Беспилотный вертолетный комплекс радиолокационно-оптического обнаружения межвидового применения | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 марта, печатный экземпляр отправим 10 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (347) январь 2021 г.

Дата публикации: 29.01.2021

Статья просмотрена: 40 раз

Библиографическое описание:

Мосиенко, С. А. Беспилотный вертолетный комплекс радиолокационно-оптического обнаружения межвидового применения / С. А. Мосиенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 5 (347). — С. 51-57. — URL: https://moluch.ru/archive/347/78125/ (дата обращения: 25.02.2021).



В статье приведена роль и место в системе вооружения перспективного беспилотного вертолетного комплекса радиолокационно-оптического обнаружения межвидового применения.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, радиолокационная станция, воздушная разведка, оптико-электронная аппаратура.

Всоответствии с прогнозом характера и содержания возможных вооруженных конфликтов и войн, изменением состава, численности группировок войск (сил) на театрах военных действий (ТВД), формами и способами ведения вооруженной борьбы, уровнем вооружения и военной техники (ВВТ) и направлениями его развития, боевые действия в современных условиях требуют высокой мобильности подразделений и частей, их тактической и оперативной самостоятельности.

Повышение маневренности и скоротечности ведения боевых операций определяет необходимость сокращения продолжительности ведения воздушной разведки (ВР) всех уровней и звеньев войск. Оно достигается не только за счёт совершенствования организации всех видов воздушной разведки, но и путём своевременного сбора, анализа, обобщения и передачи данных органам военного управления Минобороны России с использованием беспилотных вертолетных комплексов радиолокационно-оптического обнаружения (БпВК РЛОО).

  1. Роль и место БпВК РЛОО в системе вооружения

БпВТ РЛОО применяется в системе разведывательного обеспечения войск и является перспективным средством радиотехнической разведки подразделений разведки радиотехнических войск воздушно-космических сил (ВКС), перспективных соединений (воинских частей) артиллерийской разведки ракетных войск и артиллерии Сухопутных войск (СВ), соединений, частей и подразделений морской авиации флотов, частей морской пехоты, а также части особого и специального назначения, входящие в состав разведок флотов Военно-морского флота (ВМФ).

БпВТ РЛОО применяется в основном для действия в составе следующих войсковых формирований:

– радиотехнических постов комплексов средств автоматизации командных пунктов зенитных ракетных бригад (зрбр) окружного и армейского подчинения войск противовоздушной и противоракетной обороны (ПВО-ПРО) ВКС Вооруженных Сил (ВС) Российской Федерации (РФ);

– радиотехнических полков в составе соединений ПВО ВКС ВС РФ;

– артиллерийских разведгрупп входящих в состав артиллерийский частей ракетных войск и артиллерии (РВиА) СВ;

– радиотехнических соединений и частей ПВО СВ;

– радиотехнических подразделений ПВО флотов ВМФ;

– надводных кораблей и судов ВМФ;

– соединений, частей и подразделений морской авиации флотов ВМФ;

– береговых ракетно-артиллерийских войск ВМФ;

– частей морской пехоты ВМФ;

– части особого и специального назначения, входящие в состав разведок флотов.

  1. Целесообразность создания БпВТ РЛОО

2.1. Соответствие поставленной цели БпВТ РЛОО

Для решения проблемы обнаружения маловысотных средств воздушного нападения (СВН) ВКС ВС РФ используют авиационные [А-50, модернизируемый А-50У и вертолётный (на базе Ка-31)] комплексы дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО). Затраты на создание маловысотного радиолокационного поля (РЛП), реализуемого путем использования авиационных комплексов ДРЛО, функционирующих продолжительное время, оказываются неприемлемо большими. Поэтому в настоящее время ВКС ВС РФ сталкиваются с серьезной проблемой недостаточного оснащения авиационными комплексами ДРЛО на всех ТВД [1–4].

