Конвертопланы и гибридные дроны перестают быть экзотикой handsome_robot wrote in August 26th, 2015

Кроме мейнстримовых направлений создания БЛА - самолетного, вертолетного и мультикоптерного, есть несколько гибридных. Дроны-коневертопланы совмещают преимущества беспилотников самолетного типа и коптеров. Конструкция устройств позволяет отказаться от взлетной полосы, стартовой катапульты и парашюта для посадки, сохраняя возможность развивать высокую скорость и нести дополнительную нагрузку. Оставаясь нишевым, это направление постепенно набирает популярность у конструкторов БЛА во всем мире.

Беспилотный конвертоплан Eagle Eye.

Идея дронов-конвертопланов, иногда еще называемых тилтроторами (от англ. tilt - наклон), не нова. Первый беспилотный конвертоплан Eagle Eye разработала американская компания Bell совместно с Scaled Composites. В 1997 году прототип БЛА совершил первый полет. Скорость устройства составила 408 км/ч, потолок высоты - 6 км, а полезная нагрузка - более 450 кг. Несколько лет конвертопланы Eagle Eye использовала береговая охрана США. В настоящее время снят с вооружения.

Разработка израильской компании IAI Panther была представлена в октябре 2010 года и, по слухам, поступила на вооружение в 2011 году. Дроном управляют два оператора, максимальная дальность полета - 60 км, потолок высоты - 3 км, а продолжительность полета - около 6 часов. Устройство весит порядка 65 кг. Произведено порядка 25 таких аппаратов. Существует и 12-килограммовая мини-версия БПЛА, управляемая с переносного пульта. Посадка и взлет дронов не создают дополнительной сложности для оператора, так как осуществляются в автоматическом режиме. В 2012 году стартовал проект адаптации Panther к базированию на корветах типа SAAR-5.

Российский беспилотный разведывательный конвертоплан “Эра-50”.

Прототип отечественного БПЛА “Эра-100”, разработанный компанией Аэроксо демонстрировался на выставке “Комплексная безопасность” осенью 2013 года. Устройство способно развивать скорость до 230 км/ч, дальность полета составляет 120 км, время нахождения в воздухе - 1 час. Нормальная взлетная масса дрона - 18 кг, предельная - 24 кг.

Дрон Aerosense AS-DTO1-E внешне напоминает самолет. Беспилотник взлетает и садится вертикально, “по-вертолетному”, а для полета переводит двигатели в горизонтальное положение. Прототип способен нести порядка 10 кг полезного веса, продолжительность полета составляет до 2 часов, максимальная скорость - более 170 км/ч. Как ожидается, производство AS-DTO1-E стартует в начале 2016 года. Целевая аудитория проекта - корпоративные клиенты, которым требуется аэрофотосъемка и данные её обработки, автоматизация осмотра инфраструктуры, мониторинга посадок. Sony оснащает дронов камерами, сенсорами и прочими высокотехнологичными решениями, а ZMP занимаются автопилотом и производственными вопросами.

Южнокорейский тилтротор TR-60.

В Южной Корее разрабатывают тилтротор TR-60, способный развивать скорость до 500 км/ч - быстрее всех существующих аналогов. Задуманный для полетов на высоте более 10 км аппарат будет использоваться в разведке, поисково-спасательных операциях и для перевозки небольших грузов. Дрон может оставаться в воздухе порядка 6 часов. Стоимость проекта уже превысила $90 млн. Годовой прирост рынка дронов в Южной Корее составляет порядка 20%, а его объем, как ожидается, превысит $500 млн в 2020 году.

Специалисты NASA создали прототип 10-моторного тилтротора [ http://www.nasa.gov/aero/testing-electric-propulsion.html ], который успешно прошел полетные испытания. По словам разработчиков, тилтроторная конструкция намного эффективнее вертолетной с точки зрения аэродинамики. Ожидается, что дрон GL-10 найдет применение при доставки небольших грузов, составлении карт и мониторинге посевов. Обилие пропеллеров не смутит оператора - 4 винта на каждом крыле получают одинаковые команды с пульта, равно как и 2 хвостовых. Увеличенная версия аппарата может оснащаться салоном на 4 человек и использоваться как обычный конвертоплан.

