крыла: 12,5 м
* Длина: 9,5 м
* Масса: 6000 кг
* Скорость 950

Перспективный тяжелый малозаметный боевой БЛА, предназначенный для уничтожения в условиях сильного противодействия зенитных средств противника заранее разведанных стационарных наземных целей, в первую очередь средств ПВО, а также уничтожение мобильных наземных и морских целей при ведении как автономных, так и групповых действии совместно с пилотируемыми летательными аппаратами. Взлет и посадка – по-самолетному. БЛА выполняется по малозаметной схеме «летающее крыло» без хвостового оперения.
* Размах крыла 11.50 м
* Длина 10.25 м
* Масса 8000 кг (пустой), 10000 (максимальная )
* Двигатель РД-5000Б тягой 5040 кгс
* Максимальная скорость 800 км/ч
* Практическая дальность 4000 км
* Потолок 12 км
* Грузоподъемность 2000 кг
Вооружение: две ракеты класса «воздух-поверхность» или противорадиолокационные ракеты (Х-31П); две корректируемые авиационные бомбы калибров 250 и 500 кг.
Х-31П Сверхзвуковая авиационная ракета с пассивной радиолокационной головкой самонаведения предназначена для уничтожения радиолокационных средств управления систем ПВО противника, в том числе РЛС зенитно-ракетных комплексов средней и большой дальности «Patriot», «Improved Hawk», «Nike Hercules» и др.

Серьёзные плюсы и минусы БПЛА (военное применение)

Главные преимущества БПЛА – отсутствие риска для жизни пилота, а также относительно низкая стоимость производства БПЛА.

Главный недостаток БПЛА – это уязвимость систем дистанционного управления. Управление беспилотниками может перехватываться, например, анти-дрон ружьями, которые относятся к средствам РЭБ.