Необходимо также заметить, что согласно «Концепции развития воздушно-космической обороны Российской Федерации на период до 2030 года» основной направленностью работ по совершенствованию единой автоматизированной системы федеральной системы разведки и контроля воздушного пространства должно стать увеличение числа элементов единой радиолокационной системы (ЕРЛС) на всей территории РФ за счет наращивания боевого состава радиотехнических войск (РТВ) ВКС ВС РФ. Элементами ЕРЛС должны стать автоматические радиолокационные комплексы (АРЛК) предназначенные для разведки (наблюдения) воздушного пространства России [5]. В настоящее время АРЛК могут быть реализованы на базе БпВТ РЛОО наземного и корабельного базирования в соответствии с утвержденным «Планом наращивания радиолокационного поля разведки и контроля воздушного пространства Российской Федерации», утвержденным начальником Генерального штаба ВС РФ 20.12.2013 г. [5]. Развертывание группировок БпВТ РЛОО на территории России может стать одним из наиболее перспективных направлений развития РЛП, не требующего увеличения количества радиотехнических подразделений ПВО ВКС.

2.2. Практическая значимость БпВТ РЛОО

Практическая значимость БпВТ РЛОО вытекает из нижеприведенной задачи разведывательно-информационного обеспечения: предупреждение-оповещение; разведывательно-информационное обеспечение зенитных ракетных систем и комплексов ПВО ВКС и войсковой ПВО СВ; восстановление наземного РЛП; непрерывное сопровождение приоритетных воздушны, наземных и морских целей; целеуказание ракетно-артиллерийскому вооружению РВиА СВ и ВМФ; обнаружение и пеленгация радиотехнических и радиолокационных средств противника; видовая разведка в интересах разведывательных соединений и частей СВ. Бортовая радиолокационная станция (БРЛС) Н-035 “Ирбис” с фазированной антенной решеткой (ФАР) Х-диапазона, устанавливаемая на БпВТ РЛОО, способна работать в режиме радара синтезированной апертуры (РСА), позволяющем получать радиолокационные изображения наземных и морских целей независимо от метеорологических условий с детальностью, сравнимой с аэрофотоснимками. Применение режима РСА позволяет получать детализированные контрастные изображения наземных и морских объектов противника с разрешением до 1,5 метров и полосой захвата 6–8 км в условиях плотной облачности и недостаточной освещенности. При этом во время работы РСА БпВТ РЛОО не находится над объектом съемки, что в ряде случаев (к примеру, при воздушной разведке наземных объектов) существенно снижает риск его уничтожения средствами ПВО противника.

К тому же, согласно “Концепции создания научно-технического задела для перспективных вооружения и военной техники на период с 2016 по 2025 год”, при проведении НИР, обеспечившей анализ влияния взаимосвязанных факторов на эффективность боевого применения БпВТ РЛОО, были реализованы принципы создания научно-технического задела в части базовых технологий:

– направленность на перспективу — отработаны технические решения реализации перспективных БпВТ;

– типажность — создан типоряд авиационных узлов и агрегатов для БпВТ;

– комплексность — сокращен временной цикл создания БпВТ РЛОО за счет заблаговременно разработанных отдельных составных частей, модулей и блоков;

– высокий уровень готовности и реализуемости — низкий уровень доработки БРЛС, узлов и агрегатов для БпВТ;

– межвидовость — разработана единый БпВТ межвидового применения — рисунок 1.

2.3. Оценка стоимости жизненного цикла БпВТ РЛОО

Оценка стоимости жизненного цикла БпВТ РЛОО может быть проведена за счет расчета стоимости летного часа (ЛЧ). Заметим, что стоимость ЛЧ является интегральной характеристикой, которая демонстрирует экономическую эффективность авиатехники в течении всего жизненного цикла. Именно поэтому стоимость летного часа должна быть включена в технико-экономическое обоснование (ТЭО) любого проекта по разработке летательных аппаратов для Минобороны России.