Американский проект Aurora Excalibur оснащен одним подъемно-маршевым поворотным реактивным двигателем, подобным тому, который используют для вертикального взлета в самолетах Harrier. При взлете, турбине помогают три горизонтально расположенных пропеллера. Как ожидается, БЛА будет вооружен 4 ракетами “Hellfire” (для сравнения, один из самых знаменитых дронов самолетного типа Predator несет только две). Скорость дрона превысит 740 км/час - больше, чем у Predator (порядка 220 км/час) и Reaper (482 км/час).

Boeing Phantom Swift, участвующий в соревновании DARPA.

Агентство DARPA запустило соревнование производителей летательных аппаратов вертолетного типа с фиксированным крылом “VTOL X-Plane”. В декабре 2013 года появились первые участники - Sikorsky Aircraft (получил контракт на $14.4 млн), и Aurora Flight Sciences ($14 млн). Соревнование устанавливает ряд минимальных требований для участников программы - скорость их летательных аппаратов должна превышать 550км/ч, а вес полезного груза составлять не менее 40% от массы летательного аппаратов. Устройства должны обеспечивать более высокую эффективность полета, чем вертолеты. Проект с бюджетом в $130 млн продлится до 2018 года и завершится испытаниями концептов. Примечательно, что все разработки четырех основных участников программы - Sikorsky Aircraft, Aurora Flight Sciences, Boeing и Karem Aircraft, представлены дронами, хотя DARPA не ставило на этот счет никаких условий.

Концепт Lockheed Martin - грузовая система ARES.

Skunk works, отделение Lockheed Martin, разрабатывает транспортный модуль ARES (Aerial Reconfigurable Embedded System), воплощающий идеи конвертоплана. Как ожидается, БЛА сможет перемещать военные или гражданские грузы - возможно, даже автомобили!

Возможно, гибридные дроны и дроны-конвертопланы вдохнут новую жизнь в идею беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа, оптимизируя их летные качества и объединяя в себе лучшие стороны обеих механик - самолетной и вертолетной.

Беспилотный конвертоплан, разрабатываемый российским конструкторским бюро "ВР-технологии" (входящего в холдинг "Вертолеты России"), совершил первый полет. Воздушные испытания прошли в Москве на базе инновационного центра "Сколково". Об этом сообщает пресс-служба холдинга "Вертолеты России"

Проект перспективного многоцелевого беспилотного воздушного судна был представлен холдингом в августе 2015 года в рамках авиасалона МАКС. Его цель состоит в создании семейства высокоскоростных многоцелевых винтокрылых летательных аппаратов. Проект рассчитан на три этапа, включающих создание демонстрационных образцов и полноразмерной модели конвертоплана. Основная задача на первом этапе состоит в определении критических технологий и эффективности компоновочных схем, а также в поиске инновационных решений для дальнейшего создания целого семейства конвертопланов с различной максимальной взлетной массой.

"За это время мы добились значительных результатов и уже начали первый этап летных испытаний, - рассказывает генеральный директор "ВР-технологии" Александр Охонько.

По данным ТАСС, конвертоплан оснащается гибридной силовой установкой, которая, как планируется, позволит обеспечить скорости до 500 километров в час.

Отметим, что это не единственная разработка отечественных авиаконструкторов. В 2013 году московская компания "Новые технологии" представила на Дне инноваций Минобороны прототип конвертоплана длиной 1,3 метра. В средней части к фюзеляжу крепятся две пары метровых крыльев размахом около одного метра, причем переднее сдвинуто к нижней части фюзеляжа, а заднее - к верхней. Силовая установка БПЛА состоит из четырех электродвигателей. Взлетная масса беспилотника-конвертоплана равняется 18 килограммам. Аппарат, согласно заявленным данным, способен взлетать вертикально и, развернув моторы с винтами, разгоняться в горизонтальном полете до 234 километров в час.

Справка

Конвертопланы - это особый класс винтокрылой техники, выполненными по самолетной или вертолетной схеме. Эти воздушные машины дают возможность выполнять вертикальный взлет и посадку на ограниченных по размерам площадках и при этом перевозить пассажиров или грузы на большей скорости и на большее расстояние, чем традиционная вертолетная техника.