Типы БпВТ для межвидового применения

Рис. 1. Типы БпВТ для межвидового применения

В [4] показано, что затраты на создание маловысотного РЛП, реализуемого путем использования авиационных комплексов AK ДРЛО А-50, функционирующих продолжительное время, оказываются неприемлемыми. Например, стоимость АК ДРЛО А-50 составляет не менее 180’000’000 долларов США [5] при высокой стоимости летного часа. В то же время, при сравнимых характеристиках дальности обнаружения СВН бортовой РЛС А-50, БпВТ РЛОО имеет стоимость в 20 раз ниже — не более 9’000’000 долларов США. При этом стоимость летного часа БпВТ РЛОО составляет не более 700 долларов США. Результаты работ по разработке БпВТ проведенных за рубежом на базе типовых пилотируемых вертолетов показал нецелесообразность использования этих аппаратов в качестве БпВТ. Основным препятствием является высокая стоимость ЛЧ. Так, стоимость ЛЧ комплекса БпВТ радиолокационно-оптического обзора MQ-8C Fire-X Военно-морских сил США, разработанного на базе пилотируемого вертолета Bell 407, составляет 1’100 долларов США, что в 1,5 больше, чем стоимость ЛЧ предлагаемого АО “ЦНИИ “ВОЛНА” к разработке БпВТ РЛОО.

Сравнительная стоимость летных часов пилотируемых вертолетов и БпВТ

Рис. 2. Сравнительная стоимость летных часов пилотируемых вертолетов и БпВТ

Анализ данных (рисунок 2) показывает, что модернизация пилотируемых вертолетов в БпВТ РЛОО — например, вертолета “Ансат”, выпускаемого АО “Вертолеты России” ГК “Ростех” — не приведет к уменьшению стоимости ЛЧ. Это обстоятельство существенно скажется на ТЭО при выборе летательного аппарата для БпВТ РЛОО и высокой стоимости жизненного цикла. Калькуляции ЛЧ пилотируемых вертолетов “Ансат”, MQ-8C Fire-X Bell-407 и перспективного БпВТ РЛОО были выполнены специалистами компании ООО «РАНАВИА», входящей в Aerospace Innovation Management (AIM) Group, на основании методик расчета летного часа АО “Вертолеты России”. Видно, что стоимость ЛЧ перспективного БпВТ РЛОО, предлагаемого к созданию АО “ЦНИИ “ВОЛНА”, в 1,5 раза меньше, чем пилотируемого вертолета “Ансат”. Попытки разработок БпВТ РЛОО на базе пилотируемого вертолета “Ансат” приведут к резкому возрастанию стоимости ЛЧ, которая через 10 лет эксплуатации составит 2’600 долларов США, а через 15 лет — 3’000 долларов США. Для решения типовых задач (рисунок 1), необходимы относительно недорогие вертолеты и БРЛС, в качестве которых можно использовать серийно выпускаемые для истребителей ВВС ВКС БРЛС типа Н-035 “Ирбис” или H-010 “Жук-А” (“Жук-АЭ”). Одним из основных требований, предъявляемых к БРЛС БпВТ РЛОО, является необходимость сопряжения БРЛС с действующими и перспективными бортовыми высокоскоростными широкополосными комплексами связи на борту БпВТ, а также интеграция БпВТ РЛОО в единое информационное пространство стационарных и подвижных командных пунктов окружного и армейского звена управления действующими наземными комплексами средств автоматизации. Всем перечисленным требованиям удовлетворяет БпВТ РЛОО.

Принцип обоснования облика БпВТ РЛОО [4]

Рис. 3. Принцип обоснования облика БпВТ РЛОО [4]

  1. Принцип обоснования облика БпВТ РЛОО

3.1. Обоснование выбора летательного аппарата

Принципы обоснования технического облика БпВТ РЛОО были представлены автором в [4] и приведены на рисунке 3. Оснащение современных и перспективных БпЛА бортовыми РЛС формирует требования по массогабаритным параметрам и определяет энергетику бортовых источников электропитания. Так, масса бортовой вертолетной РЛС «Арбалет» составляет 140 кг, масса РЛС управления вооружением «Барс-29» — 250 кг, самолетные РЛС типа «Жук» в зависимости от модификации имеют массу от 220 до 300 кг, масса БРЛС поколения «4++» «Ирбис-Э» превышает 480 кг. Среди отечественных РЛС наименьшими массогабаритными показателями обладают РЛС семейства «Копье», предназначенные для установки на легкие истребители типа МиГ-21–100 кг [3]. Для электропитания БРЛС на борту БпЛА необходимо иметь вспомогательную силовую установку (ВСУ) с генератором трехфазного переменного тока. Минимальный вес ВСУ с генератором переменного тока составляет более 100 кг. Таким образом, общий вес БРЛС Н-035 и ВСУ (с генератором) составит более 580 кг. Однако, максимальные взлетные массы тактических и оперативно-тактических БпЛА самолетного типа серьезно ограничены: например, максимальная взлетная масса БпЛА «Дозор-85» составляет 85 кг, БпЛА «Пчела» — 138 кг, БпЛА «Иркут» — 200 кг, БпЛА «Форпост» — 430 кг. При этом массы целевых нагрузок этих БпЛА составляют от 50 до 100 кг. В настоящее время в России разрабатываются и испытываются несколько комплексов тяжелых БпЛА — БпЛА типа “Орион” (АО «Компания «Кронштад», “Альтаир”, ОКБ им. Симонова) и БпЛА “Охотник” (ПАО «Комания «Сухой») [4], однако по ряду элементов эти работы пока не закончены.

Концептуальный облик БпВТ РЛОО межвидового применения

Рис. 4. Концептуальный облик БпВТ РЛОО межвидового применения

В связи с этим, очевидно наличие противоречия между ростом потребностей в оснащении современных и разрабатываемых БпЛА самолетного типа (БпЛА-СТ) радиолокационными системами и отсутствием аппаратуры, параметры которой соответствуют возможностям выпускаемых российскими предприятиями БпЛА [4]. Низкая грузоподъемность БпЛА самолетного типа не позволяет разместить на его борту не только бортовую РЛС, отвечающую требованиям ВКС, СВ и ВМФ, но и комплекс авиационного вооружения. Необходимо отметить, что использование БпЛА самолетного типа для СВ, ВМФ и ВДВ невозможно из-за отсутствия стационарной аэродромной сети в лесных и горных районах с потребной длиной взлетно-посадочной полосы.

Таблица 1

Основные технические характеристики БпВТ РЛОО

Характеристика

Единица измерения

Значение

БпВТ

Диапазон частот БРЛС

ГГц

X

Дальность обнаружения воздушной цели (ЭПР 3 м²)

км

400

Дальность обнаружения воздушной цели (ЭПР 0,01 м²)

км

90

Дальность обнаружения наземных (надводных) целей типа “авианосец”

км

400

Диапазон рабочих частот аппаратуры передачи радиолокационных данных (АПРЛ) “борт-земля”

МГц

УКВ

Дальность передачи радиолокационных данных АПРЛ “борт-земля”

км

300

Скорость передачи радиолокационных данных АПРЛ “борт-земля”

Мбит/с

35

Скорость псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ) АПРЛ

скачков/сек

500

Дальность связи аппаратуры связи и телеуправления (АСТ) связи “борт-земля”

км

300

Диапазон рабочих частот АСТ “борт — земля”

МГц

УКВ

Скорость ППРЧ АСТ “борт — земля”

скачков/сек

10’000

Мощность турбовального авиационного двигателя

кВт (л.с.)

180 (244)

Масса турбовального авиационного двигателя

кг

57

Расход топлива турбовального авиационного двигателя

кг/кВт/ч

0,495

Объем топливного бака БпВТ

л

330

Практический потолок БпВТ

м

3000

Максимальная дальность полета БпВТ

км

330

Максимальная скорость полета БпВТ

км/ч

160

Длина БпВТ

мм

7108

Высота БпВТ

мм

3350

Количество соосных несущих трехлопасных винтов БпВТ

шт

2

Диаметр соосных несущих трехлопасных винтов БпВТ

мм

7100

База шасси БпВТ

мм

2670

Масса БпВТ

кг

900

Полезная нагрузка при полном топливном баке БпВТ

кг

700

Полная масса БпВТ

кг

1600

Бортовое электропитание БпВТ

В

+27

Вспомогательная силовая установка

кВт

32

Электропитание БРЛС (переменное, трехфазовое)

В

200

Частота

Гц

400

Максимальное время полета

час

3

МПУ

Запас хода

км

1000

Максимальная скорость

км/ч

100

Защищенный автомобиль — в соответствии с требованиями приказа МО РФ № 483 от 1997 г. и № 2482 от 12.12.2011 г.

ед.

1

Из приведенных рассуждений можно заключить, что задача создания маловысотного РЛП, ведения воздушной и видовой разведки межвидового применения на различных ТВД может быть решена при помощи БпВТ РЛОО. Несмотря на актуальность решения этой задачи, опытно-конструкторские работы по разработке средств создания РЛП на базе БпВТ РЛОО до сих пор не проводились. Необходимо отметить, что все многолетние попытки предприятий ОПК России, направленные на разработку БпВТ РЛОО с полезной нагрузкой более 500 кг для ВС России, так и не увенчались успехом.