Тем временем, по данным интернет-портала defense-update.com, в Сингапуре на международной выставке "Singapore Airshow 2016", представлен беспилотный аппарат способный летать, а затем нырять под воду и продолжать движение на небольшой глубине.

Он уже успешно прошел начальные испытания в воздухе и под водой. Дрон приводится в движение электромотором и имеет три винта: один для движения по воздуху и два для подводного плавания. Заряда аккумулятора хватает на 15 минут полета на скорости 83 километра в час и трех часов движения под водой со скоростью три узла, то есть 5-6 километров в час. Масса дрона составляет 25 килограммов, а полезная нагрузка - три килограмма.

Необходимо отметить, что творение сингапурских инженеров не уникальны. Беспилотные летательные аппараты, способные летать и плавать, давно интересуют военные ведомства многих стран. К примеру, в ноябре прошлого года на YouTube появился ролик американского квадракоптера GTQ-Cormorant, способного взлетать из-под воды. Его создание финансирует управлением военно-морских исследований ВМС США.

Другой беспилотник Flimmer, созданный американскими учеными, умеет летать, плавать и нырять. Его задача - следить за подводными лодками. В полете беспилотник использует крылья, а при входе в воду они складываются и аппарат "отращивает" плавники. Под водой Flimmer движется подобно морской черепахе. Конечно, это не так быстро, но зато практически бесшумно и очень маневренно, что принципиально важно, когда преследуешь противника.

Аппарат может не только нырять, но и приземляться на поверхность воды, а также взлетать с нее. Прототипами для создания беспилотника Flimmer были выбраны морские птицы, в частности бакланы.

Кроме того, состоялась презентация "одноразовых" ударных беспилотных аппаратов, разработанных израильским авиационным концерном Israel Aerospace Industries.

Вниманию военных было предложено сразу три дрона: Rotem L, Harpy NG и Green Dragon. Создатели назвали свою линейку дронов-камикадзе "блуждающими боеприпасами", взрывающимися при контакте с целью.

Следует отметить, что идея использовать дроны-камикадзе появилась еще в 2011 году, когда армия США вооружилась одноразовыми гибридами крылатой ракеты и беспилотного летательного аппарата под названием Switchblade. Оснащенный электромотором дрон обладает всеми функциями разведывательных беспилотников. Он умеет летать как в режиме удаленного пилотирования, так и автономно. При обнаружении цели аппарат пикирует на нее, подрывая заложенный в корпус двухкилограммовый боезаряд.

Кстати

По данным зарубежных СМИ, дроны-камикадзе иранского производства активно применяются в Сирии правительственными войсками. Они представляют собой беспилотные летательные аппараты, которые приземляются в заданном месте и взрываются, как мина-ловушка. Зафиксировано не менее шести случаев их использования у города Мааррет-эн-Нууман, на западе Сирии.

А российская компания "Тайбер" представила комплекс "Геодезия-В" с беспилотным вертолетом автоматического взлета и посадки ТБ-29В, в рамках военно-научной конференции "Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации", которая прошла 10 февраля в военно-патриотическом парке культуры и отдыха Вооруженных Сил РФ "Патриот". Новое назначение, которое получил беспилотный вертолет - обнаружение и сопровождение дронов-нарушителей государственных границ.

Этот небольшой беспилотный вертолет оснащен многофункциональной видеоплатформой с камерами наблюдения различного спектра действия: термальной, дневной и ультрафиолетовой. Задача вертолета заключается в обнаружении цели, ее сопровождении, а также передаче на наземную станцию управления точных координат маршрута дрона-нарушителя.

В силу того, что беспилотный вертолет обладает широким диапазоном скоростей - от 0 км/час в момент зависания до максимально развитой скорости в 150 км/ч, летательный аппарат способен удерживать и сопровождать "незаконный" дрон на протяжении всего маршрута, даже находясь от него на расстоянии 1000 метров.

В состав вертолетного комплекса "Геодезия-В" входит беспилотный летательный аппарат ТБ-29В и командный модуль беспилотного воздушного комплекса. Максимальная взлетная масса вертолета - 19,6 кг, длина фюзеляжа - 1,6 метра, диаметр главного ротора - 1,865 метра.

Практическая дальность беспилотного вертолета составляет 540 км, точкой максимума статического потолка является высота 5000 метров, время полета - 6 часов с полезной нагрузкой 1 килограмм на высоте 1000 метров.

Далее о российском беспилотнике-конвертоплане RHV-35 представленном концерном «Вертолеты России». Его вес составляет 35 кг, он может подниматься на высоту до двух километров и нести полезную нагрузку до 6 кг. Дальность полёта беспилотника в автоматическом режиме составляет около 450 км. В движение дрон приводит гибридная силовая установка, позволяя разгоняться до 140 км/ч.

Сейчас в МАИ работают над снижением массы беспилотника и увеличением его грузоподъемности, но самое главное, схема аппарата уже утверждена и прошла испытания в лаборатории. «Птеродактиль» сможет находиться в воздухе значительно дольше, чем другие беспилотники, и нести большее количество аппаратуры за счет того, что не будет брать на борт аккумуляторы.

Еще одним достоинством привязной системы управления является полная защищенность от перехвата информации.

Другая особенность «Птеродактиля» заключается в том, что он сделан по схеме конвертоплана - летательного аппарата, воздушные винты которого могут поворачиваться вместе с крыльями. Подобная схема позволяет сочетать в одной машине достоинства самолета и вертолета. За счет этого дрон может развивать в воздухе достаточно высокую скорость, чтобы двигаться вместе с танком на полном ходу, при этом он способен подниматься в воздух с небольшой площадки, в том числе и непосредственно с корпуса танка.

Идея разведывательного беспилотного аппарата, управляемого по гибкому кабелю, не нова - впервые такое решение было реализовано в конце в 1960-х годов на западногерманском беспилотном экспериментальном вертолете Dornier Do-32K. Он управлялся по кабелю и по нему же получал топливо, - рассказывает «Известиям» военный эксперт Олег Желтоножко. - В настоящее время кабельный интерфейс используется на израильском коптере Hovermast, но он не применяется в составе боевой машины.

Как рассказывает Олег Желтоножко, систем, когда разведывательный дрон становится непосредственно частью боевой машины, пока не существует.

Использование легкого БПЛА, оснащенного тепловизором и радиолокационной системой в качестве внешней системы наблюдения, видится логичным решением именно для перспективной бронетехники, дальнобойность которой превосходит дальность видимости бортовых средств обнаружения, - говорит эксперт. - К примеру, основное орудие «Арматы» способно поражать цель на расстоянии 8 км, а дальность распознавания вражеского танка через визирный канал ограничивается 5 км. Кроме того, благодаря наличию «Птеродактиля» танк сможет вскрыть обстановку на поле боя, оставаясь в укрытии или спрятавшись за постройками или неровностями местности.

По мнению Желтоножко, оснащение бронетехники внешними системами наблюдения, способными обозревать местность хотя бы на расстоянии 10 км, обеспечит «Армате» неоспоримое преимущество перед любым из существующих противников.
Как идея вообще? Есть в ней потенциал? Почему не развивается в мире?

Главком ВКС России генерал-полковник Виктор Бондарев заявил, что в стране в интересах военных ведётся разработка конвертопланов и тяжёлых беспилотников. По словам генерала, в будущем беспилотники смогут встраиваться в единую систему управления, что позволит существенно снизить расходы на подготовку операторов этих летательных аппаратов.

«Беспилотная тематика развивается. Как бы то ни было, обучить лётчика дороже, чем поставить на самолет хороший автопилот. Если уже сейчас оператор может управлять одним-двумя беспилотниками, то со временем, с развитием наземной составляющей, он сможет управлять пятью, а то и десятью аппаратами, поэтому это будет ещё дешевле», — заявил Бондарев.

Кроме того, он отметил, что беспилотная авиация в будущем сможет решать стратегические ударные задачи благодаря своей малозаметности и большей боевой устойчивости по сравнению с пилотируемой авиацией.