3.2. Концептуальный облик БпВТ РЛОО

Концептуальный облик БпВТ РЛОО был показан автором в работах [2–4]. БпВТ РЛОО (рисунок 4) содержит: носовую часть фюзеляжа (1); центральную часть фюзеляжа (2); хвостовую балку (3) и килевую балку (4), оснащенную боковыми килями (5); турбовальный двигатель (6), размещенный в центральной части фюзеляжа; систему из двух соосных винтов противоположного вращения, на каждом из которых смонтированы втулки несущих винтов (7); полозковое шасси (9). В носовой части фюзеляжа (1) установлен радиопрозрачный обтекатель (8) и комплекс бортового оборудования.

Организационно-техническую основу управления БпВТ РЛОО составляет система управления, представляющая собой совокупность функционально связанных между собой органов управления, мобильный (наземный) пункт управления (МПУ) и средства управления. МПУ, предназначенный для управления и приема данных от БпВТ РЛОО, содержит защищенный автомобиль — в соответствии с требованиями приказа МО РФ № 483 от 1997 г. и № 2482 от 12.12.2011, предназначенный для оперативного перемещения МПУ и защищенный кузов-контейнер, предназначенный для размещения комплекса системы автоматизированного управления и связи.

БпВТ был собран и прошел предварительные наземные и летные испытания в пилотируемом режиме. Испытания турбовального двигателя проводились в соответствии ОСТ.1.00210–76. Летные испытания вертолета включали в себя следующие элементы: полеты на привязи; руление на различных скоростях; полеты у земли; висение; развороты; полеты по прямой и по кругу.

Заключение

Средства бесплотной авиации неоднократно показывали свою высокую эффективность при ведении боевых операций на различных ТВД.

Пока научно-исследовательские организации Минобороны России только начинают научно-исследовательские работы (НИР) по обоснованию роли, места и целесообразности создания БпВТ РЛОО, военно-морские силы США уже имеют на вооружении БпВТ MQ-8C Fire-X на основе вертолёта Bell 407.

В этих условиях необходимо интенсифицировать процесс создания такой техники в России — автор неоднократно подчеркивал ([1–4]), что времени на проведение НИР по обоснованию технического облика, оценки технологических и финансовых рисков создания БпВТ в интересах ВС РФ не осталось. Но у российских производителей, исследователей, конструкторов есть заделы как по техническим решениям, так и по прорывным технологиям. Осталось только поддержать смелость разработчиков, готовых взяться за столь сложное и неизведанное дело, волевыми решениями органов военного и государственного управления России.

Литература:

1. Мосиенко С. А. Беспилотный авиационный комплекс дальнего радиолокационно-оптического обнаружения. — М., 2017. — 238 с.

2. Мосиенко С. А. Проблема ПВО ВКС ВС РФ: как сбивать группы боевых беспилотных летательных аппаратов // Молодой ученый, 2020. № 32 (322). С. 35–37.

3. Мосиенко С. А. Проблемы войск ПРО-ПВО ВКС РФ // Молодой ученый, 2020. № 31 (321). С. 23–26.

4. Мосиенко С. А. Технический облик авиационного зенитного ракетного комплекса на базе БпЛА вертолетного типа для войск ПВО ВКС РФ // Молодой ученый, 2020. № 31 (321). С. 26–31.

5. Остапенко Ю. А., Клименко А. С., Подворный О. П. Проблемы Федеральной системы разведки и контроля воздушного пространства Российской Федерации и пути их решения // Военная мысль, 2020. № 9. С. 65–69.

6. Бейлин М. В., Колодей О. П. Выбор системы дальнего радиолокационного обнаружения для вооруженных сил Украины // Системы обработки информации, 2015. Вып. 2 (42). C. 11–20.

Основные термины (генерируются автоматически): доллар США, воздушная разведка, ВС РФ, жизненный цикл, летный час, самолетный тип, часть, высокая стоимость, концептуальный облик, Российская Федерация.


Задать вопрос