Конвертопланами называются летательные аппараты, способные выполнять вертикальную посадку и взлёт, как вертолёты, без взлётно-посадочной полосы, и горизонтальный полёт, как обычные самолёты. На сегодняшний день самым распространённым типом конвертоплана является американский Bell V-22 Osprey. В горизонтальном полёте он может развивать скорость до 463 км/ч, а в вертикальном — до 185 км/ч. Osprey оснащён двумя двигателями Rolls-Royce T406. Это единственный конвертоплан, использующийся в военных целях.

Кандидат технических наук и независимый эксперт в авиационно-космической и оборонной отрасли Вадим Лукашевич в беседе с RT рассказал, что создание конвертоплана является полезной инициативой из-за высоких боевых показателей такого летательного аппарата. Однако эксперт напомнил, что создание Bell V-22 Osprey в США было сопряжено с большими трудностями.

«Конвертопланы на сегодняшний день состоят на вооружении только американской армии, являясь симбиозом самолёта и вертолёта. В обычном полёте это винтовой самолёт, который может производить вертикальный взлёт и посадку. По своим боевым возможностям этот аппарат находится где-то посередине между традиционным самолётом и вертолётом. Это очень хорошая машина. В Америке она создавалась очень долго, очень тяжело проходила испытания. Были серьёзные катастрофы, в которых погибло очень много людей. Это серьёзная инженерная задача, и если мы её решим — это будет очень хорошо», — пояснил эксперт.

Создание тяжёлых беспилотников для нужд ВКС России, по мнению Лукашевича, также является позитивной новостью.

«Тяжёлые беспилотники имеют большую массу, запас топлива, дальность полёта и нагрузку, будь то боевые или системы разведки. Это более гибкие аппараты с широкими возможностями. С точки зрения повышения обороноспособности наших ВКС это тоже позитивная информация», — отметил эксперт.

Лукашевич подчеркнул, что о сроках поступления в войска сейчас могут знать только сами военные, и никакой информации на эту тему в экспертном сообществе пока нет.

«В создании тяжёлого беспилотника для нашей авиации ничего сложного нет, а вот создание конвертоплана — это достаточно серьёзная и принципиально новая задача. У американцев была достаточно большая программа стоимостью около $70 млрд, которая находилась на грани закрытия из-за опасений, что такой аппарат является концептуально невозможным. В этом плане нам проще: теперь мы знаем, что эта задача решаема, а остальное покажет время», — заключил эксперт.

Холдинг «Вертолёты России» ранее сообщил, что представит посетителям и участникам авиасалона МАКС-2017 опытный образец экспериментального беспилотного конвертоплана VRT30.

«В этом перспективном конвертоплане планируется использовать новейшую технологию сверхпроводимости, разработанную компанией «СуперОкс», что позволит снизить массу силовой установки, агрегатов электрогенерирующей системы и систем электроснабжения», — подчеркнул глава холдинга Андрей Богинский.

Отмечается, что с конца 2018 года аппарат планируется отправить в серийное производство.

Широко эксплуатировать конвертопланы Osprey V-22 начали с середины 2000-х годов, поэтому вне экспертного сообщества к этим аппаратам всё ещё относятся с недоверием. Так, в 2013 году жители острова Окинава протестовали против размещения там конвертопланов Osprey, которые японские жители считают небезопасными. Тогда жители острова мотивировали протесты тем, что конвертопланы опасны для населения, потому что этот вид вооружений ещё не доказал свою надёжность. Население Окинавы опасалось, что американские самолёты нового типа могут упасть на жилые кварталы.

В 2012 году два Osprey разбились во Флориде и в Марокко. В 2014 году самолёт MV-22 Osprey вскоре после взлёта с палубы авианосца Makin Island начал терять высоту. Двое членов экипажа самолёта выпрыгнули из него, после чего пилот восстановил контроль над воздушным судном и сумел благополучно приземлиться на авианосец. Один из покинувших кабину самолёта был спасён, второй пропал без вести. В 2015 году конвертоплан с 22 людьми на борту совершил жёсткую посадку во время учений на базе ВВС США «Беллоуз» на Гавайях. Тогда погибли двое и пострадали 12 морских пехотинцев.